DE102022118614A1

DE102022118614A1 - Hydrodynamic retarder with a stator feedthrough

Info

Publication number: DE102022118614A1
Application number: DE102022118614.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Niess
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2024-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder (1) umfassend ein Retardergehäuse (2) mit einem Arbeitsraum (3), in dem ein Stator (7) und ein Rotor (8) angeordnet sind und der an einen Arbeitsmediumkreislauf anschließbar ist zur Befüllung mit einem Arbeitsmedium, eine Retarderwelle (4), wobei die Retarderwelle (4) einen ersten Teilabschnitt (41), der sich innerhalb des Retardergehäuses (2) erstreckt, und einen zweiten Teilabschnitt (42), der sich außerhalb des Retardergehäuses (2) erstreckt, aufweist, ein oder mehrere Lager (5, 6) im Retardergehäuse (2) zur drehbaren Aufnahme der Retarderwelle (4), und ein Dichtungssystem (9), wobei das Dichtungssystem (9) zwischen dem Retardergehäuse (2) und der Retarderwelle (4) derart angeordnet ist, dass der Arbeitsraum (3) gegenüber einer Umgebung fluiddicht abgeschlossen ist. Der erste Teilabschnitt (41) der Retarderwelle (4) ist durch das Dichtungssystem (9) und den Stator (7) geführt und dann mit dem Rotor (8) gekoppelt, wobei der Rotor (8) bezogen auf den zweiten Teilabschnitt (42) hinter dem Stator (7) angeordnet ist.The invention relates to a hydrodynamic retarder (1) comprising a retarder housing (2) with a working space (3) in which a stator (7) and a rotor (8) are arranged and which can be connected to a working medium circuit for filling with a working medium, a retarder shaft (4), the retarder shaft (4) having a first section (41) which extends inside the retarder housing (2) and a second section (42) which extends outside the retarder housing (2). or a plurality of bearings (5, 6) in the retarder housing (2) for rotatably receiving the retarder shaft (4), and a sealing system (9), the sealing system (9) being arranged between the retarder housing (2) and the retarder shaft (4). that the work space (3) is sealed off in a fluid-tight manner from the environment. The first section (41) of the retarder shaft (4) is guided through the sealing system (9) and the stator (7) and then coupled to the rotor (8), with the rotor (8) being behind in relation to the second section (42). the stator (7) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder, der ein Retardergehäuse mit einem Arbeitsraum, in dem ein Stator und ein Rotor angeordnet sind und der an einen Arbeitsmediumkreislauf anschließbar ist zur Befüllung mit einem Arbeitsmedium, eine Retarderwelle, ein oder mehrere Lager im Retardergehäuse zur drehbaren Aufnahme der Retarderwelle, und ein Dichtungssystem umfasst, wobei die Retarderwelle einen ersten Teilabschnitt, der sich innerhalb des Retardergehäuses erstreckt, und einen zweiten Teilabschnitt, der sich außerhalb des Retardergehäuses erstreckt, aufweist, und wobei das Dichtungssystem zwischen dem Retardergehäuse und der Retarderwelle derart angeordnet ist, dass der Arbeitsraum gegenüber einer Umgebung fluiddicht abgeschlossen ist.The invention relates to a hydrodynamic retarder, which has a retarder housing with a working space in which a stator and a rotor are arranged and which can be connected to a working medium circuit for filling with a working medium, a retarder shaft, one or more bearings in the retarder housing for rotatably receiving the retarder shaft , and a sealing system, wherein the retarder shaft has a first portion that extends within the retarder housing and a second portion that extends outside of the retarder housing, and wherein the sealing system is arranged between the retarder housing and the retarder shaft such that the Work space is sealed fluid-tight from an environment.

Es ist bekannt, dass ein hydrodynamischer Retarder ein Retardergehäuse mit einem Arbeitsraum aufweist, der mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, um ein Drehmoment von einem angetriebenen Primärschaufelrad, auch Rotor genannt, auf ein stationäres Sekundärschaufelrad, auch Stator genannt, hydrodynamisch zu übertragen. Der Retarder ist an einen Arbeitsmediumkreislauf angeschlossen, in dem das Arbeitsmedium, beispielsweise Öl oder Kühlwasser eines Fahrzeugkühlkreislaufs, zirkulieren kann. Der Rotor beschleunigt das zugeführte Arbeitsmedium, so dass die auftretende Zentrifugalkraft das Arbeitsmedium nach außen drückt. Durch die Form der Rotorschaufeln wird das Arbeitsmedium in den Stator und von diesem wieder zurückgeleitet, wodurch es den Rotor und eine mit dem Rotor verbundene Retarderwelle abbremst.It is known that a hydrodynamic retarder has a retarder housing with a working space that can be filled with a working medium in order to hydrodynamically transmit torque from a driven primary blade wheel, also called a rotor, to a stationary secondary blade wheel, also called a stator. The retarder is connected to a working medium circuit in which the working medium, for example oil or cooling water of a vehicle cooling circuit, can circulate. The rotor accelerates the working medium supplied so that the centrifugal force that occurs pushes the working medium outwards. Due to the shape of the rotor blades, the working medium is directed into the stator and back from it, whereby it brakes the rotor and a retarder shaft connected to the rotor.

Ein Retarder weist im Wesentlichen zwei Betriebszustände auf, einen Bremsbetrieb und einen Nicht-Bremsbetrieb. Im Bremsbetrieb wird der Arbeitsraum mit dem Arbeitsmedium befüllt und im Nicht-Bremsbetrieb wird der Arbeitsraum bis auf einen kleinen Rest des Arbeitsmediums geleert. Das Bremsmoment kann im Bremsbetrieb durch den Füllungsgrad des Arbeitsmediums eingestellt werden.A retarder essentially has two operating states, braking operation and non-braking operation. In braking operation, the working space is filled with the working medium and in non-braking operation, the working space is emptied except for a small remainder of the working medium. The braking torque can be adjusted during braking operation by the degree of filling of the working medium.

Der Retarder ist drehfest mit der Retarderwelle gekoppelt, über die das Bremsmoment auf die Fahrzeugräder eines Fahrzeugs übertragen wird. Die Retarderwelle kann beispielsweise über eine Getriebeausgangswelle oder eine mit den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs drehfest verbundene Welle (Gelenkwelle) angetrieben werden. In vielen Kraftfahrzeugen ist der Retarder direkt an das Getriebe angeflanscht und wird über einen Hochtrieb, beispielsweise einen Zahnradantrieb, angetrieben. Dieser Hochtrieb ist in den Getriebeölkreislauf eingebunden und wird durch diesen geschmiert und gekühlt. Zwischen dem Getriebeölkreislauf und dem Arbeitsmediumkreislauf ist ein Dichtungssystem vorgesehen, welches das Öl des Getriebeölkreislaufs von dem Arbeitsmedium des Arbeitsmediumkreislaufes trennt. Die Retarderwelle ist mittels des Dichtungssystems gegenüber dem Retardergehäuse abgedichtet, um einen Austritt des Arbeitsmediums zwischen der Retarderwelle und dem Retardergehäuse zu verhindern. Zudem sind ein oder mehrere Lager zur Abstützung der Retarderwelle gegenüber dem Retardergehäuse vorgesehen.The retarder is coupled in a rotationally fixed manner to the retarder shaft, via which the braking torque is transmitted to the vehicle wheels of a vehicle. The retarder shaft can be driven, for example, via a transmission output shaft or a shaft (joint shaft) that is non-rotatably connected to the drive wheels of the motor vehicle. In many motor vehicles, the retarder is flanged directly to the transmission and is driven via a high drive, for example a gear drive. This high drive is integrated into the transmission oil circuit and is lubricated and cooled by it. A sealing system is provided between the transmission oil circuit and the working medium circuit, which separates the oil of the transmission oil circuit from the working medium of the working medium circuit. The retarder shaft is sealed from the retarder housing by means of the sealing system in order to prevent the working medium from escaping between the retarder shaft and the retarder housing. In addition, one or more bearings are provided to support the retarder shaft relative to the retarder housing.

Üblicherweise umfasst das Dichtungssystem für die Trennung des Arbeitsmediums von dem Getriebe eine erste Dichtlippe und eine zweite Dichtlippe, wobei die erste Dichtlippe des Dichtungssystems mittels des Getriebeöls gekühlt und geschmiert wird und die zweite Dichtlippe mittels des Arbeitsmediumstroms, d.h. des Ölstroms oder Wasserstroms, gekühlt und geschmiert wird.Typically, the sealing system for separating the working medium from the transmission comprises a first sealing lip and a second sealing lip, the first sealing lip of the sealing system being cooled and lubricated by means of the transmission oil and the second sealing lip being cooled and lubricated by means of the working medium flow, i.e. the oil flow or water flow becomes.

Zudem entsteht durch die Bewegung des Rotors und der Retarderwelle und damit des Arbeitsmediums Wärme, die durch einen Wärmetauscher wieder abgeführt werden muss, beispielsweise durch den Kühlwasserkreislauf eines Motors. Dabei müssen insbesondere das Dichtungssystem und die Lager der Retarderwelle gekühlt werden.In addition, the movement of the rotor and the retarder shaft and thus the working medium generates heat, which must be dissipated again through a heat exchanger, for example through the cooling water circuit of an engine. In particular, the sealing system and the bearings of the retarder shaft must be cooled.

Die DE 10 2020 107 729 B3 offenbart einen hydrodynamischen Retarder mit einer Retarderwelle, die mittels eines Dichtungssystem in dem Retardergehäuse abgedichtet wird, wobei das Dichtungssystem von einem Arbeitsmedium durchströmt wird. Da der Rotor in der Nähe des Dichtungssystems positioniert ist, ist es allerdings schwierig, eine gute Dichtungswirkung herzustellen aufgrund der hohen hydrodynamischen Kräfte, die im Arbeitsraum des Retardergehäuses in der Umgebung des Rotors auftreten.The DE 10 2020 107 729 B3 discloses a hydrodynamic retarder with a retarder shaft, which is sealed in the retarder housing by means of a sealing system, with a working medium flowing through the sealing system. However, since the rotor is positioned close to the sealing system, it is difficult to produce a good sealing effect due to the high hydrodynamic forces that occur in the working space of the retarder housing in the vicinity of the rotor.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht nun darin, einen hydrodynamischen Retarder zu schaffen, der sich durch eine verbesserte Dichtung und Kühlung der Retarderwelle auszeichnet.The object underlying the invention is to create a hydrodynamic retarder which is characterized by improved sealing and cooling of the retarder shaft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich eines hydrodynamischen Retarders durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die weiteren Ansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved according to the invention with regard to a hydrodynamic retarder by the features of patent claim 1. The further claims relate to preferred embodiments of the invention.

Gemäß einem ersten Aspekt stellt die Erfindung einen hydrodynamischen Retarder bereit. Der Retarder umfasst ein Retardergehäuse mit einem Arbeitsraum, in dem ein Stator und ein Rotor angeordnet sind und der an einen Arbeitsmediumkreislauf anschließbar ist zur Befüllung mit einem Arbeitsmedium, eine Retarderwelle, wobei die Retarderwelle einen ersten Teilabschnitt, der sich innerhalb des Retardergehäuses erstreckt, und einen zweiten Teilabschnitt, der sich außerhalb des Retardergehäuses erstreckt, aufweist, ein oder mehrere Lager im Retardergehäuse zur drehbaren Aufnahme der Retarderwelle, und ein Dichtungssystem, wobei das Dichtungssystem zwischen dem Retardergehäuse und der Retarderwelle derart angeordnet ist, dass der Arbeitsraum gegenüber einer Umgebung fluiddicht abgeschlossen ist. Der erste Teilabschnitt der Retarderwelle ist durch das Dichtungssystem und den Stator geführt und dann mit dem Rotor gekoppelt, wobei der Rotor bezogen auf den zweiten Teilabschnitt hinter dem Stator angeordnet ist.According to a first aspect, the invention provides a hydrodynamic retarder. The retarder comprises a retarder housing with a working space in which a stator and a rotor are arranged and which can be connected to a working medium circuit for filling with a working medium, a retarder shaft, the retarder shaft having a first section which is located within the Retarder housing extends, and a second section which extends outside the retarder housing, one or more bearings in the retarder housing for rotatably receiving the retarder shaft, and a sealing system, the sealing system being arranged between the retarder housing and the retarder shaft in such a way that the working space is opposite an environment is sealed fluid-tight. The first section of the retarder shaft is guided through the sealing system and the stator and then coupled to the rotor, with the rotor being arranged behind the stator in relation to the second section.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Rotor eine konkav gekrümmte Oberfläche aufweist, die in Richtung einer vorderen Gehäusewandung des Retardergehäuses ausgerichtet ist.In an advantageous development it is provided that the rotor has a concavely curved surface which is aligned in the direction of a front housing wall of the retarder housing.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Retarderwelle zwischen einem ersten Lager und einem zweiten Lager drehbar gelagert ist, wobei das erste Lager in oder an einer hinteren Gehäusewandung des Retardergehäuses im Bereich des Stators und das zweite Lager in oder an einer vorderen Gehäusewandung des Retardergehäuses hinter dem Rotor angeordnet ist.In an advantageous embodiment it is provided that the retarder shaft is rotatably mounted between a first bearing and a second bearing, the first bearing being in or on a rear housing wall of the retarder housing in the area of the stator and the second bearing being in or on a front housing wall of the retarder housing is arranged behind the rotor.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Rotor auf der Retarderwelle derart gelagert ist, dass sich der Rotor beim Befüllen des Arbeitsraumes axial entlang einer Rotationsachse in Richtung des Stators bewegt und ein Bremsmoment auf die Retarderwelle übertragen wird, sobald eine Arbeitsposition erreicht ist.In a further embodiment it is provided that the rotor is mounted on the retarder shaft in such a way that the rotor moves axially along an axis of rotation in the direction of the stator when the working space is filled and a braking torque is transmitted to the retarder shaft as soon as a working position is reached.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das erste Lager von einem ersten Dichtungselement und einem zweiten Dichtungselement des Dichtungssystems umgeben ist.It is advantageously provided that the first bearing is surrounded by a first sealing element and a second sealing element of the sealing system.

Insbesondere sind das erste Dichtungselement und/oder das zweite Dichtungselement als Radialwellendichtringe ausgebildet.In particular, the first sealing element and/or the second sealing element are designed as radial shaft sealing rings.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Schmiermittelversorgung für das zweite Lager vorgesehen, wobei die Schmiermittelversorgung Versorgungsleitungen in der vorderen Gehäusewandung umfasst.In a further advantageous embodiment, a lubricant supply is provided for the second bearing, the lubricant supply comprising supply lines in the front housing wall.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Lager und zumindest das zweite Dichtungselement von dem Arbeitsmedium geschmiert und gekühlt werden.In particular, it is provided that the first bearing and at least the second sealing element are lubricated and cooled by the working medium.

In einer Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass das erste Lager und das erste Dichtungselement und/oder das zweite Dichtungselement mittels Versorgungsleitungen in der hinteren Gehäusewandung mit einem Schmiermittel geschmiert und gekühlt werden.In a further development it is provided that the first bearing and the first sealing element and/or the second sealing element are lubricated and cooled with a lubricant by means of supply lines in the rear housing wall.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing.

Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen hydrodynamischen Retarders.

This shows:

1 a schematic representation of a hydrodynamic retarder according to the invention.

Zusätzliche Kennzeichen, Aspekte und Vorteile der Erfindung oder ihrer Ausführungsbeispiele werden durch die ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen ersichtlich.Additional features, aspects and advantages of the invention or its embodiments will become apparent from the detailed description taken in conjunction with the claims.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung einen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Retarder 1. Der Retarder 1 umfasst ein Retardergehäuse 2, das üblicherweise in oder an einem hier nicht dargestellten Getriebegehäuse befestigt ist. Das Retardergehäuse 2 umschließt einen Arbeitsraum 3, der mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, so dass alle Bauteile innerhalb des Retardergehäuses 2 mit dem Arbeitsmedium in Kontakt kommen und durch dieses geschmiert und gekühlt werden. Als Arbeitsmedium wird üblicherweise Öl verwendet, aber auch Kühlwasser aus einem Kühlwasserkreislauf kann als Arbeitsmedium vorgesehen sein. Das Arbeitsmedium wird über einen Kühlkreislauf oder Wärmetauscher gekühlt. Im Innenraum des Retardergehäuses 2 sind typischerweise verschiedene Kammern und Kanäle ausgebildet, die von dem Arbeitsmedium durchströmt werden. 1 shows a hydrodynamic retarder 1 according to the invention in a simplified representation. The retarder 1 comprises a retarder housing 2, which is usually fastened in or on a transmission housing, not shown here. The retarder housing 2 encloses a working space 3, which can be filled with a working medium, so that all components within the retarder housing 2 come into contact with the working medium and are lubricated and cooled by it. Oil is usually used as the working medium, but cooling water from a cooling water circuit can also be provided as the working medium. The working medium is cooled via a cooling circuit or heat exchanger. Various chambers and channels are typically formed in the interior of the retarder housing 2, through which the working medium flows.

Der Retarder 1 umfasst eine Retarderwelle 4 mit einem ersten Teilabschnitt 41 und einem zweiten Teilabschnitt 42. Der erste Teilabschnitt 41 erstreckt sich innerhalb des Retardergehäuses 2 und der in zweiter Teilabschnitt 42 der Retarderwelle 4 erstreckt sich in das hier nicht dargestellte Getriebegehäuse. In dem Retardergehäuse 1 ist die Retarderwelle 4 vorzugsweise mittels eines ersten Lagers 5 und eines zweiten Lagers 6 gegenüber dem Retardergehäuse 5 drehbar gelagert. Das erste Lager 5 ist an einer hinteren Gehäusewandung 22 und das zweite Lager 6 an einer vorderen Gehäusewandung 23 des Retardergehäuses 2 angeordnet. Die Lager 5, 6 sind derart ausgerichtet, dass durch sie eine Rotationsachse 44 der Retarderwelle 4 festgelegt ist. Insbesondere sind die Lager 5 und 6 als Gleitlager oder Kugellager ausgebildet. Der Durchmesser der Retarderwelle 4 kann variieren und sich insbesondere auf der Länge zwischen dem ersten Lager 5 und dem zweiten Lager 6 in mehreren Stufen schrittweise verkleinern.The retarder 1 comprises a retarder shaft 4 with a first section 41 and a second section 42. The first section 41 extends within the retarder housing 2 and the second section 42 of the retarder shaft 4 extends into the gearbox housing, not shown here. In the retarder housing 1, the retarder shaft 4 is preferably rotatably mounted relative to the retarder housing 5 by means of a first bearing 5 and a second bearing 6. The first bearing 5 is arranged on a rear housing wall 22 and the second bearing 6 on a front housing wall 23 of the retarder housing 2. The bearings 5, 6 are aligned in such a way that an axis of rotation 44 of the retarder shaft 4 is defined by them. In particular, the bearings 5 and 6 are designed as plain bearings or ball bearings. The diameter of the retarder shaft 4 can vary and can be gradually reduced in several stages, particularly along the length between the first bearing 5 and the second bearing 6.

Erfindungsgemäß wird die Retarderwelle 4 durch einen Stator 7 geführt und kommt erst dann in Eingriff mit einem Rotor 8. Der Stator 7 ist über hier nicht dargestellte Befestigungselemente mit dem Retardergehäuse 2, insbesondere mit der hinteren Gehäusewandung 22 verbunden. Der Rotor 8 ist hinter dem Stator 7 bezogen auf die hintere Gehäusewandung 22 angeordnet und seine konkav gekrümmte Oberfläche ist in Richtung der vordere Gehäusewandung 23 positioniert. Der Stator 7 kann ein hier nicht näher dargestellten Statorgehäuse umfassen. Ebenso kann der Rotor 8 ein hier nicht näher dargestelltes Rotorgehäuse aufweisen.According to the invention, the retarder shaft 4 is guided through a stator 7 and only then comes into engagement with a rotor 8. The stator 7 is connected to the retarder housing 2, in particular to the rear housing wall 22, via fastening elements not shown here. The rotor 8 is arranged behind the stator 7 with respect to the rear housing wall 22 and its concavely curved surface is positioned in the direction of the front housing wall 23. The stator 7 can include a stator housing, not shown here. Likewise, the rotor 8 can have a rotor housing, not shown here.

Die Retarderwelle 4 ist mit dem Rotor 8 drehfest verbunden, wobei der Rotor 8 auf der Retarderwelle 4 derart gelagert ist, dass sich der Rotor 8 beim Befüllen des Arbeitsraumes 3 axial entlang der Rotationsachse 44 in Richtung des Stators 7 bewegt und ein Bremsmoment auf die Retarderwelle 4 übertragen wird, sobald eine Arbeitsposition erreicht ist. Diese Bewegung des Rotors 8 ist in der 1 durch den Pfeil A bezeichnet.The retarder shaft 4 is connected to the rotor 8 in a rotationally fixed manner, the rotor 8 being mounted on the retarder shaft 4 in such a way that the rotor 8 moves axially along the axis of rotation 44 in the direction of the stator 7 when the working space 3 is filled and a braking torque is applied to the retarder shaft 4 is transferred as soon as a working position is reached. This movement of the rotor 8 is in the 1 indicated by arrow A.

Die beiden jeweiligen Endpositionen des Rotors 8 entsprechen zwei Betriebszuständen des Retarders 1, einem Bremsbetrieb und einem Nicht-Bremsbetrieb. In der 1 ist der Bremsbetrieb dargestellt, bei dem der Arbeitsraum 3 mit dem Arbeitsmedium gefüllt ist. Das Arbeitsmedium wird für den Bremsbetrieb über eine nicht dargestellte Durckbeaufschlagungsvorrichtung aus einem Arbeitsmediumbehälter in einen Arbeitsmediumkreislauf gefördert. Hierbei ist der Füllungsgrad des Arbeitsraumes 3 regelbar. Im Nicht-Bremsbetrieb bzw. im ausgekoppelten Zustand befindet sich der Rotor 8 in einer Freilaufposition, die in etwa dem Ende der dem zweiten Lager 6 zugewandten Pfeilspitze des Pfeils A entspricht.The two respective end positions of the rotor 8 correspond to two operating states of the retarder 1, a braking operation and a non-braking operation. In the 1 The braking operation is shown, in which the working space 3 is filled with the working medium. For braking operation, the working medium is conveyed from a working medium container into a working medium circuit via a pressure application device (not shown). The degree of filling of the working space 3 can be regulated. In non-braking operation or in the disengaged state, the rotor 8 is in a freewheeling position, which corresponds approximately to the end of the arrowhead of arrow A facing the second bearing 6.

Für die Abdichtung des Arbeitsmediums gegenüber dem Getriebegehäuse ist ein Dichtungssystem 9 vorgesehen. Das Dichtungssystem 9 besteht vorzugsweise aus einem ersten Dichtungselement 91 und einem zweiten Dichtungselement 92, wobei das erste Dichtungselement 91 in der hinteren Gehäusewandung 22 vor dem Lager 5 und das zweite Dichtungselement 92 im Retardergehäuse 2 hinter dem Lager 5 angeordnet ist. Das erste Dichtungselement 91 und das zweite Dichtungselement 92 sind insbesondere als Radialwellendichtringe ausgebildet. Zudem ist eine Schmiermittelversorgung für das Dichtungssystem 9 und das Lager 5 vorgesehen, beispielsweise durch einen oder mehrere Kanäle in der Retarderwelle 4, so dass bei einer Rotation der Retarderwelle 4 ein Arbeitsmediumstrom gefördert wird, mit dem die beiden Dichtungselemente 91, 92 und das Lager 5 geschmiert und gekühlt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Dichtungssystem 9 und das Lager 5 über hier nicht dargestellte Versorgungsleitungen in der hinteren Gehäusewandung 22 mit Schmieröl versorgt wird.A sealing system 9 is provided to seal the working medium from the gearbox housing. The sealing system 9 preferably consists of a first sealing element 91 and a second sealing element 92, the first sealing element 91 being arranged in the rear housing wall 22 in front of the bearing 5 and the second sealing element 92 being arranged in the retarder housing 2 behind the bearing 5. The first sealing element 91 and the second sealing element 92 are designed in particular as radial shaft seals. In addition, a lubricant supply for the sealing system 9 and the bearing 5 is provided, for example through one or more channels in the retarder shaft 4, so that when the retarder shaft 4 rotates, a working medium flow is conveyed with which the two sealing elements 91, 92 and the bearing 5 lubricated and cooled. However, it can also be provided that the sealing system 9 and the bearing 5 are supplied with lubricating oil via supply lines (not shown here) in the rear housing wall 22.

Des Weiteren ist auch für das zweite Lager 6 eine Schmiermittelversorgung 10 vorzugsweise in der vorderen Gehäusewandung 23 des Retardergehäuses 2 vorgesehen, um das Lager 6 in dem Retardergehäuse 2 zu schmieren und zu kühlen. Überschüssiges Schmieröl kann in den Arbeitsraum 3 abgeleitet werden. Zudem kann eine Druckluftversorgung vorgesehen sein.Furthermore, a lubricant supply 10 is also provided for the second bearing 6, preferably in the front housing wall 23 of the retarder housing 2, in order to lubricate and cool the bearing 6 in the retarder housing 2. Excess lubricating oil can be drained into the working space 3. A compressed air supply can also be provided.

Durch die erfindungsgemäße Durchführung der Retarderwelle 4 durch den Stator 7 ist der Rotor 8 von dem Dichtungssystem 9 beabstandet positioniert und das Dichtungssystem 9 ist in der Nähe bzw. am Stator 7 angeordnet. Hierdurch können die hohen hydrodynamischen Kräfte, die im Arbeitsraum des Retardergehäuses 2 in der Umgebung des Rotors 8 aufgrund der hohen Scherströmungen des Arbeitsmediums auftreten, im Bereich des Dichtungssystems 9 reduziert werden. Insbesondere kann die Wirkung von auftretenden Druckpulsationen in den Arbeitsmediumströmungen, wie beispielsweise Schwingungen im Dichtungssystem 9, verringert werden, da das Dichtungssystem 9 in einem größeren Abstand zu den Arbeitsmediumströmungen angeordnet ist. Da die auf das Dichtungssystem 9 einwirkenden Kräfte verringert sind im Vergleich zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung von Stator 7 und Rotor 8, bei dem der Rotor 8 bezogen auf den zweiten Teilabschnitt 42 der Retarderwelle 4 vor dem Stator 7 angeordnet ist, kann die Dichtigkeit des Dichtungssystems 9 verbessert werden. Daher können die Radialwellendichtringe für die beiden Dichtungselemente 91, 92 einfacher und damit auch kostengünstiger ausgelegt werden. Des Weiteren ist die Schmierung und Kühlung des Dichtungssystems 9 vereinfacht, da auch der auf Versorgungsleitungen ausgeübte Druck durch die Arbeitsmediumströmungen reduziert ist und damit die Schmiermittelversorgung vereinfacht ist. Dies ist insbesondere im ausgekoppelten Zustand wichtig, da dann kein Arbeitsmedium, insbesondere Öl, aus dem Arbeitsraum 3 zu den Lagern 5, 6 gelangt.By passing the retarder shaft 4 through the stator 7 according to the invention, the rotor 8 is positioned at a distance from the sealing system 9 and the sealing system 9 is arranged near or on the stator 7. As a result, the high hydrodynamic forces that occur in the working space of the retarder housing 2 in the vicinity of the rotor 8 due to the high shear flows of the working medium can be reduced in the area of the sealing system 9. In particular, the effect of pressure pulsations occurring in the working medium flows, such as vibrations in the sealing system 9, can be reduced since the sealing system 9 is arranged at a greater distance from the working medium flows. Since the forces acting on the sealing system 9 are reduced compared to an arrangement of stator 7 and rotor 8 known from the prior art, in which the rotor 8 is arranged in front of the stator 7 with respect to the second section 42 of the retarder shaft 4, can the tightness of the sealing system 9 can be improved. Therefore, the radial shaft sealing rings for the two sealing elements 91, 92 can be designed to be simpler and therefore more cost-effective. Furthermore, the lubrication and cooling of the sealing system 9 is simplified, since the pressure exerted on supply lines is also reduced by the working medium flows and the lubricant supply is therefore simplified. This is particularly important in the uncoupled state, since then no working medium, in particular oil, reaches the bearings 5, 6 from the working space 3.

Insgesamt kann somit durch die erfindungsgemäße Durchführung der Retarderwelle 4 durch den Stator 7 die Anzahl der Lager und erforderlichen Dichtungssysteme reduziert werden. Zudem werden aufgrund der abgeschwächten Wirkung der Druckpulsationen der Arbeitsmediumströmungen im Bereich des Lagers 5 stabilere Laufeigenschaften der Retarderwelle 4 erreicht. Hierdurch kann die Lebensdauer der Retarderwelle 4 deutlich erhöht werden.Overall, the number of bearings and required sealing systems can be reduced by carrying out the retarder shaft 4 through the stator 7 according to the invention. In addition, due to the weakened effect of the pressure pulsations of the working medium flows in the area of the bearing 5, more stable running properties of the retarder shaft 4 are achieved. This allows the service life of the retarder shaft 4 to be significantly increased.

BezugszeichenReference symbols

11: Retarderretarder
22: RetardergehäuseRetarder housing
33: Arbeitsraumworking space
44: Retarderwelleretarder shaft
55: erstes Lagerfirst camp
66: zweites Lagersecond camp
77: Statorstator
88th: Rotorrotor
99: DichtungssystemSealing system
1010: SchmiermittelversorgungLubricant supply
2222: hintere Gehäusewandungrear housing wall
2323: vordere Gehäusewandungfront housing wall
4141: erster Teilabschnittfirst section
4242: zweiter Teilabschnittsecond section
4444: RotationsachseAxis of rotation
9191: erstes Dichtungselementfirst sealing element
9292: zweites Dichtungselementsecond sealing element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102020107729 B3 [0007]

Claims

Hydrodynamic retarder (1) comprising a retarder housing (2) with a working space (3) in which a stator (7) and a rotor (8) are arranged and which can be connected to a working medium circuit for filling with a working medium, a retarder shaft (4 ), wherein the retarder shaft (4) has a first section (41) which extends inside the retarder housing (2) and a second section (42) which extends outside the retarder housing (2), one or more bearings ( 5, 6) in the retarder housing (2) for rotatably receiving the retarder shaft (4), and a sealing system (9), the sealing system (9) being arranged between the retarder housing (2) and the retarder shaft (4) in such a way that the working space (3) is sealed fluid-tight from an environment, characterized in that the first section (41) of the retarder shaft (4) is guided through the sealing system (9) and the stator (7) and is then coupled to the rotor (8), wherein the rotor (8) is arranged behind the stator (7) with respect to the second section (42).

Hydrodynamic retarder (1) according to Claim 1 , wherein the rotor (8) has a concave curved surface which is aligned in the direction of a front housing wall (23) of the retarder housing (2).

Hydrodynamic retarder (1) according to Claim 1 or 2 , wherein the retarder shaft (4) is rotatably mounted between a first bearing (5) and a second bearing (6), the first bearing (5) being in or on a rear housing wall (22) of the retarder housing (2) in the area of the stator (7) and the second bearing (6) is arranged in or on a front housing wall (23) of the retarder housing (2) behind the rotor (8).

Hydrodynamic retarder (1) according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the rotor (8) is mounted on the retarder shaft (4) in such a way that when the working space (3) is filled, the rotor (8) moves axially along an axis of rotation (44) in the direction of the stator (7) and generates a braking torque the retarder shaft (4) is transmitted as soon as a working position is reached.

Hydrodynamic retarder (1) according to one of the Claims 1 until 4 , wherein the first bearing (5) is surrounded by a first sealing element (91) and a second sealing element (92) of the sealing system (9).

Hydrodynamic retarder (1) according to Claim 5 , wherein the first sealing element (91) and / or the second sealing element (92) are designed as radial shaft seals.

Hydrodynamic retarder (1) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein a lubricant supply (12) is provided for the second bearing (6) and wherein the lubricant supply (12) comprises supply lines in the front housing wall (23).

Hydrodynamic retarder (1) according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the first bearing (1) and at least the second sealing element (92) are lubricated and cooled by the working medium.

Hydrodynamic retarder (1) according to one of the Claims 1 until 8th , wherein the first bearing (1) and the first sealing element (91) and/or the second sealing element (92) are lubricated and cooled with a lubricant by means of supply lines in the rear housing wall (22).