EP4676786A1 - Hydrodynamischer retarder - Google Patents

Hydrodynamischer retarder

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Publication number
EP4676786A1
EP4676786A1 EP24711145.3A EP24711145A EP4676786A1 EP 4676786 A1 EP4676786 A1 EP 4676786A1 EP 24711145 A EP24711145 A EP 24711145A EP 4676786 A1 EP4676786 A1 EP 4676786A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
working medium
stator
rotor
tank
Prior art date
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Pending
Application number
EP24711145.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Laukemann
Alexander Martin
Martin Blumenstock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Driventic GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4676786A1 publication Critical patent/EP4676786A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B60T10/00—Control or regulation for continuous braking making use of fluid or powdered medium, e.g. for use when descending a long slope
    • B60T10/02—Control or regulation for continuous braking making use of fluid or powdered medium, e.g. for use when descending a long slope with hydrodynamic brake
    • 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
    • F16D57/00—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders
    • 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
    • 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
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/04—Arrangements of piping, valves in the piping, e.g. cut-off valves, couplings or air hoses

Definitions

  • the invention relates to the construction of a hydrodynamic retarder for a motor vehicle, in particular the construction of the housing of the retarder.
  • Hydrodynamic retarders have a working chamber that can be filled with a working medium and then emptied from it.
  • the working medium is used to transfer torque from a bladed rotor to a bladed stator.
  • the rotor and thus a shaft that is particularly designed to be non-rotatable with the rotor, for example a universal joint shaft or transmission output shaft indirectly connected to the wheels of a vehicle, are decelerated.
  • a structural unit that includes a rotor arranged on a shaft, which is rotatably mounted on both sides of the rotor relative to the structural unit.
  • the structural unit includes a rotor housing, a stator housing and a bearing bell.
  • the structural unit also called a rotor unit, is suitable for being inserted into a housing.
  • a similar rotor unit or assembly is known from DE 10 2012 002 038 A1, which is pre-assembled and inserted into a housing part.
  • the housing part forms a working medium tank with a second housing part.
  • the working medium tank is connected to the retarder working space between the rotor and the stator via several channels.
  • the housing parts include sections of channels for guiding the working medium, whereby the channels are only formed after the components have been assembled.
  • the channels usually do not have a closed wall, so that further components and seals are provided to form the actual channels. Furthermore, there are several large sealing levels between the components that must be sealed against the environment. When oil is used as the working medium, it is important that no oil gets into the The manufacturing effort for retarders manufactured in this way with working medium containers is correspondingly complex and cost-intensive.
  • the object of the invention is to propose a retarder with reduced manufacturing and assembly costs.
  • a retarder comprising a retarder chamber in which a rotatably mounted rotor and a stator are arranged, which together form a working chamber that can be filled with and emptied from working medium.
  • the retarder also comprises a working medium tank that has an area for receiving working medium that is not currently in the working chamber and an expansion area, at least one filling channel for supplying working medium into the working chamber and a return channel for discharging working medium from the working chamber, as well as a rotor housing, a stator housing and a tank housing.
  • the rotor housing and the tank housing form the working medium tank and the retarder space is a space that is enclosed by the rotor housing and the stator housing, with a coupling plane between the rotor housing and the stator housing being arranged within the working medium tank.
  • the retarder chamber can be a chamber formed by the rotor housing and a stator housing, with the stator being arranged between the rotor housing and the stator housing.
  • the stator housing is arranged completely within the chamber formed by the rotor housing and the tank housing.
  • the bearing of the stator arranged on a rotor shaft Rotors are preferably supported via a first bearing opposite the rotor housing and via a second bearing opposite the stator or the stator housing.
  • the internal contact surfaces e.g. the surfaces between the rotor housing, stator and stator housing, can form functional levels, whereby no seal is required in the functional level. In the event of a minor leak in the functional level, the working medium flows directly back into the working medium tank.
  • This design decouples the actual retarder function from the sealing function against the environment, and only one large-area seal is required, whereby no further functions have to be ensured via the seal arranged between the components.
  • the rotor housing and the tank housing are designed in a shell-like manner and that a seal is arranged between the rotor housing and the tank housing.
  • the sealing surfaces on the rotor housing and the tank housing are easy to produce, so that a secure seal of the working medium tank against the environment can be provided relatively easily.
  • a coupling plane can be provided on the tank housing, which has a first channel and a second channel, via which a fluid-conducting connection with the primary side of a heat exchanger can be established.
  • This coupling plane can also be easily sealed.
  • An intermediate component with intermediate channels can be arranged between the heat exchanger and the tank housing. Alternatively, the channels can be provided on different coupling planes on the tank housing.
  • the return channel is designed as a fluid-conducting connection between the working chamber and the feed channel, whereby the return channel can be integrated into the stator housing at least in sections.
  • a pipe connection could be provided.
  • an inlet chamber can be arranged between the filling channel and the working chamber, wherein the inlet chamber is a space formed between the stator and stator housing components.
  • the working medium tank has an expansion region, a storage region and a sump region, wherein the filling channel is designed as a pipe that essentially leads through the working medium tank and an inlet opening of the filling channel ends in the sump region. This prevents air from entering the working chamber via the filling channel when the retarder is switched to braking mode.
  • the inlet opening in the filling channel and an outlet opening of the return channel are aligned with each other. It is advantageous if the distance (x) between the inlet opening and the outlet opening is between 1 mm and 25 mm.
  • Figure 1 shows a sketch showing the basic housing structure of the retarder 1.
  • the outer shell of the retarder 1 essentially consists of two parts, the rotor housing 2 and the stator housing 3, each of which forms a half shell of the housing.
  • the housing parts 2 and 3 enclose a cavity, whereby the cavity is divided into three areas.
  • a cavity area 27, a storage area 26 and a retarder area 28 are provided.
  • the cavity region 27, the storage region 26 and the sump region 25 together form the working medium tank 15, wherein the working medium 9 collects in the storage region 26 and sump region 25 when the retarder is switched to non-braking mode.
  • the cavity area 27 is a space which is essentially designed to ensure that no working medium can enter the compressed air control, also called MRCU.
  • a working medium separator or oil separator 28 is provided between connection 17 and working medium tank 15. Separating oil can flow back into the working medium tank 15 via the drain 30.
  • the compressed air control regulates the braking torque of the retarder 1.
  • the area between the rotor housing 2 and the stator housing 3 is referred to as the retarder area 28.
  • the rotor 6, the stator 7, the mounted rotor shaft 8 and channels for guiding the working medium are arranged in the retarder area 28.
  • the rotor 6 can be arranged axially displaceably on the rotor shaft 8, as is known from the prior art.
  • the bearing of the rotor shaft 8, on which the rotor 6 is arranged in a rotationally fixed manner, is carried out as shown in Figure 1 via a first bearing 5a opposite the rotor housing and via a second bearing 5b opposite the stator housing 3.
  • Another solution not shown is a bearing opposite the stator 7.
  • a bearing ring is provided on the stator 7, in which the outer ring of the bearing 5b is accommodated, so that there is only one coupling point opposite the rotor housing.
  • a coupling plane 18 is provided on the tank housing 4 to which a heat exchanger 11 can be attached directly or indirectly, with a first channel 19 and a second channel 20 being provided in the coupling plane 18.
  • the working chamber 14, between the rotor 6 and stator 7, is connected to the flow connection of the heat exchanger 11 via the first channel 19, and the outlet of the heat exchanger 11 is connected to the working medium tank 15 via the second channel 20.
  • the cooled working medium 9 enters the working medium tank 15 via the second channel 20 when switching to non-braking mode, i.e. when the pressure in the expansion region 27 drops.
  • a filling channel 12 is provided, which establishes a connection from the lower sump area 25 into the inlet chamber 23, which in turn is connected to the working chamber 14 via channels in the stator 7, not shown.
  • the air pressure in the expansion area 27 is increased via the connection 17, whereby the working medium 9 reaches the working chamber 14 via the filling channel 12, the inlet chamber 23 and the channels in the stator 7.
  • the known pumping effect of the retarder 1 causes the working medium 9 to be pumped back out of the working chamber via the return channel 13, the first channel 19, the heat exchanger 11 and the second channel 20 into the working medium tank 15.
  • the filling channel 12 is arranged opposite the second channel 20 in such a way that working medium 9 flowing out of the second channel 20 can flow into the filling channel 12 via the inlet opening 21. During braking, this creates a circulating flow, with the working medium 9 flowing through the working medium tank 15 over a short section.
  • the distance between the outlet from the second channel 20 and the inlet opening 21 can be selected between 1 mm and 25 mm, with the mixing of working medium 9 from the tank and working medium 9 from the circuit depending on the distance.
  • the minimum working medium level in the working medium tank 15 must be above the inlet opening 21 to ensure that no air gets into the filling channel 12.
  • the pressure of the control air in the expansion area 27 regulates the volume of the working medium in the circuit, which in turn determines the braking torque of the retarder.
  • This control of the braking torque is standard and is therefore not described in more detail.
  • Essential to this invention is the housing structure of the retarder 1, through which the surfaces of the functional levels 16, 24a, 24b are not simultaneously sealing surfaces with respect to the environment.
  • Functional levels 16, 24a, 24b are levels that are crucial for the function of the retarder.
  • Opposite surfaces of a functional plane 16, 24a, 24b are subject to tight tolerances. Compliance with tolerances is made significantly easier if minor leaks are irrelevant due to the elimination of a seal.
  • All functional levels 16, 24a, 24b are located within the retarder housing parts 2 and 4, so that escaping oil from the retarder chamber 29 flows directly back into the retarder housing parts 2 and 4, so that escaping oil from the retarder chamber 29 flows directly back into the retarder housing parts 2 and 4, so that escaping oil from the retarder chamber 29 flows directly back into the retarder housing parts 2 and 4, so that escaping oil from the retarder chamber 29 flows directly back into the retarder housing parts 2 and 4, so that escaping oil from the retarder chamber 29 flows directly back into the
  • Working medium tank 15 The seal between the rotor housing 2 and the tank housing 4 from the environment is provided by means of the seal 10, whereby parts 2 and 4 only function in relation to one another and have no influence on the retarder function.
  • two O-rings 34 can be provided instead of the seal 10, whereby one O-ring is designed to seal radially and one O-ring is designed to seal axially. The tolerance requirements for such a design would be significantly lower.

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Abstract

Es wird ein Retarder, umfassend einen Retarderraum, in dem ein drehbar gelagerter Rotor und ein Stator angeordnet sind, die miteinander einen mit Arbeitsmedium befüllbaren und davon entleerbaren Arbeitsraum ausbilden, vorgeschlagen. Der Retarder umfasst weiterhin einen Arbeitsmediumtank, der einen Bereich zur Aufnahme von momentan nicht im Arbeitsraum befindlichen Arbeitsmedium, wenigstens einen Füllkanal zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum und einen Rückführkanal zum Abführen von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum, sowie ein Rotorgehäuse, ein Statorgehäuse und ein Tankgehäuse. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Rotorgehäuse und das Tankgehäuse den Retarderraum und den Arbeitsmediumtank umschließen.

Description

Hydrodynamischer Retarder
Die Erfindung betrifft den Aufbau eines hydrodynamischen Retarders für ein Kraftfahrzeug, insbesondere den Aufbau des Gehäuses des Retarders.
Hydrodynamische Retarder weisen einen mit einem Arbeitsmedium befüllbaren und davon entleerbaren Arbeitsraum auf. Mit Hilfe des Arbeitsmediums wird ein Drehmoment von einem beschaufelten Rotor auf einen beschaufelten Stator übertragen. Bei befülltem Arbeitsraum wird der Rotor und damit eine insbesondere mit dem Rotor drehfest ausgeführte Welle, beispielsweise eine indirekt mit den Rädern eines Fahrzeugs verbundene Gelenkwelle oder Getriebeabtriebswelle, verzögert.
Der allgemeine Aufbau eines Retarders ist StdT und beispielsweise aus der DE 10 2017 109 014 A1 bekannt. Hier wird eine Baueinheit vorgeschlagen, die einen auf einer Welle angeordneten Rotor umfasst, der beidseitig des Rotors relativ zur Baueinheit drehbar gelagert ist. Die Baueinheit umfasst ein Rotorgehäuse, ein Statorgehäuse und eine Lagerglocke. Die Baueinheit, auch Läufereinheit genannt, ist dazu geeignet in ein Gehäuse eingesetzt zu werden.
Aus der DE 10 2012 002 038 A1 ist eine ähnliche Läufereinheit oder Baueinheit bekannt, die vormontiert ist und in ein Gehäuseteil eingesetzt wird. Das Gehäuseteil bildet mit einem zweiten Gehäuseteil einen Arbeitsmediumtank. Der Arbeitsmediumtank ist über mehrere Kanäle mit dem Retarderarbeitsraum zwischen dem Rotor und dem Stator verbunden. Die Gehäuseteile umfassen Teilabschnitte von Kanälen zur Arbeitsmediumführung, wobei die Kanäle nur nach dem Zusammensetzen der Bauteile gebildet werden. Die Kanäle weisen meist keine geschlossene Wandung auf, so dass weitere Bauteile und Dichtungen vorgesehen sind, um die eigentlichen Kanäle zu bilden. Des Weiteren gibt es mehrere große Dichtebenen zwischen den Bauteilen, die gegenüber der Umgebung abgedichtet werden müssen. Bei Öl als Arbeitsmedium ist es wichtig, dass kein Öl in die Umgebung gelangen kann. Der Herstellungsaufwand derart hergestellter Retarder mit Arbeitsmediumbehälter ist entsprechend aufwendig und kostenintensiv.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Retarder mit verringerten Herstellungs- und Montageaufwand vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Es wird ein Retarder, umfassend einen Retarderraum, in dem ein drehbar gelagerter Rotor und ein Stator angeordnet sind, die miteinander einen mit Arbeitsmedium befüllbaren und davon entleerbaren Arbeitsraum ausbilden, vorgeschlagen. Der Retarder umfasst weiterhin einen Arbeitsmediumtank, der einen Bereich zur Aufnahme von momentan nicht im Arbeitsraum befindlichen Arbeitsmedium und einen Ausdehnungsbereich aufweist, wenigstens einen Füllkanal zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum und einen Rückführkanal zum Abführen von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum, sowie ein Rotorgehäuse, ein Statorgehäuse und ein Tankgehäuse.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Rotorgehäuse und das Tankgehäuse den Arbeitsmediumtank bilden und der Retarderraum ein Raum ist, der von dem Rotorgehäuse und den Statorgehäuse umschlossen wird, wobei eine Koppelebenen zwischen Rotorgehäuse und Statorgehäuse innerhalb des Arbeitsmediumtank angeordnet ist. Im Sinne der Erfindung bedeutet dies, dass insbesondere der Rotor, der Stator sowie der Füllkanal und der Rückkanal innerhalb des von Rotorgehäuse und Tankgehäuse gebildeten Raums liegen.
In einer bevorzugten Ausführung kann der Retarderraum ein Raum sein, der von dem Rotorgehäuse und einem Statorgehäuse gebildet wird, wobei der Stator zwischen Rotorgehäuse und Statorgehäuse angeordnet ist. Dabei ist das Statorgehäuse vollständig innerhalb des von Rotorgehäuse und Tankgehäuse gebildeten Raums angeordnet. Die Lagerung des auf einer Rotorwelle angeordneten Rotors erfolgt dabei vorzugsweise über ein erstes Lager gegenüber dem Rotorgehäuse und über ein zweites Lager gegenüber dem Stator oder dem Startorgehäuse.
Die innenliegenden Kontaktflächen, z.B. die Flächen zwischen Rotorgehäuse, Stator und Statorgehäuse, können Funktionsebenen bilden, wobei in der Funktionsebene keine Dichtung erforderlich ist. Bei einer geringfügigen Undichtigkeit in der Funktionsebene gelangt das Arbeitsmedium direkt zurück in den Arbeitsmediumtank.
Dieser Aufbau entkoppelt die eigentliche Retarderfunktion von der Abdichtfunktion gegenüber der Umgebung, und es wird nur eine großflächige Dichtung benötigt, wobei über die zwischen den Bauteilen angeordnete Dichtung keine weiteren Funktionen sichergestellt werden müssen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Rotorgehäuse und das Tankgehäuse schalenförmig ausgebildet sind und zwischen Rotorgehäuse und Tankgehäuse eine Dichtung angeordnet ist. Die Dichtflächen an Rotorgehäuse und Tankgehäuse sind einfach herstellbar, so dass relativ einfach eine sichere Abdichtung des Arbeitsmediumtanks gegenüber der Umgebung bereitgestellt werden kann.
Weiterhin kann am Tankgehäuse eine Koppelebene vorgesehen sein, die einen erster Kanal und zweiter Kanal aufweist, über die eine fluidleitende Verbindung mit der Primärseite eines Wärmetauschers herstellbar ist. Auch diese Koppelebene ist einfach abdichtbar. Zwischen Wärmetauscher und Tankgehäuse kann ein Zwischenbauteil mit Zwischenkanälen angeordnet sein. Alternativ können die Kanäle an unterschiedlichen Koppelebenen am Tankgehäuse vorgesehen sein.
Vorgeschlagen wird auch, dass der Rückführkanal als eine fluidleitende Verbindung zwischen Arbeitsraum und Vorlaufkanal ausgeführt ist, wobei der Rückführkanal zumindest abschnittsweise im Statorgehäuse integriert sein kann. Alternativ könnte eine Rohrleitungsverbindung vorgesehen sein. Weiterhin kann zwischen Füllkanal und Arbeitsraum eine Einlasskammer angeordnet sein, wobei die Einlasskammer ein Raum ist, der zwischen den Bauteilen Stator und Statorgehäuse gebildet wird.
In der Bevorzugten Ausführung weist der Arbeitsmediumtank einen Ausdehnungsbereich, einen Vorratsbereich und einen Sumpfbereich auf, wobei der Füllkanal als Rohrleitung ausgeführt ist, die im Wesentlichen durch den Arbeitsmediumtank führt und eine Eintrittsöffnung des Füllkanals im Sumpfbereich endet. Dadurch wird verhindert, dass Luft über den Füllkanal in den Arbeitsraum gelangt, wenn der Retarder in den Bremsbetrieb geschaltete wird.
Vorzugsweise ist die Eintrittsöffnung in den Füllkanal und eine Austrittsöffnung des Rücklaufkanals zueinander fluchten ausgerichtet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Abstand (x) zwischen Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung zwischen 1 mm und 25mm beträgt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert:
Figur 1 Skizze eines Retarders im Schnitt
Die Figur 1 zeigt eine Skizze, aus der der prinzipielle Gehäuseaufbau des Retarders 1 hervorgeht. Die äußere Hülle des Retarders 1 besteht im Wesentlichen aus 2 Teilen, dem Rotorgehäuse 2 und dem Statorgehäuse 3, die jeweils eine Halbschale des Gehäuses bilden. Die Gehäuseteile 2 und 3 umschließen einen Hohlraum, wobei der Hohlraum in drei Bereiche aufgeteilt wird. Es ist ein Hohlraumbereich 27, ein Vorratsbereich 26 und ein Retarderbereich 28 vorgesehen.
Der Hohlraumbereich 27, der Vorratsbereich 26 und der Sumpfbereich 25 bilden zusammen den Arbeitsmediumtank 15, wobei sich das Arbeitsmedium 9 im Vorratsbereich 26 und Sumpfbereich 25 sammelt, wenn der Retarder in den Nicht- Bremsbetrieb geschaltete ist.
Der Hohlraumbereich 27 ist ein Raum, der im Wesentlichen dazu eingerichtet ist, um sicherzustellen, dass kein Arbeitsmedium über den Anschluss 17 in die Druckluftregelung, auch MRCU genannt, gelangen kann. Zwischen Anschluss 17 und Arbeitsmediumtank 15 ist ein Arbeitsmediumabscheider bzw. Ölabscheider 28 vorgesehen. Abgeschiedenes Öl kann über den Ablauf 30 zurück in den Arbeitsmediumtank 15 gelangen.
Im Bremsbetrieb regelt die Druckluftregelung das Bremsmoment des Retarders 1. Je höher der Luftdruck im Hohlraumbereich 27, umso mehr Arbeitsmedium 9 wird aus dem Arbeitsmediumtank 15 in den Retarderkreislauf gedrückt.
Der Bereich zwischen Rotorgehäuse 2 und Statorgehäuse 3 wird als Retarderbereich 28 bezeichnet. Im Retarderbereich 28 sind der Rotor 6, der Stator 7, die gelagerte Rotorwelle 8 und Kanäle zur Arbeitsmediumführung angeordnet. Dabei kann der Rotor 6 auf der Rotorwelle 8, wie aus dem Stand der Technik bekannt, axial verschiebbar angeordnet sein.
Die Lagerung der Rotorwelle 8, auf der der Rotor 6 drehfest angeordnet ist, erfolgt wie in Figur 1 dargestellt über ein erstes Lager 5a gegenüber dem Rotorgehäuse und über ein zweites Lager 5b gegenüber Startorgehäuse 3. Eine weitere nicht dargestellte Lösung ist eine Lagerung gegenüber dem Stator 7. Bei dieser Lösung ist am Stator 7 ein Lagerring vorgesehen, in dem der Außenring des Lagers 5b aufgenommen wird, so dass es nur noch eine Koppelstelle gegenüber dem Rotorgehäuse gibt.
Am Tankgehäuse 4 ist eine Koppelebene 18 vorgesehen an die ein Wärmetauscher 11 direkt oder indirekt befestigt werden kann, wobei in der Koppelebene 18 ein erster Kanal 19 und ein zweiter Kanal 20 vorgesehen sind. Über den ersten Kanal 19 ist der Arbeitsraum 14, zwischen Rotor 6 und Stator 7, mit dem Vorlaufanschluss des Wärmetauschers 11 und über den zweiten Kanal 20 ist der Auslass des Wärmetauschers 11 mit dem Arbeitsmediumtank 15 verbunden. In den Arbeitsmediumtank 15 gelangt das abgekühlte Arbeitsmedium 9 über den zweiten Kanal 20 bei der Schaltung in den Nicht-Bremsbetrieb, also wenn der Druck im Ausdehnungsbereich 27 sinkt. Weiterhin ist ein Füllkanal 12 vorgesehen, der eine Verbindung vom unteren Sumpfbereich 25 in die Einlasskammer 23 herstellt, die wiederum über Kanäle im Stator 7, nicht dargestellt, mit dem Arbeitsraum 14 verbunden ist.
Bei der Schaltung des Retarders in den Bremsbetrieb wird über die Anschluss 17 der Luftdruck im Ausdehnungsbereich 27 erhöht, wodurch das Arbeitsmedium 9 über den Füllkanal 12, die Einlasskammer 23 und den Kanälen im Stator 7 in den Arbeitsraum 14 gelangt. Die bekannte Pumpwirkung des Retarders 1 bewirkt, dass das Arbeitsmedium 9 wieder aus dem Arbeitsraum über Rückführkanal 13, den ersten Kanal 19, den Wärmetauscher 11 und den zweiten Kanal 20 in den Arbeitsmediumtank 15 gepumpt wird.
Der Füllkanal 12 ist dabei derart gegenüber dem zweiten Kanal 20 angeordnet, dass aus dem zweiten Kanal 20 ausströmendes Arbeitsmedium 9 über die Eintrittsöffnung 21 in den Füllkanal 12 einströmen kann. Im Bremsbetrieb entsteht so eine Kreislaufströmung, wobei das Arbeitsmedium 9 über einen kurzen Abschnitt durch den Arbeitsmediumtank 15 strömt. Der Abstand zwischen Austritt aus dem zweiten Kanal 20 und der Eintrittsöffnung 21 kann zwischen 1 mm und 25mm gewählt werden, wobei die Durchmischung von Arbeitsmedium 9 aus dem Tank und Arbeitsmedium 9 aus dem Kreislauf vom Abstand abhängig ist. Weiterhin muss das minimale Arbeitsmediumniveau im Arbeitsmediumtank 15 oberhalb der Eintrittsöffnung 21 liegen, so dass sichergestellt ist, dass keine Luft in den Füllkanal 12 gelangt.
Über den Druck der Regelluft im Ausdehnungsbereich 27 wird das im Kreislauf befindliche Arbeitsmediumvolumen geregelt, welches wiederum das Bremsmoment des Retarders bestimmt. Diese Regelung des Bremsmomentes ist StdT und wird daher nicht näher ausgeführt.
Wesentlich für diese Erfindung ist der Gehäuseaufbau des Retarders 1 , durch den die Flächen der Funktionsebenen 16, 24a, 24b nicht gleichzeitig Dichtflächen gegenüber der Umgebung sind. Als Funktionsebenen 16, 24a, 24b werden Ebenen bezeichnet, die für die Funktion des Retarders entscheidend sind. Gegenüberliegende Flächen einer Funktionsebenen 16, 24a, 24b unterliegen engen Toleranzen. Die Einhaltung von Toleranzen werden wesentlich vereinfacht, wenn durch den Wegfall einer Dichtung geringfüge Undichtigkeiten keine Relevanz haben.
Alle Funktionsebenen 16, 24a, 24b liegen innerhalb der Retardergehäuseteile 2 und 4, so dass austretendes Öl aus dem Retarderraum 29 direkt zurück in den
Arbeitsmediumtank 15 gelangt. Gegenüber der Umgebung erfolgt die Abdichtung zwischen den Rotorgehäuse 2 und dem Tankgehäuse 4 mittels der Dichtung 10, wobei die Teile 2 und 4 nur zueinander in Funktion treten und keinen Einfluss auf die Retarderfunktion haben. Alternativ zur dargestellten Dichtungsanordnung des Arbeitsraums 14, kann vorgesehen sein, dass anstelle der Dichtung 10 zwei O-Ringe 34 vorgesehen werden, wobei ein O-Ring radial und ein O-Ring axial dichtend ausgeführt ist. Die Toleranzanforderungen eine derartige Ausführung wären deutlich geringer.
Bezugszeichenliste
1 Retarder
2 Rotorgehäuse
3 Startorgehäuse
4 Tankgehäuse
5a, b Lager
6 Rotor
7 Stator
8 Rotorwelle
9 Arbeitsmedium
10 Dichtung
11 Wärmetauscher
12 Füllkanal
13 Rückführkanal
14 Arbeitsraum
15 Arbeitsmediumtank
16 Koppelebene
17 Anschluss
18 Anschlussebene
19 erster Kanal
20 zweiter Kanal
21 Eintrittsöffnung
22 Austrittsöffnung
23 Einlasskammer
24a, b Koppelebene
25 Sumpfbereich
26 Vorratsbereich
27 Ausdehnungsbereich
28 Ölabscheider
29 Retarderraum
30 Ablauf
31 Strukturelement
32 Luftdurchlass
X Abstand

Claims

Patentansprüche
1. Hydrodynamischer Retarder (1 ), umfassend einen Retarderraum (29) in dem ein drehbar gelagerter Rotor (6) und ein Stator (7) angeordnet sind, die miteinander einen mit Arbeitsmedium befüllbaren und davon entleerbaren Arbeitsraum (14) ausbilden; einen Arbeitsmediumtank (15), der einen Bereich (25, 26) zur Aufnahme von momentan nicht im Arbeitsraum (14) befindlichen Arbeitsmedium und einen Ausdehnungsbereich (27) aufweist; wenigstens einen Füllkanal (12) zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum (14); und einen Rückführkanal (13) zum Abführen von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum (14); sowie ein Rotorgehäuse (2), ein Statorgehäuse (3) und ein Tankgehäuse (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorgehäuse (2) und das Tankgehäuse (4) den Arbeitsmediumtank (15) bilden und der Retarderraum (29) ein Raum ist, der von dem Rotorgehäuse (2) und den Statorgehäuse (3) umschlossen wird, wobei die Koppelebenen (24a, b) zwischen Rotorgehäuse (2) und Statorgehäuse (3) innerhalb des Arbeitsmediumtank (15) angeordnet ist..
2. Hydrodynamischer Retarder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorgehäuse (2) und das Tankgehäuse (4) schalenförmig ausgebildet sind und zwischen Rotorgehäuse und Tankgehäuse eine Dichtung (10) angeordnet ist.
3. Hydrodynamischer Retarder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Retarderraum (29) ein Raum ist, der von dem Rotorgehäuse (2) und einem Statorgehäuse (3) gebildet wird, wobei der Stator (7) zwischen Rotorgehäuse (2) und Statorgehäuse (3) angeordnet ist. 4. Hydrodynamischer Retarder (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des auf einer Rotorwelle (8) angeordneten Rotors (6) über ein erstes Lager 5a gegenüber dem Rotorgehäuse und über ein zweites Lager (5b) gegenüber dem Stator (7) oder Startorgehäuse (3) erfolgt.
5. Hydrodynamischer Retarder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am Tankgehäuse (4) eine Koppelebene (18) vorgesehen ist, die einen ersten Kanal (19) und einen zweiten Kanal (20) aufweist, wobei über die Kanäle (19, 20) eine fluidleitende Verbindung mit der Primärseite eines Wärmetauschers
(11 ) herstellbar ist.
6. Hydrodynamischer Retarder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführkanal (13) eine fluidleitende Verbindung zwischen Arbeitsraum (14) und ersten Kanal (19) herstellt, wobei der Rückführkanal (13) zumindest abschnittsweise im Statorgehäuse (3) integriert ist.
7. Hydrodynamischer Retarder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Füllkanal (12) und Arbeitsraum (14) eine Einlasskammer (23) angeordnet ist, wobei die Einlasskammer (23) ein Raum ist der zwischen den Bauteilen Stator (7) und Statorgehäuse (3) gebildet wird.
8. Hydrodynamischer Retarder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsmediumtank (15) einen Ausdehnungsbereich (27), einen Vorratsbereich (26) und einen Sumpfbereich (25) aufweist, wobei der Füllkanal
(12) als Rohrleitung ausgeführt ist, die im Wesentlichen durch den Arbeitsmediumtank (15) führt und eine Eintrittsöffnung (21 ) des Füllkanals (12) im Sumpfbereich (25) endet.
9. Hydrodynamischer Retarder (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (21 ) in den Füllkanal (12) und eine Austrittsöffnung (22) des Rücklaufkanals (20) zueinander fluchten. 10. Hydrodynamischer Retarder (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (x) zwischen Eintrittsöffnung (21 ) und Austrittsöffnung (22) zwischen 1 mm und 25mm beträgt.
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