DE3930540A1

DE3930540A1 - Hydrodynamische bremse

Info

Publication number: DE3930540A1
Application number: DE19893930540
Authority: DE
Inventors: Karlmann Hamma; Franz Boss
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1988-09-17
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1990-03-22

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE-OS 19 29 484 ist eine hydrodynamische Bremse bekannt, die der Motorabtriebswelle zugeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die relativ hohe Drehzahl des Motors für eine verschleißfreie Bremsung zu nutzen, so daß die Reibungsbremsen eines Fahrzeuges, insbesondere bei Dauerbremsungen, geschont werden können. Mit einer solchen hydrodynamischen Bremse, die auch als Primärretarder bezeichnet wird, kann infolge der Gangübersetzung im Getriebe auch bei geringer Fahrgeschwindigkeit noch gebremst werden. Darüber hinaus ist es möglich, infolge der hohen wirkenden Drehzahlen mit im Durchmesser kleiner Retarder hohe Bremswerte zu erzielen. Der Primärretarder ist zwischen dem Endlager der Kurbelwelle des Motors und dessen Schwungscheibe angeordnet und hat mit dem Schwungrad ein gemeinsames Gehäuse.

Mit einer solchen als Primärretarder angeordneten hydrodynamischen Bremse mögen sich zwar alle Vorteile - kleiner Durchmesser und Bremsungen bis fast zum Stillstand - ergeben, die Anordnung im Gehäuse des Antriebsmotors ist jedoch nachteilig.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine hydrodynamische Bremse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 weiterzuentwickeln und so anzuordnen, daß sie auch wahlweise zur Anwendung kommen kann und ein Eingriff in das Gehäuse des Motors nicht erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 erfüllt. Wird die hydrodynamische Bremse und nach Anspruch 2 die hydrodynamische Bremse und eine Kupplung als eingeschobene Baugruppe zwischen dem Motor und dem Getriebe mit einem eigenen Gehäuse und einer eigenen Welle eingefügt, kann der Antriebsstrang wahlweise um eine verschleißfreie Dauerbremse erweitert werden, wenn der erforderliche Bauraum in axialer Richtung zur Verfügung steht. Ist dem Getriebe eine Trockenkupplung vorgeschaltet, wird das Gehäuse der eingeschobenen Baugruppe mit dem Motorgehäuse und der Kupplungsglocke verbunden, während die Welle neben der eigenen Lagerung im Gehäuse selbst noch im Schwungrad gelagert und von diesem angetrieben wird. Die Anordnung der Kupplung in Verbindung mit dem Getriebe bleibt unverändert, wobei der Kupplungskörper mit einem Flansch an der Welle des Primärretarders trieblich verbunden ist. Besonders vorteilhaft ist, die Welle im Retardereinschub so wie eine Getriebeeingangswelle zu gestalten und diese vorrangig über einen Zapfen im Schwungrad zu lagern und in einfacher Weise über eine nachgiebige Scheibe trieblich mit dem Schwungrad zu verbinden. Von großem Vorteil ist auch, die für die Retarderversorgung notwendige Pumpe sowie den Behälter für die Bremsflüssigkeit direkt im Einschub mit anzuordnen, weil dadurch eine kompakte und einfache Bauweise möglich ist. Wird in Verbindung mit dem Primärretarder z.B. eine nasse Anfahr- und Schaltkupplung in einer gemeinsamen Baugruppe vorgesehen, ist nur eine Pumpe für ein gemeinsames Arbeitsmedium nötig, auch der Behälter, der im Gehäuse der Baugruppe sich befindet, kann für den Bedarf der nassen Kupplung mit vorgesehen werden.

Über die Gestaltung der Anschlußflansche vom Gehäuse der hydrodynamischen Bremse sowohl in Richtung auf den Motor wie auch in Richtung auf das Getriebe zu ist es möglich, den Antriebsstrang mit oder auch ohne eingeschobene Baugruppe auszuführen.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine hydrodynamische Bremse als eingeschobene Baugruppe in Verbindung mit einer trockenen Anfahr- und Schaltkupplung in einem Antriebsstrang;

Fig. 2 eine hydrodynamische Bremse nach Fig. 1, jedoch mit einer nassen Anfahr- und Schaltkupplung.

Nach Fig. 1 ist die hydrodynamische Bremse 1 als eingeschobene Baugruppe I zwischen dem Motor 2 und dem Getriebe 3 angeordnet. Das Schwungrad 22 ist auf der Motorwelle 21 befestigt und wird in bekannter Weise vom Motorgehäuse 23 aufgenommen. Während in einem Antriebsstrang ohne hydrodynamische Bremse bzw. Primärretarder 1 der Flansch 25 des Motorgehäuses 23 die Kupplungsglocke 41 am Flansch 43 direkt aufnimmt, ist zwischen den beiden Flanschen die eingeschobene Baugruppe I für den Primärretarder 1 mit dem Gehäuse 13 und den Flanschen 16 und 17 angeordnet. In diesem Gehäuse 13 ist der Stator 12 der hydrodynamischen Bremse 1 sowie das Pumpengehäuse 51 und der Behälter 55 für das Bremsmedium untergebracht. Der Rotor 11 des Primärretarders 1 und der Rotor 52 der Pumpe 5 sind auf einer Welle 15 der eingeschobenen Baugruppe I befestigt. Die Welle 15 ist über das Lager 14 im Gehäuse 13 der Baugruppe I und über das Lager 24 im Schwungrad 22 gelagert und wird über eine nachgiebige Mitnehmerscheibe 7 vom Schwungrad 22 angetrieben. Dazu ist diese nachgiebige Mitnehmerscheibe 7 relativ weit außen mit dem Schwungrad 22 verbunden, wo sonst der Kupplungskörper 42 angeschlossen ist. Die Nabe 71 der nachgiebigen Mitnehmerscheibe 7 ist über eine Zahnkupplung 18 mit der Welle 15 verbunden. Zum Antrieb der Kupplung 4, z. B. einer Trockenkupplung, ist der Flansch 19 der Welle 15 mit dem Kupplungskörper 42 verbunden, während die Kupplungslamellen 44 über einen Drehschwingungsdämpfer 46, eine Nabe 45 und eine Zahnkupplung 33 in bekannter Weise mit der Eingangswelle 32 vom Getriebe 3 verbunden ist. Die bei einer Anordnung ohne Primärretarder 1 übliche Lagerung der Getriebewelle 32 in dem Schwungrad 22 erfolgt über das Lager 34 und den Zapfen 35 in der Welle 15 der eingeschobenen Baugruppe I. Die Kupplungsglocke 41 ist in bekannter Weise mit dem Getriebegehäuse 31 verbunden, wobei auch die Kupplungsglocke direkt Bestandteil des Getriebegehäuses sein kann. Die Flansche 16 und 17 vom Gehäuse 13 der eingeschobenen Baugruppe I für den Primärretarder 1 sind so gestaltet, daß der Flansch 16, der nach dem Motor 2 hin gerichtet ist, wie der Flansch 43 der Kupplungsglocke 41 und der Flansch 17, der zum Getriebe 3 zu gerichtet ist, wie der Flansch 25 am Motorgehäuse 23 gestaltet ist. Auch der Bauraum C innerhalb des Motorgehäuses 23, der insbesondere von dem Behälter 55 im Gehäuse 13 der eingeschobenen Baugruppe I ausgefüllt ist, wird durch die axiale Erstreckung A des Gehäuses 13 zur Unterbringung der Kupplung 4 wieder geschaffen. Die Welle 15 ist, zumindest in den Anschlußmaßen (Zapfen 151), an der dem Motor 2 zugekehrten Seite so gestaltet wie die Getriebeeingangswelle 32 (Zapfen 35) und an der dem Getriebe 3 zugekehrten Seite so wie die Anschlußmaße (Lagerbohrung 26) des Schwungrades 22.

Die Wirkungsweise der hydrodynamischen Bremse bzw. des Primärretarders 1 ist wie folgt: Mit einer Betätigungseinrichtung 85 wird über die Steuereinrichtung 8 das über die Pumpe 5 geförderte Bremsmedium in den Torusraum T des Primärretarders 1 geleitet, wobei der Befüllungsgrad von dem Grad der Betätigung abhängig ist. Wenn der Retarder nicht befüllt ist, fördert die Pumpe 5 das Bremsmedium vom Behälter 55 über die Steuereinrichtung 8 in den Behälter zurück. In beiden Kreisläufen kann noch ein Kühler 9 angeordnet sein, wobei die Pumpwirkung der hydrodynamischen Bremse 1 bei deren Befüllung für den Umlauf mitgenutzt werden kann.

In der zwischen Motor 2 und Getriebe 3 eingeschobenen Baugruppe II nach Fig. 2 ist neben dem Primärretarder 10 noch eine nasse Anfahr- und Schaltkupplung 6 angeordnet und die Pumpe 50 versorgt neben dem Retarder in der beschriebenen Weise noch die Kupplung. Die Welle 150 der eingeschobenen Baugruppe II ist, wie in Fig. 1, im Schwungrad 22 gelagert (Lager 24). Zwischen der Nabe 710, die über eine Zahnkupplung 180 mit der Welle 150 verbunden ist und der nachgiebigen Mitnehmerscheibe 70 ist noch ein Drehschwingungsdämpfer 720 angeordnet. Die Welle 150 der eingeschobenen Baugruppe II ist im Gehäuse 130 über Lager 140 und die Getriebeeingangswelle 320 ist in der Welle 150 über ein Nadellager 37 gelagert. Über radial und zentrisch in den Wellen 150, 320 angeordnete Kanäle 151, 152 und 321, 322 wird das Mediun auch der nassen Anfahr- und Schaltkupplung 6 zugeleitet. Der Rotor (110) der hydrodynamischen Bremse (10) und die Antriebsseite (Außenlamellenträger 62) der Kupplung (6) sind auf einer im Gehäuse (130) gelagerten (Lager 140) Welle (150) befestigt und der Stator (120) ist im Gehäuse (130) der eingeschobenen Baugruppe (II) angeordnet.

Bezugszeichen

  1, 10 hydrodynamische Bremse (Primärretarder)
11, 110 Rotor
12, 120 Stator
13, 130 Gehäuse
14, 140 Lager
15, 150 Welle
151 Kanal
152 Kanal
16, 160 Anschlußflansch
17, 170 Flansch
18, 180 Zahnkupplung
19 Flansch der Welle
  2 Motor
21 Motorwelle
22 Schwungrad
23 Motorgehäuse
24 Lager
25 Motorflansch
26 Lagerbohrung
  3 Getriebe
31 Getriebegehäuse
32, 320 Eingangswelle
321 Kanal
322 Kanal
33 Zahnkupplung
34 Lager
35 Zapfen
37 Nadellager
  4 Kupplung
41 Kupplungsglocke
42 Kupplungskörper
43 Flansch
44 Lamelle
45 Nabe
46 Drehschwingungsdämpfer
  5, 50 Pumpe.
51 Gehäuse
52 Rotor
55 Behälter
  6 nasse Anfahr- und Schaltkupplung
61 Gehäuse
62 Außenlamellenträger
  7, 70 nachgiebige Mitnehmerscheibe
71, 710 Nabe
720 Drehschwingungsdämpfer
  8 Steuereinrichtung
85 Betätigungseinrichtung
  9 Kühler
I eingeschobene Baugruppe (hydrodynamische Bremse)
II eingeschobene Baugruppe (hydrodynamische Bremse + nasse Anfahr- und Schaltkupplung)
A axiale Erstreckung
B axiale Erstreckung
C Bauraum
T Torusraum

Claims

1. Hydrodynamische Bremse (1) im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einem Motor (2) und einer am Eingang eines Getriebes (3) angeordneten Kupplung (4), wobei der Rotor (11) der hydrodynamischen Bremse (1) mit dem Schwungrad (22) des Motors (2) und der Motorwelle (21) drehfest verbunden und der Stator (12) in einem Gehäuse angeordnet ist, das den Rotor (11) umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Bremse (1) als eingeschobene Baugruppe (I) zwischen dem Motorgehäuse (23) und einer mit dem Getriebegehäuse (31) verbundenen, zur Aufnahme der Kupplung (4) vorgesehenen Kupplungsglocke (41) angeordnet, der Rotor (11) der hydrodynamischen Bremse (1) und die Antriebsseite (Kupplungskörper 42) der Kupplung (4) auf einer dieser Baugruppe zugeordnet und in dem Gehäuse gelagerten (Lager 14) Welle (15) befestigt und der Stator (12) der hydrodynamischen Bremse (1) im Gehäuse (13) dieser Baugruppe (I) angeordnet ist.

2. Hydrodynamische Bremse (1) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Bremse (10) und die Kupplung (6) als eingeschobene Baugruppe (II) zwischen dem Motor (2) und dem Getriebegehäuse (31) angeordnet, der Rotor (110) der hydrodynamischen Bremse (10) und die Antriebsseite (Außenlamellenträger 62) der Kupplung (6) auf einer dieser Baugruppe (II) zugeordneten und in dem Gehäuse (130) gelagerten (Lager 140) Welle (150) befestigt und der Stator (120) im Gehäuse (130) der eingeschobenen Baugruppe (II) angeordnet ist.

3. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (15) und dem Gehäuse (13) der eingeschobenen Baugruppe (I) für die hydrodynamische Bremse (1) noch eine Pumpe (5) und im Gehäuse (13) ein Behälter (55) für das Bremsmedium angeordnet ist.

4. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (150) und dem Gehäuse (130) der eingeschobenen Baugruppe (II) für die hydrodynamische Bremse (10) und eine nasse Anfahr- und Schaltkupplung (6) noch eine Pumpe (50) angeordnet ist, die sowohl diese Bremse (10) wie auch die Kupplung (6) mit einem gemeinsamen Brems- und Druckmittel versorgt.

5. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung der Wellen (15, 150) im Schwungrad (22) oder der Motorwelle (21) ein Lager (24), vorrangig ein Zapfenlager, angeordnet ist und daß der Antrieb über das Schwungrad (22) und eine nachgiebige Mitnehmerscheibe (7, 70) auf die Welle (15, 150) der eingeschobenen Baugruppe (I, II) erfolgt.

6. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Mitnehmerscheibe (7, 70) radial außen mit dem Schwungrad (22) lösbar verbunden und radial innen an einer Nabe (71, 710) befestigt ist, wobei die Nabe über eine Zahnkupplung (18, 180) auf der Welle (15, 150) axial verschiebbar, jedoch drehfest, angeordnet ist.

7. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (13) der eingeschobenen Baugruppe (I) der zum Motor (2) zu zeigende Anschlußflansch (16) wie der Flansch (43) der Kupplungsglocke (41) und der Flansch (17), der in Richtung auf die Kupplungsglocke (41) zu zeigt, wie der Motorflansch (25) ausgeführt sind und daß die für die Lagerung der Welle (15) verbindlichen Abmessungen (Durchmesser und Stichmaß) den verbindlichen Abmessungen der Eingangswelle (32) vom Getriebe (3) entsprechen, so daß die eingeschobene Baugruppe (I) für die hydrodynamische Bremse (1) ohne Veränderung am Motorflansch (25) und/oder am Flansch der Kupplungsglocke (43) sowie an den Lagerungen und Anschlüssen für die triebliche Verbindung montiert werden kann.

8. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der nachgiebigen Mitnehmerscheibe (70) noch ein Drehschwingungsdämpfer (720) angeordnet ist.