DE102021120265B4 - Intake duct over pipe - Google Patents

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Abstract

Hydrodynamische Retarder (1) mit einem Arbeitsmediumkreislauf, aufweisend einen Betriebskreislauf und einen Nebenkreislauf, wobei der Betriebskreislauf einen von einem Stator und einem auf einer Rotorwelle (16) drehfest angeordneten Rotor gebildeten Arbeitsraum umfasst, der für einen Brems-Betrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist und für einen Nicht-Bremsbetrieb entleerbar ist, wobei der Nebenkreislauf eine Pumpe (6, 7, 8) umfasst, über die Arbeitsmedium aus einem von einem Gehäuse (3) und einem Gehäusedeckel (4) gebildeten Tank (5) in den Arbeitsraum pumpbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Pumpengehäuse (8), einen Pumpendeckel (6) und ein mit der Rotorwelle (16) drehfest gekoppeltes Pumpenrad (7) umfasst, wobei die Pumpe über einen im Gehäuse (3) integrierten Ansaugkanal (2) mit einer im Tank (5) angeordneten Ansaugzone (14) fluidleitend verbunden ist wobei der Ansaugkanal (2) ein Rohr ist, das durch den Tank verläuft, der vom Gehäuse (3) gebildet wird und wobei das Rohr (2) in den Pumpendeckel (6) einsetzbar ist, so dass eine Fluidleitung Verbindung zu einem Pumpenkanal (9) gebildet wird.Hydrodynamic retarder (1) with a working medium circuit, having an operating circuit and a secondary circuit, the operating circuit comprising a working chamber formed by a stator and a rotor which is non-rotatably arranged on a rotor shaft (16) and which can be filled with a working medium for braking operation and can be emptied for non-braking operation, the secondary circuit comprising a pump (6, 7, 8) via which the working medium can be pumped from a tank (5) formed by a housing (3) and a housing cover (4) into the working space, characterized in that the pump comprises a pump housing (8), a pump cover (6) and an impeller (7) non-rotatably coupled to the rotor shaft (16), the pump having an intake duct (2) integrated in the housing (3) with a is fluidly connected to the suction zone (14) arranged in the tank (5), the suction channel (2) being a tube which runs through the tank which is formed by the housing (3) and d The tube (2) can be inserted into the pump cover (6), so that a fluid line connection to a pump channel (9) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder mit einem Arbeitsmediumkreislauf, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.The invention relates to a hydrodynamic retarder with a working medium circuit, in detail according to the preamble of the independent claim.

Hydrodynamische Retarder werden beispielsweise als verschleißfreie Bremsen in Kraftfahrzeugantriebssträngen eingesetzt, um das Kraftfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, Bus oder Schienenfahrzeug, durch Drehmomentübertragung mittels eines hydrodynamischen Kreislaufes im Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders von einem beschaufelten Rotor auf einen beschaufelten Stator 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 torque transmission by means of a hydrodynamic circuit in the working chamber of the hydrodynamic retarder from a bladed rotor to a bladed stator.

Aus der WO 2014/ 170 417 A2 ist beispielsweise ein derartiger Retarder mit Arbeitsmediumkreislauf bekannt. Grundsätzlich gibt es zwei wesentliche Teilkreisläufe, die zum Arbeitsmediumkreislauf gehören.From the WO 2014/170 417 A2 such a retarder with a working medium circuit is known, for example. There are basically two main sub-cycles that belong to the working medium cycle.

Aus der DE 20 18 652 A ist ein weiterer Retarder mit einem Arbeitsmediumkreislauf bekannt der im Nebenkreislauf eine Pumpe aufweist. Weiterhin ist aus der DE 69 31 213 U ein Retarder bekannt.From the DE 20 18 652 A Another retarder with a working medium circuit is known which has a pump in the secondary circuit. Furthermore, from the DE 69 31 213 U known as a retarder.

Wobei der Betriebskreislauf für den Bremsbetrieb und der Nebenkreislauf für den Nicht-Bremsbetrieb ausgelegt sind. Im Bremsbetrieb, das heißt bei eingeschaltetem Retarder, ist der Arbeitsraum mit Arbeitsmedium gefüllt, welches sich durch die Flüssigkeitsreibung erhitzt. Die Pumpwirkung des Retarders sorgt dafür, dass das erhitzte Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum in den Arbeitsmediumkreislauf gepumpt wird. Mittels des Kühlers im Arbeitsmediumkreislauf erfolgt eine Rückkühlung des Arbeitsmediums, bevor es über den Zulaufkanal des Betriebskreislaufs zurück in den Arbeitsraum gepumpt wird.The operating circuit is designed for braking and the secondary circuit for non-braking. In braking operation, ie when the retarder is switched on, the working chamber is filled with working medium, which is heated up by the fluid friction. The pumping action of the retarder ensures that the heated working medium is pumped out of the working chamber into the working medium circuit. The working medium is re-cooled by means of the cooler in the working medium circuit before it is pumped back into the working chamber via the inlet channel of the operating circuit.

Im Nicht-Bremsbetrieb, das heißt bei ausgeschaltetem Retarder, ist der Arbeitsraum im Wesentlichen entleert, wobei immer ein geringes Arbeitsmediumvolumen im Arbeitsraum vorhanden sein muss, um die Leerlaufverluste zu reduzieren und eine Restkühlung zu ermöglichen. Über eine Pumpe im Nebenkreislauf wird das notwendige Arbeitsmedium aus dem Tank bzw. dem Arbeitsmediumvorratsbehälter in den Arbeitsraum gepumpt. Der Antrieb der Pumpe erfolgt über die Rotorwelle, die mit dem Antriebsstrang gekoppelt ist.In non-braking operation, ie when the retarder is switched off, the working space is essentially empty, with a small volume of working medium always having to be present in the working space in order to reduce the idling losses and allow residual cooling. The necessary working medium is pumped from the tank or the working medium reservoir into the working area via a pump in the secondary circuit. The pump is driven by the rotor shaft, which is coupled to the drive train.

Obwohl hydrodynamische Retarder in der Praxis in zahlreichen Ausführungsformen bekannt geworden sind, besteht ein fortwährender Bedarf, den hydrodynamischen Retarder kostengünstig herstellen zu können, wobei zugleich eine sichere Arbeitsweise gewährleistet sein muss. Eine solche sichere Arbeitsweise bedeutet auch, dass im Nichtbremsbetrieb des hydrodynamischen Retarders der Arbeitsraum zuverlässig vom Arbeitsmedium durchströmt wird. Das heißt ein vorgegebenes Restvolumen des Arbeitsmediums muss im Arbeitsraum sein, um die unerwünschte Erzeugung eines Bremsmomentes, das bei einem Kraftfahrzeug zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt, zu vermeiden.Although hydrodynamic retarders have become known in practice in numerous embodiments, there is a constant need to be able to produce the hydrodynamic retarder inexpensively, while at the same time safe operation must be ensured. Such a safe mode of operation also means that the working medium reliably flows through the working chamber when the hydrodynamic retarder is not in braking operation. This means that there must be a predetermined residual volume of the working medium in the working chamber in order to avoid the undesired generation of a braking torque, which leads to increased fuel consumption in a motor vehicle.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstig herstellbaren und insbesondere in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbaren hydrodynamischen Retarder vorzuschlagen.The present invention is based on the object of proposing a hydrodynamic retarder that can be produced inexpensively and, in particular, can be integrated into the drive train of a motor vehicle.

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.

Es wird ein hydrodynamischer Retarder mit einem Arbeitsmediumkreislauf, aufweisend einen Betriebskreislauf und einen Nebenkreislauf, vorgeschlagen. Der Betriebskreislauf umfasst einen von einem Stator und einem auf einer Rotorwelle drehfest angeordneten Rotor gebildeten Arbeitsraum, der für einen Brems-Betrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, um mittels einer Kreislaufströmung des Arbeitsmediums im Arbeitsraum ein Drehmoment vom Stator auf den Rotor zu übertragen. Für einen Nicht-Bremsbetrieb ist der Arbeitsraum entleerbar, um eine Drehmomentübertragung vom Stator auf den Rotor zu vermeiden. Der Nebenkreislauf umfasst eine Pumpe über die Arbeitsmedium aus einem von einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel gebildeten Tank in den Arbeitsraum pumpbar ist. A hydrodynamic retarder with a working medium circuit, having an operating circuit and a secondary circuit, is proposed. The operating circuit comprises a working chamber formed by a stator and a rotor which is arranged in a rotationally fixed manner on a rotor shaft and which can be filled with a working medium for braking operation in order to transmit torque from the stator to the rotor by means of a circulatory flow of the working medium in the working chamber. The working chamber can be emptied for non-braking operation in order to avoid torque transmission from the stator to the rotor. The secondary circuit includes a pump via which the working medium can be pumped from a tank formed by a housing and a housing cover into the working space.

Erfindungsgemäß umfasst die Pumpe ein Pumpengehäuse, einen Pumpendeckel und ein mit der Rotorwelle drehfest gekoppeltes Pumpenrad, wobei die Pumpe über einen im Gehäuse integrierten Ansaugkanal mit einer im Tank angeordneten Ansaugzone fluidleitend verbunden ist. Pumpengehäuse und Pumpendeckel sind gegenüber dem Gehäuse fixiert.According to the invention, the pump comprises a pump housing, a pump cover and an impeller non-rotatably coupled to the rotor shaft, the pump being fluidly connected to a suction zone arranged in the tank via a suction channel integrated in the housing. The pump housing and pump cover are fixed relative to the housing.

Vorzugsweise ist der Ansaugkanal ein Rohr, das durch den Tankbereich verläuft, der vom Gehäuse gebildet wird. Ein Rohr kann sehr einfach an die Gegebenheiten im Tankraum angepasst werden. Alternativ ist auch ein in das Gehäuse eingegossener Ansaugkanal denkbar.Preferably, the intake duct is a tube that runs through the tank area formed by the housing. A tube can be easily adapted to the conditions in the tank room. Alternatively, an intake channel cast into the housing is also conceivable.

In einer bevorzugten Ausführung kann das Rohr in den Pumpendeckel einsetzt sein, so dass eine fluidleitende Verbindung zu einem Pumpenkanal gebildet wird. Dies kann eine einfache Steckverbindung sein, wobei zwischen Pumpendeckel und Rohr eine Dichtung vorgesehen ist. Alternativ kann aber auch eine Schraub- oder Pressverbindung vorgesehen sein. Das Rohr kann beispielsweise ein Kunststoffrohr oder Metallrohr sein. Weiterhin kann das Rohr einen Querschnitt von 10mm2 bis 30mm2 aufweisen.In a preferred embodiment, the tube can be inserted into the pump cover so that a fluid-conducting connection to a pump channel is formed. This can be a simple plug connection, with a seal being provided between the pump cover and the pipe. Alternatively can but also be provided a screw or press connection. The tube can be a plastic tube or a metal tube, for example. Furthermore, the tube can have a cross section of 10 mm 2 to 30 mm 2 .

In einer bevorzugten Ausführung ist die Ansaugzone eine Mulde im Tank, die den tiefsten Punkt des Tanks bildet. Die Mulde kann dabei von Gehäuse und Gehäusedeckel gebildet werden.In a preferred embodiment, the intake zone is a trough in the tank that forms the lowest point of the tank. The trough can be formed by the housing and the housing cover.

In der vorgeschlagenen Ausführung weist das Rohr an seinem unteren Ende eine Eintrittsöffnung auf, die in die Mulde eintaucht. Dabei kann die Eintauchtiefe derart gewählt werden, dass ein Ansaugen von Fremdpartikeln im Arbeitsmedium und gleichzeitig ein Ansaugen von Luft verhindert wird.In the proposed embodiment, the tube has an inlet opening at its lower end which dips into the trough. The immersion depth can be selected in such a way that foreign particles in the working medium are prevented from being sucked in and, at the same time, air is prevented from being sucked in.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

  • 1 Skizze Tank Innenansicht mit Ansaugkanal
  • 2 Skizze Tank in Schnittdarstellung
The invention is explained below with reference to figures. The figures show in detail:
  • 1 Sketch of the inside of the tank with the intake port
  • 2 Sketch tank in section

1 zeigt eine Skizze des Retarders 1 ohne den Tankdeckel 4. Dieser Ansicht wird eine Innenansicht in den Tank 5 gezeigt, so dass der Ansaugkanal 2 gut zu erkennen ist. Der Ansaugkanal 2 ist als Rohr ausgeführt. Das Rohr 2 ist mit dem Pumpendeckel 6 verbunden, so dass eine Verbindung mit dem Pumpenkanal 9 der Pumpe entsteht. Sobald das Pumpenrad 7, welches mit der Rotorwelle 16 drehfest gekoppelt ist, angetrieben wird, entsteht eine Saugwirkung, durch die Arbeitsmedium aus der Mulde 14 des Tanks 5 angesaugt und über den Pumpenraum 17 weiter in den nicht dargestellten Arbeitsraum gepumpt wird. Die Pumpe ist derart ausgelegt, dass diese im Nicht-Bremsbetrieb bei jeder Drehzahl des Retarders 1 ein ausreichendes Arbeitsmediumvolumen aus der Mulde 14 in den Arbeitsraum des Retarders fördert. Auch im Bremsbetrieb wird dieses relativ kleine Arbeitsmediumvolumen in den Arbeitsraum gepumpt, wobei dies keine Auswirkungen auf das Bremsmoment hat. 1 shows a sketch of the retarder 1 without the tank cap 4. This view shows an inside view of the tank 5, so that the intake channel 2 can be clearly seen. The intake channel 2 is designed as a tube. The tube 2 is connected to the pump cover 6 so that a connection to the pump channel 9 of the pump is created. As soon as the impeller 7, which is coupled to the rotor shaft 16 in a torque-proof manner, is driven, a suction effect is created, through which the working medium is sucked out of the trough 14 of the tank 5 and pumped further via the pump chamber 17 into the working chamber, not shown. The pump is designed in such a way that, in non-braking operation, it delivers a sufficient volume of working medium from the trough 14 into the working chamber of the retarder at any speed of the retarder 1 . This relatively small working medium volume is also pumped into the working chamber during braking operation, with this having no effect on the braking torque.

2 zeigt eine Skizze des Tanks 5 im Schnitt. Der Schnitt führt durch den Ansaugkanal 2, so dass der Anschluss oder die Kopplung des Ansaugkanals 2 mit dem Pumpendeckel 6 zu erkennen ist. Die Pumpe setzt sich aus dem Pumpengehäuse 8, dem Pumpenrad 7 und dem Pumpendeckel 6 zusammen. Im Pumpendeckel 6 ist der Pumpenkanal 9 angeordnet, über den das Arbeitsmedium aus der Mulde 14 über das Rohr 2 in den Pumpenraum 17 mit dem Pumpenrad 7 gelangt. 2 shows a sketch of the tank 5 in section. The section leads through the intake port 2 so that the connection or coupling of the intake port 2 to the pump cover 6 can be seen. The pump consists of the pump housing 8, the impeller 7 and the pump cover 6. The pump channel 9 is arranged in the pump cover 6 , via which the working medium passes from the trough 14 via the pipe 2 into the pump chamber 17 with the impeller 7 .

Die Mulde 14 ist ein Bereich im Retardergehäuse 3 und dem Retarderdeckel 4, der in Bezug auf die Einbaulage den untersten Bereich des Tanks 5 darstellt. Dadurch wird sichergestellt, dass auch im Bremsbetrieb, wenn der wesentliche Anteil des Arbeitsmediums sich im Betriebskreislauf, insbesondere dem Arbeitsraum, befindet, keine Luft über die Eintrittsöffnung 13 angesaugt wird.The trough 14 is an area in the retarder housing 3 and the retarder cover 4, which represents the lowest area of the tank 5 in relation to the installation position. This ensures that no air is sucked in via the inlet opening 13 even during braking operation, when the essential part of the working medium is in the operating circuit, in particular the working chamber.

Der Rohrquerschnitt kann zwischen 10mm2 und 30mm2 liegen. Wobei eine einfache Anpassung des Rohrquerschnitts an die Auslegung des Retarders erfolgen kann.The tube cross-section can be between 10mm 2 and 30mm 2 . The pipe cross-section can be easily adapted to the design of the retarder.

Die Verwendung eines Rohrs 2 als Ansaugkanal hat gegenüber dem StdT den Vorteil, dass der Gehäusedeckel mehr Platz für den Steigkanal 10 bietet. Weiterhin entfällt die aufwendige Kopplung und Abdichtung zwischen Steigkanalabdeckung und Pumpendeckel 6, wenn der Ansaugkanal wie im StdT durch den Gehäusedeckel 4 verläuft und von dort durch die Trenndichtung 15 und den Steigkanaldeckel 11 geführt werden muss, um den Pumpenkanal mit dem Ansaugkanal im Gehäusedeckel 4 zu verbinden.The use of a pipe 2 as an intake duct has the advantage over the StdT that the housing cover offers more space for the riser duct 10. Furthermore, there is no need for complex coupling and sealing between the riser channel cover and the pump cover 6 if the suction channel runs through the housing cover 4, as in the StdT, and from there has to be routed through the separating seal 15 and the riser channel cover 11 in order to connect the pump channel with the suction channel in the housing cover 4 .

BezugszeichenlisteReference List

11
Retarderretarders
22
Ansaugkanalintake duct
33
GehäuseHousing
44
Gehäusedeckelhousing cover
55
Tankraumtank room
66
Pumpendeckelpump cover
77
Pumpenradimpeller
88th
Pumpengehäusepump housing
99
Pumpenkanalpump channel
1010
Steigkanalriser channel
1111
Steigkanalabdeckungriser channel cover
12a,b,c12a,b,c
Dichtungpoetry
1313
Eintrittsöffnungentry opening
1414
Muldetrough
1515
Trenndichtungseparator seal
1616
Rotorwellerotor shaft
1717
Pumpenraumpump room

Claims (5)

Hydrodynamische Retarder (1) mit einem Arbeitsmediumkreislauf, aufweisend einen Betriebskreislauf und einen Nebenkreislauf, wobei der Betriebskreislauf einen von einem Stator und einem auf einer Rotorwelle (16) drehfest angeordneten Rotor gebildeten Arbeitsraum umfasst, der für einen Brems-Betrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist und für einen Nicht-Bremsbetrieb entleerbar ist, wobei der Nebenkreislauf eine Pumpe (6, 7, 8) umfasst, über die Arbeitsmedium aus einem von einem Gehäuse (3) und einem Gehäusedeckel (4) gebildeten Tank (5) in den Arbeitsraum pumpbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Pumpengehäuse (8), einen Pumpendeckel (6) und ein mit der Rotorwelle (16) drehfest gekoppeltes Pumpenrad (7) umfasst, wobei die Pumpe über einen im Gehäuse (3) integrierten Ansaugkanal (2) mit einer im Tank (5) angeordneten Ansaugzone (14) fluidleitend verbunden ist wobei der Ansaugkanal (2) ein Rohr ist, das durch den Tank verläuft, der vom Gehäuse (3) gebildet wird und wobei das Rohr (2) in den Pumpendeckel (6) einsetzbar ist, so dass eine Fluidleitung Verbindung zu einem Pumpenkanal (9) gebildet wird.Hydrodynamic retarder (1) with a working medium circuit, having an operating circuit and a secondary circuit, the operating circuit comprising a stator and a rotor arranged non-rotatably on a rotor shaft (16) working space formed for can be filled with a working medium for braking operation and emptied for non-braking operation, the secondary circuit comprising a pump (6, 7, 8) via which working medium is drawn from a housing (3) and a housing cover (4). tank (5) can be pumped into the working chamber, characterized in that the pump comprises a pump housing (8), a pump cover (6) and a pump wheel (7) coupled in a torque-proof manner to the rotor shaft (16), the pump having a (3) the integrated suction duct (2) is fluidly connected to a suction zone (14) arranged in the tank (5), the suction duct (2) being a tube which runs through the tank which is formed by the housing (3) and the Pipe (2) can be inserted into the pump cover (6), so that a fluid line connection to a pump channel (9) is formed. Hydrodynamische Retarder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2) ein Kunststoffrohr oder Metallrohr ist.Hydrodynamic retarder (1) after claim 1 , characterized in that the tube (2) is a plastic tube or metal tube. Hydrodynamische Retarder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2) einen Querschnitt von 10mm2 bis 30mm2 aufweist.Hydrodynamic retarder (1) after claim 1 , characterized in that the tube (2) has a cross section of 10mm 2 to 30mm 2 . Hydrodynamische Retarder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugzone eine Mulde (14) im Tank (5) ist, die den tiefsten Punkt des Tanks (5) bildet.Hydrodynamic retarder (1) after claim 1 , characterized in that the intake zone is a trough (14) in the tank (5) which forms the lowest point of the tank (5). Hydrodynamische Retarder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2) an seinem unteren Ende eine Eintrittsöffnung (13) aufweist, die in die Mulde (14) eintaucht.Hydrodynamic retarder (1) after claim 1 , characterized in that the tube (2) at its lower end has an inlet opening (13) which dips into the trough (14).
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WO2014170417A2 (en) 2013-04-17 2014-10-23 Voith Patent Gmbh Hydrodynamic retarder

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