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Dokumentenidentifikation DE102006054615B3 20.12.2007
Titel Kühlsystem mit einem Antriebsmotor und einer hydrodynamischen Maschine
Anmelder Voith Patent GmbH, 89522 Heidenheim, DE
Erfinder Laukemann, Dieter, 74541 Vellberg, DE;
Ohr, Thomas, 74564 Crailsheim, DE
Vertreter Dr. Weitzel & Partner, 89522 Heidenheim
DE-Anmeldedatum 17.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006054615
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse F01P 3/20(2006.01)A, F, I, 20061117, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem
- mit einem mittels einem Kühlmedium zu kühlenden Antriebsmotor;
- mit einem das Kühlmedium führenden Kühlmediumkreislauf;
- mit einer hydrodynamischen Maschine, umfassend einen mit einem Arbeitsmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitsraum, wobei das Arbeitsmedium das Kühlmedium ist, und
- die hydrodynamische Maschine eine mittels dem Kühlmedium gekühlte und/oder geschmierte Dichtung aufweist;
- mit einer Kühlmediumpumpe zum Umwälzen des Kühlmediums im Kühlmediumkreislauf.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass
- im Kühlmediumkreislauf unmittelbar hinter der Kühlmediumpumpe oder im Bereich der Kühlmediumpumpe ein Kühlmediumabgriff vorgesehen ist, über welchen Kühlmedium aus dem Kühlmediumkreislauf abgezweigt wird;
wobei
- das abgezweigte Kühlmedium direkt durch die oder an der Dichtung vorbei geleitet wird, um diese zu kühlen und/oder zu schmieren, und
- das durch die oder an der Dichtung vorbei geleitete Kühlmedium in Strömungsrichtung vor dem oder hinter dem Arbeitsraum dem Kühlmediumkreislauf wieder zugeführt wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem, insbesondere Kraftfahrzeugkühlsystem, welches ein Kühlmedium in einem Kühlmediumkreislauf führt, um einen Antriebsmotor zu kühlen. Im Kühlmediumkreislauf ist ferner eine hydrodynamische Maschine mit einem mit einem Arbeitsmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitsraum angeordnet, deren Arbeitsmedium zugleich das Kühlmedium ist gemäß dem Obergriff von Patentanspruch 1 und 2.

Kühlsysteme mit einer hydrodynamischen Maschine, beispielsweise einem hydrodynamischen Retarder, dessen Arbeitsmedium zugleich das Kühlmedium ist, sind bekannt. Aufgrund der Arbeitsmediumführung in der hydrodynamischen Maschine beziehungsweise dem Retarder sind Dichtungen notwendig, von denen eine oder mehrere zur Vermeidung einer unzulässig hohen Temperatur in der Dichtung mit dem Kühlmedium gekühlt werden können. Hierzu wird das Kühlmedium in die Dichtung eingeleitet beziehungsweise in einem wärmeübertragenden Kontakt an der Dichtung vorbeigeleitet, so dass das Kühlmedium Wärme aus der Dichtung aufnimmt und über den Kühlmediumkreislauf, in welchem in der Regel ein Kühler, beispielsweise der Fahrzeugkühler, angeordnet ist, ableitet.

Das Kühlmedium kann zusätzlich oder alternativ auch zum Schmieren der Dichtung herangezogen werden, insbesondere dann, wenn die Dichtung zur Abdichtung einer Eingangswelle oder Ausgangswelle der hydrodynamischen Maschine gegenüber einem stationären Bauteil, beispielsweise dem Gehäuse der hydrodynamischen Maschine, oder einem mit einer abweichenden Drehzahl umlaufenden Bauteil dient.

Gemäß dem der Anmelderin intern bekannten Stand der Technik wird ein bestimmter Anteil von Kühlmedium unmittelbar vor der hydrodynamischen Maschine aus dem Kühlmediumkreislauf abgezweigt, in die oder zu der zu kühlenden und/oder zu schmierenden Dichtung geleitet und anschließend unmittelbar hinter der hydrodynamischen Maschine wieder in den Kühlmediumkreislauf zurückgeführt.

In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass die Dichtung trotz der „aktiven" Kühlung beziehungsweise Schmierung mittels dem extra hierfür aus dem Kühlmediumkreislauf abgezweigten Kühlmediumanteil nicht in allen Anwendungen die erwartete Lebensdauer aufweist, sondern es immer wieder zu einem unerwartet frühzeitigen Verschleiß der Dichtung gekommen ist. Die Gründe hierfür waren zunächst nicht bekannt.

Das Dokument DE 103 42 869 A1 beschreibt einen Kraftfahrzeugantrieb mit einem Wasserretarder mit den Merkmalen, die im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 zusammengefasst sind. Das Dokument DE 102 42 735 A1 beschreibt einen hydrodynamischen Retarder mit wenigstens drei Dichtelementen, wobei eine Dichtung ständig mit Kühlmittel umspült wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem mit einem mittels einem Kühlmedium gekühlten Antriebsmotor und einer im Kühlmediumkreislauf angeordneten hydrodynamischen Maschine, deren Arbeitsmedium das Kühlmedium ist, anzugeben, wobei wenigstens eine Dichtung in der hydrodynamischen Maschine mittels einem aus dem Kühlmediumkreislauf durch den Antriebsmotor und – zumindest im eingeschalteten Zustand – die hydrodynamische Maschine abgezweigten Kühlmediumstrom gekühlt und/oder geschmiert wird, bei dem die Lebensdauer der Dichtung gegenüber dem Stand der Technik verlängert wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 oder Anspruch 2 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfinder haben erkannt, dass bei den Kühlsystemen gemäß dem Stand der Technik, deren Merkmale im Oberbegriff von Anspruch 1 und Anspruch 2 beschrieben sind, und bei denen der zur Kühlung/Schmierung der Dichtung abgezweigte Kühlmediumstrom dem Kühlmediumkreislauf unmittelbar vor der hydrodynamischen Maschine entnommen und unmittelbar hinter der hydrodynamischen Maschine wieder zugeführt wird, Betriebszustände auftreten können, in denen ein nur sehr geringer Volumenstrom von Kühlmedium der Dichtung zugeleitet wird. Dies kann dazu führen, dass die Dichtung nur unzureichend gekühlt beziehungsweise geschmiert wird und dadurch frühzeitig verschleißt und ausfällt. Ursache für diesen geringen Volumenstrom ist eine geringe Druckdifferenz im Kühlmediumkreislauf über der hydrodynamischen Maschine, das heißt vom Einlass der hydrodynamischen Maschine bis zum Auslass der hydrodynamischen Maschine. Besonders fällt dies bei hinsichtlich ihres Strömungswiderstands optimierten hydrodynamischen Maschinen ins Gewicht, weil die Optimierung darin besteht, den Strömungswiderstand durch die hydrodynamische Maschine und damit den Druckabfall über der hydrodynamischen Maschine möglichst gering auszuführen.

In dem Fall, dass die hydrodynamische Maschine ein hydrodynamischer Retarder ist, wird die Situation dadurch erschwert, dass im Bremsbetrieb der Retarder eine zusätzliche Pumpwirkung erzeugt, so dass sich hinter dem Retarder ein höherer Druck als vor dem Retarder einstellt. Bei dieser Situation kehrt sich die Richtung des der Dichtung zugeführten Kühlmediumvolumenstroms um.

Eine erste erfindungsgemäße Lösung sieht daher vor, das Kühlmedium unmittelbar hinter oder im Bereich der im Kühlmediumkreislauf angeordneten Kühlmediumpumpe, mittels welcher das Kühlmedium im Kühlmediumkreislauf umgewälzt wird, aus dem Kühlmediumkreislauf abzuzweigen und direkt der Dichtung zuzuführen, wobei vorteilhaft Druckverluste durch eine optimierte Leitungsführung vermieden werden. Nachdem die abgegriffene Kühlmediumströmung durch die Dichtung hindurch oder an der Dichtung vorbei geleitet worden ist, kann sie dem restlichen Kühlmediumkreislauf vor der hydrodynamischen Maschine oder hinter der hydrodynamischen Maschine wieder zugeführt werden.

Die maximale Druckdifferenz zum „Antreiben" der abgegriffenen Kühlmediumströmung durch die Dichtung hindurch oder an der Dichtung vorbei kann dann erreicht werden, wenn die Kühlmediumströmung dem restlichen Kühlmediumkreislauf nicht unmittelbar hinter der hydrodynamischen Maschine wieder zugeführt wird, sondern dem Kühlmediumkreislauf unmittelbar vor der Kühlmediumpumpe wieder zugeführt wird. Dann entspricht die treibende Druckdifferenz der größten im Kühlmediumkreislauf auftretenden Druckdifferenz, welche sich nämlich über der Kühlmediumpumpe einstellt.

Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung wird das Kühlmedium vor der oder hinter der hydrodynamischen Maschine, insbesondere unmittelbar vor der oder hinter der hydrodynamischen Maschine aus dem Kühlmediumkreislauf abgezweigt und, nachdem es durch die Dichtung hindurch oder an der Dichtung vorbeigeleitet worden ist, dem restlichen Kühlmediumkreislauf unmittelbar vor oder im Bereich der Kühlmediumpumpe wieder zugeführt. Somit stellt sich abweichend von der ersten erfindungsgemäßen Lösung eine Strömung aus dem Kühlmediumkreislauf im Bereich der hydrodynamischen Maschine durch die Dichtung in Richtung der Kühlmediumpumpe ein. Man könnte somit sagen, dass sich die Strömungsrichtung durch die Dichtung umgekehrt hat.

Wenn vorliegend davon die Rede ist, dass Kühlmedium vor der oder hinter der hydrodynamischen Maschine abgezweigt oder wieder zugeführt wird, so ist darunter sowohl eine Abzweigung beziehungsweise Zuführung unmittelbar in der oder neben der hydrodynamischen Maschine zu verstehen, als auch im Kühlmediumkreislauf im Bereich der hydrodynamischen Maschine. Im Bereich der hydrodynamischen Maschine bedeutet dabei in der Regel, dass mit Ausnahme eines Ventils und/oder der Abzweigung oder Mündung eines Bypasses keine weitere Komponenten, welche durch das Kühlmedium gekühlt werden oder mit dem Kühlmedium arbeiten, zwischen der hydrodynamischen Maschine und der Abzweigung beziehungsweise der Rückführung vorgesehen sind.

Statt auf die hydrodynamische Maschine als solche kann die Abgriffsstelle beziehungsweise Rückführungsstelle auch auf den Arbeitsraum der hydrodynamischen Maschine bezogen werden. Somit kann die Abzweigung beziehungsweise die Rückführung auch innerhalb der hydrodynamischen Maschine angeschlossen sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Kühlmedium entweder in der Kühlmediumpumpe oder unmittelbar hinter beziehungsweise vor der Kühlmediumpumpe abgezweigt beziehungsweise rückgeführt werden. Die Abzweigstelle beziehungsweise die Rückführungsstelle kann im Kühlmediumkreislauf jedoch auch mit einem solchen Abstand gegenüber der Kühlmediumpumpe vorgesehen sein, dass der Druck an der Abzweigbeziehungsweise Rückführstelle gegenüber dem Druck unmittelbar hinter beziehungsweise vor der Kühlmediumpumpe im wesentlichen unverändert ist. Dies bedeutet, dass, beispielsweise im Sinne einer kurzen Leitungsführung für das abgezweigte Kühlmedium, der Kühlmediumabgriff in dem zu kühlenden Antriebsmotor positioniert sein kann, jedoch bevor ein wesentlicher Druckverlust im Kühlmedium durch die Leitungsführung durch den Antriebsmotor stattgefunden hat. Je nach Druckverlust im Kühlmediumkreislauf über dem Antriebsmotor kann die Abgriffstelle dichter oder entfernter vom Kühlmediumeinlass in den Antriebsmotor positioniert sein. Ein Abgriff erst am Austritt des Kühlmediums aus dem Antriebsmotor beziehungsweise im Kühlmediumkreislauf hinter dem Antriebsmotor wird jedoch in der Regel vermieden.

Die erfindungsgemäße Maßnahme hat zur Folge, dass die Druckdifferenz zwischen dem Kühlmediumabgriff und der Kühlmediumrückführung gegenüber dem Stand der Technik vergrößert ist. Dies gilt besonders für solche Kühlsysteme, bei welchen das Kühlmedium im Kühlmediumkreislauf von der Pumpe nicht unmittelbar der hydrodynamischen Maschine, beispielsweise einem Retarder, einer Kupplung oder einem Wandler, zugeleitet wird, sondern zunächst durch ein weiteres zu kühlendes Bauteil, beispielsweise den Antriebsmotor und/oder ein am Antriebsmotor angeschlossenes Getriebe, geleitet wird. Der Druckabfall zwischen der Abgriffstelle und der Rückführung wird hierdurch zusätzlich vergrößert, die treibende Druckdifferenz für die Kühl-/Schmiermediumströmung über die Dichtung ist entsprechend groß.

Die zu kühlende beziehungsweise zu schmierende Dichtung in der hydrodynamischen Maschine kann beispielsweise eine Wellendichtung, insbesondere eine Gleitringdichtung, sein. Die Gleitringdichtung ist beispielsweise als doppelwirkende Dichtung mit einer Sperrflüssigkeit beziehungsweise allgemein einem Sperrmedium ausgeführt. Die Sperrflüssigkeit beziehungsweise das Sperrmedium ist eben jener vom Kühlmediumkreislauf abgezweigte Volumenstrom, der in die Dichtung eingeleitet wird. Die doppelte Wirkung besteht darin, dass die Dichtungskammer mit der Sperrflüssigkeit in beide entgegengesetzt gerichtete Axialrichtungen abgedichtet ist.

Wenn die hydrodynamische Maschine als Retarder ausgeführt ist, so wird ein solcher im Kühlkreislauf; insbesondere Fahrzeugkühlkreislauf angeordneter Retarder als Wasserretarder bezeichnet. Das Wasser dient sowohl als Arbeitsmedium als auch als Kühlmedium für die Dichtung, insbesondere als Sperrflüssigkeit für die doppelwirkende Gleitringdichtung.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert werden.

Es zeigen:

1 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher der abgezweigte Kühlmediumstrom hinter dem Retarder wieder in den Kühlmediumkreislauf eingeleitet wird;

2 eine Ausführungsform gemäß der 1, jedoch mit Rückführung des abgezweigten Kühlmediumstroms vor dem Retarder in den Kühlmediumkreislauf;

3 eine dritte Ausführungsform, welche die Ausführungsformen gemäß den 1 und 2 kombiniert und die Rückführung des abgezweigten Kühlmediumstroms automatisch an der Stelle des relativ niedrigeren Druckes vor oder hinter dem Retarder positioniert;

4 eine Ausführungsform gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Lösung, bei welcher ein hinter einem Retarder abgezweigter Kühlmediumstrom vor der Kühlmediumpumpe wieder in den Kühlmediumkreislauf eingeleitet wird;

5 eine Ausführungsform gemäß der 4, jedoch mit einer Abzweigung des Kühlmediumstroms vor dem Retarder;

6 eine Ausführungsform, welche beide Möglichkeiten gemäß den 4 und 5 nutzt und den Kühlmediumstrom automatisch an der Stelle des höheren Drucks vor oder hinter dem Retarder abzweigt;

7 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher die maximale Druckdifferenz im Kühlmediumkreislauf zum Durchströmen der zu kühlenden Dichtung beziehungsweise zum Umströmen der zu kühlenden Dichtung ausgenutzt wird.

In der 1 erkennt man den Kühlmediumkreislauf 10, in welchem ein Kühlmedium, in der Regel Wasser beziehungsweise Wasser-Glykol-Gemisch mittels der Kühlmediumpumpe 3 umgewälzt wird. Die Führung des Kühlmediums im Kühlmediumkreislauf 10 ist dabei wie folgt: Die Kühlmediumpumpe 3 pumpt das Kühlmedium in den Antriebsmotor 1, so dass das Kühlmedium Wärme aus dem Antriebsmotor 1 aufnimmt. Von dem Antriebsmotor 1 strömt das Kühlmedium zu einem Schaltventil 11. Mittels dem Schaltventil 11 wird der Kühlmediumstrom in einer ersten Schaltstellung in Richtung des Retarders 6 geleitet, und in einer zweiten Schaltstellung durch einen Bypass 13 am Retarder vorbei. Der Byass kann auch innerhalb des Retarders vorgesehen sein. Entscheidend ist, dass das Kühlmedium (als Arbeitsmedium) am Arbeitsraum 2 des Retarders vorbeigeleitet wird.

Das Schaltventil 11 ist, wie gezeigt, beispielsweise ein 3/2-Wegeventil, das insbesondere pneumatisch angesteuert wird.

Wenn sich das Schaltventil 11 in seiner ersten Schaltstellung befindet, das heißt der Retarder 6 eingeschaltet ist, strömt das Kühlmedium im Kühlmediumkreislauf 10 über einen Arbeitsmediumeinlass 8 in dem Gehäuse 14 des Retarders 6 in den Arbeitsraum 2. Man beachte, dass in den Figuren der ausgeschaltete Zustand des Retarders 6 dargestellt ist, in welchem das Arbeitsmedium beziehungsweise Kühlmedium durch den Bypass 13 am Retarder 6 vorbeigeleitet wird, und die beiden Schaufelräder des Retarders (Rotor und Stator) in Axialrichtung voneinander abgefahren sind.

Aus dem Arbeitstraum 2 strömt das Kühlmedium beziehungsweise Arbeitsmedium durch einen Arbeitsmediumauslass 9 zu einem Regelventil 12, mittels welchem im Bremsbetrieb der Druck im Arbeitsraum 2 geregelt wird, und von dem Regelventil 12, hinter welchem in Strömungsrichtung der Bypass 13 mündet, welcher im oder hinter dem Schaltventil 11 beginnt, zu einem Thermostatventil 15. Das Thermostatventil 15 schaltet in Abhängigkeit der Kühlmediumtemperatur den Kühlmediumkreislauf auf den Luft-Wasser-Wärmetauscher 16 (auch Kühler genannt) und/oder an diesem vorbei. Schließlich strömt das Kühlmedium wieder zurück zur Kühlmediumpumpe 3.

In Strömungsrichtung des Kühlmediums unmittelbar hinter der Kühlmediumpumpe 3, oder auch am Ausgang der Kühlmediumpumpe 3, ist ein Kühlmediumabgriff 4 vorgesehen, um ein Teil des Kühlmediums zum Kühlen der Wellendichtung 5, mittels welcher die Retardereingangswelle 17, die einteilig mit einer Getriebeausgangswelle ausgeführt sein kann, gegen das Retardergehäuse 14 abgedichtet wird. Der im Kühlmediumabgriff 4 abgezweigte Anteil von Kühlmedium ist im Verhältnis zum im Arbeitsmediumkreislauf 10 weiterströmenden Kühlmediumanteil in der Regel sehr klein und beträgt nur ein Bruchteil von diesem.

Von dem Kühlmediumabgriff 4 wird das abgezweigte Kühlmedium unmittelbar in die Wellendichtung 5, welche als Gleitringdichtung ausgeführt ist, beziehungsweise durch diese hindurch geleitet. Hierzu ist neben dem Arbeitsmediumeinlass 8 ein zusätzlicher Einlass am Retarder 6 beziehungsweise im Retardergehäuse 14 vorgesehen.

Von der Wellendichtung 5 wird das zum Kühlen und/oder Schmieren der Wellendichtung 5 aus dem Kühlmediumkreislauf 10 abgezweigte Kühlmedium zurück zu dem Kühlmediumkreislauf 10 und in diesen hinein geleitet. Hierzu ist am Retarder 6 beziehungsweise im Retardergehäuse 14 neben dem Arbeitsmediumauslass 9 ein zusätzlicher Auslass vorgesehen.

Gemäß der 1 erfolgt die Rückführung in Strömungsrichtung des Kühlmediums (Arbeitsmediums) hinter dem Retarder 6, und zwar vorliegend hinter der Einmündung des Bypasses 13.

Zugleich ist in der 1 ein alternativer Kühlmediumabgriff 4' dargestellt, der innerhalb des Antriebsmotors 1 positioniert ist. Vorliegend weist die Strömungsführung des Kühlmediums innerhalb des Antriebsmotors 1, wie durch das Drosselsymbol dargestellt ist, erst im vergleichsweise hinteren Bereich einen größeren Druckabfall auf, wohingegen der Druckabfall im vorderen Bereich (auf den Abschnitt des Kühlmediumkreislaufes innerhalb des Antriebsmotors 1 bezogen) relativ gering ist. Der Kühlmediumabgriff 4' ist daher vor dem hinteren Bereich im Kühlmediumkreislauf vorgesehen, mit der Folge, dass die Druckdifferenz zwischen dem Austritt der Kühlmediumpumpe 3 und dem Kühlmediumabgriff 4' ausreichend gering ist.

Gemäß der 2 erfolgt die Rückführung vor dem Retarder 6, und zwar vorliegend in Strömungsrichtung vor dem Schaltventil 11.

Aufgrund der gezeigten Ausführung besteht vom Kühlmediumabgriff 4 bis zur Rückführung in den Kühlmediumkreislauf 10 stets eine Druckdifferenz, welche dem Druckabfall im Kühlmediumkreislauf 10 über dem Antriebsmotor 1 (2) oder über dem Antriebsmotor 1 und dem Retarder 6 entspricht.

Gemäß der 3 ist ein Anschluss für das durch die beziehungsweise an der Dichtung, insbesondere Wellendichtung 5, vorbei geleitete Kühlmedium sowohl vor dem Retarder 6 als auch hinter dem Retarder 6 vorgesehen. In beiden beziehungsweise vor beiden Anschlüssen ist jeweils ein Rückschlagventil 18 vorgesehen. Dementsprechend wird jenes Rückschlagventil 18 öffnen, hinter welchem in Strömungsrichtung der vergleichsweise niedrigere Druck anliegt. Im Bremsbetrieb wird dies jenes Rückschlagventil 18 in der Leitung sein, welche vor dem Retarder 6 mündet. Im Nichtbremsbetrieb wird dies jenes Rückschlagventil 18 in der Leitung sein, welche hinter dem Retarder mündet. Das zur Kühlung der Wellendichtung 5 herangezogene Kühlmedium „sucht" sich somit automatisch den hinsichtlich des antreibenden Drucks günstigeren Weg.

Bezüglich des genauen Anschlusses der beiden Rückführungen mit jeweils einem Rückschlagventil 18 wird auf die zu den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen verwiesen.

Gemäß den 4 und 5 ist der zweite Lösungsansatz der vorliegenden Erfindung dargestellt. Sich entsprechende Bauteile sind wiederum mit sich entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Diesmal wird das Kühlmedium für die Kühlung der Wellendichtung 5 (allgemein einer Dichtung) entweder in Strömungsrichtung des Kühlmediumkreislaufs hinter dem Retarder 6 (4) oder vor dem Retarder 6 (5) abgezweigt, siehe jeweils den Kühlmediumabgriff 4, und dem Kühlmediumkreislauf 10 in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Kühlmediumpumpe 3 wieder zugeführt.

Anstelle einer Rückführung unmittelbar vor der Kühlmediumpumpe 3 kann auch eine Rückführung im Bereich des Kühlmediumkreislaufes 10 vor der Kühlmediumpumpe 3 vorgesehen sein. Dies ist wiederum durch eine gestrichelte Linie dargestellt, wobei bei der gestrichelt dargestellten Ausführungsform die Rückführung innerhalb des Wärmetauschers 16 erfolgt. Die exakte Positionierung der Rückführung erfolgt vorteilhaft wiederum in Abhängigkeit des Druckniveaus – in etwa sollte das Druckniveau des Eintritts von Kühlmedium in die Kühlmediumpumpe 3 eingehalten werden – und im Sinne einer günstigen Leitungsführung bezogen auf die Leitungslänge.

Somit kann auch bei einer „umgekehrten" Strömungsführung des zur Kühlung der Wellendichtung 5 herangezogenen Kühlmediums (im Vergleich zu den 1 bis 3) eine verhältnismäßig große Druckdifferenz als Antriebskraft für die Kühlmediumströmung erreicht werden.

Gemäß der 6 sind zwei Kühlmediumabgriffe 4 vorgesehen, nämlich ein erster Kühlmediumabgriff 4 in Strömungsrichtung des Kühlmediumkreislaufes 10 vor dem hydrodynamischen Retarder 6 und einer hinter dem hydrodynamischen Retarder 6. Ähnlich wie bei der Ausführung gemäß der 3 sind zwei Rückschlagventile 18 vorgesehen, je ein Rückschlagventil 18 in einer der beiden parallelen Leitungen, die in ihrem jeweiligen Kühlmediumabgriff 4 münden beziehungsweise von diesem ausgehen. Allerdings ist die Öffnungsrichtung der beiden Rückschlagventile 18 gegenüber der Ausführung gemäß der 3 umgekehrt. Diesmal öffnet jenes Rückschlagventil 18, welches mit Bezug auf den Anschluss vor oder hinter dem Retarder 6 an der Anschlussstelle den größeren Druck aufweist. Im Nichtbremsbetrieb wird demnach das Rückschlagventil 18 in jener Leitung öffnen, die vor dem Retarder 6 angeschlossen ist. Im Bremsbetrieb wird das Rückschlagventil 18 in jener Leitung öffnen, die hinter dem Retarder 6 angeschlossen ist.

Die Rückführung des durch die Wellendichtung 5 geleiteten Kühlmediums erfolgt wiederum in Strömungsrichtung im Kühlmediumkreislauf 10 unmittelbar vor der Kühlmediumpumpe 3.

In der 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die maximale Druckdifferenz im Kühlmediumkreislauf 10 zum Antreiben der Kühlmediumströmung durch die Wellendichtung 5 oder an dieser vorbei ausgenutzt wird. Diesmal ist der Kühlmediumabgriff 4 in Strömungsrichtung im Kühlmediumkreislauf 10 unmittelbar hinter der Kühlmediumpumpe 3 vorgesehen. Die Rückführung erfolgt unmittelbar vor der Kühlmediumpumpe 3. Die treibende Druckdifferenz für die Kühlmediumströmung durch die Wellendichtung 5 entspricht demnach der Druckdifferenz über der Kühlmediumpumpe 3.

Obwohl die Erfindung in den Figuren anhand eines Wasserretarders erläutert wurde, kann sie auch bei einem anderen Kühlmedium, beispielsweise Öl, oder bei anderen hydrodynamischen Maschinen ausgeführt werden.


Anspruch[de]
Kühlsystem

– mit einem mittels einem Kühlmedium zu kühlenden Antriebsmotor (1);

– mit einem das Kühlmedium führenden Kühlmediumkreislauf (10);

– mit einer hydrodynamischen Maschine, umfassend einen mit einem Arbeitsmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitsraum (2), wobei das Arbeitsmedium das Kühlmedium ist, und

– die hydrodynamische Maschine eine mittels dem Kühlmedium gekühlte und/oder geschmierte Dichtung aufweist;

– mit einer Kühlmediumpumpe (3) zum Umwälzen des Kühlmediums im Kühlmediumkreislauf (10);

dadurch gekennzeichnet, dass

– im Kühlmediumkreislauf (10) unmittelbar hinter der Kühlmediumpumpe (3) oder im Bereich der Kühlmediumpumpe (3) ein Kühlmediumabgriff (4) vorgesehen ist, über welchen Kühlmedium aus dem Kühlmediumkreislauf (10) abgezweigt wird; wobei

– das abgezweigte Kühlmedium direkt durch die oder an der Dichtung vorbei geleitet wird, um diese zu kühlen und/oder zu schmieren, und

– das durch die oder an der Dichtung vorbei geleitete Kühlmedium in Strömungsrichtung vor dem oder hinter dem Arbeitsraum (2) dem Kühlmediumkreislauf (10) wieder zugeführt wird.
Kühlsystem

– mit einem mittels einem Kühlmedium zu kühlenden Antriebsmotor (1);

– mit einem das Kühlmedium führenden Kühlmediumkreislauf (10);

– mit einer hydrodynamischen Maschine, umfassend einen mit einem Arbeitsmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitsraum (2), wobei das Arbeitsmedium das Kühlmedium ist, und

– die hydrodynamische Maschine eine mittels dem Kühlmedium gekühlte und/oder geschmierte Dichtung aufweist;

– mit einer Kühlmediumpumpe (3) zum Umwälzen des Kühlmediums im Kühlmediumkreislauf (10); wobei

– im Kühlmediumkreislauf (10) vor oder hinter dem Arbeitsraum (2) ein Kühlmediumabgriff (4) vorgesehen ist, über welchen Kühlmedium aus dem Kühlmediumkreislauf (10) abgezweigt wird; wobei

– das abgezweigte Kühlmedium direkt durch die oder an der Dichtung vorbei geleitet wird, um diese zu kühlen und/oder zu schmieren; dadurch gekennzeichnet, dass

– das durch die oder an der Dichtung vorbei geleitete Kühlmedium in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Kühlmediumpumpe (3) oder im Bereich vor der Kühlmediumpumpe (3) dem Kühlmediumkreislauf (10) wieder zugeführt wird.
Kühlsystem gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine Wellendichtung (5), insbesondere in Form einer Gleitringdichtung, ist. Kühlsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamische Maschine ein hydrodynamischer Retarder (6) ist. Kühlsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamische Maschine ein Gehäuse (14) mit einem Arbeitsmediumeinlass (8) zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum (2) und einen Arbeitsmediumauslass (9) zum Ableiten von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum (2) aufweist, und das durch die oder an der Dichtung vorbeigeleitete Kühlmedium dem Kühlmediumkreislauf (10) in Strömungsrichtung vor dem Arbeitsmediumeinlass (8) oder hinter dem Arbeitsmediumauslass (9) wieder zugeführt beziehungsweise aus diesem abgezweigt wird. Kühlsystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem oder in Strömungsrichtung vor dem Arbeitsmediumeinlass (8) ein Schaltventil (11) zum Ein-/Ausschalten der hydrodynamischen Maschine vorgesehen ist, und das durch die oder an der Dichtung vorbei geleitete Kühlmedium in Strömungsrichtung vor dem Schaltventil (11) dem Kühlmediumkreislauf (10) wieder zugeführt beziehungsweise aus diesem abgezweigt wird. Kühlsystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung hinter dem Arbeitsmediumauslass (9) ein Regelventil (12) zum Regeln des Arbeitsmediumdrucks im Arbeitsraum (2) vorgesehen ist, und das durch die oder an der Dichtung vorbei geleitete Kühlmedium in Strömungsrichtung hinter dem Regelventil (12) dem Kühlmediumkreislauf (10) wieder zugeführt beziehungsweise aus diesem abgezweigt wird. Kühlsystem gemäß Anspruch 1 und insbesondere einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kühlmediumkreislauf (10) umgewälzte Kühlmedium von der Kühlmediumpumpe (3) durch den Antriebsmotor (1) und anschließend zur hydrodynamischen Maschine geleitet wird, und der Kühlmediumabgriff (4) an einem Ausgang der Kühlmediumpumpe (3) oder zwischen der Kühlmediumpumpe (3) und der Antriebsmaschine (1) angeordnet ist. Kühlsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass (13) zum Führen von Kühlmedium an der hydrodynamischen Maschine vorbei vorgesehen ist, und das durch die oder an der Dichtung vorbei geleitete Kühlmedium in Strömungsrichtung vor dem, in dem oder hinter dem Bypass (13) dem Kühlmediumkreislauf (10) wieder zugeführt beziehungsweise aus diesem abgezweigt wird.






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