DE2203319A1 - Dauerbremse fuer fahrzeuge, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, vornehmlich schwere nutzfahrzeuge - Google Patents

Dauerbremse fuer fahrzeuge, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, vornehmlich schwere nutzfahrzeuge

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DE2203319A1 DE19722203319 DE2203319A DE2203319A1 DE 2203319 A1 DE2203319 A1 DE 2203319A1 DE 19722203319 DE19722203319 DE 19722203319 DE 2203319 A DE2203319 A DE 2203319A DE 2203319 A1 DE2203319 A1 DE 2203319A1
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D57/04—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders with blades causing a directed flow, e.g. Föttinger type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/08—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels using fluid or powdered medium
    • B60T1/087—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels using fluid or powdered medium in hydrodynamic, i.e. non-positive displacement, retarders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/78—Features relating to cooling

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 9159/4
Stuttgart 24.1.1972
Dauerbremse für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, vornehmlich schwere Nutzfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Dauerbremse (Retarder) für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge und vornehmlich schwere Nutzfahrzeuge mit einem hydrodynamischen Kreislauf nach Art einer vom Fahrzeug angetriebenen hydrodynamischen Kupplung, deren Betriebsflüssigkeit in einem äußeren Kreislauf über einen Kühler geleitet wird.
Bei Dauerbremsen obiger Art wird im hydrodynamischen Kreislauf eine recht beträchtliche Wärmemenge erzeugt. Nicht immer ist nun der Fahrzeugkühler groß genug, um neben der Motorwärme noch diese zusätzliche Wärmemenge abzuführen, zumal dieser Kühler aus Kostengründen und unter Umständen auch aus Raumgründen nicht beliebig vergrößert werden kann. Außerdem sind bei manchen Fahrzeugen, wie z.B. bei Anhängern, überhaupt keine Kühler vorhanden .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch für solche Fahrzeuge eine Dauerbremse vorzuschlagen. Diese soll dabei möglichst so ausgebildet sein, daß sie auch nachträglich eingebaut worden kann.
Diese Aufgabe wird bei den eingangs gesiasKiteia Anordnungen dadurch gelöst, daß der hydrodynamisehen Kupplung ein besonderer Kühler zugeordnet ist und diese hydrodynamische Kupplung augleich als eine Förderpumpe für di© Betriebsflüssigkeit dient und mit einer Turbine in Wirkv@rbin.dung steht zuss Antrieb eisaes dem besonderen Kühler zugeordneten besonderen Lüfters.
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Durch die Erfindung ergibt sich in vorteilhafter Weise ein gewissermaßen autarkes Retardersystem, welches in allen obengenannten Fällen angewendet werden kann. Dieses ist ganz besonders zweckmäßig, wenn nach einem weiteren Erfindungsgedanken die beiden Räder der hydrodynamischen Kupplung in an sich bekannter Weise gegenläufig antreibbar sind und daß die absoluten Drehzahlen dieser beiden Räder zumindest annähernd gleich sind. Auf diese Weise kann nämlich die Pumpwirkung, d.h. also die Fördermenge der hydrodynamischen Kupplung, ganz beträchtlich gesteigert werden.
Es ist im Prinzip unwesentlich, auf welche Weise der Retarder angetrieben wird, er muß nur auf jeden Fall mit der bzw. den Fahrzeugachsen in Verbindung stehen. So kommt z.B. der Antrieb von der Getriebeausgangswelle in Frage. Auch die Zuordnung zur Gelenkwelle oder zum Ausgleichsgetriebe ist denkbar, ebenso wie auch der Antrieb von der Getriebeeingangswelle. Bei Anhängern ist die Anordnung auf einer Achse möglich.
Ein weiterer Vorschlag der Erfindung liegt darin, daß die beiden Laufräder der hydrodynamischen Kupplung mit Vorgelege-Zahnrädern annähernd gleichen Durchmessers verbunden sind, wovon eines direkt, das andere über ein Wenderad in ein mit der antreibenden Welle verbundenes Zahnrad doppelter Breite eingreift. Dieser Vorgelegeantrieb ermöglicht es, in einfacher Weise die Drehzahlen praktisch gleichzumachen und zugleich eine beträchtliche Übersetzung einzubauen, falls letzteres erwünscht ist» Außerdem bietet sich so feine weitere Vereinfachung an, wenn nach einem anderen Erfindungsmerkmal das Wenderad seinerseits zuhi Antrieb ©iner" Pumpe vorzugsweise einer Zahnradpumpe ssia Schraierzweckeii. oder dergleichen dient« Weiterhin erscheint es zweckmäßig„ -wenn das antreibende Zahnrad auf der antreibenden Well© selbst an« georetoet ist.
Die Erfindung kaiin dahingehend weitergebildet werden, daß «Si® als Retarder dienende hydrodynamische Kupplsmg mit ihrem An=-
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trieb und gegebenenfalls mit ihren Regelorganen zu einer baulichen Einheit in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt ist.' Auf diese Weise entsteht eine in an sich geschlossene Einbaueinheit, die auch nachträglich eingebaut werden kann. Es sei bei dieser Gelegenheit erwähnt, daß die Regelung der hydrodynamischen Kupplung in irgendeiner an sich bekannten Weise erfolgen kann. Diese Regelung gehört nicht zum Gegenstand der Erfindung.
Für die Gestaltung der Baueinheit wird im einzelnen vorgeschlagen, daß das mit der Antriebswelle in Verbindung stehende Zahnrad mit seiner Nabe soweit wie möglich in die Ebene der hydrodynamischen Kupplung gerückt und sein Radkörper konisch ausgebildet ist und am äußeren Umfang eine Stirnverzahnung trägt. Weiter wird noch vorgeschlagen, daß das eine Rad der hydrodynamischen Kupplung durch eine zentrale Welle mit dem betreffenden Vorgelegezahnrad verbunden und diese Welle an beiden Enden im Gehäuse gelagert ist, während das andere Rad der hydrodynamischen Kupplung durch eine hierzu konzentrische Hohlwelle mit dem anderen Vorgelegezahnrad in Verbindung steht und diese Hohlwelle' in ihrer Mitte im Gehäuse gelagert ist. Und schließlich ist erfindungsgemäß das Antriebszahnrad drehfest auf einer im Gehäuse drehbar gelagerten Antriebshülse angeordnet, welche an einem Ende - etwa in der Ebene der hydrodynamischen Kupplung liegend eine innere Keilnutverzahnung zum Aufschieben auf der antreibenden Welle und am anderen Ende einen Flansch zum Verbinden mit der weiterführenden Welle aufweist.
Insgesamt gesehen ergibt sich auf diese Weise eine etwa scheibenförmig gestaltete Baueinheit, deren einzelne Teile so ineinandergeschachtelt sind, daß sie möglichst schmal wird. Das Gehäuse hierfür kann dann im wesentlichen aus drei Grundteilen bestehen. Zwei davon umfassen den Rädertrieb und der dritte umschließt die hydrodynamische Kupplung. Dabei sind dann die ersten beiden Gehäuseteile so eingezogen, daß die hydrodynamische
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Kupplung noch innerhalb der Scheibenkontur der gesamten Baueinheit Platz hat, d.h. sie ist gewissermaßen in einer Aussparung des mittleren der beiden Grundteile des Gehäuses angeordnet und der dritte Gehäuseteil deckt sie dann nach außen ab.
Die Erfindung kann derart weiter ausgestaltet werden, daß der Auslaß der hydrodynamischen Kupplung durch eine Leitung mit dem Einlaß einer Radialturbine in Verbindung steht, deren Auslaß mit dem Kühlereinlaß verbunden ist und daß vom Kühlerauslaß eine Leitung gegebenenfalls unter Einschaltung eines Abschaltventils und/oder anderer Regelorgane zum Einlaß der hydrodynamischen Kupplung zurückgeführt ist. Hierbei wird dann vorgeschlagen, daß der Lüfter als ein an sich bekanntes Radialgebläse und der Kühler als ein Ringkühler ausgebildet ist, welcher um das Gebläse angeordnet ist.
Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung, und zwar zeigt:
Fig. 1 den Aufbau des Retardersystems im Schema und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Baueinheit eines derartigen Retardersystems.
Nach Figur 1 ist der Retarder 10 nach Art einer hydrodynamischen Kupplung ausgebildet. Er wird von der Antriebswelle 11 - welche die Getriebeausgangswelle oder eine andere mit den Fahrzeugachsen verbundene Welle des Fahrzeugs sein kann - über ein Vorgelege 12 angetrieben. Die hydrodynamische Kupplung 10 weist ein Laufrad 13 und ein Laufrad I^ auf, die gegenläufig zueinander umlaufen. Das Laufrad lk steht über einer Welle 15 mit einem Zahnrad l6 in Verbindung, welches über ein Wenderad 17 in das auf der Antriebswelle 11 fest angeordnete Zahnrad l8 eingreift. Das Laufrad 13 der hydrodynamischen Kupplung ist durch eine Hohlwelle 19 mit einem zweiten Zahnrad 20 verbunden, welches in denselben Zahnkranz des Zahnrades l8 eingreift, der also gewissermaßen doppelte Breite aufweist. Beide Laufräder 13 und Ik haben
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infolgedessen nahezu dieselbe absolute Drehzahl und unterscheiden sich lediglich durch die Drehrichtung.
Durch diese gegenläufige Drehung der beiden Laufräder wirkt die hydrodynamische Kupplung 10 in verstärktem Maß als eine Förderpumpe, die ihre Betriebsflüssigkeit durch die Leitung 21 einer Radialturbine 22 zuführt. Letztere treibt ein Radialgebläse an, welches von einem Ringkühler 2k konzentrisch umgeben ist. Der Auslaß der Turbine 22 steht durch eine Leitung 25 mit dem Einlaß des Kühlers 2k in Verbindung. Der Kühlerauslaß ist seinerseits durch eine Leitung 26 über ein Abschaltventil 27 wieder mit dem Einlaß der hydrodynamischen Kupplung 10 verbunden.
Zum Bremsen wird die hydrodynamische Kupplung 10 gefüllt und sie pumpt die Betriebsflüssigkeit durch den äußeren soeben beschriebenen Kreislauf. Die Turbine 22 wird von der Betriebsflüssigkeit angetrieben und das Radialgebläse 23 kühlt im Kühler 2k die Betriebsflüssigkeit wieder zurück. Da das Druckgefälle und die Geschwindigkeit des Betriebsflüssigkeitsstromes von der Bremsleistung des Retarders abhängen, ist eine zusätzlicheRegelung für den Antrieb des Lüfters 23 nicht erforderlich. Die beschriebenen Teile werden noch durch die hier nicht interessierenden anderen Teile der Retarderregelung vervollständigt. Sie bilden alle zusammen ein vom Fahrzeugkühler unabhängiges Dauerbremssystem.
Nach Figur 2 ist die ganze Retardereiutheit, d.h. die hydrodynamische Kupplung 10 und der Rädertrieb l6, l8, 20 sowie weitere hier nicht interessierende Teile der Regelung in einem gemeinsamen Gehäuse zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Das Gehäuse besteht im wesentlichen aus den Grundteilen 23, 29 und 30. Damit das gesamte Gehäuse eine möglichst scheibenförmige äußere Kontur bekommt, sind die einzelnen Teile gewissermaßen ineinander eingeschachtelt. Zu diesem Zweck ist das Zahnrad l8, z»B. mit seiner Nabe 31, möglichst nahe an die Ebene der hydrodynamischen Kupplung 10 herangerückt. Der Radkörper des Zahnrades 18 verläuft
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konisch und trägt am äußeren Umfang die Stirnverzahnung 32. An diese Gestaltung des Zahnrades l8 passen sich die Gehäuseteile 28 und 29 an, so daß im Teil 29 eine ringförmige Einbuchtung 33 entsteht, in welcher die hydrodynamische Kupplung 10 angeordnet ist. Letztere wird dann durch den Gehäuseteil 30 gewissermaßen als Deckel nach außen abgeschlossen. Die Gehäuseteile 28 und 29 bilden unten einen Ölsumpf 34.
Das Zahnrad l8 ist mit seiner Nabe 31 auf einer Antriebshülse 35 drehfest befestigt. Diese ist in den Gehäuseteilen 28 und 29 gelagert. Sie trägt an ihrem einen Ende, welches im wesentlichen in der Ebene der hydrodynamischen Kupplung 10 liegt, innen eine Keilnutverzahnung 36, in welche die antreibende Welle, z.B. die Getriebeausgangswelle eingreift. Am gegenüberliegenden Ende trägt die Antriebshülse 35 außen einen Plansch 37, an welchen die weiterführende Welle des Fahrzeugantriebs, z.B. eine nicht dargestellte Gelenkwelle,angeschlossen ist.
Das Laufrad Ik der hydrodynamischen Kupplung ist durch eine zentrale Welle 15 mit dem Zahnrad l6 verbunden. Die Welle 15 ist an ihren beiden Enden im Gehäuse, d.h. den Gehäuseteilen 28 und 30 gelagert. Sie ist an einem Ende hohl, so daß die Betriebsflüssigkeit durch ihre Radialbohrungen 38 in die hydrodynamische Kupplung 10 eintreten kann.
Das Laufrad 13 steht durch eine Hohlwelle 19 mit dem Zahnrad 20 in Verbindung. Diese Hohlwelle ist etwa in ihrer Mitte in dem Gehäuseteil 29 gelagert. Diese Lagerung ist relativ breit ausgebildet, um der Hohlwelle 19 die notwendige Stabilität zu verleihen.
Zwischen dem Zahnrad l6 und dem Zahnkranz J2 des Zahnrades l8 ist das nicht dargestellte Wenderad angeordnet» Von diesem kann eine Zahnradpumpe angetrieben werden, welche zur SchmiermittelVersorgung herangezogen werden kann. Der Durchaiesserunterschied der Zahnräder l6 u*id 20 ist so gering, daß die beiden. Lauf räder 13.und lk der hydrodynamischen Kupplung 10 praktisch dieselbe Abselutdrehzahl nur in verschiedenen Drehrichtungen aufweisen,
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Claims (1)

  1. - 7 - Daim 9159/4
    Daimler-Benz Aktiengesellschaft
    Stuttgart
    Ansprüche
    Dauerbremse (Retarder) für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge und vornehmlich schwere Nutzfahrzeuge mit einem hydrodynamischen Kreislauf nach Art einer vom Fahrzeug angetriebenen hydrodynamischen Kupplung, deren Betriebsflüssigkeit in einem äußeren Kreislauf über einen Kühler geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamischen Kupplung ein besonderer Kühler zugeordnet ist und die hydrodynamische Kupplung zugleich als eine Förderpumpe"*für die Betriebsflüssigkeit dient und mit einer Turbine in Wirkverbindung steht zum Antrieb eines dem besonderen Kühler zugeordneten besonderen Lüfters.
    Dauerbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Räder der hydrodynamischen Kupplung in an sich bekannter Weise gegenläufig antreibbar sind und daß die Absolutdrehzahlen dieser beiden Räder zumindest annähernd gleich sind.
    Dauerbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lauf räder (l3i I**) der hydrodynamischen Kupplung (10) mit Vorgelegezahnrädern (l6, 20) annähernd gleichen Durchmessers verbunden sind, wovon eines (20) direkt, das andere (16) über ein Wenderad (l7) in ein mit der antreibenden Welle (ll) verbundenen Zahnrad (lO) doppelter Breite eingreift.
    Dauerbremse nach Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet, daß das Wendera'd (17) seinerseits zum Antrieb einer Pumpe, vorzugsweise einer Zahnradpumpe, zu Schmierzwecken oder dergleichen d'ient.
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    - 8 - Palm 9159A
    5. Dauerbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die als Retarder dienende hydrodynamische Kupplung (10) mit ihrem Antrieb und gegebenenfalls mit ihren Regelorganen zu einer baulichen Einheit in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt ist.
    6. Dauerbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Antriebswelle (11) in Verbindung stehende Zahnrad (l8) mit seiner Nabe (3I) soweit wie möglich in die Ebene der hydrodynamischen Kupplung (lO) versetzt und sein Radkörper konisch ausgebildet ist und am äußeren Umfang eine Stirnverzahnung (32) trägt.
    7· Dauerbremse nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Rad (14) der hydrodynamischen Kupplung (10) durch eine zentrale Welle (15) »it dem betreffenden Vorgelegezahnrad (l6) verbunden und diese Welle an beiden Enden im Gehäuse gelagert ist, während das andere Rad (13) der hydrodynamischen Kupplung durch eine hierzu konzentrische Hohlwelle (19) mit dem anderen Vorgelegezahnrad (20) in Verbindung steht und diese Hohlwelle (19) in der Hitte im Gehäuse gelagert ist.
    8. Dauerbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 b±a 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (l8) drehfest auf einer in Gehäuse drehbar gelagerten Antrlebshülse (35) angeordnet ist, welche an einem Ende - etwa in der Ebene der hydrodynamischen Kupplung (lO) liegend - eine innere Keilnutverzahnung (36) zum Aufschieben auf die antreibende Well« und am anderen Ende einen Flansch (37) zum Verbinden mit der weiterführenden Welle aufweist«
    9.. Dauerbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß der hydrodynamischen Kupplung (10) durch eine Leitung (21) mit einer Radialturbine (22) in Verbindung steht, deren Auelaß mit den Kühlereinlaß verbunden ist und daß vom Kühlerauslaß eine Leitung {26) gegebenenfalls unter Einschaltung eines Abschaltventil (2?) und/oder anderer
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    — 9 —
    - 9 - Daim 9159A
    Regelorgane zun Einlaß der hydrodynamischen Kupplung (10) zurückführt.
    10. Dauerbremse nach Anspruch (9)ι dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter als ein an sich bekanntes Radialgebläse (23) und der Kühler als ein Ringkühler (2k) ausgebildet ist, welcher um das Gebläse angeordnet ist.
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