DE102013213199B4 - Hydrodynamic retarder - Google Patents

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DE102013213199B4 DE102013213199.2A DE102013213199A DE102013213199B4 DE 102013213199 B4 DE102013213199 B4 DE 102013213199B4 DE 102013213199 A DE102013213199 A DE 102013213199A DE 102013213199 B4 DE102013213199 B4 DE 102013213199B4
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Abstract

Hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder umfassend ein erstes Schaufelrad, insbesondere Rotor (1) und ein hierzu konzentrisch angeordnetes zweites Schaufelrad, insbesondere Stator (2), die gemeinsam einen torusförmigen Arbeitsraum (4) mit einem Trennspalt (3) bilden und die um eine gemeinsame Drehachse (5) gruppiert sind, wobei jedes Schaufelrad (1, 2) aus jeweils einem Grundkörper (7) und einer an diesem festen Beschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln (8) besteht, wobei der Arbeitsraum (4) an eine Fluidzufuhr sowie eine Fluidabfuhr angeschlossen ist, durch welche ein Arbeitsfluid zu und abgeführt werden kann, wobei das Arbeitsfluid in den Arbeitsraum (4) über einen eine zur Drehachse (5) im Wesentlichen radiale Fluidströmung ermöglichenden Einlasskanal (9) erfolgt, der zumindest am Einlasskanalende durch den Trennspalt (3) gebildet wird dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassspirale (11a) vorgesehen ist und der Arbeitsraum (4) über den Einlasskanal (9) mit der Einlassspirale (11a) verbunden ist, wobei die Einlassspirale (11a) radial innerhalb des Arbeitsraums (4) angeordnet ist und der Einlasskanal (9) vollständig durch den Trennspalt (3) zwischen Rotor (1) und Stator (2) gebildet wird.Hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder comprising a first impeller, in particular rotor (1) and a concentrically arranged second impeller, in particular stator (2), which together form a toroidal working space (4) with a separating gap (3) and which surround a common Rotary axis (5) are grouped, each paddle wheel (1, 2) consists of a respective base body (7) and a fixed to this blading with a plurality of blades (8), wherein the working space (4) to a fluid supply and a fluid discharge is connected through which a working fluid to and can be removed, wherein the working fluid in the working space (4) via a to the axis of rotation (5) substantially radial fluid flow enabling inlet channel (9), at least at the inlet channel end through the separating gap (3 ) is characterized in that an inlet spiral (11a) is provided and the working space (4) via the inlet duct al (9) is connected to the inlet spiral (11a), wherein the inlet spiral (11a) is arranged radially inside the working space (4) and the inlet channel (9) is completely separated by the separating gap (3) between rotor (1) and stator (2 ) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Maschine, insbesondere einen hydrodynamischen Retarder, zur Erzeugung eines Bremsmomentes mittels eines Fluides.The invention relates to a hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder, for generating a braking torque by means of a fluid.

Hydrodynamische Maschinen oder auch hydrodynamische Retarder umfassen allgemein ein Gehäuse, in dem ein erstes Schaufelrad, insbesondere Rotor, und ein hierzu konzentrisch angeordnetes zweites Schaufelrad, insbesondere Stator, die um eine gemeinsame Drehachse gruppiert und durch einen Trennspalt getrennt sind. Gemeinsam bilden Rotor und Stator einen torusförmigen Arbeitsraum.Hydrodynamic machines or hydrodynamic retarders generally comprise a housing in which a first impeller, in particular rotor, and a concentrically arranged second impeller, in particular stator, which are grouped around a common axis of rotation and separated by a separating gap. Together, rotor and stator form a toroidal working space.

Retarder oder auch hydrodynamische Bremsen können in einem Antriebsstrang motorseitig bzw. getriebeseitig angeordnet sein. Der Füllungsgrad des Retarders mit einem Arbeitsfluid, zum Beispiel Öl oder auch Wasser mit und ohne Zusätze, bestimmt das Bremsmoment. Beim Betätigen des Retarders wird z. B. Öl in den Arbeitsraum eingebracht. Der angetriebene Rotor beschleunigt dieses Öl und übergibt es am Außendurchmesser an den Stator. Dort wird das Öl verzögert und gelangt am Innendurchmesser zurück in den Rotor.Retarder or hydrodynamic brakes can be arranged in a drive train on the engine side or the transmission side. The degree of filling of the retarder with a working fluid, for example oil or even water with and without additives, determines the braking torque. When you press the retarder z. B. introduced oil into the work space. The driven rotor accelerates this oil and transfers it to the outer diameter of the stator. There, the oil is delayed and reaches the inner diameter back into the rotor.

Jedes Schaufelrad besteht aus jeweils einem Grundkörper und einer an diesem festen Beschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln. Der Arbeitsraum ist an eine Fluidzufuhr sowie eine Fluidabfuhr angeschlossen, durch welche ein Arbeitsfluid zu und abgeführt werden kann.Each paddle wheel consists of a respective main body and a fixed blade with a plurality of blades. The working space is connected to a fluid supply and a fluid discharge, through which a working fluid can be added to and removed.

Die im Bremsbetrieb entstehende Wärme kann so mit dem Arbeitsfluid aus dem Arbeitsraum abgeführt und in einem Kühler gekühlt werden.The heat generated during braking operation can thus be removed with the working fluid from the working space and cooled in a cooler.

Die Fluidzufuhr sowie die Fluidabfuhr sind dafür an einem Arbeitsfluidkreislauf angeschlossen, der sich im Wesentlichen aus einem Arbeitsfluidspeicher, einem Kühler, einer Pumpe und mehreren Ventilen zur Steuerung des Arbeitsfluidstroms zusammensetzt, sodass das Bremsmoment und/oder der Arbeitsmediumstrom beeinflusst werden kann.The fluid supply and the fluid removal are for this purpose connected to a working fluid circuit, which is composed essentially of a working fluid reservoir, a cooler, a pump and a plurality of valves for controlling the working fluid flow, so that the braking torque and / or the working medium flow can be influenced.

Die vielfältigen Erfordernisse an den Aufbau und die Funktion eines Retarders erfordern immer wieder neue Lösungsansätze für den Aufbau der einzelnen Bauteile.The diverse requirements for the structure and function of a retarder always require new approaches to the design of the individual components.

In der DE 10 2011 075 818 A1 ist beispielsweise ein hydrodynamischer Retarder offenbart, der einen im Rotor radial angeordneten Einlasskanal aufweist. Der Einlasskanal ist mit einem Axialkanal in der Rotorwelle verbunden. Die Zuführung des Arbeitsfluides erfolgt durch die Rotorwelle, die somit eine direkte Verbindung mit dem Arbeitsraum aufweist. Im Einlasskanal kann außerdem eine Zuführbeschaufelung vorgesehen sein. Durch diese Ausführung kann eine relativ große Wärmemenge aus dem Arbeitsraum abgeführt werden. Nachteilig ist der aufwendige Aufbau.In the DE 10 2011 075 818 A1 For example, a hydrodynamic retarder is disclosed which has a radially disposed in the rotor inlet channel. The inlet channel is connected to an axial channel in the rotor shaft. The supply of the working fluid takes place through the rotor shaft, which thus has a direct connection to the working space. In addition, a feed blading may be provided in the inlet channel. By this design, a relatively large amount of heat can be dissipated from the working space. A disadvantage is the complex structure.

DE 10 2007 005 429 B4 und DE 10 2008 034 197 B3 offenbaren ebenfalls Retarder mit einem Einlasskanalabschnitt über den das Arbeitsfluid in den Arbeitraum zugeführt wird, wobei zumindest das Einlasskanalende durch den Trennspalt zwischen Rotor und Stator gebildet wird. DE 10 2007 005 429 B4 and DE 10 2008 034 197 B3 also disclose retarders with an inlet duct section through which the working fluid is supplied into the working space, wherein at least the inlet duct end is formed by the separating gap between rotor and stator.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Retarder der eingangs genannten Art die Fluidzufuhr und/oder Fluidabfuhr zum Arbeitsraum günstig zu gestalten.The present invention is therefore based on the object in a retarder of the type mentioned, the fluid supply and / or fluid removal to make the working space low.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine hydrodynamische Maschine gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by a hydrodynamic machine according to claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß weist die hydrodynamische Maschine oder der Retarder eine zur Zuführung von Arbeitsfluid geeignete Zufuhreinrichtung auf, wobei die Fluidzufuhr in den Arbeitsraum über einen eine zur Drehasche im Wesentlichen radiale Fluidströmung ermöglichenden Einlasskanal erfolgt, der zumindest am Einlasskanalende durch den Trennspalt gebildet wird.According to the invention, the hydrodynamic machine or the retarder has a supply device suitable for supplying working fluid, the fluid being fed into the working space via an inlet channel which enables fluid flow substantially radially to the rotary ash and which is formed at least at the inlet channel end by the separating gap.

Die Arbeitsfluidzufuhr erfolgt somit durch einen Kanal, der es ermöglicht, dass das Arbeitsfluid von innen radial in den torusförmigen Arbeitsraum zugeführt wird. Im Sinne der Erfindung endet der Einlasskanal derart im Arbeitsraum, dass die Strömung des Arbeitsfluides im Wesentlichen auf den Mittelpunkt des Arbeitsraumquerschnittsprofils gerichtet ist. Dadurch entfallen im Bereich des Arbeitsraums aufwendige Kanalführungen durch die Bauteile.The working fluid is thus supplied through a channel, which allows the working fluid is supplied from the inside radially into the toroidal working space. For the purposes of the invention, the inlet channel ends in the working space such that the flow of the working fluid is directed substantially to the center of the working space cross-sectional profile. As a result, expensive channel guides through the components are dispensed with in the area of the working space.

Der Arbeitsraum des Retarders wird durch den Rotor, den hierzu konzentrisch angeordneten Stator und dem Trennspalt gebildet, die um eine gemeinsame Drehachse gruppiert sind.The working space of the retarder is formed by the rotor, the concentrically arranged stator and the separating gap, which are grouped around a common axis of rotation.

Rotor und Stator können auch als Schaufelräder bezeichnet werden. Ein Schaufelrad besteht aus jeweils einem Grundkörper und einer an diesem festen Beschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln.Rotor and stator can also be referred to as paddle wheels. A paddle wheel consists in each case of a main body and of a fixed blade with a plurality of blades.

In einer Ausführung kann der Einlasskanal im Wesentlichen parallel zum Trennspalt zwischen Rotor und Stator verlaufen. Im Sinne der Erfindung bedeutet dies, dass das Einlasskanalende durch den Trennspalt gebildet wird und der weitere Verlauf zwischen Arbeitsraum und Einlassspirale auch durch angrenzende Teile, wie auch durch den Rotor und/oder Stator, verlaufen kann.In one embodiment, the inlet channel may extend substantially parallel to the separating gap between the rotor and the stator. For the purposes of the invention, this means that the inlet channel end is formed by the separating gap and the further course between working space and inlet spiral can also run through adjacent parts, as well as through the rotor and / or stator.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung wird der Einlasskanal komplett durch den Trennspalt, der radial innerhalb des torusförmigen Arbeitsraums zwischen Rotorgrundkörper und Statorgrundkörper entsteht, gebildet. Des Weiteren steht der Einlasskanal mit einer Einlassspirale in Verbindung, wobei die Einlassspirale ebenfalls axial innerhalb des Arbeitsraums angeordnet ist. Das Arbeitsfluid gelangt somit von der Einlassspirale durch den Trennspalt in den Arbeitsraum. Durch diese Ausführung entfällt die Herstellung bzw. Fertigung eines Kanals und zu dem können die Abmessungen des Kanals, durch die Einstellung der Kanalbreite, sehr leicht verändert werden. According to a further preferred embodiment, the inlet channel is formed completely by the separating gap which arises radially inside the toroidal working space between the rotor main body and the stator main body. Furthermore, the inlet channel is in communication with an inlet spiral, wherein the inlet spiral is also disposed axially within the working space. The working fluid thus passes from the inlet spiral through the separating gap in the working space. This design eliminates the manufacture or manufacture of a channel and to the dimensions of the channel, by adjusting the channel width, can be changed very easily.

Der Arbeitsraum, gebildet durch den Schaufelbereich des Rotors, dem Schaufelbereich des Stators und dem Trennspalt, kann ein im Wesentlichen kreisförmiges Arbeitsraumquerprofil aufweisen, welches mittig durch den Trennspalt geteilt ist. Das bedeutet, dass die Schaufelbereiche von Rotor und Stator den gleichen Schaufelradius R aufweisen.The working space, formed by the blade area of the rotor, the blade area of the stator and the separating gap, can have a substantially circular working space transverse profile, which is divided centrally through the separating gap. This means that the blade areas of rotor and stator have the same blade radius R.

Weiterhin kann der Fluidauslass über einen im Wesentlichen eine Axialkomponente aufweisende Fluidströmung ermöglichenden Auslasskanal verfügen, der in einer Auslassspirale endet, die sich radial außerhalb des Arbeitsraums befindet.Furthermore, the fluid outlet may have an outlet passageway substantially enabling an axial component of the fluid flow which terminates in an outlet spiral located radially outside the working space.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Auslasskanal dadurch gebildet, dass der Trennspalt im Bereich des Arbeitsraums, zum Außendurchmesser des Arbeitsraums hin, aufgeweitet ist. Das bedeutet, dass der Trennspalt im radial äußeren Bereich des Arbeitsraums breiter wird. Durch die Aufweitung des Trennspalts entfällt ein Kreissegmentteil des Arbeitsraums bzw. Teile der Teilarbeitsräume von Rotor und/oder Stator.According to a preferred embodiment, the outlet channel is formed by the fact that the separating gap in the region of the working space, to the outer diameter of the working space, is widened. This means that the separating gap in the radially outer region of the working space becomes wider. Due to the widening of the separating gap, a circular segment part of the working space or parts of the partial working spaces of the rotor and / or stator is eliminated.

Dadurch kann im Bremsbetrieb ständig ein Teil des Arbeitsfluides den Arbeitsraum verlassen und in die Auslassspirale strömen und somit einem Kühler zugeführt werden. Eine Auslassbohrung, wie in vielen bekannten Ausführungen erforderlich, wird nicht mehr benötigt.As a result, part of the working fluid can always leave the working space during braking operation and flow into the outlet spiral and thus be fed to a cooler. An outlet hole, as required in many known designs, is no longer needed.

Generell gilt, dass der Anteil des Arbeitsfluides, welcher den Arbeitsraum verlässt, so groß sein muss, dass eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet ist.In general, the proportion of the working fluid leaving the working space must be so great that sufficient heat dissipation is ensured.

In einer weiteren Ausführung kann der Trennspalt statorseitig aufgeweitet sein, sodass im Bremsbetrieb eine Teilarbeitsfluidströmung die Arbeitsraumhälfte des Rotors im Bereich des größten Durchmessers des Arbeitsraums im Wesentlichen in axialer Richtung verlassen kann.In a further embodiment, the separating gap can be widened on the stator side, so that in the braking mode, a partial working fluid flow can leave the working space half of the rotor essentially in the axial direction in the area of the largest diameter of the working space.

Es kann vorgesehen sein, dass der Trennspalt mit einem Wickel α zwischen 50° und 85° aufgeweitet ist.It can be provided that the separating gap is widened with a coil α between 50 ° and 85 °.

Des Weiteren kann der Trennspalt eine Breite von 0,5 mm bis 5 mm, vorzugsweise 1 mm bis 3 mm, aufweisen. Wie bereits erwähnt, kann die Arbeitsfluidströmung sehr leicht an die Erfordernisse angepasst werden, indem die Trennspaltbreite entsprechend angepasst wird. Dadurch, dass sowohl der Einlasskanal wie auch der Auslasskanal von der Trennspaltbreite abhängig sind, betrifft die Veränderung des Trennspalts immer gleichzeitig die Arbeitsfluid Zuführung wie auch Abführung.Furthermore, the separation gap may have a width of 0.5 mm to 5 mm, preferably 1 mm to 3 mm. As already mentioned, the working fluid flow can be adapted very easily to the requirements by adjusting the separating gap width accordingly. Due to the fact that both the inlet channel and the outlet channel are dependent on the separating gap width, the change of the separating gap always relates at the same time to the working fluid supply as well as to the discharge.

In einer weiteren möglichen Ausführung des Auslasskanals kann vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser des Stators DST 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 1,5 mm, kleiner ist als der Arbeitsraumaußendurchmesser des Rotors DR.In a further possible embodiment of the outlet channel can be provided that the outer diameter of the stator D ST is 0.1 mm to 3 mm, preferably 0.5 mm to 1.5 mm, smaller than the working space outer diameter of the rotor D R.

in einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann die Aufweitung der Einlassspirale und/oder der Auslassspirale in axialen Richtung gerichtet sein.In a further advantageous embodiment, the widening of the inlet spiral and / or the outlet spiral can be directed in the axial direction.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further features of the device according to the invention and further advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

In diesen zeigen:In these show:

1 einen erfindungsgemäßen Retarder im Schnitt 1 a retarder according to the invention in section

2 den Strömungsverlauf in Bezug auf den Rotor und Stator 2 the flow path with respect to the rotor and stator

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Retarder im Schnitt, welcher insbesondere in Bussen und Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommt. 1 shows a retarder according to the invention in section, which is used in particular in buses and commercial vehicles.

Der Rotor ist hierbei auf einer Hohlwelle 22 montiert, die in Triebverbindung mit einer Antriebswelle 13 steht. Der Retarder umfasst ein Gehäuse 12, bestehend aus mehreren Gehäuseteilen, einen Rotor 1 und einen Stator 2, welche miteinander einen torusförmigen Ringraum bzw. Arbeitsraum 4 bilden. Der Arbeitsraum 4 setzt sich zusammen aus der rotorseitigen Arbeitsraumhälfte 4a und der statorseitigen Arbeitsraumhälfte 4b sowie dem Trennspalt 3 der zwischen den Arbeitsraumhälften positioniert ist. In diesem Fall ist der Trennspalt 3 mittig zwischen den Arbeitsraumhälften positioniert.The rotor is here on a hollow shaft 22 mounted in drive connection with a drive shaft 13 stands. The retarder includes a housing 12 , consisting of several housing parts, a rotor 1 and a stator 2 , which together with each other a toroidal annular space or working space 4 form. The workroom 4 is composed of the rotor-side working space half 4a and the stator-side working space half 4b and the separation gap 3 which is positioned between the working space halves. In this case, the separation gap 3 positioned midway between the working space halves.

Rotor 1 wie auch Stator 2 setzen sich zusammen aus den Grundkörpern 7a, b und einer an diesem festen Beschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln 8. Die Schaufeln 8 können die verschiedensten Formen aufweisen, sowie geneigt und/oder schräg angeordnet sein. rotor 1 as well as Stator 2 are composed of the basic bodies 7a , b and one at this fixed blading with a plurality of blades 8th , The shovels 8th can have a variety of shapes, as well as inclined and / or arranged obliquely.

Der Retarder wird mit einem Arbeitsfluid, insbesondere einem Öl betrieben, welches mittels der Pumpe 21 über den Kanal 14 in den Spiralkanal 11a gepumpt wird. Vom Spiralkanal 11a gelangt das Öl durch den Einlasskanal 9 in den Arbeitsraum 4. Der Einlasskanal 9 wird im Wesentlichen durch den Trennspalt 3 gebildet, der sich radial in Bezug auf die Drehachse 5 erstreckt. Dies bewirkt, dass die Ölzufuhr radial erfolgt. Im Arbeitsraum 4 bildet sich während des Bremsbetriebs eine Kreislaufströmung 6. Der angetriebene Rotor 1 beschleunigt das Öl und übergibt es am Außendurchmesser in den Stator 2. Dort trifft das Öl auf die ruhenden Statorschaufeln 8 und wird verzögert. Das Öl fließt auf dem Innendurchmesser erneut dem Rotor 1 zu. Die entstehende Bremsenergie wird überwiegend in Wärme umgesetzt, sodass es erforderlich ist, ein Teil des Öls permanent mittels einem Wärmetauscher zu kühlen.The retarder is operated with a working fluid, in particular an oil, which by means of the pump 21 over the canal 14 in the spiral channel 11a is pumped. From the spiral channel 11a the oil passes through the inlet channel 9 in the workroom 4 , The inlet channel 9 is essentially through the separation gap 3 formed, which is radial with respect to the axis of rotation 5 extends. This causes the oil supply to occur radially. In the workroom 4 forms during the braking operation, a circulation flow 6 , The driven rotor 1 accelerates the oil and transfers it to the outer diameter in the stator 2 , There, the oil hits the stationary stator blades 8th and is delayed. The oil flows on the inner diameter again the rotor 1 to. The resulting braking energy is mainly converted into heat, so it is necessary to cool a part of the oil permanently by means of a heat exchanger.

Dieser Anteil des Öls wird über den Fluidauslass bzw. den Auslasskanal 10 aus der Kreislaufströmung in den Spiralenkanal 11b abgeleitet.This portion of the oil is via the fluid outlet and the outlet channel 10 from the circulation flow in the spiral channel 11b derived.

In 2 wird der Strömungsverlauf in Bezug auf den Rotor 1 und den Stator 2 im Detail dargestellt. Das Öl gelangt, wie bereits erwähnt, über den Spiralenkanal 11a in den Einlasskanal 9. Der Einlasskanal 9 wird durch den Trennspalt 3 gebildet, wobei das Öl beim Eintritt in den Arbeitsraum 4 eine im Wesentlichen radiale Komponente aufweist, die auf die Mitte des Arbeitsraums gerichtet ist. Die Mitte des Arbeitsraums 4 entspricht hier genau dem Mittelpunkt des Arbeitsraumquerschnittprofils. Das Arbeitsraumquerschnittsprofil ist hier ein Kreis mit dem Radius R und einem Mittelpunkt, der mittig im Trennspalt positioniert ist.In 2 becomes the flow path with respect to the rotor 1 and the stator 2 shown in detail. The oil passes, as already mentioned, over the spiral channel 11a in the inlet channel 9 , The inlet channel 9 is through the separation gap 3 formed, with the oil entering the working space 4 a substantially radial component, which is directed to the center of the working space. The middle of the workroom 4 here corresponds exactly to the center of the working space cross section profile. The working area cross section profile here is a circle with the radius R and a center, which is positioned centrally in the separation gap.

Alternativ sind aber auch andere Querschnittsprofile möglich die symmetrisch oder annähernd symmetrisch in Bezug auf den Trennspalt gestaltet sind.Alternatively, however, other cross-sectional profiles are possible which are designed symmetrically or approximately symmetrically with respect to the separation gap.

Der Einlasskanal 9 kann alternativ auch parallel zum Trennspalt 3, z. B. durch den Stator Grundkörper 7b, verlaufen. Wobei auch in diesem Fall zumindest das Einlasskanalende durch den Trennspalt 3 gebildet wird. Hier sind viele Kanalführungen denkbar, die den Spiralkanal 11a und das Einlasskanalende verbinden.The inlet channel 9 can alternatively also parallel to the separating gap 3 , z. B. by the stator body 7b , run. Although in this case, at least the inlet channel end through the separation gap 3 is formed. Here are many channel guides conceivable that the spiral channel 11a and connect the inlet channel end.

Im Bremsbetrieb bildet sich im Arbeitsraum eine Ölkreislaufströmung 6. Im Außendurchmesserbereich des Arbeitsraums 4 wird die Kreislaufströmung durch die Aufweitung des Trennspalts 9, der hier zum Fluidauslass bzw. Auslasskanal 10 wird, in zwei Teilströme aufgeteilt. Ein Teil, der kleinere Teil, wird durch den Auslasskanal 10 in den Spiralenkanal 11b geleitet. Der größere Teil des Öls tritt in die Arbeitsraumhälfte 4b des Stators ein und bildet weiterhin ein Teil der Kreislaufströmung. Der abgeführte Ölstrom entspricht genau der Menge, die über den Zuführkanal 9 erneut zugeführt wird.In braking mode, an oil circuit flow forms in the working space 6 , In the outer diameter area of the working space 4 the circulation flow is due to the widening of the separation gap 9 , the here to the fluid outlet or outlet channel 10 is divided into two sub-streams. One part, the smaller part, is through the exhaust duct 10 in the spiral channel 11b directed. The greater part of the oil enters the working space half 4b of the stator and continues to form part of the circulation flow. The discharged oil flow corresponds exactly to the amount through the feed channel 9 is fed again.

Zur Festlegung der Teilströmung, die über den Auslasskanal 10 abgeführt wird, muss der Trennspalt 9 im Bereich des Auslasskanals 10 aufgeweitet werden. Unter aufgeweitet wird verstanden, dass im Außendurchmesserbereich des Arbeitsraums ein Teilsegment ausgespart bzw. weggeschnitten wird, wodurch ein Spalt entsteht, durch den das Öl den Arbeitsraum 4 im Wesentlichen axial zur Drehachse 5 verlassen kann.Defining the partial flow, which is via the outlet channel 10 is discharged, the separation gap 9 in the area of the outlet channel 10 be widened. Broadened is understood to mean that in the outer diameter region of the working space, a sub-segment is recessed or cut away, whereby a gap is formed, through which the oil the working space 4 substantially axially of the axis of rotation 5 can leave.

Der hier gezeigte Auslasskanal 10 wurde dadurch erzeugt, dass der Grundkörper 7b des Stators 2 im Außenbereich im mit einem Winkel α angefasst wurde, sodass der Arbeitsraumaußendurchmesser des Stator DSt gegenüber dem Arbeitsraumaußendurchmesser des Rotors Dr keiner ist. Der Winkel α kann zwischen 50° und 85° betragen. In Versuchen hat sich gezeigt, dass der Arbeitsraumaußendurchmesser des Stators 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 1,5 mm, kleiner sein sollte als der Arbeitsraumdurchmesser des Rotors. Das bedeutet in der Praxis, dass die Schaufeln nicht bearbeitet werden müssen, um die gewünschte Reduzierung des Arbeitsraumaußendurchmessers des Stator DSt zu erzielen.The exhaust duct shown here 10 was generated by the fact that the basic body 7b of the stator 2 was in the outer area at an angle α was touched, so that the working space outer diameter of the stator D St over the working space outer diameter of the rotor Dr is none. The angle α can be between 50 ° and 85 °. In experiments, it has been found that the working space outside diameter of the stator 0.1 mm to 3 mm, preferably 0.5 mm to 1.5 mm, should be smaller than the working space diameter of the rotor. This means in practice that the blades do not have to be machined to achieve the desired reduction in the working space outside diameter of the stator D St.

Weiterhin hat sich gezeigt, dass die abgeführte Füllmenge durch Veränderung der Trennspaltbreite verändert werden kann. So können Spaltbreiten von 0,5 mm bis 10 mm realisiert werden, wobei vorzugsweise eine Spaltbreite von 1 mm bis 3 mm gewählt werden sollte.Furthermore, it has been found that the discharged filling quantity can be changed by changing the separating gap width. Thus, gap widths of 0.5 mm to 10 mm can be realized, preferably a gap width of 1 mm to 3 mm should be selected.

Die Aufweitung der Einlassspirale (11a) und/oder der Auslassspirale (11b) ist wie hier angedeutet in axiale Richtung gerichtet.The widening of the inlet spiral ( 11a ) and / or the outlet spiral ( 11b ) is directed as indicated here in the axial direction.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Rotorrotor
22
Statorstator
33
Trennspaltseparating gap
4a, b4a, b
Arbeitsraumworking space
55
Drehachseaxis of rotation
66
KreislaufströmungCircuit flow
7a, b7a, b
Grundkörperbody
88th
Schaufelshovel
99
Einlasskanalinlet channel
1010
Auslasskanalexhaust port
11a, b11a, b
Spiralkanalspiral channel
1212
Gehäusecasing
1313
Wellewave
1414
Kanalchannel
1515
Schaufelrückstandscoop residue
1616
InnendurchmesserInner diameter
1717
Rotorschalerotor shell
1818
Rotorgehäuserotor housing
1919
Statorgehäusestator
2020
Lagercamp
2121
Pumpepump
2222
Hohlwellehollow shaft

Claims (10)

Hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder umfassend ein erstes Schaufelrad, insbesondere Rotor (1) und ein hierzu konzentrisch angeordnetes zweites Schaufelrad, insbesondere Stator (2), die gemeinsam einen torusförmigen Arbeitsraum (4) mit einem Trennspalt (3) bilden und die um eine gemeinsame Drehachse (5) gruppiert sind, wobei jedes Schaufelrad (1, 2) aus jeweils einem Grundkörper (7) und einer an diesem festen Beschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln (8) besteht, wobei der Arbeitsraum (4) an eine Fluidzufuhr sowie eine Fluidabfuhr angeschlossen ist, durch welche ein Arbeitsfluid zu und abgeführt werden kann, wobei das Arbeitsfluid in den Arbeitsraum (4) über einen eine zur Drehachse (5) im Wesentlichen radiale Fluidströmung ermöglichenden Einlasskanal (9) erfolgt, der zumindest am Einlasskanalende durch den Trennspalt (3) gebildet wird dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassspirale (11a) vorgesehen ist und der Arbeitsraum (4) über den Einlasskanal (9) mit der Einlassspirale (11a) verbunden ist, wobei die Einlassspirale (11a) radial innerhalb des Arbeitsraums (4) angeordnet ist und der Einlasskanal (9) vollständig durch den Trennspalt (3) zwischen Rotor (1) und Stator (2) gebildet wird.Hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder comprising a first impeller, in particular rotor ( 1 ) and a concentrically arranged second impeller, in particular stator ( 2 ), which together form a toroidal working space ( 4 ) with a separating gap ( 3 ) and around a common axis of rotation ( 5 ) are grouped, each paddle wheel ( 1 . 2 ) from in each case a basic body ( 7 ) and one at this fixed blading with a plurality of blades ( 8th ), the working space ( 4 ) is connected to a fluid supply and a fluid discharge, through which a working fluid can be supplied to and removed, wherein the working fluid in the working space ( 4 ) via an axis of rotation ( 5 ) substantially radial fluid flow enabling inlet channel ( 9 ), which at least at the inlet channel end through the separating gap ( 3 ) is characterized in that an inlet spiral ( 11a ) and the working space ( 4 ) via the inlet channel ( 9 ) with the inlet spiral ( 11a ), wherein the inlet spiral ( 11a ) radially within the working space ( 4 ) and the inlet channel ( 9 ) completely through the separation gap ( 3 ) between rotor ( 1 ) and stator ( 2 ) is formed. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (9) im Wesentlichen parallel zum Trennspalt (3) zwischen Rotor (1) und Stator (2) verläuft.Hydrodynamic machine according to claim 1, characterized in that the inlet channel ( 9 ) substantially parallel to the separating gap ( 3 ) between rotor ( 1 ) and stator ( 2 ) runs. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (4) ein kreisförmiges Profil aufweist, welches mittig durch den Trennspalt geteilt ist.Hydrodynamic machine according to claim 1, characterized in that the working space ( 4 ) has a circular profile, which is divided centrally through the separating gap. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidauslass über einen eine im Wesentlichen eine Axialkomponente aufweisende Fluidströmung ermöglichenden Auslasskanal (10) verfügt, der in einer Auslassspirale (11b) endet, die sich radial außerhalb des Arbeitsraums (4) befindet.Hydrodynamic machine according to claim 1, characterized in that the fluid outlet via a substantially axial component having a fluid flow enabling outlet channel ( 10 ) in an outlet spiral ( 11b ), which extends radially outside the working space ( 4 ) is located. Hydrodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (10) dadurch gebildet wird, dass der Trennspalt (3) zum Außendurchmesser des Arbeitsraums (4) hin aufgeweitet ist, sodass zumindest im Bremsbetrieb eine Teilarbeitsfluidströmung die Arbeitsraumhälfte (4a) des Rotors im Bereich des größten Durchmessers des Arbeitsraums (4a, b) verlassen kann.Hydrodynamic machine according to one of claims 3 or 4, characterized in that the outlet channel ( 10 ) is formed by the fact that the separating gap ( 3 ) to the outer diameter of the working space ( 4 ) is widened, so that at least in the braking mode, a partial working fluid flow, the working space half ( 4a ) of the rotor in the region of the largest diameter of the working space ( 4a , b) can leave. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennspalt (3) statorseitig aufgeweitet ist.Hydrodynamic machine according to claim 5, characterized in that the separating gap ( 3 ) is widened on the stator side. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennspalt (3) mit einem Winkel α zwischen 50° und 85° aufgeweitet ist.Hydrodynamic machine according to claim 6, characterized in that the separating gap ( 3 ) is widened at an angle α between 50 ° and 85 °. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennspalt (3) eine Breite von 0,5 mm bis 10 mm, vorzugsweise 1 mm bis 3 mm, aufweist.Hydrodynamic machine according to claim 3 or 6, characterized in that the separating gap ( 3 ) has a width of 0.5 mm to 10 mm, preferably 1 mm to 3 mm. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (10) dadurch gebildet wird, dass der Arbeitsraumaußendurchmesser des Stators (2) 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 1,5 mm, kleiner ist als der des Rotors (1).Hydrodynamic machine according to claim 6, characterized in that the outlet channel ( 10 ) is formed by the working space outside diameter of the stator ( 2 ) 0.1 mm to 3 mm, preferably 0.5 mm to 1.5 mm, smaller than that of the rotor ( 1 ). Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitung der Einlassspirale (11a) und/oder der Auslassspirale (11b) in axiale Richtung gerichtet ist.Hydrodynamic machine according to claim 3 or 5, characterized in that the widening of the inlet spiral ( 11a ) and / or the outlet spiral ( 11b ) is directed in the axial direction.
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