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Die
Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Durch
die
DE 195 44 188
C2 ist ein hydrodynamischer Retarder bekannt, der über ein
Rotorschaufelrad und ein Statorschaufelrad verfügt, die beide jeweils einen
Grundkörper
mit einer Beschaufelung aufweisen und gemeinsam einen hydrodynamischen
Kreis bilden. Zur Erzielung der gewünschten Festigkeit der Grundkörper sind
diese aus einem Guss- oder einem Schmiedekörper ausgebildet. Nachteilig
ist hierbei allerdings, dass beide Varianten der Ausbildung für einen
Grundkörper
deutlich höhere
Herstellkosten bedingen als ein Schaufelrad aus Blech.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaufelrad eines Retarders
aus Blech derart auszubilden, dass dieses über eine hohe Steifigkeit verfügt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch
Ausbildung eines Grundkörpers
eines Rotorschaufelrades mit einem Rotorschalenhals, der sich, ausgehend
von einer Beschaufelung des Rotorschaufelrades, nach radial innen
erstreckt und mit Vorzug radial dicht innerhalb der Beschaufelung
mittels einer Umlenkung eine Rich tungsänderung erfährt, die ihn mit zunehmendem Radialabstand
von der Beschaufelung an einen das Statorschaufelrad aufnehmenden
Retarderträger
annähert,
wird eine höhere
axiale Steifigkeit des Rotorschalenhalses in Achsrichtung erzielt,
als dies bei einem Rotorschalenhals der Fall wäre, der sich im Wesentlichen
senkrecht zu einer das Rotorschaufelrad ebenso wie das Statorschaufelrad
zentrierenden Achse des Retarders erstrecken würde.
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Im
radial inneren Bereich des Rotorschalenhalses folgt eine Rücklenkung,
die der an der Umlenkung erfolgten Richtungsänderung entgegengerichtet ist
und im Hinblick auf die axiale Änderungskomponente
mit Vorzug im Wesentlichen der Umlenkung entspricht, so dass nicht
nur die Beschaufelung, sondern auch eine sich radial innerhalb des
Rotorschalenhalses an diesen anschließende Rotornabe jeweils im
Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Retarders ausgerichtet sind.
Sowohl die Umlenkung als auch die Rücklenkung am Rotorschalenhals
sind jeweils durch plastische Verformung des letztgenannten bei
der Fertigung hergestellt, wie durch Tiefziehen oder Drücken.
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Im
Rotorschalenhals vom Grundkörper
des Rotorschaufelrades ist radial zwischen der Umlenkung und der
Rücklenkung
ein Druckausgleich in Form einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen
ausgebildet. Durch diesen Druckausgleich wird der hydrodynamische
Kreis mit einem Ausgleichsraum verbunden, der sich axial zwischen
dem Grundkörper des
Rotorschaufelrades und einem dem Retarderträger zugeordneten Dichtflansch
befindet. Der Ausgleichsraum verfügt aufgrund des Druckausgleiches über vergleichbare
Druckbedingungen wie der hydrodynamische Kreis und verhindert somit
eine starke einseitige Belastung des Grundkörpers des Rotorschaufelrades
von der Seite des hydrodynamischen Kreises aus. Wesentlich ist demnach
eine vernünftige
Bemessung der Durchgangsöffnungen
des Druckausgleiches für
die Wahrnehmung ihrer Druckausgleichsfunktion, während eine bestimmte geometrische
Form nicht erforderlich ist. Diese Bedingung fertigungstechnisch
nutzend, werden die Durchgangsöffnungen
im Rotorschalenhals mit Vorzug bereits vor Einbringung der plastischen
Verformung zur Herstellung von Umlenkung und Rücklenkung im Rotorschalenhals
eingebracht, da sich die Einbringung der Durchgangsöffnungen
bei einem zumindest im Wesentlichen ebenflächigen Rotorschalenhals einfacher gestaltet
als bei einem Rotorschalenhals mit der erfindungsgemäßen plastischen
Verformung. Eine eventuelle geometrische Veränderung der vorzugsweise durch
Ausstanzen hergestellten Durchgangsöffnungen bei der plastischen
Verformung ist, wie bereits erwähnt,
für die
Funktion der Durchgangsöffnungen
unerheblich.
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 Die obere Hälfte eines
Längsschnittes durch
einen hydrodynamischen Retarder mit einem Rotor- und einem Statorschaufelrad;
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1 zeigt einen hydrodynamischen
Retarder. Hierzu ist ein mit einem nicht gezeigten Getriebegehäuse drehfester
Retarderträger 1 vorgesehen, der
ein ebenfalls drehfestes Stützelement 3 radial umschließt. Das
Stützelement 3 ist,
unter Zwischenschaltung einer Radiallagerung 11, ebenfalls
umschlossen, und zwar von einer Kupplungsnabe 5 einer Kupplungseinheit 7,
die über
ein Kupplungsgehäuse 9 verfügt und in
nicht gezeigter Weise mit einer ebenfalls nicht gezeigten Getriebeeingangswelle
in drehfester Verbindung steht. Aufgrund dieser Verbindung nimmt
die Kupplungseinheit 7 und damit das Kupplungsgehäuse 9 an
einer Drehbewegung der Getriebeeingangswelle teil.
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Zurückkommend
auf die Kupplungsnabe 5 der Kupplungseinheit 7,
steht diese über
eine Verzahnung 13 mit einer Rotornabe 15 eines
Rotorschaufelrades 25 des Retarders in Eingriff, wobei sich
die Rotornabe 15 an ihrer der Kupplungseinheit 7 abgewandten
Seite über
eine Axiallagerung 17 am Stützelement 3 axial abstützt. Die
Rotornabe 15 ist Teil eines als Rotorschale 20 dienenden
Grundkörpers 19 des
Rotorschaufelrades 25, der sich, ausgehend von der Rotornabe 15,
in Form eines Rotorschalenhalses 73 nach radial außen erstreckt,
wo sich eine Beschaufelung 21 mit einer Mehrzahl von Schaufeln 23 des
Rotorschaufelrades 25 anschließt.
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Der
Rotorschalenhals 73 erfährt
radial dicht innerhalb seines Überganges
zum Beschaufelungsbereich aufgrund einer Umlenkung 75 eine
Richtungsänderung,
die ihn mit zunehmendem Radialabstand von der Beschaufelung 21 näher an den
Retarderträger 1 heranführt. Im
radial inneren Bereich des Rotorschalenhalses 73 folgt
eine Rücklenkung 77, die
der Umlenkung 75 entgegengerichtet ist und im Hinblick
auf die axiale Änderungskomponente
im Wesentlichen der Umlenkung 75 entspricht, so dass nicht
nur die Beschaufelung 21, sondern auch die Rotornabe 15 jeweils
im Wesentlichen senkrecht zu einer Achse 90 des Retarders
ausgerichtet ist. Sowohl die Umlenkung 75 als auch die
Rücklenkung 77 am
Rotorschalenhals 73 sind jeweils durch plastische Verformung
des letztgenannten bei der Fertigung hergestellt, wie durch Tiefziehen
oder Drücken. Durch
die Umlenkung (77) wird eine höhere axiale Steifigkeit des
Rotorschalenhalses (73) in Achsrichtung erzielt, als dies
bei einem Rotorschalenhals der Fall wäre, der sich im Wesentlichen
senkrecht zur Achse 90 erstrecken würde.
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Das
Rotorschaufelrad 25 wirkt mit einem Statorschaufelrad 27 des
Retarders zusammen, das ebenfalls über einen Grundkörper 29 verfügt, der
als Statorschale 31 wirksam ist und zur Aufnahme einer Beschaufelung 33 mit
Schaufeln 35 dient. An der Statorschale 31 sind
an deren vom Rotorschaufelrad 25 abgewandten Seite über den
Umfang verteilt Gewindehülsen 39 vorgesehen,
in die jeweils ein Befestigungselement 37 einbringbar ist,
wobei durch die Befestigungselemente 37 in Verbindung mit
den Gewindehülsen 39 das
Statorschaufelrad 27 am Re tarderträger 1 befestigt ist.
Rotorschaufelrad 25 und Statorschaufelrad 25 sind
jeweils gegenüber
der Achse 90 des Retarders zentriert.
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Das
Rotorschaufelrad 25 bildet zusammen mit dem Statorschaufelrad 27 einen
hydrodynamischen Kreis 41, der mit viskosem Medium zumindest teilweise
befüllt
ist. Der Füllungsgrad
des hydrodynamischen Kreises 41 kann mittels einer Fluidzufuhr 43 erhöht werden,
während über einen
Fluidauslass 45 viskoses Medium aus dem hydrodynamischen
Kreis 41 entzogen werden kann. In bekannter Weise kann über den
Befüllungsgrad
des hydrodynamischen Kreises 41 dessen Momentenübertragbarkeit
und damit die durch den Retarder ausgelöste Bremswirkung eingestellt
werden. Die Fluidzufuhr 43 dient somit im Zusammenhang
mit dem Fluidauslass 45 zur Regelung des Retarders.
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Im
bereits erläuterten
Rotorschalenhals 73 vom Grundkörper 19 des Rotorschaufelrades 25 ist radial
zwischen dessen Umlenkung 75 und dessen Rücklenkung 77 ein
Druckausgleich 47 in Form einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 79 ausgebildet. Durch
diesen Druckausgleich 47 wird der hydrodynamische Kreis 41 mit
einem Ausgleichsraum 49 verbunden, der sich axial zwischen
dem Grundkörper 19 des
Rotorschaufelrades 25 und einem Dichtflansch 51 befindet,
der über
Befestigungselemente 53 am Retarderträger 1 befestigt ist.
Bevor auf die konstruktive Ausführung
dieses Dichtflansches 51 eingegangen wird, sei kurz die
Funktion des Ausgleichsraumes 49 erläutert, der aufgrund des Druckausgleiches 47 über ähnliche
Druckbedingungen wie der hydrodynamische Kreis 41 verfügt und somit
eine starke einseitige Belastung des Grundkörpers 19 des Rotorschaufelrades 25 von
der Seite des hydrodynamischen Kreises 41 aus verhindert.
Wesentlich ist demnach eine vernünftige
Bemessung der Durchgangsöffnungen 79 des
Druckausgleiches 47 für
die Wahrnehmung ihrer Druckausgleichsfunktion, während eine bestimmte geometrische
Form nicht erforderlich ist. Diese Bedingung fertigungstechnisch
nutzend, werden die Durchgangsöffnungen 79 im
Ro torschalenhals 73 noch vor der bereits erwähnten plastischen
Verformung desselben zur Herstellung von Umlenkung 75 und
Rücklenkung 77 eingebracht,
da sich die Einbringung der Durchgangsöffnungen 79 bei einem
zumindest im Wesentlichen ebenflächigen Rotorschalenhals 73 einfacher
gestaltet als bei einem Rotorschalenhals 73 mit der erfindungsgemäßen plastischen
Verformung. Eine eventuelle geometrische Veränderung der vorzugsweise durch
Ausstanzen hergestellten Durchgangsöffnungen 79 bei der
plastischen Verformung ist hierbei, wie bereits erwähnt, für die Funktion
der Durchgangsöffnungen
unerheblich.
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Der
Dichtflansch 51 weist im radial inneren Bereich einen im
Wesentlichen auf das Rotorschaufelrad 25 zugerichteten,
sich axial erstreckenden Aufnahmevorsprung 55 auf, an welchem
eine Ringfederdichtung 57 vorgesehen ist. Diese hintergreift
mit einem ersten Schenkel 59 eine am Aufnahmevorsprung 55 vorgesehene
Radialnase 63 und umgreift mit einem zweiten Schenkel 61 die
radiale Gegenseite des Aufnahmevorsprunges 55. Derart sowohl
axial als auch radial am Dichtflansch 51 aufgenommen, belastet
die Ringfederdichtung 57 mit einer Bodenfläche 65 die
Kupplungsnabe 5. Um an dieser Kontaktstelle zwischen dem
ortsfesten Dichtflansch 51 und der rotierenden Kupplungseinheit 7 eine
hinreichende Dichtung zu gewährleisten,
ist in einer Nutung 69 der Kupplungsnabe 5 ein
Dichtring 67 eingesetzt, der vorzugsweise ebenso wie die
Nutung 69 von rechteckigem Querschnitt ist. Der Dichtring 67 besteht
bevorzugt aus Grauguss, ist aber alternativ auch aus einem elastomeren
Werkstoff herstellbar. Dem Dichtring ist eine in der Kupplungsnabe 5 ausgebildete,
im Wesentlichen radial verlaufende Schmierbohrung 71 zugeordnet.
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- 1
- Retarderträger
- 3
- Stützelement
- 5
- Kupplungsnabe
- 7
- Kupplungseinheit
- 9
- Kupplungsgehäuse
- 11
- Radiallagerung
- 13
- Verzahnung
- 15
- Rotornabe
- 17
- Axiallagerung
- 19
- Grundkörper
- 20
- Rotorschale
- 21
- Beschaufelung
- 23
- Schaufeln
- 25
- Rotorschaufelrad
- 27
- Statorschaufelrad
- 29
- Grundkörper
- 31
- Statorschale
- 33
- Beschaufelung
- 34
- Schaufelraum
- 35
- Schaufeln
- 37
- Befestigungselement
- 39
- Gewindehülse
- 41
- hydrodynamischer
Kreis
- 43
- Fliudzufuhr
- 45
- Fluidauslass
- 47
- Druckausgleich
- 49
- Ausgleichsraum
- 51
- Dichtflansch
- 53
- Befestigungselemente
- 55
- Aufnahmevorsprung
- 57
- Ringfederdichtung
- 59,
61
- Schenkel
- 63
- Radialnase
- 65
- Bodenfläche
- 67
- Dichtring
- 69
- Nutung
- 71
- Schmierbohrung
- 73
- Rotorschalenhals
- 75
- Umlenkung
- 77
- Rücklenkung
- 79
- Durchgangsöffnung