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Title:
HEAT EXCHANGER WITH INTEGRATED BYPASS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/126889
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a multiple-flow heat exchanger (1) comprising at least one first region (14) for cooling a service fluid in a transmission and a second region (15) for cooling a service fluid in a hydrodynamic retarder (23), and an insert (16) for distributing the service fluid over the different regions (14, 15) of the heat exchanger (1). According to the invention, the heat exchanger (1) comprises at least one bypass (18, 20) through which the first region (14) of the heat exchanger (1) and the second region (15) of the heat exchanger (1) are connected to one another.

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Inventors:
SCHMIDT NADINE (DE)
Application Number:
EP2019/085047
Publication Date:
June 25, 2020
Filing Date:
December 13, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F28D9/00
Foreign References:
DE19712599A11998-10-01
US20180328679A12018-11-15
US20130140017A12013-06-06
DE19712599A11998-10-01
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Claims:
Patentansprüche

1. Mehrflutiger Wärmetauscher (1 ) umfassend zumindest einen ersten Bereich (14) zur Kühlung eines Betriebsmittels eines Getriebes und einen zweiten Bereich (15) zur Kühlung eines Betriebsmittels eines hydrodynamischen Retarders (23) sowie ei nen Einsatz (16) zur Verteilung der Betriebsmittel auf die unterschiedlichen Bereiche (14, 15) des Wärmetauschers (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetau scher (1 ) zumindest einen Bypass (18, 20) aufweist, über den der erste Bereich (14) des Wärmetauschers (1 ) und der zweite Bereich (15) des Wärmetauschers (1 ) mit einander verbunden sind.

2. Wärmetauscher (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (18, 20) in einer Anschlussplatte (3, 4) des Wärmetauschers (1 ) integriert ist.

3. Wärmetauscher (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (18, 20) durch einen in einer Anschlussplatte (3, 4) des Wärmetauschers (1 ) ausge bildeten Kanal ausgeführt ist, der durch ein Anschlusselement (17), ein Getriebege häuse oder ein Retardergehäuse verschlossen wird.

4. Wärmetauscher (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (18, 20) in einem Anschlusselement (17) des Wärmetauschers (1 ) integriert ist, über welches der Wärmetauscher (1 ) an einem Getriebegehäuse oder einem Retarder gehäuse befestigt werden kann.

5. Wärmetauscher (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Durchfluss des Bypasses (18, 20) Steuer- oder regelbar ist.

6. Wärmetauscher (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steue rung oder Regelung des Durchflusses durch den Bypass (18, 20) in dem Bypass (18, 20) ein Ventil (19, 21 ) angeordnet ist.

7. Wärmetauscher (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (19, 21 ) als Druckventil, Stromventil, Sitzventil, Wegeventil oder Drossel- bzw. Blen denventil ausgebildet ist.

8. Kühlsystem (24) umfassend einen Kühlmittelkreislauf (28), einen

Betriebsmittelkreislauf (26) eines Getriebes, einen Betriebsmittelkreislauf (25) eines hydrodynamischen Retarders (23) und einen mehrflutigen Wärmetauscher (1 ), wobei ein erster Bereich (14) des Wärmetauschers (1 ) zur Kühlung eines Betriebsmittels des Getriebes und ein zweiter Bereich (15) des Wärmetauschers (1 ) zur Kühlung eines Betriebsmittels des hydrodynamischen Retarders (23) ausgebildet ist, wobei eine Zuführleitung zu dem ersten Bereich (14) des Wärmetauschers (1 ) über einen Bypass (18) mit einer Zuführleitung zu dem zweiten Bereich (15) des

Wärmetauschers (1 ) verbunden ist und/oder eine Rückführleitung von dem ersten Bereich (14) des Wärmetauschers (1 ) über einen Bypass (20) mit einer

Rückführleitung von dem zweiten Bereich (15) des Wärmetauschers (1 ) verbunden ist.

9. Kühlsystem (24) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchfluss des Bypasses (18, 20) Steuer- oder regelbar ist.

10. Kühlsystem (24) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung oder Regelung des Durchflusses durch den Bypass (18, 20) in dem Bypass (18, 20) ein Ventil (19, 21 ) angeordnet ist.

11. Kühlsystem (24) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (19, 21 ) als Druckventil, Stromventil, Sitzventil, Wegeventil oder Drossel- bzw. Blen denventil ausgebildet ist.

12. Kühlsystem (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass bei nicht betätigtem Retarder (23) das Betriebsmittel des Getriebes auch durch den zur Kühlung des Betriebsmittels des Retarders (23) vorgesehenen zweiten Bereich (15) des Wärmetauschers (1 ) geleitet und gekühlt wird.

13. Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend einen mehrflutigen Wärmetauscher (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder ein Kühlsystem (24) nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 12.

Description:
Wärmetauscher mit integriertem Bypass

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrflutigen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kühlsys tem mit zumindest zwei Betriebsmittelkreisläufen sowie ein Getriebe umfassend den erfindungsgemäßen Wärmetauscher bzw. das erfindungsgemäße Kühlsystem.

In flüssigen Betriebsmitteln in Fahrzeugen werden beispielsweise durch eine Ener gieumwandlung in Wärme entstandene Aufheizungen in einem Wärmetauscher an ein Kühlmittel abgegeben, damit die Einsatzfähigkeit des Betriebsmittels erhalten bleibt und das Betriebsmittel für weitere Energieaufnahmen verfügbar ist.

Betriebsmittel dieser Art können Schmiermittel in Motoren oder Getrieben sein, die durch die Bewegungen der vorhandenen Bauteile erwärmt werden, oder es kann auch ein Öl oder Wasser einer hydrodynamischen Bremseinrichtung betroffen sein, die die Bewegungsenergie des Fahrzeugs mit Hilfe einer Beschaufelung in Wärme überführt, die an das Betriebsmittel übertragen wird.

Wärmetauscher werden häufig in Platten- oder Schalenbauweise ausgeführt, wobei mehrere gleichartige Platten oder Schalen übereinander und aneinander befestigt werden, beispielsweise verlötetet werden, welche dann Passagen bilden, die jeweils Kühlmittel und zu kühlendes Betriebsmittel aneinander vorbeiführen.

Sind in einem Fahrzeug mehrere Betriebsmittel zu kühlen, so lassen sich hierzu mehrere Wärmetauscher vorsehen, von denen jeweils ein Wärmetauscher ein Be triebsmittel durch ein Kühlmittel kühlt. Werden mehrere Wärmetauscher zur Kühlung von mehreren Betriebsmitteln benutzt, dann können diese entsprechend dem zu kühlenden Betriebsmittelkreislauf optimal angepasst werden und beispielsweise un terschiedliche geometrische Abmessungen aufweisen. Jedoch ist die Nutzung von mehreren Wärmetauschern verhältnismäßig teuer und es wird ein entsprechend großer Ein- oder Anbauraum zur Anordnung der Wärmetauscher benötigt. Es ist bereits bekannt, dass mehrere Betriebsmittel in einem Fahrzeug auch in einem gemeinsamen Wärmetauscher gekühlt werden können, wobei dieser Wärmetau scher dann mehrere Bereiche aufweist, die jeweils mit einem Kühlmittel zur Wärme abgabe in Kontakt treten können. Derartige Wärmetauscher werden auch als meh r- flutige Wärmetauscher bezeichnet. Beispielsweise ist es möglich, an einen 3-flutigen Wärmetauscher einen Kühlmittelkreislauf und zwei Betriebsmittelkreisläufe anzu schließen. Die Betriebsmittelkreisläufe können beispielsweise als Betriebsmittelkreis lauf eines Getriebes und als Betriebsmittelkreislauf eines Retarders ausgebildet sein.

Ein solcher mehrflutiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE 197 12 599 A1 bekannt, bei dem mehrere Ölzuführungen vorgesehen sind, die jeweils fest zu gehörigen Passagen zugeleitet werden, um dort mit einem ebenfalls dem Wärme tauscher zugeführten Kühlmittel zur Wärmeübertragung in Kontakt zu treten.

Derartige mehrflutige Wärmetauscher sind in ihrer Konstruktion an einen geometri schen Aufbau gebunden und können daher nur bedingt an die zu kühlenden Be triebsmittelkreisläufe ausgelegt werden. Abhängig von der konstruktiven Ausgestal tung eines derartigen mehrflutigen Wärmetauschers können bei einer Durchströ mung der Passagen des Wärmetauschers im Betriebsmittelkreislauf Druckverluste entstehen, welche zu einer negativen Beeinflussung des Betriebsmittelkreislaufs füh ren können.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Wärmetauscher sowie ein verbessertes Kühlsystem mit einem mehrflutigen Wärme tauscher zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Kühlsystem gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge genstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein mehrflutiger Wärmetauscher umfassend zumindest einen ersten Bereich, der zur Kühlung eines Betriebsmittels eines Getrie- bes dient, und einen zweiten Bereich, der zur Kühlung eines Betriebsmittels eines hydrodynamischen Retarders dient, vorgeschlagen. Der Wärmetauscher umfasst ei nen Einsatz zur Verteilung der Betriebsmittel auf die unterschiedlichen Bereiche des Wärmetauschers. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung des Wärmetau schers weist der Wärmetauscher in den Betriebsmittel führenden Bereichen einen entsprechenden Durchflusswiderstand auf. Der Durchflusswiderstand des Wärme tauschers kann in bestimmten Betriebsbereichen zu einem Druckanstieg im Be triebsmittelkreislauf führen.

Daher sieht die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, dass der Wärme tauscher zumindest einen Bypass aufweist, über den der erste Bereich des Wärme tauschers und der zweite Bereich des Wärmetauschers miteinander verbunden sind. Dadurch, dass die beiden betriebsmittelführenden Bereiche des mehrflutigen Wär metauschers über einen Bypass miteinander verbunden sind, kann ein Durchfluss widerstand des Wärmetauschers in bestimmten Betriebsbereichen reduziert werden.

In einer Ausgestaltung des mehrflutigen Wärmetauschers ist der Bypass in einer An schlussplatte des Wärmetauschers integriert. Die Anschlussplatte weist sowohl An schlüsse zum Anschluss der Betriebsmittelkreisläufe als auch Anschlüsse zum An schluss des Kühlmittelkreislaufs an den Wärmetauscher auf. Die Anschlussplatte kann mit einer Endplatte des Wärmtauschers verbunden, beispielsweise verlötet sein.

In einer weiteren Ausgestaltung des Wärmetauschers ist der Bypass durch einen in einer Anschlussplatte des Wärmetauschers ausgebildeten Kanal ausgeführt, der dann, wenn der Wärmetauscher an einem Getriebegehäuse oder einem Retarder gehäuse montiert wird, durch ein hierfür vorgesehenes Anschlusselement oder durch das Getriebegehäuse oder das Retardergehäuse selbst verschlossen und abgedich tet wird.

Weist der Wärmetauscher ein Anschlusselement auf, über welches dieser an einem Getriebegehäuse oder einem Retardergehäuse befestigt werden kann, dann kann in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Bypass in diesem An schlusselement des Wärmetauschers integriert ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Durchfluss durch den Bypass Steuer- oder regelbar ist. Hierzu kann in dem Bypass ein Ventil vorgesehen sein. Das Ventil kann beispielsweise als Druckventil, Stromventil, Sitz ventil, Wegeventil oder als Drossel- bzw. Blendenventil ausgebildet sein. Das Sitz ventil kann beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet sein, welches eine Strö mung des durchströmenden Betriebsmittels in lediglich einer Richtung zulässt.

Das erfindungsgemäße Kühlsystem umfasst einen Kühlmittelkreislauf, einen Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes, einen Betriebsmittelkreislauf eines hydrodynamischen Retarders sowie einen mehrflutigen Wärmetauscher. Ein erster Bereich des Wärmetauschers ist zur Kühlung eines Betriebsmittels des Getriebes und ein zweiter Bereich des Wärmetauschers ist zur Kühlung eines Betriebsmittels des hydrodynamischen Retarders ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass eine

Zuführleitung zu dem ersten Bereich des Wärmetauschers über einen Bypass mit einer Zuführleitung zu dem zweiten Bereich des Wärmetauschers verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann eine Rückführleitung von dem ersten Bereich des Wärmetauschers über einen Bypass mit einer Rückführleitung von dem zweiten Bereich des Wärmetauschers verbunden sein. Bei dieser Ausführungsform ist der Bypass nicht in dem Wärmetauscher direkt integriert, wodurch ein herkömmlicher mehrflutiger Wärmetauscher in dem Kühlsystem zum Einsatz kommen kann.

Dadurch, dass die beiden Zuführleitungen oder die beiden Rückführleitungen über einen Bypass miteinander verbunden sind, kann ein Durchflusswiderstand des Wärmetauschers in bestimmten Betriebsbereichen reduziert werden, wodurch ein Druckanstieg in dem Betriebsmittelkreislauf in welchem ein mehrflutiger

Wärmetauscher angewendet wird, vermieden werden kann.

Auch bei dieser Ausgestaltung des Bypasses kann vorgesehen sein, dass ein Durch fluss durch den Bypass Steuer- oder regelbar ist. Der Durchfluss des Bypasses kann zweckmäßigerweise in Abhängigkeit eines in dem Betriebsmittelkreislauf vorherr schenden Drucks und/oder einer Temperatur des Betriebsmittels gesteuert oder ge- regelt werden. Zur Steuerung oder Regelung des Durchflusses durch den Bypass kann in dem Bypass ein Ventil angeordnet sein. Das Ventil kann beispielsweise als Druckventil, Stromventil, Sitzventil, Wegeventil oder als Drossel- bzw. Blendenventil ausgebildet sein. Das Sitzventil kann beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet sein, welches eine Strömung des durchströmenden Betriebsmittels in lediglich einer Richtung zulässt.

Der mehrflutige Wärmetauscher ist derart an einen Betriebsmittelkreislauf eines Ge triebes und einen Betriebsmittelkreislauf eines hydrodynamischen Retarders ange bunden, dass in einem Betriebszustand, in welchem der hydrodynamische Retarder nicht aktiviert ist, das Betriebsmittel des Getriebes auch durch den zur Kühlung des Betriebsmittels des Retarders vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers geleitet und gekühlt wird. Dann sind der zur Kühlung des Betriebsmittels des Retarders vor gesehenen Bereich und der zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgese henen Bereich in Reihe geschaltet und das Betriebsmittel des Getriebes wird durch beide Bereiche des Wärmetauschers geleitet und gekühlt.

Durch diese Reihenschaltung der beiden zur Kühlung von Betriebsmitteln vorgese henen Bereiche des Wärmetauschers ergibt sich, dass der Wärmetauscher einen höheren Durchflusswiderstand aufweist, wodurch ein entsprechender Druckverlust am Wärmetauscher entsteht. Durch den vorgesehenen Bypass kann der Druckver lust am Wärmetauscher entsprechend reduziert werden.

Ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend einen erfindungsgemäßen mehrfluti- gen Wärmetauscher und/oder ein erfindungsgemäßes Kühlsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 13.

Im Folgenden wird die Erfindung, welche mehrere Ausführungsformen zulässt, an Hand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Kühlsystems mit zwei Betriebsmittelkreisläufen in ei nem ersten Betriebszustand, Fig. 2 einen Ausschnitt eines Kühlsystems mit zwei Betriebsmittelkreisläufen in ei nem zweiten Betriebszustand,

Fig. 3 eine Ansicht eines mehrflutigen Wärmetauschers,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des in Fig. 3 dargestellten mehrflutigen Wärmetau schers mit einer Anordnung eines Bypasses gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung des in Fig. 3 dargestellten mehrflutigen Wärmetau schers mit einer Anordnung eines Bypasses gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung des in Fig. 3 dargestellten mehrflutigen Wärmetau schers mit einer Anordnung eines Bypasses gemäß einer dritten Ausführungsform.

Anhand der Fig. 1 und der Fig. 2 soll im Folgenden das erfindungsgemäße

Kühlsystem 24 näher erläutert werden. Sowohl Fig. 1 als auch Fig. 2 zeigen einen Ausschnitt eines Kühlsystems 24 eines Kraftfahrzeugs. Das Kühlsystem 24 umfasst einen Kühlmittelkreislauf 28, einen Betriebsmittelkreislauf 26 eines Getriebes und einen Betriebsmittelkreislauf 25 eines hydrodynamischen Retarders 23.

Zur Versorgung des Getriebes mit Drucköl ist eine vorteilhaft getriebeintern angeord nete Ölpumpe 33 vorgesehen, die mit einer Eingangswelle des Getriebes gekoppelt und somit über ein Antriebsaggregat antreibbar ist. Abhängig von der Drehzahl des Antriebsaggregats wird folglich ein Ölvolumenstrom für den Betriebsmittelkreislauf 26 des Getriebes erzeugt. Die Ölpumpe 33 wird über eine Ansaugleitung aus einem Öl sumpf 34 gespeist, wobei zur Sicherstellung, dass keine Verunreinigungen in den Betriebsmittelkreislauf 26 gelangen können, der Ölpumpe 2 ein Saugsieb 35 vorge schaltet und ein Ölfilter 36 nachgeschaltet sind. Aus der Ansaugleitung sind vor al lem ein Primärdruckkreis 37 und ein Sekundärdruckkreis 38 des Betriebsmittelkreis laufs 26 mit Drucköl versorgbar. In dem Betriebsmittelkreislauf 26 des Getriebes sind mehrere Ventile 29, 30, 31 , 32 vorgesehen. Das Ventil 29 ist als Hauptdruckventil ausgebildet, welches über ein hier nicht dargestelltes Druckregelventil ansteuerbar ist.

Ein Wandlersicherheitsventil 30 schützt den Drehmomentwandler 22 gegen einen unzulässig hohen Überdruck, indem es den Zulaufdruck pO vor dem Drehmoment wandler 22 begrenzt. Über das Wandlersicherheitsventil 30 wird ein Zulaufdruck pO vor dem Drehmomentwandler 22 eingestellt, wobei sich das Wandlersicherheitsventil 30 bei Erreichen oder Überschreiten eines Druckwertes öffnet, so dass Öl über einen Rücklauf in Richtung Ansaugseite der Ölpumpe 33 bzw. in den Ölsumpf 34 abfließen kann, bis der gewünschte Zulaufdruck pO wieder erreicht ist.

Nach dem Drehmomentwandler 22 ist in einer Wandler-Austrittsleitung ein Wandler gegendruckventil 31 angeordnet, über welches ein Druck p1 nach dem Drehmo mentwandler 22 eingestellt wird. Überschreitet der Druck p1 nach dem Drehmo mentwandler 22 einen vorbestimmten Druckwert, dann öffnet das Wandlergegen druckventil 31 , so dass Betriebsmittel des Getriebes in Richtung Kühlkreislauf bzw. Schmierkreislauf abfließen kann, bis sich der Druck p1 nach dem Drehmomentwand ler 22 wieder einstellt.

In dem Kühlsystem 24 ist ein mehrflutig ausgebildeter Wärmetauscher 1

vorgesehen, der zwei Bereiche 14, 15 zur Kühlung von Betriebsmittel umfasst. Ein erster Bereich 14 des Wärmetauschers 1 ist zur Kühlung eines Öls als Betriebsmittel des Getriebes und ein zweiter Bereich 15 des Wärmetauschers 1 ist zur Kühlung eines Öls als Betriebsmittel des hydrodynamischen Retarders 23 ausgebildet. Neben dem Retarderölkreislauf 25 und dem Getriebeölkreislauf 26 ist an den

Wärmetauscher 1 der Kühlmittelkreislauf 28 angeschlossen, beispielsweise ein Kühlmittelkreislauf 28 des Kraftfahrzeugs, umfassend einen

Fahrzeugwärmetauscher 27. Der Wärmetauscher 1 ist hier somit als sogenannter 3- flutiger-Wärmetauscher ausgebildet.

Das Ventil 32 wird in Abhängigkeit eines Retarderbetriebs gesteuert. Wie in der Fig.

1 dargestellt ist der Retarder 23 in einem ersten Betriebszustand nicht aktiviert und das im Retarder 23 verbliebene restliche Betriebsmittel wird durch die Leitung 39 über das Ventil 32 in den Ölsumpf 34 abgeleitet. Eine Zuführung von Betriebsmittel über eine Leitung 40 in den Retarder 23 wird durch das Ventil 32 unterbunden. Der erste Betriebszustand ist beispielhaft ein Zugbetrieb des Kraftfahrzeugs. Während des ersten Betriebszustands wird das zu kühlende Betriebsmittel des Getriebes so wohl über den ersten Bereich 14 als auch über den zweiten Bereich 15 des Wärme tauschers 1 geführt und folglich durch beide Bereiche 14, 15 des Wärmetauschers 1 gekühlt. Über das Ventil 32 und die Leitung 44 wird das so gekühlte Betriebsmittel dem Getriebe zur weiteren Verwendung zugeführt.

In einem zweiten Betriebszustand, welcher gemäß Fig. 2 dargestellt ist, wurde der Retarder 23 manuell oder durch eine Steuerung aktiviert und es wird über eine Lei tung 41 Betriebsmittel in den Arbeitsraum des Retarder 23 gefördert. Das Ventil 32 wird dann in seine zweite Position verstellt. Dadurch kann im Retarder 23 aufgeheiz tes Betriebsmittel über die Leitung 39 in die Leitung 42 übergeben und über den zweiten Bereich 15 des Wärmetauschers 1 gekühlt werden. Das nunmehr gekühlte Betriebsmittel aus dem zweiten Bereich 15 des Wärmetauschers 1 wird dem Retar der 23 über das Ventil 32 und die Leitung 40 zur weiteren Verwendung zugeführt. Das während des Retarderbetriebs zu kühlende Betriebsmittel des Getriebes wird über das Ventil 32 und eine Leitung 43 dem ersten Bereich 14 des Wärmetauschers 1 zugeführt und über diesen gekühlt. In dem zweiten Betriebszustand werden das Betriebsmittel des Retarders 23 und das Betriebsmittel des Getriebes folglich in zwei voneinander getrennten Kühlmittelkreisläufen gekühlt. Der zweite Betriebszustand ist beispielhaft ein Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs.

Bei der Verwendung eines 3-flutigen Wärmetauschers 1 , bei welchem der erste Be reich 14 und der zweite Bereich 15 in einem Bauteil hergestellt werden, ist man bei der Konstruktion der beiden Bereiche 14, 15 an entsprechende Vorgaben gebunden. So kann der 3-flutige Wärmetauscher 1 beispielsweise in Plattenbauweise herge stellt sein, wobei die Abmessungen und die Anzahl der verwendeten Platten für die beiden Bereiche 14, 15 nicht beliebig gewählt werden können. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung des Wärmetauschers 1 ergibt sich, dass der Wärme tauscher 1 einen entsprechenden Durchflusswiderstand aufweist. Dieser Durch- flusswiderstand erzeugt einen entsprechenden Druckverlust am Wärmetauscher 1 , welcher sich negativ auf zumindest den Betriebsmittelkreislauf 26 des Getriebes auswirken kann. So kann beispielsweise die Funktion des Wandlergegendruckventils 31 außer Kraft gesetzt werden, wodurch der Wandlerinnendruck und somit auch der Druck p1 nach dem Drehmomentwandler 22 nicht mehr durch das Wandlergegen druckventil 31 sondern durch die Verluste des nachgeordneten Betriebsmittelkreis laufs 26 bestimmt werden und folglich ansteigen. Der Druckanstieg wirkt sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers 22 und die Schaltqualität des Ge triebes aus und führt zudem zu einem früheren Umschalten des Wandlersicherheits ventils 30, wodurch die erforderliche Betriebsmittelmenge für den Drehmomentwand ler 22 und die Kühlung bzw. Schmierung des Getriebes in den Ölsumpf 34 abgeführt wird und der Kühlung bzw. Schmierung des Getriebes sowie dem Drehmoment wandler 22 nicht mehr zur Verfügung steht.

Daher ist in dem Kühlsystem 24 erfindungsgemäß zumindest ein Bypass 18, 20 vor gesehen, aufgrund dessen der Druckverlust am Wärmetauscher 1 reduziert werden kann.

Gemäß Fig. 1 weist der Wärmetauscher 1 einen eingangsseitig angeordneten By pass 18 und einen ausgangsseitig angeordneten Bypass 20 auf. Der eingangsseitig angeordnete Bypass 18 verbindet die Zuführleitung des ersten Bereichs 14 des Wärmetauschers 1 mit der Zuführleitung des zweiten Bereichs 15 des Wärmetau schers 1. Der ausgangsseitig angeordnete Bypass 20 verbindet die Rückführleitung des ersten Bereichs 14 des Wärmetauschers 1 mit der Rückführleitung des zweiten Bereichs 15 des Wärmetauschers 1 .

Während eines Zugbetriebs des Kraftfahrzeugs wird das zu kühlende Betriebsmittel des Getriebes sowohl über den ersten Bereich 14 als auch über den zweiten Bereich 15 des Wärmetauschers 1 geführt und folglich durch beide Bereiche 14, 15 des Wärmetauschers 1 gekühlt. Durch diese Reihenschaltung der beiden Bereiche 14,

15 des Wärmetauschers 1 ergibt sich, dass der Wärmetauscher 1 einen höheren Durchflusswiderstand aufweist, wodurch ein entsprechender Druckverlust am

Wärmetauscher 1 entsteht. Durch die vorgesehenen Bypässe 18, 20 kann der Druckverlust am Wärmetauscher 1 reduziert werden, was wiederum zur Folge hat, dass der Wandlerinnendruck bzw. der Druck p1 nach dem Drehmomentwandler 22 in dem Betriebsmittelkreislauf 26 begrenzt und die oben erwähnten Nachteile vermieden werden. In dem Bypass 18 ist ein Ventil 19 angeordnet, welches hier als Rückschlagventil 19 ausgebildet ist. In dem Bypass 20 ist ein Ventil 21 angeordnet, welches hier ebenfalls als Rückschlagventil 21 ausgebildet ist.

Gemäß der Fig. 1 ist der Druck im Retarderkreislauf 25 niedrig, weil der Retarder nicht betätigt ist. Daher öffnet das Ventil 19 bei Vorliegen eines bestimmten Drucks am Anschluss 7 des Wärmetauschers 1 den Bypass 18 und ein Teil des Getriebeöls wird unter Umgehung des ersten Bereichs 14 des Wärmetauscher 1 direkt über den zweiten Bereich 15 des Wärmetauschers 1 geführt. Das Ventil 21 öffnet bei

Vorliegen eines bestimmten Drucks am Anschluss 8 des Wärmetauschers 1 den Bypass 20, wodurch ein Teil des Getriebeöls unter Umgehung des zweiten Bereichs 15 des Wärmetauschers 1 lediglich durch den ersten Bereich 14 des

Wärmetauschers 1 gekühlt wird.

In der Anordnung nach Fig. 2 ist lediglich ein Bypass 18 mit einem Rückschlagventil 19 zur Reduzierung der Druckverluste am Wärmetauscher 1 vorgesehen. Gemäß Fig. 2 wird ein Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs dargestellt, in welchem der Retarder 23 aktiviert ist und folglich in dem Retarderkreislauf 25 ein hohes Druckniveau vor herrscht. Dadurch wird die Kugel des Rückschlagventils 19 an einen Ventilsitz des Rückschlagventils 19 gedrückt, womit der Bypass 18 verschlossen ist. Folglich wird das Betriebsmittel des Getriebes in dem ersten Bereich 14 des Wärmetauschers 1 und das Betriebsmittel des Retarders 32 in dem zweiten Bereich 15 des Wärmetau schers 1 gekühlt. Wird das Kraftfahrzeug in einem Schubbetrieb mit aktiviertem Re tarder 23 betrieben, dann wird das zu kühlende Betriebsmittel des Getriebes nur über den zweiten Bereich 15 des Wärmetauschers 1 geführt, wodurch ein geringerer Strömungswiderstand in dem Betriebsmittelkreislauf 26 vorherrscht.

Fig. 3 zeigt den mehrflutigen Wärmetauscher 1 in einer Draufsicht. An einer Endplat te 2 des Wärmetauschers 1 befinden sich die Anschlüsse zum Anschließen der Be triebsmittelkreisläufe 25, 26 und des Kühlmittelkreislaufs 28 an den Wärmetauscher 1 . Der Wärmetauscher 1 weist in dieser Ausführungsform hierzu zwei Anschlussplat ten 3, 4 auf. In der Anschlussplatte 3 ist ein Anschluss 7 für die Zuführung des zu kühlenden Betriebsmittels des Getriebes, ein Anschluss 9 für die Zuführung des zu kühlenden Betriebsmittels des Retarders 23 sowie ein Anschluss 5 zur Rückführung des erwärmten Kühlmittels vorgesehen. Entsprechend ist in der Anschlussplatte 4 ein Anschluss 8 für die Rückführung des gekühlten Betriebsmittels des Getriebes, ein Anschluss 10 für die Rückführung des gekühlten Betriebsmittels des Retarders 23 sowie ein Anschluss 6 zur Zuführung des Kühlmittels vorgesehen. Die An schlussplatten 3,4 sind mit der Endplatte 2 des Wärmtauschers verbunden, bei spielsweise verlötet.

Aus der Anschlussbelegung ergibt sich, dass der hier dargestellte Plattenwärmetau scher nach dem sogenannten Gegenstromprinzip funktioniert, bei welchem die Fließ richtung der zu kühlenden Betriebsmittelströme und des Kühlmittelstroms gegenläu fig sind. Dadurch, dass die Betriebsmittelströme und der Kühlmittelstrom aufeinander zu und schließlich aneinander vorbei fließen, wird eine große Wärmeübertragung möglich. Selbstverständlich kann die Anschlussbelegung auch dergestalt sein, dass der Plattenwärmetauscher nach dem sogenannten Gleichstromprinzip funktioniert, bei welchem die zu kühlenden Betriebsmittelströme und der Kühlmittelstrom den Wärmetauscher in gleicher Richtung durchfließen.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen in einer Schnittdarstellung einen mehrflutigen Wärmetau scher 1 , der in bekannter Weise als Plattenwärmetauscher aufgebaut ist. Mehrere übereinanderliegende Platten sind zwischen zwei Endplatten angeordnet und bilden ein Plattenpaket, welches von den zu kühlenden Betriebsmitteln und dem Kühlmittel durchströmt wird. Dabei treten die Kühlmittel führenden Passagen 1 1 in wärmeüber tragenden Kontakt mit Passagen 12 oder 13, die mit einem Betriebsmittel durch strömt sind. Durch den Anschluss 7 tritt Getriebeöl als das Betriebsmittel des Getrie bes in die Passagen 12 des ersten Bereichs 14 des Wärmetauschers 1 ein. Dies wird durch entsprechende Pfeile dargestellt. Durch den Anschluss 9 gelangt Retar deröl als Betriebsmittel des Retarders 23 in die Passagen 13 des zweiten Bereichs 15 des Wärmetauschers 1 ein, was ebenfalls durch entsprechende Pfeile dargestellt ist. In der Anschlussplatte 3 ist der Anschluss 7 für die Zuführung des zu kühlenden Getriebeöls, der Anschluss 9 für die Zuführung des zu kühlenden Retarderöls sowie der Anschluss 5 zur Rückführung des erwärmten Kühlmittels vorgesehen. Des Wei teren ist in der Anschlussplatte 3 und dem Wärmetauscher 1 in dem Anschluss 9 ein Einsatz 16 zur Verteilung der Betriebsmittel auf die unterschiedlichen Bereiche 14,

15 des Wärmetauschers 1 eingebracht.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Wärmetauscher 1 zumindest einen Bypass 18 aufweist, über den der erste Bereich 14 des Wärmetauschers 1 und der zweite Bereich 15 des Wärmetauschers 1 miteinander verbunden sind.

Gemäß Fig. 4 ist der Bypass 18 in einem Anschlusselement 17 angeordnet, über welches der Wärmetauscher 1 an einem Getriebegehäuse oder einem Retarderge häuse angebracht werden kann. Der Bypass 18 ist vorzugsweise direkt in das An schlusselement 17 integriert. Beispielsweise kann der Bypass 18 in das Anschlus selement 17 eingegossen sein oder in sonstiger Weise in das Anschlusselement 17 eingearbeitet sein. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Bypass 18 in einem Getriebegehäuse oder einem Retardergehäuse angeordnet sein. Dies kann bei spielsweise dann vorteilhaft sein, wenn der Wärmetauscher 1 ohne ein zwischenlie gendes Anschlusselement 17 an ein Getriebegehäuse oder ein Retardergehäuse anzubringen ist. In dem Bypass 18 ist ein Ventil 19 angeordnet, welches hier als Rückschlagventil ausgebildet ist. Ist ein Druck im Betriebsmittelkreislauf 25 des Re tarders 23 niedrig, weil der Retarder 23 nicht betätigt ist, dann kann das Rückschlag ventil 19 aufgrund des Drucks in dem Betriebsmittelkreislauf 26 des Getriebes öff nen, wodurch ein Teil des Getriebeöls an dem ersten Bereich 14 des Wärmetau schers 1 vorbei und in den zweiten Bereich 15 des Wärmetauscher 1 geleitet wird.

Gemäß Fig. 5 wird eine alternative Möglichkeit zur Anordnung des Bypasses 18 dar gestellt. Hier ist der Bypass 18 direkt in die Anschlussplatte 3 integriert. Beispiels weise kann der Bypass 18 in die Anschlussplatte 3 eingegossen sein oder in sonsti ger Weise in die Anschlussplatte 3 eingearbeitet sein. Auch hier ist in dem Bypass 18 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil 19 angeordnet. Bezüglich der Funk tionsweise wird auf die Fig. 4 verwiesen. Gemäß Fig. 6 wird eine weitere alternative Möglichkeit zur Anordnung des Bypasses 18 dargestellt. Hier wird der Bypass 18 sowohl durch die Anschlussplatte 3 als auch das Anschlusselement 17 gebildet. Zur Verbindung des ersten Bereichs 14 des Wärmetauschers 1 mit dem zweiten Bereich 15 des Wärmetauschers 1 ist in der An schlussplatte 3 ein Kanal eigearbeitet, welcher bei montiertem Anschlusselement 17 durch dieses verschlossen und abgedichtet wird. Auch hier kann in dem Bypass 18 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil 19 vorgesehen sein. Der in die An schlussplatte 3 eingearbeitete Kanal kann auch durch ein Getriebegehäuse oder ein Retardergehäuse verschlossen und abgedichtet werden, falls der Wärmetauscher ohne ein zwischenliegendes Anschlusselement 17 an ein Getriebegehäuse oder ein Retardergehäuse montiert wird. Bezüglich der Funktionsweise wird wiederum auf die Fig. 4 verwiesen.

Da das durch den Bypass fließende Getriebeöl dennoch durch einen Teil des Wär metauschers 1 gekühlt und nicht direkt in den Ölsumpf geleitet wird, kann eine unzu lässige Erhöhung der Ölsumpftemperatur vermieden werden.

Bezuqszeichen Wärmetauscher

Endplatte

Anschlussplatte

Anschlussplatte

Anschluss Kühlmittel

Anschluss Kühlmittel

Anschluss Betriebsmittelkreislauf Getriebe Anschluss Betriebsmittelkreislauf Getriebe Anschluss Betriebsmittelkreislauf Retarder Anschluss Betriebsmittelkreislauf Retarder Kühlmittel führende Passage

Betriebsmittel führende Passage

Betriebsmittel führende Passage erster Bereich

zweiter Bereich

Einsatz

Anschlusselement

Bypass

Ventil

Bypass

Ventil

Drehmomentwandler

Primärretarder

Kühlsystem

Betriebsmittelkreislauf Retarder

Betriebsmittelkreislauf Getriebe

Wärmetauscher

Kühlmittelkreislauf

Ventil

Ventil

Ventil Ventil

Ölpumpe

Ölsumpf

Saugsieb

Ölfilter

Primärdruckkreis

Sekundärdruckkreis

Leitung

Leitung

Leitung

Leitung

Leitung

Leitung