DE10321279A1

DE10321279A1 - Hydrodynamischer Retarder

Info

Publication number: DE10321279A1
Application number: DE2003121279
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Buri; Bernhard Dipl.-Ing. Grupp; Frank Dipl.-Ing. Sauter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Es wird ein hydrodynamischer Retarder, umfassend einen Rotor (2), einen Stator (3) und eine Hydraulikpumpe (4), welche den Kreislauf zur Steuerung des Retarders (1) mit Öl versorgt, vorgeschlagen, bei dem die Hydraulikpumpe (4) über eine Schaltkupplung (5) lösbar mit der Rotorwelle (6) verbindbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Neben den Betriebsbremsen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, die im Regelfall einem Verschleiß unterliegende Reibungsbremsen sind, werden zusätzliche Verzögerungseinrichtungen mehr und mehr auch vom Gesetzgeber gefordert und von den Fahrzeugherstellern angeboten.

Derartige verschleißfreie zusätzliche Verzögerungseinrichtungen in Form von Retardern und Motorbremsen können dazu verwendet werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit im Gefälle konstant zu halten.

Zu den Retardern werden sowohl zusätzlich am Getriebe angeordnete hydrodynamische, hydrostatische oder elektrodynamische Bremseinrichtungen gezählt, sowie auch Systeme, die in Form eines „Intarders" innerhalb des Getriebegehäuses vorgesehen sind.

Retarder werden bei Nutzfahrzeugen vor allem eingesetzt, um die beispielsweise bei Bremsung aus hoher Fahrgeschwindigkeit anfallende kinetische Bremsenergie aufzunehmen und in Wärme umzusetzen, sind aber auch für geforderte Dauerbremsleistungen gut geeignet, beispielsweise bei lang andauernder Bergabfahrt.

Bei hydrodynamischen Retardern wird die Strömungsenergie einer Flüssigkeit zum Bremsen benutzt, wobei das physikalische Wirkprinzip dem einer hydrodynamischen Kupplung mit feststehender Turbine entspricht. Demnach weist ein hydrodynamischer Retarder einen sich im Leistungsfluss befindlichen Rotor und einen mit dem Retardergehäuse fest verbundenen Stator auf. Beim Betätigen des Retarders wird eine der gewünschten Bremsleistung entsprechende Ölmenge in den Schaufelraum eingebracht, wobei der drehende Rotor das Öl mitnimmt, das sich am Stator abstützt, wodurch eine Bremswirkung auf die Rotorwelle erzeugt wird.

Je nach Anordnung im Triebstrang werden Retarder in Primärretarder und Sekundärretarder eingeteilt, wobei Primärretarder motorseitig und Sekundärretarder getriebeseitig angeordnet sind. Elektrodynamische Retarder werden nach dem Stand der Technik meistens als Sekundärretarder angeordnet. Dies bedeutet, dass Primärretarder in Abhängigkeit von der Motordrehzahl arbeiten, während Sekundärretarder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit arbeiten.

Bekannt sind hydrodynamische (Sekundär)-Retarder, welche einen Kreislauf zur Steuerung des Retarders aufweisen, der mit einer Hydraulikpumpe gespeist wird. Die Pumpe ist mechanisch mit dem Retarder gekoppelt und dreht somit dauernd mit der entsprechenden Retarderdrehzahl mit, wodurch Verluste entstehen.

Im Nicht-Brems-Betrieb wird die Pumpe nicht dauernd benötigt, nur z.B. zum Befüllen eines evtl. vorhandenen Speichers. Die restliche Zeit kann sie abgeschaltet werden; in diesem Zusammenhang sind Lösungen bekannt, bei denen die Pumpe durch einen regelbaren Elektromotor betrieben wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrodynamischen Retarder anzugeben, welcher die ge nannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere sollen die Leerlaufverluste weitestgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, die Pumpe mit der Antriebswelle bzw. dem Rotor des Retarders mechanisch lösbar zu verbinden, vorzugsweise mittels einer schaltbaren Kupplung, beispielsweise einer Lamellenkupplung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Kupplung mit einem Elektromagneten (Ringmagnet) betätigt, welcher sehr einfach angesteuert werden kann. Außerdem wird der Elektromagnet drehfest in das Gehäuse eingebaut, wodurch eine Ankontaktierung mittels Schleifringen und Bürsten vermieden wird.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption werden die Leerlaufverluste erheblich reduziert, da die Pumpe nur dann aktiviert und vom Rotor mitgenommen wird, wenn dies erforderlich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur beispielhaft näher erläutert.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydrodynamischer Retarders 1 schematisch dargestellt.
Er umfasst einen Rotor 2, einen Stator 3 und eine Hydraulikpumpe 4, welche den Kreislauf zur Steuerung des Retarders mit Öl versorgt.
Gemäß der Erfindung ist die Pumpe 4 über eine Kupplung 5 lösbar mit der Rotorwelle 6 verbindbar. Die Kupplung 5 ist als elektromagnetische Schaltkupplung ausgebildet und umfasst einen als Ringmagneten ausgebildeten Elektromagneten 7, der verdrehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, eine erste Kupplungsscheibe 8, die an der Rotorwelle 6 befestigt ist, und eine zweite verschiebbar aber drehfest auf der Pumpenwelle 9 angebrachte Kupplungsscheibe 10. Des weiteren ist die pumpenseitige Kupplungsscheibe 10 mit einer Ankerscheibe 11 drehfest verbunden, welche dann in geeigneter Weise mit dem Elektromagneten 7 korrespondiert.
Mittels der Betätigung der Kupplung 5 kann die Pumpe 4 vom Rotor 2 mechanisch getrennt werden, wenn die nicht benötigt wird, so dass Leerlaufverluste vermieden werden.
Die Verwendung einer elektromagnetischen Schaltkupplung ist besonders vorteilhaft, da die Ansteuerung des Elektromagneten 7 einfach ist.
Der Elektromagnet 7 kann auch fest auf dem Rotor bzw. der Rotorwelle eingebaut werden, wobei dann Bürsten zum Ankontaktieren benötigt werden.
Es sind jedoch auch andere schaltbare Kupplungen denkbar; so kann beispielsweise anstelle eines kraftschlüssig wirkenden Elektromagneten eine zwischen Rotor und Pumpe formschlüssig wirkende Schiebemuffe verwendet werden.
Im Rahmen weiterer nicht dargestellter Ausführungsformen kann anstelle der elektromagnetischen Schaltkupplung eine Konus-Kupplung, eine Konus-Synchronisierung, eine Magnetpulver-Kupplung und im allgemeinen jede Art kraft- oder formschlüssiger Kupplung verwendet werden, welche einen entsprechenden Drehzahlangleich zwischen Rotor und Pumpe mit geeigneten Mitteln zulässt.
In der Figur ist auch eine Gelenkwelle 12, die Getriebeseite 13 sowie Zahnräder 14 gezeigt, welche eine bestimmte Übersetzungsstufe bilden.

1: Hydrodynamischer Retarder
2: Rotor
3: Stator
4: Hydraulikpumpe
5: Kupplung
6: Rotorwelle
7: Elektromagnet
8: Kupplungsscheibe
9: Pumpenwelle
10: Kupplungsscheibe
11: Ankerscheibe
12: Gelenkwelle
13: Getriebeseite
14: Zahnräder

Claims

Hydrodynamischer Retarder umfassend einen Rotor (2), einen Stator (3) und eine Hydraulikpumpe (4), welche den Kreislauf zur Steuerung des Retarders (1) mit Öl versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (4) über eine Schaltkupplung (5) lösbar mit der Rotorwelle (6) verbindbar ist.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (5) als elektromagnetische Schaltkupplung ausgebildet ist, die einen als Ringmagneten ausgebildeten Elektromagneten (7), eine erste Kupplungsscheibe (8), die an der Rotorwelle (6) befestigt ist, eine zweite verschiebbar und drehfest auf der Pumpenwelle (9) angebrachte Kupplungsscheibe (10) und eine Ankerscheibe (11), welche mit der pumpenseitigen Kupplungsscheibe (10) drehfest verbunden ist, umfasst.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (7) verdrehfest mit dem Gehäuse verbunden ist.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (7) fest auf dem Rotor (2) bzw. der Rotorwelle (6) eingebaut ist und über Bürsten ankontaktierbar ist.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltkupplung (7) eine zwischen Rotor (2) und Pumpe (4) formschlüssig wirkende Schiebemuffe vorgesehen ist.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltkupplung (7) eine Konus-Kupplung, eine Konus-Synchronisierung oder eine Magnetpulver-Kupplung vorgesehen ist.