DE102021117390A1 - Working medium tank for a hydrodynamic retarder - Google Patents
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Abstract
Der vorgeschlagene hydrodynamische Retarder umfasst ein Gehäuse mit einem Tankgehäuseteil und einen Tankdeckel, zwischen denen ein umschlossener Tank gebildet wird, der mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, und einen Fluidbereich (3) umfasst. Weiterhin ist ein Tankentlüftungssystem, das einerseits eine Verbindung mit dem Fluidbereich und anderseits eine Verbindung mit der Umgebung aufweist, vorgesehen, wobei das Tankentlüftungssystem ein Labyrinth und ein Ventil umfasst, das in seiner Schließstellung die Verbindung zur Umgebung verschließt und in der Offenstellung die Verbindung zur Umgebung freigibt.Zur Verbesserung des Retarders wird vorgeschlagen, dass das Labyrinth des Tankentlüftungssystems mehrere Räume und/oder Kanäle innerhalb des vom Tankgehäuseteil und dem Tankdeckel umschlossenen Tanks umfasst, durch das ein Luft-Arbeitsmediumgemisch zur Abscheidung des Arbeitsmediumanteils leitbar ist, wobei Tropfkanäle vorgesehen sind, durch die das Tankentlüftungssystem mit dem Fluidbereich in Verbindung stehen, so dass Arbeitsmediumansammlungen aus dem Tankentlüftungssystem zurück in den Fluidbereich leitbar sind.The proposed hydrodynamic retarder comprises a housing with a tank housing part and a tank cover, between which an enclosed tank is formed, which can be filled with a working medium and includes a fluid area (3). Furthermore, a tank ventilation system is provided, which on the one hand has a connection to the fluid area and on the other hand a connection to the environment, the tank ventilation system comprising a labyrinth and a valve which closes the connection to the environment in its closed position and the connection to the environment in the open position releases. To improve the retarder, it is proposed that the labyrinth of the tank ventilation system comprises several spaces and/or channels within the tank enclosed by the tank housing part and the tank cover, through which an air-working medium mixture can be routed to separate the working medium portion, with drip channels being provided through which are connected to the tank ventilation system with the fluid area, so that accumulations of working medium can be routed back into the fluid area from the tank ventilation system.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Arbeitsmediumtank für einen hydrodynamischen Retarder, im Einzelnen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to a working medium tank for a hydrodynamic retarder, in detail according to the preambles of the independent claims.
Hydrodynamische Retarder werden beispielsweise als verschleißfreie Bremsen in Kraftfahrzeugantriebssträngen eingesetzt, um das Kraftfahrzeug, insbesondere ein Lastkraftwagen, Bus oder Schienenfahrzeug, durch Drehmomentübertragung mittels eines hydrodynamischen Kreislaufes abzubremsen.Hydrodynamic retarders are used, for example, as wear-free brakes in motor vehicle drive trains, in order to brake the motor vehicle, in particular a truck, bus or rail vehicle, by transmitting torque using a hydrodynamic circuit.
Der Retarder umfasst einen von Rotor und Stator gebildeten torusförmigen Arbeitsraum, der über ein Kanalsystem an einen Arbeitsmediumkreislauf mit einem Arbeitsmediumtank angeschlossen ist. Die Entlüftung des Arbeitsraums erfolgt über ein Profilentlüftungssystem, überwelches mittels einer Verbindung zwischen dem Arbeitsraum und der Umgebung Luft freigebbar ist. Die im Nichtbremsbetrieb im Arbeitsraum vorhandene Luft wird über das Profilentlüftungssystem aus dem Arbeitsraum in die Umgebung geleitet, wenn der Retarder in den Bremsbetrieb geschaltet wird. Um zu verhindern, dass Arbeitsmedium, insbesondere Öl, mit in die Umgebung gelangt, sind ein Ölabscheider und ein Ventil vorgesehen.The retarder includes a toroidal working space formed by the rotor and stator, which is connected via a duct system to a working medium circuit with a working medium tank. The working area is ventilated via a profile ventilation system, via which air can be released by means of a connection between the working area and the environment. The air present in the working area in non-braking mode is routed out of the working area into the environment via the profile ventilation system when the retarder is switched to braking mode. An oil separator and a valve are provided to prevent the working medium, in particular oil, from getting into the environment.
Weiterhin ist ein Tankentlüftungssystem, über welches mittels einer Verbindung zwischen dem Arbeitsmediumtank und der Umgebung Luft freigebbar ist, vorgesehen. Über das Tankentlüftungssystem wird die Luft, die für die Schaltung des Retarders in den Bremsbetrieb in den Arbeitsmediumtank gefördert wird, wieder aus dem Tank in die Umgebung geleiten, wenn der Retarder zurück in den Nicht-Bremsbetrieb geschaltet wird. Um zu verhindern, dass Arbeitsmedium, insbesondere Öl, bei der Entlüftung des Arbeitsmediumtanks mit der Luft in die Umgebung gelangt, sind ein Ölabscheidersystem und ein Ventil vorgesehen.Furthermore, a tank ventilation system is provided, via which air can be released by means of a connection between the working medium tank and the environment. The air that is pumped into the working medium tank to switch the retarder to braking mode is conveyed back out of the tank to the environment via the tank ventilation system when the retarder is switched back to non-braking mode. An oil separator system and a valve are provided to prevent the working medium, in particular oil, from getting into the environment with the air when the working medium tank is vented.
Beide Entlüftungssysteme sind beispielsweise aus der
Der erlaubte Ölauswurf von modernen Retardern ist derart reduziert worden, dass die bekannten Vorkehrungen zur Reduzierung des Ölauswurfs beim Entlüften des Arbeitsmediumtanks nicht mehr ausreichend sind.The permitted oil ejection of modern retarders has been reduced in such a way that the known precautions for reducing the oil ejection when venting the working medium tank are no longer sufficient.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Arbeitsmediumtank für einen hydrodynamischen Retarder vorzuschlagen, der einen geringeren Ölauswurf gewährleistet.The object of the invention is to propose a working medium tank for a hydrodynamic retarder that ensures less oil ejection.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by an embodiment corresponding to independent claim 1 . Further advantageous embodiments of the present invention can be found in the dependent claims.
Der vorgeschlagene hydrodynamische Retarder umfasst ein Gehäuse mit einem Tankgehäuseteil und einen Tankdeckel, zwischen denen ein umschlossener Tank gebildet wird, der mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, und einen Fluidbereich (3) umfasst. Weiterhin ist ein Tankentlüftungssystem, das einerseits eine Verbindung mit dem Fluidbereich und anderseits eine Verbindung mit der Umgebung aufweist, vorgesehen, wobei das Tankentlüftungssystem ein Labyrinth und ein Ventil umfasst, das in seiner Schließstellung die Verbindung zur Umgebung verschließt und in der Offenstellung die Verbindung zur Umgebung freigibt.The proposed hydrodynamic retarder comprises a housing with a tank housing part and a tank cover, between which an enclosed tank is formed, which can be filled with a working medium and includes a fluid area (3). Furthermore, a tank ventilation system is provided, which on the one hand has a connection to the fluid area and on the other hand a connection to the environment, the tank ventilation system comprising a labyrinth and a valve which closes the connection to the environment in its closed position and the connection to the environment in the open position releases.
Zur Verbesserung des Retarders wird vorgeschlagen, dass das Labyrinth des Tankentlüftungssystems mehrere Räume und/oder Kanäle innerhalb des vom Tankgehäuseteil und dem Tankdeckel umschlossenen Tanks umfasst, durch das ein Luft-Arbeitsmediumgemisch zur Abscheidung des Arbeitsmediumanteils leitbar ist, wobei Tropfkanäle vorgesehen sind, durch die das Tankentlüftungssystem mit dem Fluidbereich in Verbindung stehen, so dass Arbeitsmediumansammlungen aus dem Tankentlüftungssystem zurück in den Fluidbereich leitbar sind.In order to improve the retarder, it is proposed that the labyrinth of the tank ventilation system comprises several spaces and/or channels within the tank enclosed by the tank housing part and the tank cover, through which a mixture of air and working medium can be routed to separate the working medium portion, with drip channels being provided through which the Tank ventilation system are connected to the fluid area, so that working medium accumulations from the tank ventilation system can be routed back into the fluid area.
Tropfkanäle im Sinne der Erfindung sind Kanäle an einer Arbeitsmediumsammelstelle, die einen Querschnitt aufweisen, der groß genug ist, dass das Arbeitsmedium, z.B. Öl, durch diese hindurchtropfen kann.Drip ducts within the meaning of the invention are ducts at a working medium collection point that have a cross section that is large enough for the working medium, e.g. oil, to drip through them.
Weiterhin kann zwischen dem Tankgehäuseteil und dem Tankdeckel ein Trennelement angeordnet sein, durch das einzelne Räume und/oder Kanäle des Labyrinths entweder zwischen Tankgehäuseteil und Trennebene oder zwischen Tankdeckel und Trennebene angeordnet sind.Furthermore, a separating element can be arranged between the tank housing part and the tank cover, through which individual spaces and/or channels of the labyrinth are arranged either between the tank housing part and the parting line or between the tank cap and the parting line.
In einer bevorzugten Ausführung kann das Trennelement Dichtungsbereiche aufweisen, mittels denen der Tank gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. Die Dichtung kann als Sickendichtung ausgeführt sein, die Bereiche aufweist, durch die der Tank in unterschiedliche Bereiche aufteilbar ist, so dass ein verbesserter Aufbau des Labyrinths ermöglicht wird.In a preferred embodiment, the separating element can have sealing areas, by means of which the tank is sealed off from the environment. The seal can be designed as a bead seal, which has areas through which the tank can be divided into different areas, so that an improved structure of the labyrinth is made possible.
Vorzugsweise ist das Tankentlüftungssystem im Tank oberhalb des Fluidbereichs angeordnet, wobei zwischen Fluidbereich und Labyrinth ein Entschäumungsraum vorgesehen sein kann, der zum Fluidbereich hin mittels eines Stegs mit einem Kammdurchgang 11a abgegrenzt ist. Ein Steg im Sinne der Erfindung kann auch eine Rippe des Gussteils sein, wobei der Kammdurchgang mehrere Öffnungen aufweist, durch die Arbeitsmedium, z.B. Öl, hindurchgelangen kann und Öl-Luft-Blasen weitgehend zum Platzen gebracht werden.The tank venting system is preferably arranged in the tank above the fluid area, wherein a defoaming space can be provided between the fluid area and the labyrinth, which is delimited from the fluid area by a web with a
Weiterhin kann zwischen Entschäumungsraum und Labyrinth ein zweiter Steg mit einem zweiten Kammdurchgang vorgesehen sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der zweite Kammdurchgang Durchgänge aufweist, die 50% bis 80% kleiner sind als die Durchgänge des ersten Kammdurchgangs. So werden auch kleinere Öl-Luft-Blasen weitgehend zum Platzen gebracht.Furthermore, a second web with a second comb passage can be provided between the defoaming chamber and the labyrinth. It is advantageous if the second comb passage has passages that are 50% to 80% smaller than the passages of the first comb passage. In this way, even smaller oil-air bubbles are largely burst.
Ein vorteilhafter Aufbau des Labyrinths umfasst einen unteren und einen oberen Kammerraum, die im Tankgehäuseteil angeordnet sind und über einen Verbindungskanal, einen ersten Durchgangskanal durch das Trennelement, in den Tankdeckel und von dort über einen zweiten Verbindungskanal mit einem Spiralkanal im Tankdeckel verbunden sind.An advantageous structure of the labyrinth comprises a lower and an upper chamber space, which are arranged in the tank housing part and are connected via a connecting channel, a first passage channel through the separating element, into the tank cap and from there via a second connecting channel with a spiral channel in the tank cap.
Weiterhin kann vom Zentrum des Spiralkanals ein zweiter Durchgangskanal durch die Trennebene zurück in das Tankgehäuseteil führen und der zweite Durchgangskanal kann über einen im Tankgehäuseteil angeordneten zweiten Überführungskanal und einen Ventilanschlusskanal mit einem Eingang des Ventils verbunden sein.Furthermore, a second through-channel can lead from the center of the spiral channel through the parting plane back into the tank housing part and the second through-channel can be connected to an inlet of the valve via a second transfer channel arranged in the tank housing part and a valve connection channel.
Bevor die entölte Luft in die Umwelt gelangt kann noch eine Auslasskammer mit einem Ventilausgang des Ventils verbunden sein, wobei die Auslasskammer ein Bereich sein kann, der von dem Tankgehäuseteil und dem Tankdeckel gebildet wird, der eine Austrittsöffnung zur Verbindung mit der Umgebung aufweist, wobei die Auslasskammer über das Ventil und das Labyrinth mit dem Fluidbereich verbindbar ist.Before the de-oiled air gets into the environment, an outlet chamber can be connected to a valve outlet of the valve, wherein the outlet chamber can be an area that is formed by the tank housing part and the tank cover, which has an outlet opening for connection to the environment, the Outlet chamber can be connected to the fluid area via the valve and the labyrinth.
Die Auslasskammer wirkt als Schalldämpfer bzw. kann zusätzliche Elemente in den Auslassöffnungen aufweisen, die ein schnelles Entlüften ermöglichen ohne dass ein übermäßiges Störgeräusch entsteht.The outlet chamber acts as a silencer or can have additional elements in the outlet openings that enable rapid venting without excessive noise.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
-
1 Zeigt den Retarder im Schnitt längs der Rotorachse -
2 Schnitt A-A - Tank im Schnitt durch Kammerebene -
3 Schnitt B-B - Tank im Schnitt durch Kammebene -
4 Schnitt C-C - Tank im Schnitt durch Steigkanaldeckel -
5 Schnitt D-D - Dichtungsebene -
6 Schnitt E-E - Draufsicht mit erstem Dichtungsdurchgang und Ausganskammer -
7 Schnitt F-F - Tankdeckel im Schnitt durch Spirale -
8 Schnitt G-G - Draufsicht mit zweitem Dichtungsdurchgang und Ausgangskammer -
9 Schnitt H-H - Draufsicht Auslasskanal
-
1 Shows the retarder in section along the rotor axis -
2 Section AA - Tank section through chamber plane -
3 Section BB - Tank section through ridge plane -
4 Section CC - Tank section through riser channel cover -
5 Section DD - sealing plane -
6 Section EE - Top view showing first seal passage and exit chamber -
7 Section FF - Gas cap section through spiral -
8th Section GG - top view with second sealing passage and exit chamber -
9 Section HH - Top view of exhaust port
Alle Figuren zeigen Schnittdarstellungen durch einen Retarder. Um die Darstellung zu vereinfachen, wurde auf die Schraffur der geschnittenen Bauteilbereiche verzichtet. Die Reihenfolge der einzelnen Schnittdarstellungen erlaubt die Darstellung des Strömungsverlaufs der Luft, wenn der Retarder vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb geschaltet wird.All figures show sectional views through a retarder. In order to simplify the representation, the cut component areas were not hatched. The sequence of the individual sectional views allows the flow of the air to be shown when the retarder is switched from braking mode to non-braking mode.
Die Lage der Schnitte in Längsrichtung des Retarders 1 sind alle aus
Im Nicht-Bremsbetrieb wird im Fluidbereich 3 das Arbeitsmedium bevorratet. Der von den Teilen 6, 7 und 8 umschlossene Tank 23 ist über einen geregelten Druckluftanschluss mit Druckluft beaufschlagbar, so dass das Öl bzw. das Arbeitsmedium in den Arbeitsraum 4 des Retarders gefördert wird, wodurch der Retarder 1 in den Bremsbetrieb geschaltet wird.In the non-braking mode, the working medium is stored in the
Für die Erfindung wird in der weiteren Beschreibung nur betrachtet, was passiert, wenn der Retarder 1 zurück in den Nicht-Bremsbetrieb geschaltet wird und das Öl durch die Pumpwirkung des Retarders 1 aus dem Arbeitsraum 4 zurück in den Fluidbereich 3 gepumpt wird. Bei diesem Arbeitsschritt muss die Druckluft aus dem Tank in die Umgebung entweichen können. Damit kein Öl in die Umgebung gelangt, ist ein Tankentlüftungssystem 5 vorgesehen, welches im Wesentlichen oberhalb des Fluidbereichs 3 angeordnet ist. Das Tankentlüftungssystem 5 besteht aus mehreren Kammern und /oder Kanälen. durch die die Druckluft in die Umgebung geleitet wird, wobei jede Kammer und/oder Kanalabschnitt derart ausgelegt ist, den Ölgehalt der Druckluft bzw. Abluft zu reduzieren.For the invention, the further description only considers what happens when the retarder 1 is switched back to non-braking operation and the oil is pumped out of the working
Erfindungswesentlich ist, dass jede Kammer und/oder jeder Kanalabschnitt des Tankentlüftungssystem 5 einen Verbindungkanal zum Fluidbereich 3 aufweist, über den abgeschiedenes Öl schwerkraftbedingt zurück in den Fluidbereich 3 fließen kann.It is essential to the invention that each chamber and/or each channel section of the
Die einzelnen Kammern und/oder Kanalabschnitte werden in den
Das Labyrinth 10 unterteilt sich in mehrere Abschnitte, die im Folgenden näher erläutert werden. Für den Labyrinthaufbau spielt die Dichtung 7 eine wesentliche Rolle, da einzelne Abschnitte des Labyrinths durch die Dichtung 7 begrenzt werden und durch die Dichtung 7 ein Wechsel zwischen den Abschnitten ermöglicht wird. Das Labyrinth 10 umfasst somit Bereiche, die nur im Tankgehäuseteil 6 oder nur im Tankdeckel 7 liegen, und weiterhin Durchgangskanäle 17, 18, die durch die Dichtung 7 Abschnitte im Tankgehäuseteil 6 mit Abschnitten im Tankdeckel 8 verbinden.The labyrinth 10 is divided into several sections, which are explained in more detail below. The
Beim Entlüften gelangt das Luft-Öl-Gemisch nach dem Kammdurchgang (Steg 11b) in den ersten Teil des Labyrinths 10, den unteren Kammerraum 12, der durch das Tankgehäuseteil 6 und Dichtung 7 begrenzt wird.During venting, the air-oil mixture passes through the comb (land 11b) into the first part of the labyrinth 10, the lower chamber space 12, which is delimited by the
Durch den Verbindungskanal 13 gelangt das Luft-Öl-Gemisch anschließend in den oberen Kammerraum 12b, der bis zum ersten Durchgangskanal 14 führt.The air-oil mixture then passes through the connecting
Durch den Schnitt C-C wird der Steigkanaldeckel 27 in der Ebene der Steigkanalentlüftung 28 geschnitten. Der Steigkanaldeckel 27 trennt den im Tankdeckel 8 positionierten Steigkanal 26 vom Tank 23. Die Steigkanalentlüftung 28 ist mit dem Steigkanal 26 nur über Öffnungen in der Dichtung 7, von der die obere in
Weiterhin sind aus
Die
Dabei skizziert
Vom Zentrum des Spiralkanals 16, siehe
Vom zweiten Überführungskanal 17 wird das Luftgemisch weiter in den Ventilanschlusskanal 19 geleitet, dessen Lage aus der Draufsicht
In der Entlüftungsstellung des Ventils 20 kann die Druckluft über das Tankentlüftungssystem 5 wieder aus dem Tank entweichen und über den Ventilauslasskanal 19 in die Auslasskammer 21 und von dort über Schalldämpfer oder Filterelemente 22 durch die Austrittsöffnungen 24 als entölte Luft in die Umgebung entweichen. Das Filterelement 22 kann ein Vlies umfassen, was die letzten Öl-Aerosole aus dem Luft-Arbeitsmedium-Gemisch filtert.In the ventilation position of the
In allen Skizzen sind weitere Details zu erkennen, auf die im Zusammenhang mit dieser Erfindung nicht eingegangen wird und die deshalb auch nicht näher erläutert werden. Bereiche oberhalb des Fluidbereichs 3, die im Tankgehäuseteil 6 oder im Tankdeckel 8 um das Entlüftungssystem 5 herum dargestellt sind, gehören zum Fluidbereich 3 und sind mit diesem über Ablauföffnungen verbunden, auch wenn die Ablauföffnungen nicht dargestellt sind.Further details can be seen in all sketches, which are not discussed in connection with this invention and which are therefore also not explained in more detail. Areas above the
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Retarderretarders
- 22
- Rotorachserotor axis
- 33
- Fluidbereichfluid area
- 44
- Arbeitsraumworking space
- 55
- Tankentlüftungssystemtank ventilation system
- 66
- Tankgehäuseteiltank housing part
- 77
- Dichtungpoetry
- 88th
- Tankdeckelgas cap
- 99
- Entschäumungsraumdefoaming room
- 1010
- Labyrinthlabyrinth
- 11a, b11a, b
- Steg mit KammdurchgangBridge with ridge passage
- 12a,b12a,b
- unterer/oberer Kammerraumlower/upper chamber space
- 1313
- Verbindungskanalconnecting channel
- 1414
- erster Durchgangskanalfirst through channel
- 1515
- erster Überführungskanalfirst transfer channel
- 1616
- Spiralkanalspiral canal
- 1717
- zweiter Durchgangskanalsecond through channel
- 1818
- zweiter Überführungskanalsecond transfer channel
- 1919
- Ventilanschlusskanalvalve connection channel
- 2020
- VentilValve
- 2121
- Auslasskammeroutlet chamber
- 2222
- Filterelementfilter element
- 2323
- Tanktank
- 2424
- Austrittsöffnungenexit openings
- 25a, b25a, b
- Stegweb
- 2626
- Steigkanalriser channel
- 2727
- Steigkanaldeckelriser channel cover
- 2828
- Steigkanalentlüftungriser vent
- 29 a,b,c..29a,b,c..
- Tropfkanaldrip channel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Legal Events
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R079 | Amendment of ipc main class |
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R016 | Response to examination communication |