DE4445178C2 - Antriebsanlage für Nutzfahrzeuge mit einem Primärretarder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanlage für Nutzfahrzeuge mit einem Pri­ märretarder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus DE-OS 18 08 798 ist ein hydrodynamischer Primärretarder bekannt, bei dem die Retarderwelle des Primärretarders von der Kurbelwelle ausgehend, mittels Zwischen­ zahnräder angetrieben wird. Die Zwischenzahnräder dienen dem Antrieb von Nocken­ welle, Einspritzpumpe und Nebenaggregaten und sind in einem Steuerrädergehäuse gelagert, welches stirnseitig an ein Kurbelgehäuse angeflanscht ist. Der Primärretarder weist ein separates Retardergehäuse auf, welches vom Steuerrädergehäuse umschlos­ sen wird. Zur Aufnahme des Reaktionsmomentes im Bremsbetrieb weist das Retar­ dergehäuse Bremsbacken auf, welche das in das Retardergehäuse integrierte Statorrad festhalten. Die beim Bremsen auftretende Wärme wird über das als Retardermedium dienende Schmieröl dem Kühlwasser übermittelt, welches im Fahrzeugkühler rückge­ kühlt wird. Ein derartiges Bremssystem hat den Nachteil, daß es wegen des separaten Retardergehäuses ein großes Bauvolumen aufweist und daher auf Antriebsanlagen von Nutzfahrzeugen hoher Leistung nur bedingt anwendbar ist. Zudem sind die Herstellungskosten hoch.

Würdigung der DE 41 08 658 A1

Die DE 41 08 658 A1 zeigt einen Sekundärretarder, welcher in ein Gehäuse eines Zahnräderwechselgetriebes integriert ist. Zur Verringerung der Baugröße wird durch eine Zahnradübersetzung die Drehzahl des Retarder-Rotors hochgetrieben. Ein derartiger Sekundärretarder hat eine sehr unbefriedigende Charakteristik, was das erzielbare Bremsmoment bzw. Bremsleistung betrifft. Es ist allgemein bekannt und ergibt sich aus physikalischen Überlegungen, daß das Bremsmoment mit der zweiten Potenz und die Bremsleistung sogar mit der dritten Potenz der Drehzahl abfällt. Da der Sekundärretarder an den Ausgang des Wechselgetriebes angeschlossen ist ändert sich die Drehzahl des Retarder-Rotors in direkter Abhängigkeit zur Fahrgeschwindigkeit. Mit einem derartigen Sekundärretarder lassen sich folglich im unteren Geschwindig­ keitsbereich keine ausreichenden Bremsleistungen erbringen, so daß auf die erschöpf­ bare Fahrzeugbremse zurückgegriffen werden muß. Eine derartige Bremse kann dann versagen und Anlaß zu schweren Unfällen geben.

Ausgehend von einer Antriebsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Primärretarder so weiterzuentwickeln, daß das Bauvolumen minimiert wird, und daß der bauliche Aufwand, ausgehend von einer in Serie hergestellten Brennkraftmaschine ebenfalls so gering als möglich gehal­ ten wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspru­ ches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Dadurch, daß Retardergehäuse und das Steuerrädergehäuse eine bauliche Einheit dar­ stellen, wird ein Minimum an Bauvolumen benötigt. Begünstigt kann dies noch da­ durch werden, daß durch das Zahnradgetriebe die Retarderdrehzahl höher als die Kur­ belwellendrehzahl gewählt werden kann, so daß die Retarderabmessungen kleiner ge­ wählt werden können.

Eine vorteilhafte Einbindung des Primärretarders in den Kühlmittelkreislauf kann Un­ teranspruch 4 entnommen werden. Der Retarder übernimmt die Funktion der Kühlwasserpumpe, welche somit entfallen kann.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ist ferner durch die Merkmale des Unteranspruches 5 gekenn­ zeichnet. Durch den in Reihe zur Kühlwasserpumpe geschalteten Retarder wird im Bremsbetrieb die umgewälzte Kühlwassermenge beträchtlich erhöht, was der Abfuhr der im Brems­ vorgang erzeugten Wärme entgegenkommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen vollständig in ein Steuerrädergehäuse integrierten Primärretarder

Fig. 2 eine Stirnansicht der Steuerräder mit Retarderantriebszahnrad

Fig. 3 eine Brennkraftmaschine mit in den Kühlwasserkreislauf einge­ bundenen Primärretarder

Fig. 4 eine Brennkraftmaschine mit Kühlwasserpumpe und in Reihe dazu geschalteten Primärretarder

In Fig. 1 ist ein schwungradseitiges Ende einer Antriebsanlage für ein Nutzfahrzeug dargestellt, bestehend aus einem Kurbelgehäuse 1 der Brennkraftmaschine mit Zylin­ derkopf 2 und stirnseitig angeflanschtem Steuerrädergehäuse 3. Das Steuerrädergehäu­ se 3 umschließt ein Schwungrad 4 und die Steuerräder (Fig. 2), von denen hier in Fig. 1 nur ein Nockenwellenzahnrad 5, ein Nebenantriebszahnrad 5a und ein mit Neben­ antriebswelle 5c drehfest verbundenes Vorgelegezahnrad 5b dargestellt ist.

Erfindungsgemäß ist ein hydrodynamischer Primärretarder 6 vollständig mit Festlager 7 und Loslager 8 in das Steuerrädergehäuse 3 integriert. Der Primärretarder 6 besteht aus einem Rotor 9 und einem Stator 10, wobei der Stator 10 im dargestellten Beispiel eine bauliche Einheit mit einem Deckel 11 bildet. Der Deckel 11 ist mittels einer Deckelverschraubung 12 auf ein Retardergehäuse 3a aufgeflanscht, welches erfin­ dungsgemäß mit dem Steuerrädergehäuse 3 eine bauliche Einheit bildet. Die Deckel­ verschraubung 12 dient hier im Bremsbetrieb gleichzeitig der Aufnahme des Reakti­ onsmomentes. Der Rotor 9 ist über die Retarderwelle 13 und das Fest- und Loslager 7, 8 drehbar im Steuerrädergehäuse 3 gelagert. Der Rotor 9 wird ausgehend von einer Kurbelwelle 14 (Fig. 2) über die Zwischenräder 5, 5a, 5b und das Antriebszahnrad 15 angetrieben. Um das Austreten von Öl aus der Lagerung und das Eindringen von Kühlwasser in die Lagerung zu verhindern, ist ein Radialdichtring 16 und eine Gleit­ ringdichtung 17 vorgesehen. Die Leckage wird über eine Leckagebohrung 18 ab­ geführt.

Eine nicht näher dargestellte Weiterbildung des Primärretarders 6 ist darin zu sehen, daß der Rotor 9 dem Deckel 11 zugewandt ist, und daß der Stator 10 eine bauliche Einheit mit dem Steuerrädergehäuse 3 bildet. Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß die Deckelverschraubung 12 von der Aufnahme des Reaktionsmomentes im Bremsbetrieb entlastet ist.

Ein Ausführungsbeispiel für die Übertragung des Drehmomentes von der Kurbelwelle 14 auf das Antriebszahnrad 15 des Primärretarders 6 ist in Fig. 2 dargestellt. Ausge­ hend von der Kurbelwelle 14 wird mittels des Nockenwellenzahnrades 5 eine Nocken­ welle angetrieben. Diesem Nockenwellenzahnrad 5 sind ein Einspritzpumpenzahn­ rad 20 und ein Luftpresserzahnrad 21 parallel geschaltet. Das Nockenwellenzahnrad 5 kämmt mit dem Nebenantriebszahnrad 5a, welches zusammen mit dem Vorgelege­ zahnrad 5b auf der Nebenantriebswelle 5c (Fig. 1) sitzt. Vorteilhaft wird der Räder­ trieb so gestaltet, daß der Primärretarder 6 mit höherer Drehzahl läuft als die Kurbel­ welle 14, da dadurch das Bauvolumen klein gehalten werden kann. Es versteht sich von selbst, daß der Rädertrieb auch anders gestaltet werden kann, ohne daß dadurch der allgemeine Erfindungsgedanke tangiert wird.

Eine Einbindung des Primärretarders 6 in einen Kühlwasserkreislauf zeigt Fig. 3. Das Kühlwasser der Brennkraftmaschine 19 wird zunächst über den Primärretarder 6 ge­ führt. Anschließend durchströmt das Kühlwasser den Fahrzeugkühler 20. Hat das Kühlwasser noch nicht die vorgegebene Temperatur erreicht, kann das Kühlwasser mittels eines Kühlwasser-Thermostat 22 unter Umgehung des Fahrzeugkühlers 20 wieder in die Brennkraftmaschine 19 zurückgeführt werden. Der Primärretarder 6 übernimmt somit die Funktion einer Kühlwasserpumpe.

Fig. 4 zeigt einen Kühlwasserkreislauf ähnlich Fig. 3, bei dem aber dem Primärretar­ der 6 eine Kühlwasserpumpe 23 in Reihe geschaltet ist. Als Kühlwasserpumpe 23 kann die serienmäßig eingebaute Pumpe verwendet werden. Der besondere Vorteil dieser Reihenschaltung besteht darin, daß im Bremsbetrieb die Umwälzung des Kühlwassers dann nennenswert verbessert wird, wenn die im Primärretarder 6 in Wärme umgewan­ delte Bremsarbeit abgeführt werden muß.

Im normalen Fahrbetrieb wird der Primärretarder 6 durch ein nicht dargestelltes Ventil umgangen, so daß nur die serienmäßig Kühlwasserpumpe 23 aktiv ist. Der Primärre­ tarder 6 ist im Fahrbetrieb entleert, um Verluste zu vermeiden.

Claims (5)

1. Antriebsanlage für Nutzfahrzeuge mit einem Primärretarder, bei der der hydrodynamische Primärretarder von einer Kurbelwelle ausgehend unter Zwischenschaltung von Zahnrädern angetrieben wird, wobei die Zwischen­ zahnräder dem Antrieb von Nockenwelle, Einspritzpumpe und Nebenaggregaten dienen und die Zwischenzahnräder in einem Steuerrädergehäuse gelagert sind, welches stirnseitig an ein Kurbelgehäuse angeflanscht ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Retarderwelle (13) des Primärretarders (6) unmittelbar mittels Festlager (7) und Loslager (8) im Steuerrädergehäuse (3) gelagert ist, daß das Retardergehäuse (3a) mit dem Steuerrädergehäuse (3) eine bauliche Einheit bildet, und daß das Retardergehäuse (3a) stirnseitig mit einem abnehmbaren Deckel (11) verschlossen ist.

2. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (10) des Primärretarders (6) in den Deckel (11) integriert ist.

3. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (10) des Primärretarders (6) dem Retardergehäuse (3a) zugeordnet ist.

4. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primär­ retarder (6) als Kühlwasserpumpe fungiert, welche das Kühlwasser von der Brennkraftmaschine (19) ausgehend über einen Fahrzeugkühler (20) zur Rückkühlung umwälzt.

5. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primär­ retarder (6) im Bremsbetrieb mit einer Kühlwasserpumpe (23) in Reihe geschaltet ist, derart, daß das von der Brennkraftmaschine (19) ausgehende Kühlwasser zunächst den Primärretarder (6) und anschließend die in Reihe geschaltete Kühlwasserpumpe (23) durchströmt und nachfolgend über den Fahrzeugkühler (20) zur Rückkühlung umgewälzt wird.