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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE TRAIN HAVING A HYDRODYNAMIC RETARDER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/065714
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive train, in particular of a motor vehicle having a drive engine, comprising a main output shaft, having a transmission which is connected downstream of the drive engine in the drive power flux, comprising a transmission input shaft and transmission casing; the transmission input shaft has a drive connection to the main output shaft of the drive engine or can be placed in such a connection by means of a clutch; having a hydrodymamic retarder, comprising a driven bladed primary wheel and a bladed secondary wheel which is fixed or is driven in the opposite direction to the primary wheel, which wheels together form a toroidal working space which is filled or can be filled with a working medium, in order to transmit torque hydrodynamically from the primary wheel to the secondary wheel; the drive engine has a secondary output shaft via which the primary wheel of the retarder is driven. The invention is characterized in that the hydrodynamic retarder is positioned on the transmission side, connected to the secondary output shaft of the drive engine.

Inventors:
HUTH, Tilman (Hackwiesenweg 22, Satteldorf, 74589, DE)
LAUKEMANN, Dieter (Sonnenstraße 10/1, Crailsheim, 74564, DE)
Application Number:
EP2011/005742
Publication Date:
May 24, 2012
Filing Date:
November 15, 2011
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (St. Pöltener Str. 43, Heidenheim, 89522, DE)
HUTH, Tilman (Hackwiesenweg 22, Satteldorf, 74589, DE)
LAUKEMANN, Dieter (Sonnenstraße 10/1, Crailsheim, 74564, DE)
International Classes:
B60T10/02; F16D57/04
Foreign References:
DE3837142A1
DE3930540A1
DE102009027390A1
DE4408349A1
DE4408350A1
DE4440162A1
DE19939726A1
DE4446288A1
DE19840284A1
DE2017617A1
DE4445024A1
DE19641557A1
EP1548315B1
Attorney, Agent or Firm:
DR. WEITZEL & PARTNER (Friedenstrasse 10, Heidenheim, 89522, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Antriebsstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,

1.1 mit einem Antriebsmotor (1), umfassend eine Hauptabtriebswelle (2);

1.2 mit einem dem Antriebsmotor (1) im Antriebsleistungsfluss

nachgeschalteten Getriebe (3), umfassend eine Getriebeeingangswelle (4) und ein Getriebegehäuse (5);

1.3 die Getriebeeingangswelle (4) steht mit der Hauptabtriebswelle (2) des Antriebsmotors (1) in Triebverbindung oder ist mittels einer Kupplung in eine solche schaltbar;

1.4 mit einem hydrodynamischen Retarder (6), umfassend ein angetriebenes beschaufeltes Primärrad (7) und ein stationäres oder gegenläufig zum Primärrad (7) angetriebenes beschaufeltes Sekundärrad (8), die

miteinander einen torusförmigen mit einem Arbeitsmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitsraum (9) ausbilden, um Drehmoment hydrodynamisch vom Primärrad (7) auf das Sekundärrad (8) zu übertragen;

1.5 der Antriebsmotor (1) weist eine Nebenabtriebswelle (10) auf, über welche das Primärrad (7) des Retarders (6) angetrieben wird;

dadurch gekennzeichnet, dass

1.6 der hydrodynamische Retarder (6) auf der Seite des Getriebes (3) an der Nebenabtriebswelle (10) des Antriebsmotors (1) angeschlossen positioniert ist.

2. Antriebsstrang gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest das Sekundärrad (8) des Retarders (6) am Getriebegehäuse (5) gelagert ist.

3. Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass das Primärrad (7) des Retarders (6) durch die Nebenabtriebswelle (10) getragen wird und insbesondere fliegend auf dieser gelagert ist.

4. Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass der Retarder (6) eine Retardereingangswelle (11) und ein Retardergehäuse (12) aufweist, die Retardereingangswelle (11) im Retardergehäuse (12) gelagert ist und insbesondere das Primärrad (7) trägt, und die Retardereingangswelle (11) an der Nebenabtriebswelle (10), insbesondere unmittelbar, angeschlossen ist.

5. Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch

gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1) ein Motorgehäuse (13) umfasst und das Retardergehäuse (12) am Motorgehäuse (13) und insbesondere zusätzlich am Getriebegehäuse (5) gelagert ist.

6. Antriebsstrang gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das

Retardergehäuse (12) am Getriebegehäuse (5) gelagert ist und durch dieses getragen wird.

7. Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass das Sekundärrad (8) gegen Verdrehen am

Getriebegehäuse (5) abgestützt ist.

8. Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, dass der Retarder (6) einen Wärmetauscher (14) aufweist, über welchen Wärme aus dem Arbeitsmedium, insbesondere Öl, abgeführt wird, insbesondere in einem hinsichtlich der Wärmeübertragung

sekundärseitig am Wärmetauscher (14) angeschlossenen

Fahrzeugkühlkreislauf (20), über welchen auch der Antriebsmotor (1) gekühlt wird, und der Wärmetauscher (14) insbesondere zusammen mit dem Retardergehäuse (12) am Getriebegehäuse (5) gelagert ist.

Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch

gekennzeichnet, dass das Sekundärrad (8) im Retardergehäuse (12) gelagert ist.

Description:
Antriebsstrang mit einem hydrodynamischen Retarder

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit einem

hydrodynamischen Retarder, insbesondere einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Hydrodynamische Retarder werden seit langem als verschleißfreie Dauerbremsen in Kraftfahrzeugen oder auch in stationären Anlagen eingesetzt. Herkömmlich unterscheidet man zwischen Primärretardern, in Abhängigkeit der Drehzahl des Antriebsmotors arbeiten, und zwischen Sekundärretardern, die auf der

Getriebeabtriebswelle oder einem Nebenabtrieb des Getriebes angeordnet sind und damit in Abhängigkeit der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle und somit in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit arbeiten. Auf der Primärseite des Antriebsmotors angeordnete Primärretarder werden beispielsweise in den Druckschriften DE 44 08 349, DE 44 08 350, DE 44 40 162 und DE 199 39 726 beschrieben.

DE 44 46 288 beschreibt einen Primärretarder auf der Primärseite des Motors, und einen zweiten Retarder, der als Sekundärretarder getriebeabtriebsseitig

angeordnet ist.

Das Dokument DE 198 40 284 AI beschreibt einen Primärretarder, der unmittelbar auf der Getriebeeingangswelle angeordnet ist.

Das Dokument DE 2 017 617 beschreibt einen seitlich am Getriebe angeordneten hydrodynamischen Retarder, dessen Rotor über ein Zwischenzahnrad mit einem Zahnrad des Getriebes, beispielsweise dem Kopfzahnrad am vorderen Ende der Vorgelegewelle des Getriebes, in Eingriff steht.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Das Dokument DE 44 45 024 beschreibt einen sekundärseitig auf einem Hochtrieb des Getriebes angeordneten Retarder.

DE 196 41 557 AI beschreibt einen fahrgeschwindigkeitsabhängig betriebenen Retarder, demnach Sekunda rretarder, der jedoch auch auf der Primärseite des Getriebes, insbesondere zusammen mit einer Wasserpumpe angeordnet werden kann.

Das Dokument EP 1 548 315 Bl beschreibt die Anordnung eines

hydrodynamischen Retarders auf einem Nebenabtrieb, einem sogenannten„Power TakeOff" des Antriebsmotors in einem vom Antriebsmotor getragenen Gehäuse, wobei die Retarderantriebswelle einen Flansch zum Anschluss eines weiteren Nebenaggregates aufweist.

Obwohl somit bereits zahlreiche Anordnungsmöglichkeiten für einen

hydrodynamischen Retarder im Antriebsstrang vorgeschlagen wurden, gibt es einen fortwährenden Bedarf, den Retarder kostengünstig in den Antriebsstrang zu integrieren.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang mit einem hydrodynamischen Retarder anzugeben, bei welchem eine Integration und insbesondere eine Nachrüstung des Retarders besonders kostengünstig möglich ist. Dabei soll die Integration den Bedarf einer Umgestaltung des Antriebsstranges minimieren, vorhandenen Bauraum optimal ausnutzen und bestehende

Komponenten zur Integration des Retarders sinnvoll nutzen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den

Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung. Die Erfindung sieht die Integration eines hydrodynamischen Retarders an einem Nebenabtrieb des Antriebsmotors vor, jedoch nicht auf der herkömmlich verwendeten getriebefernen Primärseite des Antriebsmotors, sondern an einem Nebenabtrieb des Antriebsmotors auf der Seite des Getriebes, somit der

Sekundärseite des Antriebsmotors. Die Anordnung benötigt demnach keinen

Bauraum im Bereich der Hauptabtriebswelle des Antriebsmotors beziehungsweise der Getriebeeingangswelle des dem Antriebsmotor nachgeschalteten Getriebes und das Getriebegehäuse kann bei Bedarf geschickt zum Lagern einzelner

Komponenten des Retarders, insbesondere des Sekundärrades des Retarders, oder des gesamten Retarders verwendet werden. Gleichzeitig bleiben

Nebenabtriebe des Antriebsmotors auf dessen Primärseite, auch als Power Take- Off bezeichnet, frei für andere Nebenaggregate, ohne dass die eingangs beschriebene Notwendigkeit besteht, auf der Retarderantriebswelle einen weiteren Flansch zur Aufnahme beziehungsweise zum Anschluss weiterer Nebenaggregate vorzusehen. Dies bedeutet nicht, dass bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung eine solche Anschlussmöglichkeit auf der Sekundärseite des

Antriebsmotors nicht vorgesehen werden kann.

Im Einzelnen weist der erfindungsgemäße Antriebsstrang, insbesondere

Kraftfahrzeugantriebsstrang, einen Antriebsmotor mit einer Hauptabtriebswelle und ein dem Antriebsmotor im Antriebsleistungsschluss nachgeschaltetes Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle und einem Getriebegehäuse auf. Die

Getriebeeingangswelle steht mit der Hauptabtriebswelle des Antriebsmotors in Triebverbindung oder ist mittels einer Kupplung in eine solche schaltbar.

Der Antriebsmotor ist insbesondere als Verbrennungsmotor ausgeführt, umfassend eine Kurbelwelle. Die Kurbelwelle kann die Hauptabtriebswelle ausbilden und demgemäß mit der Getriebeeingangswelle verbunden oder verbindbar sein. Das Getriebe ist vorteilhaft als Wechselgetriebe ausgeführt, insbesondere als Automatgetriebe, automatisiertes Schaltgetriebe oder Handschaltgetriebe. Auch andere Getriebebauarten, beispielsweise stufenlose Getriebe oder

Doppelkupplungsgetriebe kommen in Betracht. In der Regel werden Antriebsräder des Kraftfahrzeugs entsprechend vom Antriebsmotor über das Getriebe

angetrieben, in der Regel unter Zwischenschaltung einer Kardanwelle.

Alternativ ist die Erfindung jedoch auch bei einem stationären Antriebsstrang anwendbar, bei welchem ein Aggregat über das Getriebe vom Antriebsmotor angetrieben wird. Auch bei der Anwendung in einem Kraftfahrzeug kann das Getriebe im Antriebsleistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor und einem

Aggregat des Kraftfahrzeugs, das mittels des Antriebsmotors angetrieben werden soll, angeordnet sein. Erfindungsgemäß ist ein hydrodynamischer Retarder vorgesehen, umfassend ein angetriebenes beschaufeltes Primärrad, auch Rotor genannt, und ein stationäres oder gegenläufig zum Primärrad angetriebenes beschaufeltes Sekundärrad. Wenn das Sekundärrad gegenläufig zum Primärrad angetrieben ist, wird ein

Gegenlaufretarder ausgebildet. Wenn das Sekundärrad stationär ist, wird es als Stator bezeichnet.

Primärrad und Sekundärrad bilden miteinander einen mit Arbeitsmedium

befüllbaren oder befüllten Arbeitsraum, in welchem sich im Bremsbetrieb eine Kreislaufströmung eines Arbeitsmediums einstellt, um Drehmoment

hydrodynamisch vom Primärrad auf das Sekundärrad zu übertragen und dadurch das Primärrad abzubremsen.

Der Antriebsmotor weist eine Nebenabtriebswelle auf, über welche das Primärrad des Retarders angetrieben wird. Erfindungsgemäß ist nun der hydrodynamische Retarder auf der Seite des

Getriebes an der Nebenabtriebswelle des Antriebsmotors angeschlossen positioniert. Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Primärrad des

Retarders durch die Nebenabtriebswelle des Antriebsmotors getragen. Besonders günstig ist das Primärrad des Retarders fliegend auf der Nebenabtriebswelle gelagert. Alternativ kann der Retarder eine Retardereingangsweile und ein Retardergehäuse aufweisen, wobei die Retardereingangsweile im Retardergehäuse gelagert ist und insbesondere das Primärrad trägt. Die Retardereingangsweile ist dann an der Nebenabtriebswelle, insbesondere unmittelbar angeschlossen. Alternativ steht die Retardereingangsweile über eine oder mehrere weitere zwischengeschaltete Wellen und/oder Übersetzungen, insbesondere durch Zahnräder, in

Triebverbindung.

Das Retardergehäuse kann am Motorgehäuse gelagert sein. Zusätzlich oder alternativ ist das Retardergehäuse am Getriebegehäuse gelagert.

Wenn das Retardergehäuse am Getriebegehäuse gelagert ist, kann die Lagerung derart ausgeführt sein, dass das Retardergehäuse insbesondere ausschließlich durch das Getriebegehäuse getragen wird. Alternativ sind zusätzliche

AbStützungen am Motorgehäuse vorhanden. Umgekehrt kann das

Retardergehäuse oder nur das Sekundärrad des Retarders gegen Verdrehen am Getriebegehäuse abgestützt sein, wobei die Lagerung des Sekundärrades beziehungsweise des Retardergehäuses dann an einem anderen Bauteil, insbesondere dem Motorgehäuse erfolgen kann. Wenn dem Retarder ein Wärmetauscher zugeordnet ist, über welchen Wärme aus dem Arbeitsmedium des Retarders, insbesondere Öl, abgeführt wird, so kann dieser Wärmetauscher am Retardergehäuse und/oder Getriebegehäuse und/oder Motorgehäuse gelagert sein beziehungsweise durch die entsprechende

Komponente getragen werden. Hinsichtlich der Wärmeübertragung kann an dem Wärmetauscher sekundärseitig ein Fahrzeugkühlkreislauf, insbesondere mit Wasser oder einem Wassergemisch als Kühlmedium, angeschlossen sein, mittels welchem auch der Antriebsmotor gekühlt wird. Somit kann Wärme aus dem Retarderarbeitsmedium in das Kühlmedium abgeleitet werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Retarder in den

Fahrzeugkühlkreislauf integriert und das Kühlmedium ist zugleich das

Arbeitsmedium des Retarders.

Sowohl bei der Ausführung mit einem gegenläufigen Sekundärrad als auch mit einem stationären Sekundärrad kann das Sekundärrad vorteilhaft im

Retardergehäuse gelagert sein.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele und den Figuren exemplarisch erläutert werden.

Es zeigen:

Figur 1 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform mit einer fliegenden

Lagerung des Primärrades des Retarders auf der Nebenabtriebswelle des Antriebsmotors;

Figur 2 eine Lagerung des Primärrades des Retarders in einem

Retardergehäuse, das auf dem Getriebegehäuse gelagert ist. In den Figuren 1 und 2 ist ein Antriebsmotor 1 mit einem unmittelbar hieran angeschlossenen Getriebe 3 dargestellt. Der Antriebsmotor 1 weist eine

Hauptabtriebswelle 2 auf, die mit einer Getriebeeingangswelle 4 in Verbindung steht. In dieser Triebverbindung kann bei Bedarf eine Kupplung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um die Getriebeeingangswelle 4 von der Hauptabtriebswelle 2 des Antriebsmotors 1 zu trennen.

Der Antriebsmotor 1 weist ein Motorgehäuse 13 und das Getriebe 3 weist ein Getriebegehäuse 5 auf, welche die entsprechenden Komponenten dieser Bauteile umschließen. Im Getriebe 3 können verschiedene Übersetzungen zwischen der Getriebeeingangswelle 4 und einer Getriebeausgangswelle 15 durch Schalten entsprechender Kupplungen und/oder Bremsen hergestellt werden. Die

Getriebeausgangswelle 15 treibt über eine Kardanwelle 16 und ein

Differentialgetriebe 17 Antriebsräder 18 des Kraftfahrzeugs an.

Ein hydrodynamischer Retarder 6, umfassend ein umlaufendes Primärrad 7 und ein stationäres Sekundärrad 8, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 9 ausbilden, ist an einer Nebenabtriebswelle 10 des Antriebsmotors 1 auf dessen Sekundärseite angeschlossen. Der hydrodynamische Retarder 6 weist ein

Retardergehäuse 12 auf, welches das Primärrad 7 und das Sekundärrad 8 umschließt und in welchem das Sekundärrad 8 drehfest abgestützt ist. Gemäß der Ausführungsform in der Figur 2 ist das Primärrad 7 auf einer

Retardereingangswelle 11 getragen und im Retardergehäuse 12 gelagert, wohingegen das Primärrad 7 gemäß der Figur 1 fliegend auf der

Nebenabtriebswelle 10 gelagert ist und nur das Sekundärrad 8 im

Retardergehäuse 12 getragen wird.

Bei beiden in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist am Retardergehäuse 12 ferner ein Wärmetauscher 14 angeschlossen und von diesem getragen, der in einem Fahrzeugkühlkreislauf 20 eingebunden ist, um das Arbeitsmedium des Retarders 6 zu kühlen. Mittels des Fahrzeugkühlkreislaufes 20, in dem eine vom Antriebsmotor 1 auf einem Nebenabtrieb auf der Primärseite des Antriebsmotors 1 angeordnete Kühlmediumpumpe 21 angeordnet ist, sowie ein Kühler 22, um Wärme aus dem Fahrzeugkühlkreislauf 20 an die Umgebung abzuleiten, bei Bedarf unter Zuhilfenahme des vom Fahrzeugantriebsmotor 1 angetriebenen Ventilators 23, wird auch der Antriebsmotor 1 gekühlt.

Die Nebenabtriebswelle 10 ist innerhalb des Motorgehäuses 13 gelagert und steht mit der Hauptabtriebswelle 2 über zwischengeschaltete Zahnradstufen in

Triebverbindung. Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 2 ist die

Nebenabtriebswelle 10 koaxial mit der Retardereingangswelle 11 verbunden, beispielsweise über die schematisch dargestellte Flanschverbindung.

Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 1 ist das Retardergehäuse 12 gegen Verdrehung am Getriebegehäuse 5 abgestützt, siehe die exemplarisch dargestellte Drehmomentstütze 24. Alternativ könnte das Retardergehäuse 12 vollständig vom Getriebegehäuse 5 getragen werden.

Ferner kann bei der Ausführungsform gemäß der Figur 1 das Retardergehäuse 12 am Motorgehäuse 13 lösbar oder unlösbar angeschlossen sein.

Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 2 wird das Retardergehäuse 12 vom Getriebegehäuse 5 getragen. Ein Anschluss des Retardergehäuses 12 am

Motorgehäuse 13 kann demnach entfallen oder zusätzlich vorgesehen sein.