DE19850383B4

DE19850383B4 - Hydrodynamischer Retarder

Info

Publication number: DE19850383B4
Application number: DE1998150383
Authority: DE
Inventors: Harald Eckert
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2018-11-03
Also published as: DE19850383A1

Abstract

Der hydrodynamische Retarder, der einem Getriebe in einem Fahrzeug nachgeordnet ist, weist einen in einem Retardergehäuse angeordneten Rotor auf sowie einen im Retardergehäuse angeordneten Stator, der sich über eine Feststelleinrichtung auf dem Gehäuse abstützt; am Gehäuse ist eine Messeinrichtung (3) für das Retarderbremsmoment vorgesehen, die von der Feststelleinrichtung (2) beaufschlagt wird, wobei die Messeinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder, der einem Getriebe in einem Fahrzeug nachgeordnet ist und der einen in einem Retardergehäuse angeordneten Rotor aufweist, der mit einer Rotorwelle verbunden ist, die von einer Abtriebswelle des Getriebes angetrieben wird und der einen Stator aufweist, der drehtest im Retardergehäuse angeordnet ist und sich dabei über eine Feststelleinrichtung auf diesem abstützt.
Derartige hydrodynamische Retarder dienen als Bremsen, insbesondere für Nutzfahrzeuge und Bahnantriebe, da sie den Vorzug aufweisen, die abzubremsende Energie ohne Verschleiss in Wärme umzuwandeln. Der feststehende Stator und der sich drehende Rotor sind dabei üblicherweise in einem, einen Torus bildenden Arbeitsraum des Retardergehäuses angeordnet, wobei der Bremsvorgang durch Befüllen des Torus mit Öl eingeleitet wird.
Die DE A 4 108 658 beschreibt einen derartigen hydrodynamischen Retarder, der einem Zahnräderwechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug nachgeschaltet ist, wobei die Rotorwelle im Nebenabtrieb von einer Abtriebswelle des Zahnräderwechselgetriebes über einen Stirnradtrieb antreibbar ist und wobei der Stator drehfest im Retardergehäuse angeordnet ist. Um die baulichen Abmessungen und dadurch den Bauaufwand dieses bekannten hydrodynamischen Retarders zu verringern, ist die aus Rotor und Stator bestehende Einheit in einem in axialer Richtung durch ein Wälzlager und den Abtriebsflansch begrenzten Bereich angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung bis in eine in axialer Richtung projizierte Aussenkontur des Wälzlagers und/oder des Abtriebsflansches.
Im Retardergehäuse sind Rotor und Stator einander gegenüberliegend angeordnet und jeweils mit Schaufeln versehen, die in Form eines Schaufelkranzes in Rotor und Stator integriert sind. Der Stator ist dabei mittels eines zapfenförmigen Elements formschlüssig in eine Ausnehmung des Getriebegehäuses festgestellt, wobei dieses zapfenförmige Element in axialer Richtung der Rotorwelle verläuft und sich im äusserem Umfangsbereich des Stators befindet.
Während eines Bremsvorgangs wird von einer Füllpumpe der hydrodynamische Retarder mit Öl befüllt, das z. B. aus dem Ölsumpf des Getriebes stammt, sodass der gewünschte Bremsvorgang durchgeführt werden kann.
Die Dimensionierung der Schaufelkränze im Stator und Rotor sind dabei leistungsbestimmend. Das Fertigungsverfahren von Stator und Rotor ist dabei primär für die Bremsmomenttoleranz verantwortlich; da die üblicherweise verwendeten Statoren und Rotoren mit den in ihnen integrierten Schaufeln im Giessverfahren hergestellt werden, sind diese Toleranzen verhältnismässig gross, sodass eine Einstellung an einem Abnahmeprüfstand des Retarders erforderlich ist. Dies bedeutet jedoch einen erhöhten Herstellungsaufwand.
Aus der DE 40 10 970 A1 ist ein hydrodynamischer Retarder bekannt, dessen Statorschaufelrad bezüglich des Rotorschaufelrades in exzentrische, nicht fluchtende Lage gebracht werden kann. Entweder durch Bildung eines schaufelfreien Bereiches in der Beschaufelung des Statorschaufelrades in Verbindung mit einer Längsführung oder durch exzentrische Drehlagerung des Statorschaufelrades wird aus dem entwickelten Bremsmoment im Statorschaufelrad eine direkt proportionale Kraft gewonnen, die ein Maß für das Bremsmoment darstellt und als Kenngröße für eine Momentenregelung dient.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hydrodynamischen Retarder derart auszugestalten, dass diese bisher übliche Einstellung am Abnahmeprüfstand entfällt, sodass der Bauaufwand und damit die Herstellungskosten verringert werden.
Ausgehend von einem Retarder der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Da der Stator das stehende Bauteil ist und am Gehäuse abgestützt werden muss, nimmt dieses das Reaktionsmoment auf. Dies erfolgt vorzugsweise über einen am Stator angeordneten Reaktionsnocken, welcher in eine Tasche im Gehäuse eingreift. Die erfindungsgemäss vorgesehene Messeinrichtung misst dabei die Kraft am Nocken, die proportional zum Bremsmoment ist, und überträgt ein entsprechendes Signal zu einer Steuereinrichtung.
Die Erfindung bietet also den Vorteil, dass die gemessene Kraft als Indikator für das auftretende Bremsmoment genutzt wird. Dies kann durch eine hydraulische, mechanische oder elektrische Messeinrichtung erfolgen.
Der erfindungsgemäss ausgestaltete hydrodynamische Retarder muss nicht mehr am Abnahmeprüfstand eingestellt werden; er kann sich selbständig im Fahrbetrieb justieren und das Maximalbremsmoment genau begrenzen.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass hierdurch eine vereinfachte hydraulische Steuerung ermöglicht wird. Zusätzlich kann bei einem vorgesehenen Bremsenmanagement das Retarderbremsmoment exakt erfasst und verarbeitet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf einen Stator und
2 eine schematische Schnittansicht durch einen erfindungsgemässen Retarder.
Da der Aufbau und der Betrieb eines hydrodynamischen Retarders dem Fachmann bekannt sind, sind in der Zeichnung nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauteile mit Bezugszeichen versehen.
In 1 ist mit 1 der mit integrierten Schaufeln versehene Stator bezeichnet, der mit einer Feststelleinrichtung 2 versehen ist und über die sich der Stator 1 im Betrieb durch Eingriff in eine Aussparung im Gehäuse abstützt, sodass er drehfest ist.
2 zeigt den Stator 1 im eingebautem Zustand, wobei mit 2 wieder die Feststelleinrichtung, mit 4 die Aussparung im Gehäuse und mit 5 das Retardergehäuse bezeichnet ist.
Erfindungsgemäss ist nun am Retardergehäuse 5 eine Messeinrichung 3 vorgesehen, mit der die von der Feststelleinrichtung 2 ausgeübte Kraft des Stators während des Bremsbetriebes gemessen werden, wobei diese Kraft proportional zum Bremsmoment ist.
Die Feststelleinrichtung 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Reaktionsnocken dargestellt, welcher die Messeinrichtung 3 direkt beaufschlagt. Anstelle eines Reaktionsnockens können auch andere Feststelleinrichtungen verwendet werden, wie z. B. eine Verschraubung zwischen Stator und Gehäuse, ein Schrumpfsitz eines Statorvorsprungs im Gehäuse, einzelne Stifte, die mit getrennten Sensoren der Messeinrichtung zusammenwirken etc.; auch die Montage auf einer gelagerten Zwischenplatte ist denkbar.
Die an und für sich bekannte Messeinrichtung 3 kann eine hydraulische, mechanische oder elektrische Messeinrichtung sein. So kann z. B. die Druckübertragung vom Reaktionsnocken 2 über eine geeignete Hydraulik auf einen Drucksensor erfolgen, der mit einem elektronischen Schaltkreis verbunden ist, der Teil der Steuereinrichtung ist. Der Reaktionsnocken 1 kann auch eine Feder beaufschlagen, wobei über einen Wegsensor indirekt die Kraft ermittelt wird und das Ausgangssignal dem elektronischen Schaltkreis zugeführt wird. Auch ein Dehnmesstreifen zwischen dem Reaktionsnocken und dem Gehäuse kann zusammen mit dem elektronischen Schaltkreis eingesetzt werden oder aber eine direkte Druckübertragung auf einen mechanischen Drucksensor, der ebenfalls mit dem elektronischen Schaltkreis zu verbinden ist.
In jedem Fall wird also als Indikator des Bremsmomentes die von der Feststelleinrichtung 2 für den Stator 1 ausgeübte Kraft gemessen und in ein Bremsmomentsignal umgerechnet. Durch die Steuereinrichtung, der dieses Signal zugeführt wird, kann sich der hydrodynamische Retarder selbständig im Fahrbetrieb justieren und das maximale Bremsmoment genau begrenzen.
Der Stator im Retardergehäuse stützt sich dabei ausschliesslich über die Feststelleinrichtung an diesem ab, d. h. ist ansonsten drehbar gelagert.
Bezugszeichenliste

1: Stator
2: Feststelleinrichtung
3: Messeinrichtung
4: Aussparung
5: Retardergehäuse

Claims

Hydrodynamischer Retarder, der einem Getriebe in einem Fahrzeug nachgeordnet ist und der einen in einem Retardergehäuse angeordneten Rotor aufweist, der mit einer Rotorwelle verbunden ist, die von einer Abtriebswelle des Getriebes angetrieben wird und der einen Stator aufweist, der im Retardergehäuse angeordnet ist und sich über eine Feststelleinrichtung auf diesem abstüzt, dadurch gekennzeichnet, dass am Retardergehäuse (5) eine Messeinrichtung (3) für das Retarderbremsmoment vorgesehen ist, die von der Feststelleinrichtung (2) beaufschlagt wird und dass die Messeinrichtung (3) mit einem elektronischen Schaltkreis einer Steuereinrichtung verbunden ist.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung ein Reaktionsnocken (2) ist, der in eine Aussparung (4) im Retardergehäuse (5) eingreift.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung eine Verschraubung ist.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung ein im Schrumpfsitz im Retardergehäuse eingesetzter Vorsprung ist.
Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (2) einen oder mehrere Stifte umfasst, die in entsprechende Aussparungen eingreifen.
Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (3) einen hydraulischen Drucksensor aufweist, der mit dem elektronischen Schaltkreis der Steuereinrichtung verbunden ist.
Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (3) eine Feder und einen Wegsensor aufweist, der mit dem elektronischen Schaltkreis verbunden ist.
Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (3) einen Dehnmesstreifen aufweist, der mit dem elektronischen Schaltkreis verbunden ist.
Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (3) einen mechanischen Drucksensor aufweist, der mit dem elektronischen Schaltkreis verbunden ist.