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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperieranordnung für Getriebeöl eines Fahrzeugs, insbesondere für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
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Getriebe bilden einen Teil des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. In ihrer Anordnung zwischen Motor und Antriebsrädern dienen sie der Übersetzung zwischen Motordrehzahl und der jeweiligen Antriebsdrehzahl. Neben eingängigen oder manuell zu schaltenden Mehrgang-Getrieben können letztere auch automatisiert betätigt werden. In Form von Automatikgetrieben reicht deren Bauart von halbautomatischen Getrieben über automatisierte und Wandler-Automatikgetrieben bis hin zu stufenlosen Getrieben. Sowohl manuelle Getriebe als auch Automatikgetriebe können beispielsweise mit elektrisch betrieben Motoren und/oder mit Brennkraftmaschinen kombiniert werden.
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Die einzelnen Bauteile von Getrieben sind so gefertigt, dass diese innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs ideal ineinandergreifen. Da die Temperatur des Getriebes im Betrieb und mit steigender Belastung und Umdrehung steigt, muss das darin befindliche Getriebeöl gekühlt werden, was so bevorzugt bei Automatikgetrieben beachtet wird. Hierzu kann das Getriebe beispielsweise mit einem Luft-Öl- oder aber mit einem Wasser-Öl-Wärmetauscher fluidleitend verbunden sein. Letzterer dient der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine und dem Getriebeöl, während der Luft-Öl-Wärmetauscher die Wärmeenergie des Getriebeöls an die Luft der Atmosphäre abgibt.
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Umgekehrt weisen Getriebe unterhalb besagten Temperaturbereichs eine erhöhte Reibung auf, welche neben einem erhöhten Verschleiß einen erhöhten Energie- oder Kraftstoffverbrauch bewirkt. Hieraus ergeben sich Bestrebungen, das Getriebeöl und somit das Getriebe selbst innerhalb kürzester Zeit auf eine Betriebstemperatur zu erwärmen. Durch die fehlende Verbrennungshitze brauchen Getriebe insbesondere gegenüber Brennkraftmaschinen allerdings mehr Zeit für deren Erwärmung. Im Stand der Technik sind daher bereits Anordnungen bekannt, um das Getriebeöl möglichst rasch zu erwärmen. Dies geschieht beispielsweise durch den Einsatz elektrischer Heizer oder aber durch die gezielte Übertragung von Motorwärme. Da die hierfür erforderliche Energie letztlich beispielsweise durch die Brennkraftmaschine bereitgestellt werden muss, ist hierbei aus energetischer Sicht kein tatsächlich effizienter Betrieb möglich.
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So schlägt die
DE 41 04 093 A1 eine Temperieranordnung für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine vor. Diese umfasst einen Hauptkühlkreislauf in Form eines ersten Kühlmittelkreislaufs sowie einen weiteren zweiten Kühlmittelkreislauf. Der erste Kühlmittelkreislauf dient der fluidleitenden Verbindung der Brennkraftmaschine mit einem Wärmetauscher. Dieser ist als Luft/Kühlmittel-Wärmetauscher ausgeführt, welcher der Kühlung des die Brennkraftmaschine durchströmenden Kühlmittels dient. Demgegenüber dient der zweite Kühlmittelkreislauf unter anderem der fluidleitenden Verbindung eines Zusatzwärmetauschers mit einem Zwischenwärmetauscher. Hierbei ist der Zusatzwärmetauscher als Luft/Kühlmittel-Wärmetauscher ausgeführt, um das im zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierende Kühlmittel zu kühlen. Demgegenüber ist der Zwischenwärmetauscher als Öl/Kühlmittel-Wärmetauscher ausgebildet, so dass dieser der Kühlung eines mit der Brennkraftmaschine verbundenen Getriebes dient. Hierzu wird der Zusatzwärmetauscher sowohl durch Kühlmittel als auch durch Getriebeöl durchströmt. Weiterhin ist eine die beiden Kühlmittelkreisläufe bei Bedarf fluidleitend verbindende Verbindungsleitung vorgesehen.
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Sofern der erste Kühlmittelkreislauf eine rasche Erwärmung erfährt, kann diese über die Verbindungsleitung auch dem zweiten Kühlmittelkreislauf zugeführt werden. Hierzu ist unter anderem ein Wärmespeicher vorgesehen, welcher in seiner fluidleitenden Verbindung mit dem ersten Kühlmittelkreislauf zu dessen raschen Erwärmung beitragen kann. Auf diese Weise kann die dem ersten Kühlmittelkreislauf insbesondere beim Kaltstart durch den Wärmespeicher zuführbare Wärmeenergie über die Verbindungsleitung – wenn auch zeitversetzt – an den zweiten Kühlmittelkreislauf weitergegeben werden. Hierdurch kann die Wärmeenergie des Wärmespeichers letztlich auch dem Zusatzwärmetauscher für das Getriebeöl zumindest teilweise zugeführt werden. Die im ersten Kühlmittelkreislauf anfallende überschüssige Wärmeenergie kann dann wieder genutzt werden, um den Wärmespeicher zu laden.
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Da der Wärmetauscher des Getriebeöls mit einem der Kühlmittelkreisläufe verbunden ist, kann das Getriebeöl und somit das Getriebe selbst nur langsam erwärmt werden. Ursächlich hierfür sind insbesondere die weiten Wege und die vielen Anordnungen auf dem Weg zwischen Wärmespeicher und Getriebe, welche dem Kühlmittel zumindest einen Teil der Wärmeenergie entziehen. Weiterhin geht die Erwärmung des gesamten Systems letztlich auf die Brennkraftmaschine zurück, was mit Blick auf die Erwärmung des Getriebes einen nur begrenzt effizienten Betrieb erlaubt.
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Aus diesem Grund scheint das Erreichen einer vorteilhafteren Energiebilanz derzeit nicht möglich. Denn auch wenn die Brennkraftmaschine nicht als direkte oder indirekte Quelle für die rasche Getriebeerwärmung genutzt würde, belasten zusätzliche elektrische Wärmequellen die Energiebilanz ebenso nachteilig. Insofern bieten die derzeit bekannten Temperieranordnungen durchaus noch Raum für Verbesserungen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Temperieranordnung für Getriebeöl eines Fahrzeugs und ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug dahingehend auszugestalten, dass trotz gezielter Nutzung einer zusätzlichen Wärmequelle eine raschere und die Energiebilanz verbessernde Erwärmung des Getriebeöls erreichbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Temperieranordnung für Getriebeöl eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug mit einer solchen Temperieranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Gemäß der Erfindung wird nachfolgend eine Temperieranordnung für Getriebeöl eines Fahrzeugs, insbesondere für ein manuelles Getriebe oder ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs aufgezeigt. Hierzu umfasst die Temperieranordnung wenigstens einen Wärmetauscher. Der Wärmetauscher ist dafür vorgesehen, um über einen Getriebeöl-Kreislauf fluidleitend mit einem Getriebe des Fahrzeugs verbunden zu werden. Erfindungsgemäß umfasst die Temperieranordnung weiterhin wenigstens einen Wärmespeicher. Besagter Wärmespeicher ist dabei fluidleitend mit dem Getriebeöl-Kreislauf verbunden. In dieser Anordnung ist der Wärmespeicher dazu ausgebildet, um wenigstens einen Teil an Wärmeenergie aus dem Getriebeöl zu akkumulieren und somit über eine Zeit hinweg zu speichern. Auch ist der Wärmespeicher dazu ausgebildet, um zuvor aus dem Getriebeöl gespeicherte Wärmeenergie zumindest teilweise wieder an das Getriebeöl abzugeben.
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Durch die vorteilhafte Anordnung des Wärmespeichers direkt innerhalb des Getriebeöl-Kreislaufs ist es nunmehr möglich, die Abwärme des Getriebes über das im Betrieb des Getriebes erwärmte Getriebeöl aufzunehmen. Bisherige Lösungen sahen insofern keine direkte Aufnahme der ohnehin abzuführenden Wärmeenergie vor. Im Gegenteil gingen die bisherigen Bestrebungen in die Richtung, dem Getriebeöl-Kreislauf die überschüssige Wärmeenergie möglichst rasch über den Wärmetauscher zu entziehen, um eine Kühlung des Getriebes zu erreichen. Hier macht sich die Erfindung tatsächlich zumindest einen Teil der ansonsten abzuführenden Wärmeenergie zunutze, um in dem Wärmespeicher zwischengespeichert zu werden.
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Da diese Wärmeenergie auf die ohnehin erforderliche eigene Betriebserwärmung des Getriebes zurückgeht, hat deren Entzug aus dem Getriebeöl-Kreislauf zunächst keinerlei Auswirkungen auf die Energiebilanz. Im Gegenteil wird diese mitunter deutlich verbessert, sobald die zuvor akkumulierte Wärmeenergie wieder an das Getriebeöl und somit an das Getriebe abgegeben wird. Im Ergebnis werden die Reibung und somit der Widerstand innerhalb des Getriebes innerhalb kürzester Zeit herabgesetzt, wodurch der Energieverbrauch, insbesondere der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
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Als Wärmespeicher werden im Rahmen der Erfindung solche Anordnungen verstanden, welche in der Lage sind, thermische Energie aufzunehmen und bei Bedarf wieder abzugeben. Hierbei kann es sich beispielsweise auch, aber nicht beschränkend um einen chemischen Wärmespeicher handeln.
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Hier ist vor allem auch die erfindungsgemäße Anordnung des Wärmespeichers im Getriebeöl-Kreislauf zu betonen, welche im Hinblick auf die mitunter bekannte Anordnung im regulären Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine deutliche Vorteile bietet.
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Ein chemischer Wärmespeicher hat zwar den generellen Nachteil einer geringen Entladeleistung. Deswegen scheint dieser für Brennkraftmaschinen, also Verbrennungsmotoren zunächst weniger geeignet. Die Entladeleistung eines „Ölwärmespeichers“ dagegen kann deutlich höher sein, wenn das warme Öl z.B. direkt in den Motorölkreislauf eingespeist wird. Chemische Wärmespeicher entladen die gespeicherte Energie jedoch über eine chemische Reaktion, die dann an das Öl abgegeben werden kann. Diese Entladeleistung ist deswegen für eine sinnvoll im Kraftfahrzeug einsetzbare Wärmespeichergröße typischerweise geringer als die des Ölwärmespeichers. Die gespeicherte Wärmeenergie kann dagegen für beide Systeme, also für einen chemischen Wärmespeicher gegenüber dem Ölwärmespeicher als annähernd gleich betrachtet werden. In möglicher Ausgestaltung kann daher ein chemischer Wärmespeicher für ein Getriebe vorteilhaft Einsetzbar sein, da zum einen die thermische Masse eines Getriebes geringer ist als die eines Verbrennungsmotors und zum anderen die Motoraufwärmung üblicherweise deutlich länger dauert als die des Getriebes.
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So sind aufgrund der zumeist relativ geringen thermischen Energie eines angemessenen Wärmespeichers im Vergleich zu der benötigten Aufheizenergie einer Brennkraftmaschine nur geringe Temperaturerhöhungen zu erwarten. Vor diesem Hintergrund ist die Erwärmung eines Getriebes gegenüber einer Brennkraftmaschine deutlich vorteilhafter, da ein Getriebe gegenüber der Brennkraftmaschine, also des Verbrennungsmotors eine geringere thermische Trägheit aufweist. Dies führt damit zu einer deutlich stärkeren Temperaturerhöhung des Getriebes im Vergleich zu einer Brennkraftmaschine. Nur auf diese Weise ist eine wesentliche Energie-, insbesondere Kraftstoffeinsparung im Kaltstart erreichbar. Insofern kann der Wärmespeicher als chemischer Wärmespeicher ausgeführt sein. Selbstverständlich kann der Wärmespeicher auch als Ölwärmespeicher ausgeführt sein.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens kann in dem Getriebeöl-Kreislauf eine Regelvorrichtung angeordnet sein. Besagte Regeleinrichtung ist dann dazu ausgebildet, um das innerhalb des Getriebeöl-Kreislaufs zirkulierende Getriebeöl zumindest teilweise zu dem Wärmetauscher und/oder zu dem Wärmespeicher zu leiten. Auf diese Weise kann das Getriebeöl je nach Bedarf mehr oder ganz dem Wärmetauscher sowie mehr oder ganz dem Wärmespeicher zugeführt werden. Dank der Regeleinrichtung kann so eine gezielte Leitung des Getriebeöls durch den Getriebeöl-Kreislauf und insbesondere durch den Wärmetauscher und den Wärmespeicher erfolgen. Dabei liegen der jeweiligen Regelstellung der Regeleinrichtung die zu erreichenden Ziele einer raschen Erwärmung des Getriebeöls und/oder eine effiziente Akkumulierung der überschüssigen Wärmeenergie aus dem Getriebeöl zugrunde.
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Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Regelvorrichtung um wenigstens ein Ventil oder eine Ventilanordnung, durch welche die Leitung des Getriebeöls in Bezug auf dessen Richtung und Verlauf innerhalb des Getriebeöl-Kreislaufs regelbar ist. Hierzu weist das Ventil oder die Ventilanordnung wenigstens eine Regelstellung auf, welche das Getriebeöl entweder durch den Wärmespeicher strömen lässt oder nicht. Bevorzugt sind wenigstens zwei Regelstellungen vorgesehen, wobei in der einen das Getriebeöl durch den Wärmetauscher und in der anderen Regelstellung zu dem Wärmespeicher geleitet wird. Dies jeweils in Abhängigkeit von der Temperatur des Getriebeöls.
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So kann das unterhalb der Betriebstemperatur des Getriebes liegende und somit als kalt zu bezeichnende Getriebeöl bevorzugt nicht durch den Wärmetauscher, sondern zu dem Wärmespeicher geleitet werden, bevor dieses in das Getriebe einläuft. Hierbei nimmt es zuvor akkumulierte Wärmeenergie aus dem Wärmespeicher auf, welches es dann innerhalb des Getriebes an dessen einzelnen umspülten Bauteile zumindest teilweise überträgt.
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Demgegenüber wird das oberhalb der Betriebstemperatur des Getriebes liegende und somit als heiß zu bezeichnende Getriebeöl bevorzugt zu dem Wärmespeicher geleitet. Dabei kann es entweder vor oder nach dem Durchlaufen des Wärmespeichers durch den Wärmetauscher geleitet werden, bevor es wieder an das Getriebe rückgeführt wird. Auf diese Weise wird das heiße Getriebeöl insbesondere durch den Wärmetauscher aber auch durch den Wärmespeicher gekühlt, welcher dem Getriebeöl ja ebenfalls Wärmeenergie entzieht. Das so herabgekühlte Getriebeöl kann anschließend bei seinem Einlaufen in das Getriebe erneut Wärmeenergie von den umspülten Bauteilen des Getriebes aufnehmen, wodurch diese und somit das Getriebe insgesamt gekühlt werden.
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Die Erfindung sieht eine vorteilhafte Anordnung für die Regeleinrichtung vor, welche bevorzugt stromaufwärts des Wärmetauschers erfolgen kann. Hierbei durchläuft der das Getriebe verlassende Teil des Getriebeöls zunächst zu der Regelvorrichtung, welche den anschließenden Verlauf des Getriebeöls vorgibt. Je nach Temperatur des Getriebeöls kann dieses kann entweder zu dem Wärmetauscher oder zu dem Wärmespeicher oder zu beiden Elementen geleitet werden.
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Bevorzugt ist der Wärmespeicher so auszulegen, dass die Leistung zum Aufladen des Wärmespeichers der Kühlleistung des Wärmetauschers entspricht. Auf diese Weise würde die Aufladung des Speichers keine oder nur eine geringe Auswirkung auf die Getriebeöltemperatur haben. Die Steuerung der Regeleinrichtung würde sich dadurch wesentlich vereinfachen.
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Grundsätzlich sind also auch Zwischenstellungen für die Regelvorrichtung denkbar, so dass das Getriebeöl gleichzeitig sowohl durch den Wärmetauscher als auch zu dem Wärmespeicher geleitet werden kann. Dabei ist die jeweilige Durchflussmenge ebenfalls durch die Regelvorrichtung möglich, um eine möglichst optimale Regelung des umlaufenden Getriebeöls zu erhalten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Getriebeöl-Kreislauf durch die Regelvorrichtung in wenigstens zwei Kreisläufe unterteilt. Mit anderen Worten kann das innerhalb des Getriebeöl-Kreislaufs zirkulierende Getriebeöl durch die Regelvorrichtung nur in einem dieser beiden Kreisläufe zirkuliert werden oder zu Teilen in beiden gleichzeitig. Besonders bevorzugt kann der Getriebeöl-Kreislauf dabei in einen Speicher-Kreislauf und in einen Kühl-Kreislauf unterteilt sein.
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Bevorzugt sind Wärmetauscher und Wärmespeicher in jeweils einem dieser beiden Kühlkreise angeordnet. So kann der Wärmespeicher in vorteilhafter Weise in dem Speicher-Kreislauf des Getriebeöl-Kreislaufs angeordnet sein, während der Wärmetauscher in dem Kühl-Kreislauf des Getriebeöl-Kreislaufs angeordnet sein kann.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist angedacht, dass der zum Kühlen des Getriebeöls verwendete Wärmetauscher als Luft-Öl-Wärmetauscher ausgebildet sein kann. Auf diese Weise werden keine weiteren Systeme durch die Abwärme des Getriebeöls belastet. Hierdurch kann die überschüssige Wärmeenergie des Getriebeöls – wenn nicht an den Wärmespeicher – an die Atmosphäre abgegeben werden.
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Die zuvor aufgezeigte erfindungsgemäße Temperieranordnung macht es möglich, trotz einer zusätzlichen Wärmequelle für das Getriebeöl in Form des Wärmespeichers eine verbesserte Energiebilanz zu erreichen. Da die zu akkumulierende Wärmeenergie nahezu direkt am Ort ihrer Entstehung aus dem Getriebeöl aufgenommen und akkumuliert wird, kann der Wärmespeicher bereits nach kurzem Betrieb des Fahrzeugs maximal aufgeladen sein. Weiterhin ermöglicht die unmittelbare Nähe des Wärmespeichers zu dem Getriebe dessen rasche oder zumindest unterstützende Erwärmung auf Betriebstemperatur, indem das Getriebeöl bevorzugt kurz vor seinem Einlauf in das Getriebe Wärmeenergie aus dem Wärmespeicher aufnimmt. Da die beim Betrieb des Getriebes entstehende Wärme bei Übersteigen einer bestimmten Temperatur ohnehin abgeführt werden muss, kann diese somit in vorteilhafter Weise quasi zeitversetzt genutzt werden. Je nach Ausgestaltung des Wärmespeichers steht somit auch bei einem Kaltstart genügend Energie zur Verfügung, um das Getriebeöl und somit das Getriebe selbst in dessen Betrieb möglichst rasch auf Betriebstemperatur zu bringen.
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Weiter ist zu erwähnen, dass der Wärmespeicher natürlich auch aufgeladen werden muss, so dass dieser die Wärme des Getriebeöls überhaupt aufnehmen, also speichern kann. Dazu wird das heiße Getriebeöl dem Wärmespeicher zugeführt, was mit der entsprechenden Ansteuerung der Regelvorrichtung geschehen kann. Dabei kann der Wärmetauscher in dem Kühl-Kreislauf des Getriebeöl-Kreislaufs umgangen werden, so dass quasi ungekühltes Getriebeöl zum Wärmespeicher gelangt. Zielführend kann dabei vorgesehen sein, dass der Wärmespeicher in idealer Ausgestaltung zum Speichern der Wärme dieselbe Leistung hat wie der Wärmetauscher zum Kühlen des Getriebeöls. Mit anderen Worten wird das Getriebeöl in dem Wärmespeicher quasi gekühlt (was bereits Erwähnung fand), wenn dieser aufgeladen werden muss. So ist zugleich sichergestellt, dass die Getriebeöltemperatur bei dem Aufladen des Wärmespeichers nicht zu hoch wird. Ist der Wärmespeicher aufgeladen, wird die Regelungsvorrichtung entsprechend angesteuert, so dass das Getriebeöl wieder zum Wärmetauscher geleitet wird.
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Auch ist die Erfindung auf ein Fahrzeug gerichtet, welches neben einem Antriebsmotor und einem damit Drehmoment übertragend gekoppelten Getriebe eine Temperieranordnung für das Getriebeöl des Getriebes umfasst. Bei der Temperieranordnung kann es sich insbesondere um eine wie zuvor aufgezeigte Temperieranordnung handeln. Der Antriebsmotor kann dabei beispielsweise elektrisch betrieben werden. Demgegenüber kann es sich bei dem Antriebsmotor beispielsweise auch um eine Brennkraftmaschine handeln.
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Gemäß der zuvor aufgezeigten Temperieranordnung wird das Getriebeöl zu dessen Kühlung durch den mit dem Getriebe und dem Wärmetauscher fluidleitend verbundenen Getriebeöl-Kreislauf geleitet. Dabei wird das Getriebeöl vor oder nach seiner Leitung durch den Wärmetauscher zu dem Wärmespeicher geleitet. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass zumindest einen Teil der Wärmeenergie aus dem Getriebeöl aufgenommen und in dem Wärmespeicher zunächst akkumuliert werden kann.
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Demgegenüber kann die erfindungsgemäße Temperieranordnung zur Erwärmung des Getriebeöls genutzt werden, indem das Getriebeöl zunächst zum Wärmespeicher und anschließend zum Getriebe geleitet wird. Auf diese Weise wird wenigstens ein Teil der zuvor in dem Wärmespeicher akkumulierten Wärmeenergie wieder an das Getriebeöl abgegeben.
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Die in dem Getriebeöl-Kreislauf angeordnete Regelvorrichtung kann dazu genutzt werden, um das Getriebeöl in Abhängigkeit von seiner Temperatur zumindest teilweise zu dem Wärmetauscher und/oder zu dem Wärmespeicher zu leiten.
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Aufgrund der Teilung des Getriebeöl-Kreislaufs durch die Regelvorrichtung in einen Speicher-Kreislauf und in einen Kühl-Kreislauf kann das Getriebeöl dann in Abhängigkeit von der jeweiligen Regelstellung der Regelvorrichtung zumindest anteilig durch den Speicher-Kreislauf und/oder durch den Kühl-Kreislauf geleitet werden.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in den nachfolgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Temperieranordnung,
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2 die Temperieranordnung in einer ersten Regelstellung sowie
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3 die Temperieranordnung in einer zweiten Regelstellung.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teils mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel nur einmal beschrieben sind.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Temperieranordnung 1 in schematischer Darstellungsweise. Diese dient zur Temperierung von Getriebeöl 2 eines nicht näher gezeigten Fahrzeugs. Die Temperieranordnung 1 umfasst hierzu einen Wärmetauscher 3. Weiterhin ist ein Getriebe 4 des nicht dargestellten Fahrzeugs ersichtlich, welches durch einen Getriebeöl-Kreislauf 5 fluidleitend mit dem Wärmetauscher 3 verbunden ist.
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Mit Bezug auf die Darstellung der 1 ist rechts ein mit dem Getriebeöl-Kreislauf 5 fluidleitend verbundener Wärmespeicher 6 angeordnet. Weiterhin ist eine in dem Getriebeöl-Kreislauf 5 angeordnete Regelvorrichtung 7 ersichtlich, welche stromaufwärts des Wärmetauschers 3 angeordnet ist.
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Die Regelvorrichtung 7 ist dazu ausgebildet ist, um das innerhalb des Getriebeöl-Kreislaufs 5 zirkulierende Getriebeöl 2 zumindest teilweise zu dem Wärmetauscher 3 und/oder zu dem Wärmespeicher 6 zu leiten, wie nachfolgend näher verdeutlicht wird:
2 zeigt eine erste Regelstellung A der Regelvorrichtung 7. Hierbei ist der Getriebeöl-Kreislauf 5 auf einen Speicher-Kreislauf 8 reduziert. Der Speicher-Kreislauf 8 ist vorliegend mit durchgehenden Linien gekennzeichnet, während die restlichen Leitungen des Getriebeöl-Kreislaufs 5 mit unterbrochenen Linien angedeutet sind. Wie zu erkennen, durchläuft das Getriebeöl 2 in der ersten Regelstellung A den Speicher-Kreislauf 8 derart, dass das Getriebeöl 2 aus dem Getriebe 4 heraus zunächst zur Regelvorrichtung 7 und anschließend direkt zum Wärmespeicher 6 geleitet wird.
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Da der Wärmespeicher 6 dazu ausgebildet ist, um wenigstens einen Teil an zuvor aus dem Getriebeöl 2 gespeicherte Wärmeenergie zumindest teilweise an das Getriebeöl 2 abzugeben, wird das Getriebeöl 2 folglich bei seinem Durchlauf durch den Wärmespeicher 6 erwärmt, bevor es wieder zurück in das Getriebe 4 gelangt. Auf diese Weise wird die Erwärmung des Getriebes zumindest unterstützt und insbesondere beschleunigt.
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3 zeigt eine zweite Regelstellung B der Regelvorrichtung 7. Diese wird dann eingenommen, wenn das Getriebeöl eine vorbestimmte Temperatur überschreitet. Hierzu kann beispielsweise ein nicht näher gezeigter Temperaturfühler in dem Getriebeöl-Kreislauf angeordnet sein, um die Regelvorrichtung mit einer Information über die Temperatur des Getriebeöls zu versorgen oder um deren Regelstellung A, B zu regeln. In der zweiten Regelstellung B ist der Getriebeöl-Kreislauf 5 auf einen Kühl-Kreislauf 9 reduziert.
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Der Kühl-Kreislauf 9 ist vorliegend mit durchgehenden Linien gekennzeichnet, während die restlichen Leitungen des Getriebeöl-Kreislaufs 5 mit unterbrochenen Linien angedeutet sind. Wie zu erkennen, durchläuft das Getriebeöl 2 in der zweiten Regelstellung B den Kühl-Kreislauf 9 nunmehr derart, dass das Getriebeöl 2 aus dem Getriebe 4 heraus direkt zum Wärmetauscher 3 geleitet wird. Dieser ist als Luft-Öl-Wärmetauscher ausgestaltet, so dass die überschüssige Wärmeenergie aus dem Getriebeöl 2 über den Wärmetauscher 3 an die Luft der Atmosphäre abgegeben werden kann. Nach dem Durchlaufen des Wärmetauschers 3 wird das Getriebeöl 2 anschließend wieder direkt – unter Umgehung des Wärmespeichers 6 – zurück zum Getriebe 4 geleitet. Hierbei erfolgt primär die Kühlung des Getriebeöls 2, wobei der Wärmespeicher 6 bereits voll aufgeladen ist.
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Die bereits zuvor näher erläuterte 1 zeigt folglich eine Mischform aus den beiden in den 2 und 3 gezeigten ersten und zweiten Regelstellungen A, B der Regelvorrichtung 7 und den damit zusammenhängen Kreisläufen in Form des Speicher-Kreislaufs 8 und des Kühl-Kreislaufs 9. Hierbei hat das Getriebeöl 2 bereits eine Temperatur erreicht, welche dessen Kühlung erforderlich macht, hierzu ist die Regelvorrichtung 7 in eine dritte Regelstellung C verbracht, in der das Getriebeöl 2 sowohl durch den Wärmetauscher 3 als auch zu dem Wärmespeicher 6 geleitet wird. Hierbei wird das Getriebeöl 2 durch den Wärmetauscher 3 aber auch durch den Wärmespeicher 6 gekühlt, wobei letzterer dem Getriebeöl 2 Wärmeenergie entzieht und akkumuliert.
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Zudem kann die Ausgestaltung nach 2 zum Aufladen des Wärmespeichers 6 genutzt werden, wenn das Getriebeöl die entsprechende Temperatur aufweist. Günstig ist dabei, wenn der Wärmespeicher 6 dieselbe Leistung hat wie der Wärmetauscher 3, so dass das Getriebeöl in dem Wärmespeicher 6 quasi gekühlt wird. Diese Betriebsstellung kann also zum einen genutzt werden, um das Getriebeöl aus dem Wärmespeicher 6 heraus zu erwärmen, so dass die Warmlaufphase reduziert ist. Zum anderen kann die Betriebsstellung gemäß 2 genutzt werden, den Wärmespeicher 6 zu laden. Wenn der Wärmespeicher allerdings genügend geladen ist, sollte die Regelvorrichtung 7 entsprechend angesteuert werden, um den Wärmetauscher 3 wieder durchströmen zu können. Insofern ist die Betriebsstellung nach 2 sowohl zum Erwärmen des Getriebeöls z.B. in einer Warmlaufphase eines Verbrennungsmotors, als auch zum „Laden“ des Wärmespeichers 6 nur temporär, also zuweilen sehr kurzzeitig vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Temperieranordnung
- 2
- Getriebeöl
- 3
- Wärmetauscher
- 4
- Getriebe
- 5
- Getriebeöl-Kreislauf
- 6
- Wärmespeicher
- 7
- Regelvorrichtung
- 8
- Speicher-Kreislauf von 5
- 9
- Kühl-Kreislauf von 5
- A
- erste Regelstellung von 7
- B
- zweite Regelstellung von 7
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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