DE102019214842A1 - Holder for attaching a heat exchanger to a gearbox - Google Patents
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Abstract
Halter zur Befestigung eines Wärmeübertragers (40) an einem Getriebe (39), wobei das Getriebe (39) einen Ölkreislauf und der Halter (31) Strömungskanäle (32, 33, 35, 36, 37, 38) zur Führung mindestens eines Fluidstroms aufweist.Es wird vorgeschlagen, dass im Bereich mindestens eines Strömungskanals (32, 33, 35, 36, 37, 38) mindestens eine Zugangs- oder Anschlussstelle (34), insbesondere für Messzwecke angeordnet ist.Holder for fastening a heat exchanger (40) to a transmission (39), the transmission (39) having an oil circuit and the holder (31) having flow channels (32, 33, 35, 36, 37, 38) for guiding at least one fluid flow. It is proposed that in the area of at least one flow channel (32, 33, 35, 36, 37, 38) at least one access or connection point (34), in particular for measuring purposes, is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft einen Halter zur Befestigung eines Wärmeübertragers an einem Getriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
Durch die
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Halter funktionell zu erweitern und die Anordnung zu verbessern.One object of the invention is to functionally expand the holder and to improve the arrangement.
Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention comprises the features of the
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einem Halter zur Befestigung eines Wärmeübertragers an einem Getriebe vorgesehen, dass im Bereich mindestens eines Strömungskanals mindestens eine Zugangs- oder Anschlussstelle, die insbesondere Messzwecken dient, angeordnet ist. Der Halter, dessen primäre Funktion darin besteht, den Wärmeübertrager mechanisch am Getriebe zu befestigen und Fluidverbindungen in Form von Strömungskanälen zwischen dem Ölkreislauf des Getriebes und dem Wärmeübertrager herzustellen, wird erfindungsgemäß für eine weitere Funktion genutzt, nämlich um Messungen von verschiedenen Parametern durchzuführen. Dabei kann die Messung sowohl am Prüfstand, also vor Einbau des Getriebes im Fahrzeug als auch bei eingebautem Getriebe mit Halter erfolgen. Die am Halter angeordneten Strömungskanäle, die mindestens ein Fluid, insbesondere das Öl des Getriebeölkreislaufes führen, sind besonders geeignet, um hier eine Zugangs- oder Anschlussmöglichkeit zu schaffen. Die Herstellung ist gusstechnisch insofern vorteilhaft, weil aufgrund relativ geringer und gleichmäßiger Wandstärken des Halters eine geringe Neigung zur Lunkerbildung besteht. Damit ergibt sich beispielsweise die Möglichkeit, eine Messsonde oder einen speziellen Sensor in unmittelbarer Nähe des Fluids, insbesondere des Ölstromes zu platzieren. Damit besteht die Option, diverse Größen wie z. B. Druck, Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit, Durchsatz und Viskosität zu messen. Da mindestens zwei Strömungskanäle am Halter vorgesehen sind, beispielsweise der Zulauf und der Rücklauf zum Wärmeübertrager, können verschiedene oder mehrere Zugangs- oder Anschlussstellen vorgesehen werden. Zugangs- oder Anschlussstelle soll heißen, dass beispielsweise durch eine Bohrung, welche von außen nach innen durch die Wandung des Strömungskanals führt, ein Zugang zum Ölstrom oder zum Fluidstrom für die Positionierung eines Sensors geschaffen wird. Unter Anschlussstelle ist primär zu verstehen, dass in der Wandung eines Strömungskanals ein Fluidanschluss montiert werden kann, welcher zu einem externen, d. h. nicht direkt am Halter angeordneten Messgerät oder Sensor führt. Damit ist eine Überwachung (Monitoring) des Ölkreislaufes oder weiterer Fluidkreisläufe sowohl am Prüfstand für Prüfzwecke als auch im Betrieb des Kraftfahrzeuges zur laufenden Kontrolle möglich.According to a first aspect of the invention, in the case of a holder for fastening a heat exchanger to a transmission, at least one access or connection point, which is used in particular for measuring purposes, is arranged in the region of at least one flow channel. The holder, whose primary function is to mechanically fasten the heat exchanger to the transmission and to establish fluid connections in the form of flow channels between the oil circuit of the transmission and the heat exchanger, is used according to the invention for a further function, namely to carry out measurements of various parameters. The measurement can be carried out on the test bench, i.e. before the gearbox is installed in the vehicle, as well as with the gearbox installed with a holder. The flow channels arranged on the holder, which carry at least one fluid, in particular the oil of the transmission oil circuit, are particularly suitable for creating an access or connection option here. The production is advantageous in terms of casting because there is little tendency to form cavities due to the relatively small and uniform wall thicknesses of the holder. This makes it possible, for example, to place a measuring probe or a special sensor in the immediate vicinity of the fluid, in particular the oil flow. This gives you the option of using various sizes such as B. to measure pressure, temperature, flow rate, flow rate and viscosity. Since at least two flow channels are provided on the holder, for example the inlet and the return to the heat exchanger, different or more access or connection points can be provided. Access or connection point is intended to mean that, for example, through a bore that leads from the outside to the inside through the wall of the flow channel, access to the oil flow or to the fluid flow for the positioning of a sensor is created. The term connection point is primarily to be understood as meaning that a fluid connection can be mounted in the wall of a flow channel, which can be connected to an external, i. H. measuring device or sensor not arranged directly on the holder. This enables the oil circuit or other fluid circuits to be monitored both on the test bench for test purposes and in the operation of the motor vehicle for ongoing checks.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Getriebe ein Retarder zugeordnet, wobei der Ölkreislauf mindestens einen Getriebeölkreislauf und/oder mindestens einen Retarderölkreislauf umfasst. Unter Retarder ist hier eine hydrodynamische Bremse zu verstehen, welche insbesondere für Nutzfahrzeuge als Dauerbremse eingesetzt wird. Hydrodynamische Retarder beruhen auf dem Prinzip, dass kinetische und potenzielle Energie des Fahrzeuges durch Verwirbelung einer viskosen Flüssigkeit, insbesondere eines Hydrauliköls in Wärmeenergie umgewandelt wird, welche durch geeignete Kühlungsmaßnahmen abgeleitet wird. Der Retarder umfasst einen Rotor, welcher das Öl mitnimmt, und einen Stator, an welchem sich das Öl abstützt und somit eine Bremswirkung auf den Rotor erzeugt. Der Füllungsgrad des Retarders mit Öl bestimmt das Rotorbremsmoment. Ein derartiger Retarder wurde z. B. durch die
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden die Strömungskanäle Fluidverbindungen zwischen dem Ölkreislauf, welcher aus Getriebeölkreislauf und Retarderölkreislauf bestehen kann, und dem Wärmeübertrager. Die Strömungskanäle bilden somit eine Brücke zwischen dem Getriebegehäuse und dem Wärmeübertrager, in welchem das Öl gekühlt wird.According to a further preferred embodiment, the flow channels form fluid connections between the oil circuit, which can consist of the transmission oil circuit and the retarder oil circuit, and the heat exchanger. The flow channels thus form a bridge between the transmission housing and the heat exchanger, in which the oil is cooled.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wärmeübertrager mit einem Kühlkreislauf, vorzugsweise mit dem Kühlkreislauf für die Kühlung eines Verbrennungsmotors verbunden; der Wärmeübertrager wird somit sekundärseitig von einem Kühlmittel, dem Kühlmittel des Motorkühlkreislaufes beaufschlagt. Primärseitig wird der Wärmeübertrager mindestens von einem Ölkreislauf beaufschlagt. Der Wärmeübertrager ist somit mindestens zweiflutig, vorzugsweise dreiflutig ausgebildet; möglich sind auch zwei, jeweils zweiflutig beaufschlagte Wärmeübertrager, einer für den Getriebeölkreislauf und einer für den Retarderölkreislauf.According to a further preferred embodiment, the heat exchanger is connected to a cooling circuit, preferably to the cooling circuit for cooling an internal combustion engine; the heat exchanger is thus acted upon on the secondary side by a coolant, the coolant of the engine cooling circuit. On the primary side, the heat exchanger is acted upon by at least one oil circuit. The heat exchanger is thus designed to be at least two-flow, preferably three-flow; It is also possible to have two heat exchangers, each with double flow, one for the transmission oil circuit and one for the retarder oil circuit.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Strömungskanäle zumindest teilweise in den Halter integriert, beispielsweise in den Halter eingeformt oder in einem Stück mit dem Halter gegossen. Die Strömungskanäle sind somit von außen zugänglich und für die Anordnung von erfindungsgemäßen Anschluss- oder Zugangsstellen geeignet.According to a further preferred embodiment, the flow channels are at least partially integrated into the holder, for example molded into the holder or cast in one piece with the holder. The flow channels are thus accessible from the outside and are suitable for the arrangement of connection or access points according to the invention.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Zugangs- oder Anschlussstelle als Querbohrung ausgebildet, d. h. als eine Bohrung, welche quer zur Strömungsrichtung des Fluids im Strömungskanal angeordnet ist. In der Querbohrung können Sensoren verschiedenster Art angeordnet werden.According to a further preferred embodiment, the at least one access or connection point is designed as a transverse bore, i. H. as a bore which is arranged transversely to the direction of flow of the fluid in the flow channel. Various types of sensors can be arranged in the transverse bore.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in der mindestens einen Zugangsstelle ein Drucksensor zur Messung des Öldrucks in dem mindestens einen Strömungskanal angeordnet. Alternativ kann die Anschlussstelle mit einem externen Drucksensor oder einer Druckmesseinrichtung verbunden werden, d. h. durch eine geeignete Fluidverbindung. Der Drucksensor ist bevorzugt im Rücklauf des Retarderölkreislaufes angeordnet, weil damit die Funktion von weiteren Komponenten im Ölkreislauf, z. B. von Ventilen zwischen Wandler und Retarder überprüft werden können.According to a further preferred embodiment, a pressure sensor for measuring the oil pressure in the at least one flow channel is arranged in the at least one access point. Alternatively, the connection point can be connected to an external pressure sensor or a pressure measuring device, i. H. by a suitable fluid connection. The pressure sensor is preferably arranged in the return of the retarder oil circuit because it allows the function of other components in the oil circuit, e.g. B. can be checked by valves between the converter and retarder.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in der Zugangsstelle ein Temperatursensor angeordnet, welcher die Temperatur des Ölstromes in dem Strömungskanal misst. Alternativ ist die Anschlussstelle mit einem externen Temperatursensor oder einer Temperaturmesseinrichtung verbunden. Damit kann die Temperatur eines Fluidstromes, z. B. des Öl- und/oder des Kühlmittelstromes gemessen werden, wobei hier auch zwei Temperatursensoren, einer am Zulauf und einer am Rücklauf des Wärmeübertragers, vorteilhaft sind, um die Temperaturdifferenz zu erhalten.According to a further preferred embodiment, a temperature sensor is arranged in the access point, which measures the temperature of the oil flow in the flow channel. Alternatively, the connection point is connected to an external temperature sensor or a temperature measuring device. This allows the temperature of a fluid stream, e.g. B. the oil and / or the coolant flow can be measured, with two temperature sensors, one at the inlet and one at the return of the heat exchanger, are advantageous in order to obtain the temperature difference.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in der mindestens einen Zugangsstelle ein Viskositätssensor zur Messung der Viskosität des Ölstromes angeordnet. Alternativ kann die mindestens eine Anschlussstelle mit einem externen Viskosimeter, d. h. einem Messgerät zur Messung der Viskosität des Öls verbunden werden. Damit ist eine Überwachung der Viskosität des Getriebeöls, insbesondere bei im Fahrzeug eingebautem Getriebe möglich, was Rückschlüsse auf die Alterung des Öls zulässt. Damit kann auch der Zeitpunkt für einen Ölwechsel näher bestimmt werden.According to a further preferred embodiment, a viscosity sensor for measuring the viscosity of the oil flow is arranged in the at least one access point. Alternatively, the at least one connection point with an external viscometer, i. H. connected to a measuring device for measuring the viscosity of the oil. This enables the viscosity of the transmission oil to be monitored, especially when the transmission is installed in the vehicle, which allows conclusions to be drawn about the aging of the oil. This also allows the time for an oil change to be determined more precisely.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der mindestens einen Zugangs- oder Anschlussstelle eine Ventileinrichtung angeordnet sein, beispielsweise ein Rückschlagventil, welches beim Einführen einer Messsonde oder eines Sensor öffnet und den Zugang freigibt.According to a further preferred embodiment, a valve device can be arranged in the at least one access or connection point, for example a check valve, which opens and enables access when a measuring probe or a sensor is inserted.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Halter zweiteilig ausgebildet und umfasst zwei Halterteile, die bevorzugt seitlich am Wärmeübertrager angeordnet sind und/oder diesen an dessen Oberseite und/oder dessen Seiten umfassen. Als Vorteile ergeben sich für den zweiteiligen Halter ein geringerer Materialverbrauch und ein geringeres Gewicht. Darüber hinaus lässt sich der zweiteilige Halter einfacher an verschiedene Wärmeübertragerabmessungen anpassen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass durch die möglichen unterschiedlichen Materialausbildungen (z. B. Edelstahl für den Wärmeübertrager und eine Aluminiumlegierung für die Halterteile) verhindert wird, dass es zu einem Rutschen zwischen Halter und Wärmeübertrager kommt, welches durch die unterschiedlichen, thermisch bedingten Ausdehnungen, speziell im Retarderbetrieb, bei dem sehr heißes Öl durch die Strömungskanäle geführt wird, entstehen kann.According to a further preferred embodiment, the holder is designed in two parts and comprises two holder parts, which are preferably arranged laterally on the heat exchanger and / or enclose it on its top and / or its sides. The advantages of the two-part holder are lower material consumption and lower weight. In addition, the two-part holder can be adapted more easily to different heat exchanger dimensions. Another advantage is that the possible different material configurations (e.g. stainless steel for the heat exchanger and an aluminum alloy for the holder parts) prevent slipping between the holder and the heat exchanger, which is caused by the different, thermally induced Expansions, especially in retarder operation, in which very hot oil is led through the flow channels, can occur.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einer Anordnung eines Getriebes und eines Wärmeübertragers, welcher über einen Halter am Getriebe befestigt ist, wobei das Getriebe mindestens einen Ölkreislauf, insbesondere einen Getriebeöl- und einen Retarderölkreislauf aufweist und wobei der Ölkreislauf über Strömungskanäle mit dem Wärmeübertrager verbunden ist, vorgesehen, dass der Halter wie oben beschrieben ausgebildet ist, d. h. mindestens eine Zugangs- oder Anschlussstelle, insbesondere für Messzwecke, kurz Messstelle genannt, im Bereich der Strömungskanäle aufweist. Bei dieser Anordnung ergibt sich der Vorteil, dass die Messstelle im Halter einfach herstellbar und für Prüfzwecke gut zugänglich ist. Darüber hinaus kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Messstellen angeordnet werden, beispielsweise im Zulauf und im Rücklauf des Wärmeübertragers, um die Temperaturdifferenz oder den Druckabfall am Wärmeübertrager zu bestimmen.According to a further aspect of the invention, in an arrangement of a transmission and a heat exchanger which is fastened to the transmission via a holder, the transmission has at least one oil circuit, in particular a transmission oil and a retarder oil circuit and wherein the oil circuit is connected to the heat exchanger via flow channels, it is provided that the holder is designed as described above, ie at least one access point or connection point, in particular for measuring purposes, called measuring point for short , in the area of the flow channels. This arrangement has the advantage that the measuring point in the holder is easy to manufacture and easily accessible for testing purposes. In addition, a large number of different measuring points can be arranged, for example in the inlet and the return of the heat exchanger, in order to determine the temperature difference or the pressure drop at the heat exchanger.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
-
1 einen erfindungsgemäßen Halter für einen Wärmeübertrager mit Strömungskanälen und einer Messstelle im Bereich eines Strömungskanals, -
1a einen Schnitt durch die Messstelle undden Strömungskanal gemäß 1 , -
2 eine weitere Ausführungsform des Halters mit weiteren Strömungskanälen, -
3 eine weitere Ausführungsform des Halters mit weiteren Messstellen, -
4 eine weitere Ausführungsform des Halters, befestigt an einem Getriebe, -
5 eine schematische Darstellung eines Getriebe- und eines Retarderölkreislaufes mit Getriebe, Retarder, Halter und Wärmeübertrager und -
6a ,6b eine weitere Ausführungsform des Halters, der zweiteilig ausgebildet ist.
-
1 a holder according to the invention for a heat exchanger with flow channels and a measuring point in the area of a flow channel, -
1a a section through the measuring point and the flow channel according to1 , -
2 another embodiment of the holder with additional flow channels, -
3 another embodiment of the holder with additional measuring points, -
4th another embodiment of the holder, attached to a gear, -
5 a schematic representation of a transmission and a retarder oil circuit with transmission, retarder, holder and heat exchanger and -
6a ,6b a further embodiment of the holder, which is formed in two parts.
Beispielsweise können der Öldruck im Strömungskanal
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Halterholder
- 1a1a
- AnschlussseiteConnection side
- 1b1b
- Unterseitebottom
- 1c1c
- AußenseiteOutside
- 22
- StrömungskanalFlow channel
- 33
- StrömungskanalFlow channel
- 3a3a
- StrömungsquerschnittFlow cross-section
- 44th
- Zugangs- oder Anschlussstelle (Messstelle)Access or connection point (measuring point)
- 55
- StufenbohrungStepped bore
- 66th
- Rückschlagventil check valve
- 1111
- Halterholder
- 1212th
- StrömungskanalFlow channel
- 1313th
- StrömungskanalFlow channel
- 1414th
- MessstelleMeasuring point
- 1515th
- weiterer Strömungskanalanother flow channel
- 1616
- weiterer Strömungskanalanother flow channel
- 1717th
- zusätzlicher Strömungskanaladditional flow channel
- 1919th
- zusätzlicher Strömungskanal additional flow channel
- 2121
- Halterholder
- 2222nd
- StrömungskanalFlow channel
- 2323
- StrömungskanalFlow channel
- 2424
- MessstelleMeasuring point
- 2525th
- weiterer Strömungskanalanother flow channel
- 2626th
- weiterer Strömungskanalanother flow channel
- 2727
- zusätzlicher Strömungskanaladditional flow channel
- 2828
- zusätzlicher Strömungskanaladditional flow channel
- 2929
- weitere Messstellefurther measuring point
- 3030th
- weitere Messstellefurther measuring point
- 3131
- Halterholder
- 3232
- StrömungskanalFlow channel
- 3333
- StrömungskanalFlow channel
- 3434
- MessstelleMeasuring point
- 3535
- weiterer Strömungskanalanother flow channel
- 3636
- weiterer Strömungskanalanother flow channel
- 3737
- zusätzlicher Strömungskanaladditional flow channel
- 3838
- zusätzlicher Strömungskanaladditional flow channel
- 3939
- Getriebetransmission
- 4040
- Wärmeübertrager Heat exchanger
- 4141
- Getriebetransmission
- 4242
- WandlerConverter
- 4343
- RetarderRetarder
- 4444
- Halterholder
- 4545
- WärmeübertragerHeat exchanger
- 4646
- GetriebeölkreislaufTransmission oil circuit
- 46a46a
- RücklaufRewind
- 46b46b
- Vorlaufleader
- 4747
- RetarderölkreislaufRetarder oil circuit
- 47a47a
- RücklaufRewind
- 47b47b
- Vorlaufleader
- 4848
- KühlkreislaufCooling circuit
- 48a48a
- ZulaufIntake
- 48b48b
- RücklaufRewind
- 4949
- MessstelleMeasuring point
- 5050
- Halter (zweiteilig)Holder (two-part)
- 50a50a
- erstes Halterteilfirst holder part
- 50b50b
- zweites Halterteilsecond holder part
- 5151
- WärmeübertragerHeat exchanger
- 5252
- Getriebetransmission
- 53a53a
- StrömungskanalFlow channel
- 53b53b
- StrömungskanalFlow channel
- 54a54a
- StrömungskanalFlow channel
- 54b54b
- StrömungskanalFlow channel
- 55a55a
- StrömungskanalFlow channel
- 55b55b
- StrömungskanalFlow channel
- 5656
- MessstelleMeasuring point
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Publications (1)
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Legal Events
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---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |