DE102021125008A1

DE102021125008A1 - Retarderbaugruppe

Info

Publication number: DE102021125008A1
Application number: DE102021125008.0A
Authority: DE
Inventors: Walter Eberlein; Dieter Laukemann; Alexander Schreiber
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2023-03-30
Also published as: CN118019924A; WO2023052290A1

Abstract

Es wird eine Retarderbaugruppe vorgeschlagen die zum Einsetzen in ein Statorgehäuse eines hydrodynamischen Retarders geeignet ist. Die Retarderbaugruppe umfasst eine Läufereinheit, ein Rotorgehäuse und eine Statoreinheit, umfassend einen Stator und eine Lagerglocke, wobei die Läufereinheit gegenüber dem Rotorgehäuse und der Statoreinheit drehbar gelagert ist.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Läufereinheit eine Welle und ein Zahnrad umfasst, wobei Welle und Zahnrad einteilig ausgeführt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Retarderbaugruppe zum Einsetzen in ein Statorgehäuse eines hydrodynamischen Retarders, wie er in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt.
Aus der DE 10 2017 109 027 A1 ist der Aufbau eines derartigen Retarders mit einer Retarderbaugruppe bekannt, die in ein Statorgehäuse einsetzbar ist. Die Retarderbaugruppe oder Baueinheit besteht im Wesentlichen aus einer Läufereinheit, einem Rotorgehäuse und einer Statoreinheit, wobei die Statoreinheit eine Lagerglocke und den Stator umfasst. Die Läufereinheit ist gegenüber dem Rotorgehäuse und der Statoreinheit drehbar gelagert. Alle Komponenten werden über Schraubverbindungen beidseitig der Welle zusammengehalten.
Ein wesentlicher Kostenfaktor bei der Herstellung von Retardern ist der Zusammenbau bzw. die Montage. Insbesondere die Lagerung des Rotors erfordert eine genaue Einstellbarkeit des Lagerspiels um die Funktionssicherheit zu gewährleisten. Bei der vorgeschlagenen Lösung ist das statorseitige Lager auf einem Lagerträger montiert, der auf der Rotorwelle axial verschiebbar gelagert ist, wobei zur Einstellung des axialen Lagerabstandes ein Zwischenring zum Einsatz kommt. Über den Zwischenring wird der Abstand zwischen dem rotorseitigen Lager und dem startorseitigen Lager festgelegt. Durch die Verwendung eines auf die Toleranzen der Retarderbaugruppe abgestimmten Zwischenrings wird die Einbausituation der Lager genau festgelegt, so kann ein bestimmtes Spiel oder eine erforderliche Vorspannung eingestellt werden.
Aus der CN 106 090 076 A ist ein weiterer Aufbau einer Retarderbaugruppe bekannt, bei dem ein Federelement verwendet wird, um die Toleranzen des Lagerabstandes auszugleichen.
Weiterhin ist aus der CN 20 7 005 141 U ein Aufbau mit einer Retarderbaugruppe bekannt, bei der das statorseitige Lager direkt auf der Rotorwelle montiert ist. Bei dieser Lösung wird das Lagerspiel mittels sequentiell montierter Lagereinstellscheibe zwischen dem Lagerinnenring und dem Federteller, der an der Drallverzahnung auf der Welle anliegt, eingestellt. Federteller, Lagereinstellscheiben, Lagerinnenring und Pumpenrad werden durch eine Klemmverbindung zwischen Zentralschraube und der Schulter der Drallverzahnung gegenüber der Rotorwelle fixiert.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Konzept für die Lagerung der Rotorwelle vorzuschlagen, durch das Montagezeit eingespart werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Es wird eine Retarderbaugruppe vorgeschlagen die zum Einsetzen in ein Statorgehäuse eines hydrodynamischen Retarders geeignet ist. Die Retarderbaugruppe umfasst eine Läufereinheit, ein Rotorgehäuse und eine aus einem Stator und einer Lagerglocke zusammengesetzte Statoreinheit, wobei die Läufereinheit gegenüber dem Rotorgehäuse und der Statoreinheit drehbar gelagert ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Läufereinheit eine Welle und ein Zahnrad umfasst, wobei Welle und Zahnrad einteilig ausgeführt sind. Diese einteilige Ausführung von Welle und Zahnrad hat den Vorteil, dass die Montage der Retarderbaugruppe von einer Seite aus erfolgen kann, was die Montagezeit erheblich verkürzt und erleichtert.
Bevorzugt können zur Lagerung der Läufereinheit gegenüber dem Rotorgehäuse und der Statoreinheit Kegelrollenlager vorgesehen sein die auf der Welle angeordnet sind. Kegelrollenlager werden dabei derart eingebaut, dass sie sich gegeneinander spannen lassen.
In der bevorzugten Ausführung ist am Rotorgehäuse eine erste Außenringanlagefläche und an der Lagerglocke eine zweite Außenringanlagefläche vorgesehen ist, wobei der Abstand der Außenringanlageflächen zueinander den Abstand der Außenringe der beiden Kegelrollenlager auf der Welle festlegt.
Vorzugweise umfasst die Läufereinheit eine in die Welle einschraubbare Zentralschraube mit einer zweiten Innenringanlagefläche und eine am Zahnrad vorgesehene erste Innenringanlagefläche, wobei ein Element zwischen Welle und Zentralschraube vorgesehen ist, mittels dem der Abstand der Innenringanlageflächen zueinander einstellbar ist. Die Summe der Toleranzen der einzelnen Bauteile kann so in einem letzten Arbeitsschritt ausgeglichen werden, bevor die Bauteile der Retarderbaugruppe mittels der Zentralschraube zueinander fixiert werden. Dadurch wird die Montage stark vereinfacht.
Dabei kann das Element zur Einstellung ein Lagerspieleinstellring sein, der zwischen der Welle und der Zentralschraube angeordnet ist. Alternativ sind hier auch anderes angeordnete Ringen oder Stellschrauben denkbar.
In einer bevorzugten Ausführung besteht eine hydrodynamische Maschine bzw. ein Retarder aus einem Statorgehäuse in das eine derartige Retarderbaugruppe eingebaut ist. Dabei umfasst das Statorgehäuse den Arbeitsmediumtank und Kanäle die einen Teil des Arbeitsmediumkreislaufs bilden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von 1 erläutert, die einen erfindungsgemäßen Retarderbaugruppe 1 darstellt. Die Retarderbaugruppe 1 ist eine vormontierte Einheit, die in ein Statorgehäuse, hier nicht dargestellt, eingesetzt werden kann.
Die Läufereinheit 13 der Retarderbaugruppe 1 umfasst alle Teile, die sich mit dem Rotor 4 um die Achse 14 drehen, wobei die Lagerung der Läufereinheit 13 über die Lager 3a und 3b erfolgt. Zur Läufereinheit gehören neben dem Rotor 4, das Zahnrad 11, der Federteller 9, die Feder 7, der Lagerspieleinstellring 17 und die Zentralschraube 6.
Das rotorseitige erste Lager 3a ist in das Rotorgehäuse 10 und das statorseitige zweite Lager 3b in der Lagerglocke 12 eingesetzt. Die Außenringanlageebene 15a, b für die beiden Lager 3a, b bilden Ebenen deren Abstand von den Toleranzen der zusammengesetzten Bauteile, Rotorgehäuses 10, Stators 5 und Lagerglocke 12, abhängt.
Wie bereits aus dem StdT bekannt, muss auch bei der erfindungsgemäßen Lösung das Lagerspiel der beiden Kegelrollenlager 3a, b eingestellt werden. Die Lager müssen gegeneinander mit einer definierten Kraft verspannt werden. Der Aufbau umfasst zur Einstellung des Lagerspiels einen Lagerspieleinstellring 17 zwischen der Rotorwelle 2 und der Zentralschraube 6. Die Dicke des Lagerspieleinstellrings 17 bestimmt das Maß zwischen den Innenringanlageebenen 16a, b.
Das rotorseitige erste Lager 3a ist zwischen den Ebene 15a und 16a und das statorseitige zweite Lager 3b ist zwischen der Ebene 15b und 16b angeordnet. Die Zentralschraube 6 ist so angeordnet, dass die Retarderbaugruppe 1 allein durch das Anziehen der Zentralschraube zusammengehalten wird und der Lagerspieleinstellring 17 ist in der Dicke derart ausgelegt, dass die Lager 3a, b zueinander verspannt werden.
Der Rotor 4 kann in Axialrichtung verschoben werden, wobei die Axialverschiebung dadurch erfolgt, dass die Welle 2 und der Rotor 4 über eine Drallverzahnung 18 gekoppelt sind. Die Drallverzahnung 18 bewirkt in Verbindung mit der Feder 7, dass der Rotor 4 im Bremsbetrieb in eine Bremsstellung und im Nicht-Bremsbetrieb in eine Leerlaufstellung bewegt wird. Die Feder 7 stützt sich gegenüber dem Federteller 9 ab.
Weiterhin ist der Federteller 9 derart ausgelegt, dass der Federteller 9 auf der linken Seite, auf der Seite an der die Feder 7 anliegt, nicht gegen die Drallverzahnung 18 stoßen kann bzw. durch diese positioniert wird. Vielmehr ist die axiale Positionierung des Federtellers 9 auf der Welle 2 von der Dicke des Lagerspieleinstellrings 17 und der Breite des Innenrings des Lagers 3b abhängig.
Das Zahnrad 11 zum Antrieb der Läufereinheit 13 mit dem Rotor 4 ist mit der Rotorwelle 2 einteilig ausgeführt, so dass die Montage der Lager 3a und 3b von der gleichen Seite aus erfolgen muss.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird die Federkraft der Feder 7 über den Federteller 9 direkt auf den Lagerinnenring des Lagers 3b übertragen. Insbesondere die Kräfte die beim Aufschlag des Rotors 4 auf den Federteller 9 erzeugt werden, werden so direkt auf den Innenring des Lagers 3b übertragen, der wiederum gegenüber der Zentralschraube 6 abgestützt wird. Entscheidend ist, dass die axiale Position des Federtellers 9 von der Dicke des Lagerspieleinstellrings 17 und der Breite des Lagerinnenrings des Lagers 3b bestimmt wird. Der Federteller 9 ist derart ausgelegt, dass immer ein Spalt zwischen Drallverzahnung 18 und Federteller 9 vorhanden ist.
Wie aus der Figur zu entnehmen kann der Zusammenbau der Retarderbaugruppe 1 von einer Seite aus erfolge, lediglich die Dichtungen müssen vorher eingesetzt werden. Die Welle 2 ist das zentrale Bauteil auf die alle Bauteile nacheinander aufgefädelt werden. Vor der Verschraubung müssen dann lediglich die relevanten Maße bestimmt werden, um die Dicke des Lagerspieleinstellrings 17 zu ermitteln. Die eingeschraubte Zentralschraube 6 hält die Baugruppe schließlich zusammen und über die Schmierbohrung 8 in der Zentralschraube 6 können die Dichtung an das Schmiersystem angeschlossen werden.
Bezugszeichenliste

1: Retarderbaugruppe
2: Welle
3a, b: Lager
4: Rotor
5: Stator
6: Zentralschraube
7: Feder
8: Schmierbohrung
9: Federteller
10: Rotorgehäuse
11: Zahnrad
12: Lagerglocke
13: Läufereinheit
14: Achse
15a, b: Außenringanlageebene
16a, b: Innenringanlageebene
17: Lagerspieleinstellring
18: Drallverzahnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017109027 A1 [0002]
CN 106090076 A [0004]
CN 207005141 U [0005]

Claims

Retarderbaugruppe (1), geeignet zum Einsetzen in ein Statorgehäuse eines hydrodynamischen Retarders, umfassend eine Läufereinheit (13), ein Rotorgehäuse (10) und eine Statoreinheit, die einen Stator (5) und eine Lagerglocke (12) umfasst, wobei die Läufereinheit (13) gegenüber dem Rotorgehäuse (10) und der Statoreinheit (5,12) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufereinheit (13) eine Welle (2) und ein Zahnrad (11) umfasst, wobei Welle (2) und Zahnrad (11) einteilig ausgeführt sind.
Retarderbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagerung der Läufereinheit (13) gegenüber dem Rotorgehäuse (10) und der Statoreinheit (5,12) Kegelrollenlager (3a, 3b) vorgesehen sind, die auf der Welle angeordnet sind.
Retarderbaugruppe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotorgehäuse (10) eine erste Außenringanlagefläche (15a) und an der Lagerglocke (17) eine zweite Außenringanlagefläche (15b) vorgesehen ist, wobei der Abstand der Außenringanlageflächen (15a, b) zueinander den Abstand der Außenringe der beiden Kegelrollenlager (3a, 3b) zueinander festlegt.
Retarderbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufereinheit (13) eine in die Welle (2) einschraubbare Zentralschraube (6) mit einer zweiten Innenringanlagefläche (16b) umfasst, und eine erste Innenringanlagefläche (16a) am Zahnrad (11) vorgesehen ist, wobei ein Element (17) vorgesehen ist, mittels dem der Abstand der Innenringanlageflächen (16a, 16b) zueinander einstellbar ist.
Retarderbaugruppe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, das Element (17) zur Einstellung ein Lagerspieleinstellring ist, der zwischen Welle (2) und Zentralschraube (6) angeordnet ist.
Hydrodynamischen Maschine dadurch gekennzeichnet dass ein Statorgehäuse vorgesehen ist in das eine Retarderbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 einbaubar ist.