WO1990003290A1 - Hydrodynamische bremse - Google Patents

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WO1990003290A1
WO1990003290A1 PCT/EP1989/001055 EP8901055W WO9003290A1 WO 1990003290 A1 WO1990003290 A1 WO 1990003290A1 EP 8901055 W EP8901055 W EP 8901055W WO 9003290 A1 WO9003290 A1 WO 9003290A1
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hydrodynamic brake
clutch
shaft
brake
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Inventor
Karlmann Hamma
Franz Boss
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Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a hydrodynamic brake according to the preamble of claim 1.
  • a hydrodynamic brake which is assigned to the engine output shaft.
  • a hydrodynamic brake which is also referred to as a primary retarder
  • braking can still take place even at low driving speeds due to the gear ratio in the transmission.
  • the primary retarder is arranged between the end bearing of the engine crankshaft and its flywheel and has a common housing with the flywheel.
  • the drive train can optionally be extended by a wear-free permanent brake if the required installation space is axial Direction is available.
  • the gearbox is preceded by a dry clutch, the housing of the inserted module is connected to the motor housing and the coupling bell, while the shaft, in addition to its own bearing in the housing, is still mounted in the flywheel and is driven by it.
  • the arrangement of the clutch in connection with the transmission remains unchanged, the clutch body being drivingly connected to a flange on the shaft of the primary retarder.
  • the shaft in the retarder insert like a transmission input shaft and to mount it primarily via a pin in the flywheel and to connect it to the flywheel in a simple manner via a flexible disc. It is also of great advantage to arrange the pump required for the retarder supply as well as the reservoir for the brake fluid directly in the slot, because this enables a compact and simple construction.
  • FIG. 1 shows a hydrodynamic brake as an inserted assembly in connection with a dry starting and shift clutch in a drive train
  • Fig. 2 shows a hydrodynamic brake according to Fig. 1, but with a wet starting and shift clutch.
  • the hydrodynamic brake 1 is arranged as an inserted module I between the engine 2 and the transmission 3.
  • the flywheel 22 is fastened on the motor shaft 21 and is received by the motor housing 23 in a known manner. While in a drive train without a hydrodynamic brake or primary retarder 1 the
  • Flange 25 of the motor housing 23 directly receives the clutch bell 41 on the flange 43, the inserted assembly I for the primary retarder 1 with the housing 13 and the flanges 16 and 17 is arranged between the two flanges.
  • the stator 12 is in this housing 13 the hydrodynamic brake 1 as well as the pump housing 51 and the container 55 for the brake medium.
  • the rotor 11 of the primary retarder 1 and the rotor 52 of the pump 5 are fastened on a shaft 15 of the inserted module I.
  • the shaft 15 is mounted on the bearing 14 in the housing 13 of the assembly I and on the bearing 24 in the flywheel 22 and is driven by the flywheel 22 via a flexible drive plate 7.
  • this flexible driving disk 7 is connected to the flywheel 22 relatively far outwards, where the clutch body 42 is otherwise connected.
  • the hub 71 of the flexible driving disk 7 is connected to the shaft 15 via a tooth coupling 18.
  • the flange 19 of the shaft 15 is connected to the clutch body 42, while the clutch plates 44 are connected via a torsional vibration damper 46, a hub 45 and a toothed clutch 33 in a known manner to the input shaft 32 of the transmission 3.
  • the usual storage of the gear shaft 32 in the flywheel 22 in an arrangement without primary retarder 1 takes place via the bearing 34 and
  • the clutch bell 41 is connected in a known manner to the gear housing 31, wherein the clutch bell can also be a direct component of the gear housing.
  • Module I for the primary retarder 1 are designed so that the flange 16, which is directed towards the engine 2, such as the flange 43 of the clutch bell 41 and the flange 17, which is directed toward the transmission 3, such as the flange 25 on the motor housing 23 is designed.
  • the shaft 15 is, at least in the connection dimensions (pin 151), designed on the side facing the motor 2 as that Transmission input shaft 32 (pin 35) and on the side facing the transmission 3 as well as the connecting dimensions (bearing bore 26) of the flywheel 22.
  • the mode of operation of the hydrodynamic brake or primary retarder 1 is as follows: With a
  • the pump 5 conveys the brake medium from the container 55 back into the container via the control device 8.
  • a cooler 9 can also be arranged in both circuits, the pumping action of the hydrodynamic brake 1 being able to be used for the circulation when it is filled.
  • a wet starting and shift clutch 6 is arranged in addition to the primary retarder 10 and the pump 50 supplies the clutch in addition to the retarder in the manner described.
  • the shaft 150 of the inserted module II is, as in FIG. 1, mounted in the flywheel 22 (bearing 24).
  • a torsional vibration damper 720 is also arranged between the hub 710, which is connected to the shaft 150 via a toothed coupling 180, and the flexible driving disk 70.
  • the shaft 150 of the inserted module II is mounted in the housing 130 via bearings 140 and the transmission input shaft 320 is mounted in the shaft 150 via a needle bearing 37, via channels 151 arranged radially and centrally in the shafts 150, 320.
  • the medium is also fed to the wet starting and shift clutch 6.
  • the rotor (110) of the hydrodynamic brake (10) and the drive side (outer disk carrier 62) of the clutch (6) are fastened on a (bearing 140) shaft (150) mounted in the housing (130) and the stator (120) is in the housing (130) of the inserted module (II).

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Abstract

Eine hydrodynamische Bremse ist in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einem Motor (2) und einem Getriebe (3) als eingeschobene Baugruppe (I) angeordnet. Das Gehäuse (13) mit den Flanschen (16, 17) und die für den Antrieb des Rotors (11) benötigte Welle (15) ist so gestaltet, daß der Einschub ohne jede Veränderung am Motorgehäuse (23) bzw. an der Kupplungsglocke (41), die mit dem Getriebegehäuse (31) verbunden ist, wahlweise montiert werden kann. Im Gehäuse (13) der eingeschobenen Baugruppe (I) ist noch eine Pumpe (5) und ein Behälter (55) für das Bremsmedium angeordnet. Soll der Antriebsstrang mit einer hydrodynamischen Bremse (1) wie auch mit einer nassen Anfahr- und Schaltkupplung ausgestaltet werden, so können beide Aggregate die eingeschobene Baugruppe bilden. Die für die hydrodynamische Bremse (1) vorgesehene Pumpe (5) und der Behälter (55) können dann für beide Aggregate verwendet werden.

Description

Hydrodynamische Bremse
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 MerJcmaien 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 Kup lungsglocke 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 Antriebssträng 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 Antriebssträng;
. 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 Medium 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. Bezu szeichen
Figure imgf000008_0001
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

A n s p r ü c h e
1. Hydrodynamische Bremse (1) im Antriebssträng 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 g e k e n n z e i c h n t , 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 d.ie 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 g e k e n n z e i c h n e t , 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 g e k e n n z e i c h n e t , 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 g e k e n n z e i c h n e t , 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 g e k e n n z e i c h n e t , 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. Hydroynamische Bremse nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , 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 g e k e n n z e i c h n e t , 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 g e k e n n z e i c h n e t , daß in der nachgiebigen Mitnehmerscheibe (70) noch ein Drehschwingungsdämpfer (720) angeordnet ist.
PCT/EP1989/001055 1988-09-17 1989-09-12 Hydrodynamische bremse WO1990003290A1 (de)

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DEP3831727.3 1988-09-17

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