DE3430456A1 - Kuehlvorrichtung fuer hydraulisches arbeitsmittel einer hydrodynamischen bremse und schmieroel eines wechselgetriebes - Google Patents

Kuehlvorrichtung fuer hydraulisches arbeitsmittel einer hydrodynamischen bremse und schmieroel eines wechselgetriebes

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DE3430456A1 DE19843430456 DE3430456A DE3430456A1 DE 3430456 A1 DE3430456 A1 DE 3430456A1 DE 19843430456 DE19843430456 DE 19843430456 DE 3430456 A DE3430456 A DE 3430456A DE 3430456 A1 DE3430456 A1 DE 3430456A1
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Fritz Dipl.-Ing. 7012 Fellbach Ehret
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Karl-Friedrich Dr.-Ing. 7300 Esslingen Kraft
Karl Ing.(grad.) 7441 Unterensingen Melchinger
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Description

  • Kühlvorrichtung für hydraulisches Arbeits-
  • mittel einer hydrodynamischen Bremse und Schmieröl eines Wechselgetriebes Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Eine Kühlvorrichtung dieser Art ist aus der DE-AS 25 18 103 bekannt. In dieser Druckschrift ist zwar der Hinweis enthalten, daß es abweichend von Kühlvorrichtungen mit nur einem Kühler in der Praxis üblich sei, für die Bremse einen gesonderten Kühler vorzusehen, wobei noch darauf hingewiesen wird, daß die bei Bremsvorgängen auftretende Wärmemenge, je nach Bedarf, ein Mehrfaches der im Drehmomentwandler entstehenden Wärmemenge betragen kann. Im übrigen jedoch erschöpft sich der gesamte Offenbarungsgehalt der Druckschrift in der in die entgegengesetzte Richtung weisenden Lehre, für Bremse und Getriebeschmierung nur einen einzigen Kühler zu verwenden, und letzteren vor zu hohen Drücken dadurch zu schützen, daß in der vom Ausgang der Bremse zum Kühler eingang führenden Leitung ein in Abhängigkeit von der Einstellung der Bremsbetätigungsvorrichtung den Druck in dieser Leitung regelndes Bremsregelventil und in der zum Kühlereingang führenden Leitung für die Getriebeschmierung ein den Arbeitsdruck in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler regelndes Ventil anzuordnen ist.
  • Aus der DE-PS 21 60 328 ist ein gattungsfremder Kühlkreis für Brennkraftmaschinen in Fahrzeugen bekannt, bei dem das Arbeitsmittel der hydrodynamischen Bremse und das Kühlmittel der Brennkraftmaschine in einem gemeinsamen Wärmetauscher rückgekühlt werden. Bei diesem bekannten Kühlkreis ist, um in platzsparender Weise eine Verbesserung dahingehend zu erzielen, daß äls Kühlmittel für die Brennkraftmaschine und als Betriebsmittel für die Bremse verschiedene Flüssigkeiten angewendet werden können, die Anordnung so getroffen, daß Schmieröl als Kühliiiittel verwendet wird, für die Bremse ein besonderer Flüssigkeitskreislauf besteht und der Wärmetauscher ein Dreistromkühler mit benachbarten, durch eine gemeinsame Wand getrennten Kanälen zum Durchfluß des Schmieröls und zum Durchfluß der Bremsflüssigkeit ist, wobei die gebildeten Doppelkanäle von Kühlluft beaufschlagt sind.
  • Aus der DE-OS 28 03 569 ist eine gattungsfremde Kühlvorrichtung mit zwei in Reihe in einem von dem auch als Schmieröl für die Getriebeschmierung verwendeten Arbeitsmittel der Bremse durchströmten Kühlkreislauf eingeschalteten Kühlern bekannt, von denen der eine Kühler stromauf zu Bremse und Getriebe liegt und von der abluftseitigen Kühlluft einer luftgekühlten Brennkraftmaschine durchströmt ist, während der andere Kühler stromab zu Bremse und Getriebe liegt und vom Schmieröl der Brennkraftmaschine durchströmt wird.
  • Schließlich ist aus der DE-PS 25 57 585 eine weitere gattungsfremde Kühlvorrichtung bekannt, bei welcher zur Kühlung von Bremsflüssigkeit und Schmieröl ein einziger Kühler verwendet ist, der durch ein von der Bremsbetätigung abhängiges Umschaltventil im Bremsbetrieb in den Kühlkreislauf der Bremse und sonst in das Leitungssystem der Getriebeschmierung eingeschaltet wird.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist komplexer Natur. Zunächst ist davon ausgegangen, daß Bremsflüssigkeit und Schmieröl voneinander getrennt zu halten sind und auch im Bremsbetrieb eine Getriebeschmierung mit gehS1ts Schmieröl benötigt wird Kühlvorrichtungen mit vom Getriebeöl getrennter Bremsflüssigkeitskühlung könnten einen vom Getriebe weggebauten Kühler benutzen, für den irgendwo im Fahrzeug genügend Platz vorgesehen werden kann. Der Kühler kann dort von der Größe her für den Betrieb eines dem Getriebe im Kraftfluß vorgeschalteten hydrodynamischen Drehmomentwandlers ausgelegt sein, wobei eine Verbindung der Kühlölströme oder eine Umschaltung zwischen Zug- und Retarderbetrieb nicht in Betracht gezogen wird.
  • Es ist also nicht nur die Verbesserung der Schmierölkühlung eines Automatgetriebes mit integriertem Retarder und angebautem Kühler angestrebt, sondern auch Aufgabe, einen zusätzlichen Kühler vorzusehen, wobei wegen der eingeengten Einbauverhältnisse des Getriebe/Kühleraggregats im Fahrzeug die Kühlung bei gleichem Bauvolumen des bisherigen Kühlers zu verbessern ist.
  • Ausgehend von einer Kühlvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist die vorstehend erläuterte Aufgabenstellung gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Kühlvorrichtung nach der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: 1. Im Retarderbetrieb wird das Schmieröl nicht mehr durch den Retarderölkühler geführt. Die Retarderöltemperatur kann daher höher gewählt werden, so daß sich ein größeres Temperaturgefälle zum Wasser ergibt.
  • Damit kann die gleiche Wärme mit einem kleineren Kühler abgeführt werden. Der freiwerdende Bauraum steht dem Schmierölkühler zur Verfügung.
  • 2. Der Schmierölkühler kann kleiner ausgeführt werden, als er üblicherweise ist, um den Wandler zu kühlen Durch die Hintereinanderschaltung von Schmieröl- und Retarderölkühler im Zugbetrieb wird der Schmierölkühler entlastet und benötigt ein kleineres Volumen, das sich nur nach der Belastung des Schmieröles im Bremsbetrieb richten muß.
  • Die richtige Aufteilung des vorhandenen Bauraums auf Schmieröl- und Retarderölkühler erforderte eine genaue Kenntnis der Temperatur- und Wärmeverhältnisse im Getriebe. So wurde der Einfluß des heißen Retarderöles und -gehäuses auf das Schmieröl im Bremsbetrieb (Wärmeleitung im Gehäuse und Leckage) untersucht und die notwendige Kühlleistung ermittelt. Es zeigte sich ein deutlich geringerer Wert, als es die Wandlerverluste im Zugbetrieb sind. Erst durch diese Erkenntnis war eine Verkleinerung des Schmierölkühlers möglich.
  • Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist also nicht durch einfache Verwendung bekannter Tatsachen entstanden.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 ein hydraulisches Blockschaltbild der Kühlvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Kühlerblock, bei dem die beiden Kühler der Kühlvorrichtung von Fig, 1 als Einsätze in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, und Fig. 3 den Kühlerblock von Fig. 2 in einem anderen Betriebs zustand.
  • Nach Fig. 1 ist einer Brennkraftmaschine 14 zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges in üblicher, nicht mehr dargestellter Weise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 19 und ein automatisch schaltendes Wechselgetriebe 5 nachgeschaltet.
  • Baulich zwischen Drehmomentwandler 19 und Wechselgetriebe 5 ist eine hydrodynamische Bremse 4 angeordnet, die auf die Eingangswelle des Wechselgetriebes 5 arbeitet.
  • Eine aus dem ölsumpf 20 des Wechselgetriebes 5 über ein Filter 21 ansaugende Förderpumpe 7 fördert hydraulisches Druckmittel in eine Arbeitsdruckleitung 22, die zu der Steuer- und Schaltvorrichtung des Wechselgetriebes 5 führt.
  • Die Höhe des Arbeitsdruckes in der Arbeitsdruckleitung 22 wird von einem Regelschieber Arbeitsdruck 23 eingestellt, der über eine von der Arbeitsdruckleitung 22 abgehende Steuerdruckleitung 25 beeinflußbar ist.
  • Vom Regelschieber Arbeitsdruck 23 gehen sowohl eine Speisedruckleitung 32 für einen Regelschieber Bremse 26 als auch ein Leitungssystem 9 ab, welches zu Schmierstellen 8 im Wechselgetriebe 5 führt.
  • Die Bremse 4 bzw. deren innerer hydrodynamischer Arbeitskreislauf ist an eine Arbeitsdruckleitung 24 angeschlossen, deren Druck von dem Regelschieber Bremse 26 eingestellt wird, der von einer von einem Schaltschieber Bremse 27 abhängigen Steuerdruckleitung 29 und einer von der Arbeitsdruckleitung 24 abgehenden Steuerdruckleitung 30 beeinflußt ist.
  • Der Schaltschieber Bremse 27 ist einerseits an eine von der Arbeitsdruckleitung 22:abgezweigte Speisedruckleitung 28 und andererseits noch an eine ein Umschaltventil 11 beeinflussende Steuerdruckleitung 33 angeschlossen. Schließlich wird der Schaltschieber Bremse 27 über eine Bremssteuerleitung 31 umgeschaltet, die in üblicher Weise zu einem vom Fahrer direkt oder mittelbar betätigten Bremssteuerorgan führt.
  • Zur Bildung eines äußeren Kühlkreislaufes 18 am Drehmomentwandler 19 führt die an den Regelschieber Arbeitsdruck 23 unmittelbar angeschlossene Leitung 34 des Leitungssystemes 9 zu einem Druckmitteleintritt 35 des Drehmomentwandlers 19, der über einen Druckmittelaustritt 36 an eine weitere Leitung 37 des Leitungssystemes 9 angeschlossen ist.
  • Das mit Ventilanschlüssen 41 bis 47 versehene Umschaltventil 11 ist mittels Ventilfedern 40 in einer Ruhestellung 38 gehalten, in welcher der Ventilanschluß 41 abgesperrt und jeweils zwei - 42 und 45 bzw. 43 und. 46 bzw. 44 und 47 - der übrigen Ventilanschlüsse miteinander verbunden sind. Durch einen Steuerdruck der Steuerdruckleitung 33 ist das Umschaltventil 11 in eine Bremsstellung 39 umschaltbar, in welcher nunmehr der Ventilanschluß 47 abgesperrt ist und jeweils zwei andere der übrigen Ventilanschlüsse miteinander verbunden sind, und zwar die Ventilanschlüsse 41 und 45 bzw. 42 und 43 bzw. 44 und 46.
  • Die Bremse 4 weist einen äußeren Kühlkreislauf 10 für die Bremsflüssigkeit auf, welcher eine von der Bremse 4 zu einem Kühler 12 führende Kühlervorlaufleitung 48 und eine vom Kühler 12 zurück zur Bremse 4 führende Kühlerrücklaufleitung 49 aufweist, wobei diese beiden Leitungen durch Einschaltung des Umschaltventiles 11 in jeweils zwei Leitungsabschnitte 50 und 51 bzw. 52 und 53 unterteilt sind.
  • Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der Leitungsabschnitt 50 mit dem Ventilanschluß 44 - der Leitungsabschnitt 51 mit dem Ventilanschluß 46 - der Leitungsabschnitt 52 mit dem Ventilanschluß 45 sowie der Leitungsabschnitt 53 mit dem Ventilanschluß 41 verbunden sind. Schließlich führt die vom Austritt 36 des Drehmomentwandlers 19 abgehende Leitung 37 über das Umschaltventil 11 zu einem weiteren Kühler 6, wobei der vor dem Umschaltventil 11 liegende Leitungsabschnitt 54 mit dem Ventilanschluß 43 und der vor dem Kühler 6 liegende Leitungsabschnitt 55 mit dem Ventilanschluß 42 verbunden ist. Der nach dem Kühler 6 liegende Leitungsabschnitt 56 der Leitung 37 führt zu den Schmierstellen 8. Der noch verbleibende Ventilanschluß 47 ist mit dem Ölsumpf 20 des Wechselgetriebes 5 verbunden.
  • Die Kühlwasserräume der Brennkraftmaschine 14 sind in der üblichen Weise über einen eine Kühlervorlaufleitung 57 und eine Kühlerrücklaufleitung 58 enthaltenden Kühlwasserkreislauf 13 an einen Wasserkühler 59 angeschlossen. Durch Anordnung einer Drossel 60 ist zur Kühlervorlaufleitung 57 eine Nebenvorlaufleitung 61 parallelgeschaltet, in welcher die beiden Kühler 6 und 12 in Reihe liegen, um die vom Schmieröl bzw. der Bremsflüssigkeit abgegebene Wärme über den Wasserkühler 59 an die Außenluft abzugeben.
  • Am Kühler 6 sind Wasserein- bzw. -austritt mit 64 bzw. 65 sowie Schmierölein- bzw. -austritt mit 66 bzw. 67 bezeichnet.
  • Am Kühler 12 sind Wasserein- bzw. -austritt mit 62 bzw.
  • 63 sowie der Eintritt bzw. Austritt für Bremsflüssigkeit mit 68 bzw. 69 bezeichnet.
  • Die vorstehend genannten Anschlußbezeichnungen der beiden Kühler 6 und 12 finden sich bei dem Kühlerblock 17 der Fig. 2 und 3 wieder. Der Kühlerblock 17 weist ein Außengehäuse 70 auf, das durch eine innere Zwischenwand 71 in zwei Gehäusekammrn 73 und 74 unterteilt ist, die an ihren einen Kammerenden einen jeweils mittels einer Gehäuseöffnung 75 bzw. 76 gebildeten Wassereintritt 64 bzw. Wasseraustritt 63 aufweisen. An ihren anderen Kammerenden stehen die beiden Gehäusekammern 73 und 74 durch einen in der Zwischenwand 71 vorgesehenen Übergang 72 untereinander in Verbindung, der zugleich den Wasseraustritt 65 der einen und den Wassereintritt 62 der anderen Gehäusekammer 73 bzw. 74 bildet.
  • In die Gehäusekammer 73 ist ein Wärmetauscher-Einsatz 15 eingesetzt, welcher einerseits in der vom Wassereintritt 64 zum Wasseraustritt 65 weisenden Richtung von Kühlwasser durchströmt werden kann. Andererseits wird der Einsatz 15 von Schmieröl in der durch Pfeile angegebenen Weise durchströmt, da er mit von außen zugänglichen Leitungsanschlüssen 66 und 67 versehen ist, die in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise mit dem zugehörigen Leitungsabschnitt 55 bzw. 56 verbunden sind - der Einsatz 15 mithin als Kühler 6 (Fig. 1) zur Kühlung des Schmieröles arbeitet.
  • In entsprechender Weise für den anderen Kühler 12 (Fig. 1 ) zur Kühlung der Bremsflüssigkeit ist in die andere Gehäusekammer 74 ein Wärmetauscher-Einsatz 16 eingesetzt, welcher in der vom Übergang 72 zum Wasseraustritt 63 weisenden Richtung von Kühlwasser durchströmt werden kann. Der Einsatz 16 kann aufgrund seiner von außen zugänglichen Leitungsanschlüsse 68 und 69 - die gemäß Fig. 1 mit dem jeweils zugehörigen Leitungsabschnitt 5.1 bzw. 52 verbunden sind - in der durch Pfeile angegebenen Weise von Bremsflüssigkeit durchströmt werden.
  • Die sich aus Fig. 3 ergebende Durchströmung des Kühlerblockes 17 entspricht dem Betriebszustand bei abgeschalteter Bremse 4, der auch in Fig. 1 dargestellt ist. Danach ist die Bremssteuerleitung 31 ohne Signal, so daß der Schaltschieber Bremse 27 die Steuerdruckleitung 29 mit der Druckspeiseleitung 28 verbindet und die Steuerdruckleitung 33 nach dem 0sumpf 20 entlastet. Dadurch sperrt der Regelschieber Bremse 26 die Druckspeiseleitung 32 im wesentlichen ab, wobei gleichzeitig die Arbeitsdruckleitung 24 der Bremse 4 nach dem Ölsumpf 20 entlastet wird.
  • Das Umschaltventil 11 befindet sich in der Ruhestellung 38, in welcher einerseits der äußere Kühlkreislauf 10 der Bremse 4 an der Stelle des abgesperrten Ventilanschlusses 41 unterbunden und andererseits der Kühler 12 zur Kühlung der Bremsflüssigkeit in die vom Drehmomentwandler 19 zum Kühler 6 führende Leitung 37 über die jeweiligen geschalteten Verbindungen der Ventilanschlüsse 42 und 45 bzw. 43 und 46 eingeschaltet ist. Damit sind beide Kühler 6 und 12 zur Kühlung des Schmieröles eingesetzt.
  • Der in Fig. 2 dargestellte Betriebszustand des Kühlerblockes 17 ist gegeben, wenn die Bremse 4 zugeschaltet ist und somit der Schaltschieber Bremse 27 die Steuerdruckleitung 29 nach dem Ölsumpf 20 entlastet und die Steuerdruckleitung 33 mit der Druckspeiseleitung 28 verbunden hat.
  • Dadurch stellt der Regelschieber Bremse 26 in der Arbeitsdruckleitung 24 einen von einer Federkraft und ggf. weiteren Einflußgrößen abhängigen Bremsdruck ein, während das Umschaltventil 11 in seine Bremsstellung 39 betätigt ist.
  • Dadurch sind die Leitungsabschnitte 54 und 55 der vom Drehmomentwandler 19 zum Kühler 6 führenden Leitung 37 kurzgeschlossen und der Kühlkreislauf 10 der Bremse 4 durch Einschaltung des Kühlers 12 hergestellt. Somit ist für die Kühlung des Schmieröl es weiterhin der Kühler 6 - dagegen der Kühler 12 nunmehr zur Kühlung der Bremsflüssigkeit verwendet.

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Kühlvorrichtung für hydraulisches Arbeitsmittel einer hydrodynamischen Bremse und Schmieröl eines Wechselgetriebes, mit einem sowohl bei zugeschalteter als auch bei abgeschalteter Bremse von Schmieröl durchströmten Kühler, der in ein von einer Förderpumpe gespeistes und zu Schmierstellen führendes Leitungssystem der Getriebeschmierung eingeschaltet ist, und mit einem an die Bremse angeschlossenen Kühlkreislauf sowie einem Umschaltventil, das bei abgeschalteter Bremse deren Kühlkreislauf unterbindet und bei zugeschalteter Bremse freigibt, d a du r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß für die Bremse (4) in an sich bekannter Weise ein gesonderter Kühler (12) verwendet und bei abgeschalteter Bremse (4) durch das Umschaltventil (11) in das Leitungssystem (9) der Getriebeschmierung (8) eingeschaltet ist.
  2. 2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden Kühler (6 und 12) in Reihe schaltbar sind.
  3. 3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden Kühler (6 und 12) an den Kühlwasserkreislauf (13) einer Brennkraftmaschine (14) angeschlossen sind.
  4. 4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da d u r ch g e k e n nz e i c h n e t, daß die beiden Kühler (6 und 12) als Einsätze (15 und 16) in einem vom wärmeaufnehmenden Kühlmittel durchströmten gemeinsamen Kühlerblock (17) angeordnet sind.
  5. 5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t, daß die Einsätze (15 und 16) in Reihe im Kühlmittelstrom angeordnet sind.
  6. 6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an das Leitungssystem (9) der Getriebeschmierung (8) ein äußerer Kühlkreislauf (18) für hydraulisches Arbeitsmittel eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (19) an einer Stelle zwischen Förderpumpe (7) einerseits und den Kühlern (6 und 12) andererseits angeschlossen ist.
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