DE102013219795A1 - Hydraulic system for a hydrodynamic machine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Maschine zur Erzeugung eines Bremsmomentes, 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) bilden, mit einem Hydrauliksystem, welches eine Steuerungs- und Regelungseinheit, eine Pumpe (11), einen Wärmetauscher, ein Ventil, einen Arbeitsmediumspeicher (10), und ein Leitungssystem aufweist, wobei mittels der Pumpe (11) ein Volumenstromumlauf des Arbeitsmediums durch das Leitungssystem und den Arbeitsraum (4) erzeugbar ist. Zur Verbesserung des Hydrauliksystems wird vorgeschlagen, die Pumpe mit dem Rotor drehfest zu koppeln. So kann sichergestellt werden, dass ständig, also in jedem Betriebszustand, ein gewisser Volumenstromumlauf des Arbeitsmediums durch Teilabschnitte des Leitungssystems und den Arbeitsraum erzeugbar ist.The invention relates to a hydrodynamic machine for generating a braking torque, in particular hydrodynamic retarder, comprising a first impeller, in particular a rotor (1), and a second impeller, in particular a stator (2) arranged concentrically therewith, which together form a toroidal working space (4). with a hydraulic system, which has a control and regulating unit, a pump (11), a heat exchanger, a valve, a working fluid reservoir (10), and a conduit system, wherein by means of the pump (11) a volume flow of the working fluid through the conduit system and the Working space (4) can be generated. To improve the hydraulic system, it is proposed to couple the pump to the rotor in a torque-proof manner. So it can be ensured that constantly, so in any operating condition, a certain volume flow of the working medium through sections of the pipe system and the working space can be generated.

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 hydrodynamischer Retarder, umfassen allgemein ein Gehäuse, in dem ein erstes Schaufelrad, insbesondere Rotor, und ein hierzu konzentrisch angeordnetes zweites Schaufelrad, insbesondere Stator, die gemeinsam einen torusförmigen Arbeitsraum bilden und die um eine gemeinsame Drehachse gruppiert sind, angeordnet sind.Hydrodynamic machines, or hydrodynamic retarders, generally comprise a housing in which a first impeller, in particular a rotor, and a second impeller, in particular a stator, arranged concentrically therewith, which together form a toroidal working space and which are grouped around a common axis of rotation, are arranged.

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 „Rotor-Bremsmoment“. Beim Betätigen des Retarders wird z. B. Öl in den Arbeitsraum gepumpt. Im Bremsbetrieb beschleunigt der angetriebene Rotor dieses Öl und übergibt es am Außendurchmesser des Arbeitsraums an den Stator. Dort wird das Öl verzögert und gelangt über den Innendurchmesser des Arbeitsraums zurück in den Rotor. Durch die allgemein bekannte Wechselwirkung zwischen Rotor und Stator entsteht das Bremsmoment.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 "rotor braking torque". When you press the retarder z. B. pumped oil into the work space. In braking mode, the driven rotor accelerates this oil and transfers it to the outer diameter of the working space to the stator. There, the oil is retarded and passes through the inner diameter of the working space back into the rotor. Due to the well-known interaction between rotor and stator creates the braking torque.

Ein Hydrauliksystem sorgt dafür, dass im Nicht-Bremsbetrieb und/oder im Bremsbetrieb der Arbeitsraum mit dem entsprechenden Arbeitsmediumvolumen versorgt bzw. befüllt wird. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass die in beiden Betriebsarten entstehende Wärme mittels des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum abgeführt und einem Kühlkreislauf zur Kühlung in einem Kühler zugeführt wird. Insbesondere im Nicht-Bremsbetrieb ist es erforderlich, ein Mindestvolumen durch den Arbeitsraum zu leiten, um den Retarder auch im Nicht-Bremsbetrieb zu kühlen.A hydraulic system ensures that the working space is supplied or filled with the corresponding working fluid volume during non-braking operation and / or during braking operation. It is of particular importance that the resulting heat in both modes is removed by means of the working medium from the working space and fed to a cooling circuit for cooling in a radiator. In particular, in non-braking operation, it is necessary to pass a minimum volume through the working space to cool the retarder even in non-braking operation.

Der Arbeitsraum ist über die Fluidzufuhr sowie die Fluidabfuhr an einen Arbeitsfluidkreislauf angeschlossen, der sich im Wesentlichen aus einem Arbeitsfluidspeicher, einem Kühler, einer Pumpe und mehreren Ventilen zusammensetzt. Eine Steuerungs- und Regelungseinheit ist mit den Komponenten eines Hydrauliksystems derart verbunden, dass das Bremsmoment und/oder der Arbeitsmediumstrom gesteuert bzw. geregelt werden kann.The working space is connected via the fluid supply and the fluid discharge to a working fluid circuit, which essentially consists of a working fluid reservoir, a cooler, a pump and a plurality of valves. A control and regulation unit is connected to the components of a hydraulic system such that the braking torque and / or the working medium flow can be controlled or regulated.

Ein derartiges Hydrauliksystem ist beispielsweise aus der DE 10 2006 030 791 A1 bekannt. In diesem Hydrauliksystem geht es im Wesentlichen darum, das Arbeitsmedium in allen Betriebsweisen durch einen Kühler zu leiten, um eine optimale Temperierung zu erreichen. Wobei das Arbeitsmedium ein Öl ist, welches gleichzeitig zur Getriebeschmierung verwendet wird. Zur Anpassung des Volumenstroms ist vorgesehen, die Pumpe des Hydrauliksystems zu regeln. Such a hydraulic system is for example from the DE 10 2006 030 791 A1 known. Essentially, this hydraulic system is designed to guide the working fluid through a cooler in all operating modes in order to achieve optimum temperature control. The working medium is an oil which is used simultaneously for gear lubrication. To adjust the volume flow is intended to control the pump of the hydraulic system.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Hydrauliksystem für eine hydrodynamische Maschine vorzuschlagen. Insbesondere mit dem Ziel das elektrohydraulische System hinsichtlich des Aufbaus und der Wirtschaftlichkeit zu verbessern. The present invention has for its object to propose an improved hydraulic system for a hydrodynamic machine. In particular, with the aim of improving the electro-hydraulic system in terms of structure and cost-effectiveness.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine, auch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1 aufweisende, gattungsgemäße hydrodynamische Maschine gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object underlying the invention is achieved by one, the characterizing features according to claim 1 having, generic hydrodynamic machine. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung beinhaltet eine hydrodynamische Maschine oder einen Retarder, insbesondere hydrodynamischen Retarder, umfassend ein erstes Schaufelrad, insbesondere Rotor, und ein hierzu konzentrisch angeordnetes zweites Schaufelrad, insbesondere Stator, die gemeinsam einen torusförmigen Arbeitsraum bilden. Des Weiteren umfasst die hydrodynamische Maschine ein elektrohydraulisches System, welches eine Steuerungs- und Regelungseinheit, eine Pumpe, einen Wärmetauscher, einen Arbeitsmediumspeicher, ein Ventil und ein Leitungssystem aufweist, wobei mittels der Pumpe ein Volumenstromumlauf des Arbeitsmediums durch das Leitungssystem und den Arbeitsraum erzeugbar ist. Das elektrohydraulische System ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe mit dem Rotor drehfest gekoppelt ist.The invention includes a hydrodynamic machine or a retarder, in particular a hydrodynamic retarder, comprising a first impeller, in particular a rotor, and a second impeller, in particular a stator, arranged concentrically therewith, which together form a toroidal working space. Furthermore, the hydrodynamic machine comprises an electrohydraulic system, which has a control and regulation unit, a pump, a heat exchanger, a working fluid reservoir, a valve and a line system, wherein by means of the pump a volume flow of the working fluid through the conduit system and the working space can be generated. The electro-hydraulic system is characterized in that the pump is rotatably coupled to the rotor.

So kann sichergestellt werden, dass ständig, also in jedem Betriebszustand, ein gewisser Volumenstromumlauf des Arbeitsmediums durch Teilabschnitte des Leitungssystems und den Arbeitsraum erzeugbar ist. Der Volumenstrom kann im Nicht-Bremsbetrieb sehr klein sein. So it can be ensured that constantly, so in any operating condition, a certain volume flow of the working medium through sections of the pipe system and the working space can be generated. The volume flow can be very small in non-braking operation.

Die Pumpe kann vorzugsweise eine Gerotor-Pumpe bzw. Zahnring-Pumpe sein. Die Drehzahl der Pumpe entspricht somit immer der Rotordrehzahl. Da sich die Pumpenverluste proportional zum erzeugten Pumpendruck verhalten, ist der Leistungsverlust im Nicht-Bremsbetrieb relativ gering und im Bremsbetrieb relativ hoch. Im Bremsbetrieb wird somit die Bremswirkung unterstützt. The pump may preferably be a gerotor pump or gerotor pump. The speed of the pump thus always corresponds to the rotor speed. Since the pump losses are proportional to the pump pressure generated, the power loss in non-braking operation is relatively low and relatively high in braking operation. In braking mode, the braking effect is thus supported.

Weiterhin wird vorgeschlagen, die Pumpe derart in das Hydrauliksystem einzubinden, dass die Pumpe in zwei Betriebszustände geschaltet werden kann, einem ersten Betriebszustand, dem Nicht-Bremsbetrieb, und einem zweiten Betriebszustand, dem Bremsbetrieb, wobei das Leitungssystem derart ausgelegt ist, dass in beiden Betriebszuständen mittels der Pumpe ein Volumenstromumlauf durch den Arbeitsraum aufbaubar ist.Furthermore, it is proposed to incorporate the pump in the hydraulic system such that the pump can be switched to two operating states, a first operating state, the non-braking operation, and a second operating state, the braking operation, wherein the conduit system is designed such that in both operating conditions By means of the pump, a volume flow circulation through the working space is buildable.

Hinsichtlich des Aufbaus des Hydrauliksystems bzw. Leitungssystems werden nachfolgend unterschiedliche Anordnungen der einzelnen Komponenten des Hydrauliksystems bzw. Leitungssystems vorgeschlagen.With regard to the construction of the hydraulic system or line system, different arrangements of the individual components of the hydraulic system or line system are proposed below.

In einer ersten Ausführung kann das Ventil zur Betriebszustandsschaltung auf der Druckseite der Pumpe angeordnet und eine Bypassleitung, zur Umgehung des Ventils und der Pumpe zurück in den Arbeitsmediumspeicher vorgesehen sein. Bei dieser Anordnung erfolgt die wesentliche Regelung des Arbeitsmediumvolumens auf der Druckseite der Pumpe, insbesondere durch das nachgeordnete Hydraulik- bzw. Leitungssystem.In a first embodiment, the valve for operating state switching can be arranged on the pressure side of the pump and a bypass line can be provided for bypassing the valve and the pump back into the working medium reservoir. In this arrangement, the essential control of the working medium volume takes place on the pressure side of the pump, in particular by the downstream hydraulic or line system.

In einer zweiten Ausführung kann das Ventil zur Betriebszustandsschaltung auf der Saugseite der Pumpe angeordnet und eine Bypassleitung zur Umgehung des Ventils vorgesehen sein. Bei dieser Anordnung wird das Arbeitsmediumvolumen, welches von der Pumpe angesaugt werden kann, im Wesentlichen durch die Stellung des Ventils geregelt. Bei der Verwendung einer Gerotor-Pumpe werden die Antriebsverluste der Pumpe so vorteilhaft an das benötigte Arbeitsmediumvolumen angepasst. In a second embodiment, the valve may be arranged for operating state switching on the suction side of the pump and a bypass line for bypassing the valve may be provided. In this arrangement, the working medium volume, which can be sucked by the pump, essentially regulated by the position of the valve. When using a Gerotor pump, the drive losses of the pump are so advantageously adapted to the required working fluid volume.

Weiterhin ist eine zweite Bypassleitung vorgesehen, durch die im ersten Betriebszustand, Nicht-Bremsbetrieb, ein Teilvolumenstrom in den Arbeitsraum gepumpt werden kann. In der zweiten Bypassleitung kann ein Arbeitsmediumfilter vorgesehen sein.Furthermore, a second bypass line is provided, through which in the first operating state, non-braking operation, a partial volume flow can be pumped into the working space. In the second bypass line, a working medium filter may be provided.

In allen Ausführungen ist vorgesehen im zweiten Betriebszustand, dem Bremsbetrieb, den Volumenstrom durch eine Arbeitsleitung zu leiten bzw. zu pumpen, in der ein Druckregelventil positioniert ist.In all versions is provided in the second operating state, the braking operation, to direct the volume flow through a working line or to pump, in which a pressure control valve is positioned.

Weiterhin wird vorgeschlagen das Druckregelventil mittels eines Proportionalventils zu steuern/regeln. Dieses kann in der zweiten Ausführung besonders vorteilhaft hinter den Arbeitsmediumfilter mit der Bypassleitung gekoppelt sein. Das hat zwei Vorteile. Einmal muss nur eine geringe Menge Arbeitsmedium gefiltert werden, wodurch sich die Kosten für die Funktion „Filtern“ erheblich reduzieren werden. Weiterhin wird das Proportionalventil, durch die Koppelung mit der Bypassleitung, ständig betriebsbereit gehalten, da immer ein gewisser Arbeitsmediumdruck anliegt. Furthermore, it is proposed to control the pressure regulating valve by means of a proportional valve. This can be coupled in the second embodiment particularly advantageous behind the working medium filter with the bypass line. This has two advantages. On the one hand, only a small amount of working fluid needs to be filtered, which will significantly reduce the cost of the Filter function. Furthermore, the proportional valve, by the coupling with the bypass line, kept constantly ready for use, since there is always a certain working medium pressure.

Das Druckregelventil kann ein 3/3 Wegeventil oder ein 3/2 Wegeventil sein.The pressure control valve may be a 3/3 way valve or a 3/2 way valve.

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.

1 einen Retarder im Schnitt 1 a retarder on average

2 ein erstes Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Hydrauliksystems 2 a first embodiment of the structure of the hydraulic system

3 ein zweites Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Hydrauliksystems 3 A second embodiment of the structure of the hydraulic system

1 zeigt beispielhaft einen Retarder im Schnitt, welcher insbesondere in Bussen und Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommt. 1 shows an example of a retarder in section, which is used in particular in buses and commercial vehicles.

Der Retarder umfasst ein Gehäuse, bestehend aus mehreren Gehäuseteilen, einen Rotor 1 und einen Stator 2, welche miteinander einen torusförmigen Ringraum bzw. Arbeitsraum 4 bilden. The retarder comprises a housing 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.

Der Retarder wird mit einem Arbeitsfluid, insbesondere einem Öl betrieben, welches mittels der Pumpe 11 über ein Leitungssystem in den Einlasskanal 6, bzw. Spiralkanal gepumpt wird. Vom Einlasskanal 6 gelangt das Öl durch den Trennspalt 3 in den Arbeitsraum 4. Im Arbeitsraum 4 bildet sich während des Bremsbetriebs eine Kreislaufströmung. Der angetriebene Rotor 1 beschleunigt das Öl und übergibt es am Außendurchmesser in den Stator 2. Dort trifft das Öl auf die ruhenden Statorschaufeln und wird verzögert. Das Öl fließt auf dem Innendurchmesser erneut dem Rotor 2 zu. Die entstehende Bremsenergie wird überwiegend in Wärme umgesetzt, sodass es erforderlich ist, ein Teil des Öl´s permanent mittels einem Wärmetauscher 19 zu kühlen. Dieser Anteil des Öls wird über den Fluidauslass bzw. den Auslasskanal 7 aus der Kreislaufströmung abgeleitet. Das abgeleitete Öl wird nachfolgend durch einen Wärmetauscher 19 und anschließend, je nach Betriebszustand, zurück in den Arbeitsraum 4 gepumpt, sodass eine Kreislaufströmung entsteht. Im Nicht-Bremsbetrieb wird das Öl zurück in den Arbeitsmediumspeicher 10 gepumpt.The retarder is operated with a working fluid, in particular an oil, which by means of the pump 11 via a line system in the inlet channel 6 , or spiral channel is pumped. From the inlet channel 6 the oil passes through the separating gap 3 in the workroom 4 , In the workroom 4 forms during the braking operation, a circulation flow. 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 and is delayed. The oil flows on the inner diameter again the rotor 2 to. The resulting braking energy is mainly converted into heat, so that it is necessary, a part of the oil's permanently by means of a heat exchanger 19 to cool. This portion of the oil is via the fluid outlet and the outlet channel 7 derived from the circulation flow. The derived oil is subsequently passed through a heat exchanger 19 and then, depending on the operating condition, back to the workspace 4 pumped so that a circulatory flow is created. In non-braking mode, the oil is returned to the working fluid reservoir 10 pumped.

2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Hydrauliksystems. Eines der wesentlichen Merkmale dieser Ausführung ist die Anordnung der Pumpe 11 vor dem Ventil 9. Das Ventil ist hier in der Nicht-Bremsbetrieb-Stellung dargestellt. Sobald die Pumpe angetrieben wird, wird Öl aus dem Arbeitsmediumspeicher über das Ventil in die Bypassleitungen 27, 28 gepumpt. In der Bypassleitung 27 ist eine Drossel 14 eingebaut, die derart eingestellt werden kann, dass ein kleiner Teil des Arbeitsmediums in den Arbeitsraum 4 gepumpt wird. Der Volumenstrom ist so groß zu wählen, dass eine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Arbeitsraum gewährleistet ist. Weiterhin darf er nicht so groß sein, dass ein erhöhter Leerlaufwiderstand erzeugt wird. Aus dem Arbeitsraum 4 wird das Öl durch den Wärmetauscher 19 zurück in den Arbeitsmediumspeicher 10 gepumpt. Somit wird im Nicht-Bremsbetrieb ständig eine kleine Menge Öl mittels des Wärmetauschers 19 gekühlt. 2 shows a first embodiment of the structure of the hydraulic system. One of the essential features of this design is the arrangement of the pump 11 in front of the valve 9 , The valve is shown here in the non-braking mode position. As soon as the pump is driven, oil from the working fluid reservoir via the valve in the bypass lines 27 . 28 pumped. In the bypass line 27 is a throttle 14 installed, which can be adjusted so that a small part of the working medium in the working space 4 is pumped. The volume flow is to be chosen so large that a sufficient Heat dissipation is ensured from the work space. Furthermore, it must not be so large that an increased idle resistance is generated. From the workroom 4 the oil passes through the heat exchanger 19 back to the working medium memory 10 pumped. Thus, in non-braking operation, a small amount of oil is constantly being passed through the heat exchanger 19 cooled.

Die zweite Bypassleitung 28 leitet den restlichen, wesentlich größeren, Volumenstrom direkt zurück in den Arbeitsmediumspeicher 10. Die Pumpe 11 läuft somit nahezu im Leerlaufbetrieb, wodurch die Verluste im Nicht-Bremsbetrieb minimiert werden können, ohne die Pumpe regeln zu müssen. Als Pumpe kann hier eine Gerotor-Pumpe eingesetzt werden, die direkt von der Rotorwelle angetrieben wird.The second bypass line 28 directs the remaining, much larger, volume flow directly back into the working fluid storage 10 , The pump 11 thus runs almost idle, whereby the losses can be minimized in non-braking operation without having to regulate the pump. As a pump, a gerotor pump can be used here, which is driven directly by the rotor shaft.

Für den Bremsbetrieb, Stellung nicht dargestellt, werden die Ventile 9, 16 und 20 geschaltet. Sobald das auf der Druckseite der Pumpe 11 angeordnete Schaltventil 9 schaltet, gelangt Arbeitsmedium über die Arbeitsleitungen 30, 31 und Ventil 16 in den Arbeitsraum 4. For braking operation, position not shown, the valves 9 . 16 and 20 connected. Once that's on the pressure side of the pump 11 arranged switching valve 9 switches, working fluid passes through the working lines 30 . 31 and valve 16 in the workroom 4 ,

Ventil 16 ist eine Druckwaage, die über den im Arbeitsraum 4 gemessenen Druck und dem von dem Proportionalventil 21 vorgegebenen Druck, in die entsprechende Schaltposition geschaltet wird. Eine Druckwaage ist ein Differenzdruckventil oder Druckregelventil, das einen Differenzdruck zwischen einer extern zugeführten Messstelle und einem am Ventil anliegenden Druck regeln kann. Ventil 16 kann als 3/3 Wegeventil wie hier dargestellt oder aber auch als 2/3 Wegeventil ausgeführt sein. Mittels der Druckwaage kann der Systemdruck im Arbeitsraum 4 proportional zum gewünschten Bremsmoment an der Rotorwelle geregelt werden. Dazu kann ein Drehmomentsensor z. B. an der Rotorwelle vorgesehen sein. Das Proportionalventil 21 wird bei dieser Schaltung erst dann mit Systemdruck versorgt, wenn in Bremsstellung geschaltet wird. Zum Schutz des Proportionalventils 21 ist ein Filter 13 vorgesehen, der das gesamte für den Bremsbetrieb notwendige Arbeitsmedium filtert.Valve 16 is a pressure compensator that is above the working space 4 measured pressure and that of the proportional valve 21 predetermined pressure is switched to the corresponding switching position. A pressure compensator is a differential pressure valve or pressure control valve that can regulate a differential pressure between an externally supplied measuring point and a pressure applied to the valve. Valve 16 can be designed as 3/3 way valve as shown here or as a 2/3 way valve. By means of the pressure balance, the system pressure in the working space 4 be controlled proportional to the desired braking torque on the rotor shaft. For this purpose, a torque sensor z. B. may be provided on the rotor shaft. The proportional valve 21 is supplied at this circuit only with system pressure when switched to braking position. To protect the proportional valve 21 is a filter 13 provided that filters the entire working medium necessary for the braking operation.

Durch die Schaltung des Ventils 20 wird ein geschlossener Kreislauf zwischen Arbeitsraum 4 und Kühler 19 gebildet, wobei der Systemdruck über die Regelung der Druckwaage geregelt wird.By switching the valve 20 becomes a closed circuit between working space 4 and coolers 19 formed, the system pressure is regulated by the regulation of the pressure compensator.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Hydrauliksystems. Dieses unterscheidet sich wesentlich von der ersten Ausführung, wobei auch in dieser Ausführung im Nicht-Bremsbetrieb ein gewisses Volumen Arbeitsmedium mittels der Pumpe 11 in den Arbeitsraum 4 gepumpt wird. Bei diesem Aufbau ist das Ventil 9 auf der Saugseite der Pumpe 11 angeordnet. 3 shows a second embodiment of the structure of the hydraulic system. This differs significantly from the first embodiment, although in this embodiment in non-braking operation, a certain volume of working medium by means of the pump 11 in the workroom 4 is pumped. In this construction, the valve 9 on the suction side of the pump 11 arranged.

Im Nicht-Bremsbetrieb wird ständig Arbeitsmedium von der Pumpe 11 über die, mittels einer Saugdrossel 17 gedrosselte, Bypassleitung 26 aus dem Arbeitsmediumspeicher 10 angesaugt und über den Bypass 27 in den Arbeitsraum 4 gepumpt. Dabei endet die Bypassleitung 27 derart im Einlasskanal 6, dass das Arbeitsmedium im Wesentlichen durch den Arbeitsraum 4 in den Auslasskanal 7 gepumpt wird. In non-braking operation is constantly working fluid from the pump 11 over, by means of a suction throttle 17 throttled, bypass line 26 from the working medium memory 10 sucked in and over the bypass 27 in the workroom 4 pumped. The bypass line ends here 27 so in the inlet channel 6 in that the working medium is essentially through the working space 4 in the outlet channel 7 is pumped.

Im Bypass 27 ist nochmals eine Drossel 14 installiert und vor dieser ist ein Proportionalventil 21 zur Regelung der Druckwaage, mit dem Ventil 25, an die Bypassleitung 27 angeschlossen. So wird sichergestellt, dass immer ein ausreichender Systemdruck am Proportionalventil 21 anliegt und so eine schnelle, verzögerungsfreie Regelung der Bremswirkung ermöglicht wird. Weiterhin ist ein Filter 13, insbesondere Feinfilter, in der Bypassleitung 27 vor dem Proportionalventil 21 installiert, dadurch wird nur das für den Nicht-Bremsbetrieb und für die Ansteuerung des Proportionalventils 21 notwendige relativ kleine Volumen gefiltert. In the bypass 27 is another throttle 14 installed and before this is a proportional valve 21 for regulating the pressure balance, with the valve 25 , to the bypass line 27 connected. This ensures that there is always sufficient system pressure at the proportional valve 21 is applied and so a fast, delay-free control of the braking effect is possible. Furthermore, there is a filter 13 , in particular fine filter, in the bypass line 27 in front of the proportional valve 21 installed, thereby only that for the non-braking operation and for the control of the proportional valve 21 necessary relatively small volume filtered.

Für den Bremsbetrieb, Stellung nicht dargestellt, werden die Ventile 9, 20 und 25 geschaltet. Das Öl gelangt über die Arbeitsleitungen 30, 31 und Ventil 25 in den Arbeitsraum 4. Ventil 25 ist eine Druckwaage, die entsprechend dem im Arbeitsraum 4 gemessenen Druck und dem von dem Proportionalventil 21 vorgegebenen Druck in die entsprechende Schaltposition geschaltet wird. Ventil 25 kann als 2/3 Wegeventil wie hier dargestellt oder aber auch als 3/3 Wegeventil ausgeführt sein. Mittels der Druckwaage kann der Systemdruck im Arbeitsraum 4 proportional zum gewünschten Bremsmoment an der Rotorwelle geregelt werden. Dazu kann ein Drehmomentsensor z. B. an der Rotorwelle vorgesehen sein.For braking operation, position not shown, the valves 9 . 20 and 25 connected. The oil gets over the working lines 30 . 31 and valve 25 in the workroom 4 , Valve 25 is a pressure compensator, which corresponds to that in the work space 4 measured pressure and that of the proportional valve 21 predetermined pressure is switched to the corresponding switching position. Valve 25 can be designed as a 2/3 way valve as shown here or as a 3/3 way valve. By means of the pressure balance, the system pressure in the working space 4 be controlled proportional to the desired braking torque on the rotor shaft. For this purpose, a torque sensor z. B. may be provided on the rotor shaft.

Als Pumpe ist eine Gerotor-Pumpe 11 vorgesehen, die mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist. In beiden Ausführungsbeispielen ist gewährleistet, dass der Pumpenwiderstand im Nicht-Bremsbetrieb sehr gering ist und im Bremsbetrieb bremsunterstützend wirkt.As a pump is a Gerotor pump 11 provided, which is rotatably connected to the rotor shaft. In both embodiments, it is ensured that the pump resistance is very low in non-braking operation and brake support supporting in braking operation.

Allgemein sei noch erwähnt, dass die in den Figuren gezeigten Filter und Rückflussleitungen in den Arbeitsmediumspeicher 10 und die in den Leitungen installierten Drosseln bzw. Rückschlagventile für die Gesamtfunktion zwar notwendig sind, aber vom Fachmann routinemäßig eingesetzt werden. It should generally be mentioned that the filters and return lines shown in the figures in the working medium memory 10 Although the throttles or check valves installed in the conduits are necessary for the overall function, they are routinely used by those skilled in the art.

Für den Bremsbetrieb, Stellung nicht dargestellt, werden die Ventile 9, 20 und 25 geschaltet. Das Öl gelangt über die Arbeitsleitungen 30, 31 und Ventil 25 in den Arbeitsraum 4. Ventil 25 ist eine Druckwaage, die entsprechend dem im Arbeitsraum 4 gemessenen Druck 23 und dem von dem Proportionalventil 21 vorgegebenen Druck in die entsprechende Schaltposition geschaltet wird. Ventil 25 kann als 2/3 Wegeventil wie hier dargestellt oder aber auch als 3/3 Wegeventil ausgeführt sein. Mittels der Druckwaage kann der Systemdruck im Arbeitsraum 4 proportional zum gewünschten Bremsmoment an der Rotorwelle geregelt werden. Dazu kann ein Drehmomentsensor z. B. an der Rotorwelle vorgesehen sein.For braking operation, position not shown, the valves 9 . 20 and 25 connected. The oil gets over the working lines 30 . 31 and valve 25 in the workroom 4 , Valve 25 is a pressure compensator, which corresponds to that in the work space 4 measured pressure 23 and that of the proportional valve 21 predetermined pressure is switched to the corresponding switching position. Valve 25 can as 2/3 Directional control valve as shown here or be executed as a 3/3 way valve. By means of the pressure balance, the system pressure in the working space 4 be controlled proportional to the desired braking torque on the rotor shaft. For this purpose, a torque sensor z. B. may be provided on the rotor shaft.

Als Pumpe ist eine Gerotor-Pumpe 11 vorgesehen, die mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist. In beiden Ausführungsbeispielen ist gewährleistet, dass der Pumpenwiderstand im Nicht-Bremsbetrieb sehr gering ist und im Bremsbetrieb bremsunterstützend wirkt.As a pump is a Gerotor pump 11 provided, which is rotatably connected to the rotor shaft. In both embodiments, it is ensured that the pump resistance is very low in non-braking operation and brake support supporting in braking operation.

Allgemein sei noch erwähnt, dass die in den Figuren gezeigten Filter und Rückflussleitungen in den Arbeitsmediumspeicher 10 und die in den Leitungen installierten Drosseln bzw. Rückschlagventile für die Gesamtfunktion zwar notwendig sind, aber vom Fachmann routinemäßig eingesetzt werden. It should generally be mentioned that the filters and return lines shown in the figures in the working medium memory 10 Although the throttles or check valves installed in the conduits are necessary for the overall function, they are routinely used by those skilled in the art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Rotor rotor

22

Stator stator

33

Trennspalt separating gap

4 4

Arbeitsraumworking space

55

Drehachse axis of rotation

6 6

Einlasskanal inlet channel

77

Auslasskanal  exhaust port

88th

elektrohydraulisches System  electrohydraulic system

99

Ventil Valve

1010

Arbeitsmediumspeicher Working medium memory

1111

Pumpe pump

1212

Überdruckventil Pressure relief valve

13a/b13a / b

Ölsieb / Filter Oil strainer / filter

1414

Drossel throttle

1515

Rückschlagventil check valve

1616

Druckdifferenzventil 3/3 Wegeventil Pressure differential valve 3/3 way valve

1717

Saugdrossel interphase

1818

Überdruckventil Pressure relief valve

1919

Wärmetauscher heat exchangers

2020

Schaltventil switching valve

2121

Proportionalventl Proportionalventl

2222

Steuerungs- und Regeleinheit  Control unit

2323

Steuerleitung control line

2424

Steuerleitung control line

2525

Druckdifferenzventil Differential pressure valve

26–29 26-29

BassleitungBass line

30–3130-31

Arbeitsleitung working line

3232

Leitung zum Kühler Line to the radiator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102006030791 A1 [0006] DE 102006030791 A1 [0006]

Claims (10)

Hydrodynamische Maschine zur Erzeugung eines Bremsmomentes, 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) bilden, mit einem Hydrauliksystem, welches eine Steuerungs- und Regelungseinheit, eine Pumpe (11), einen Wärmetauscher, ein Ventil, einen Arbeitsmediumspeicher (10), und ein Leitungssystem aufweist, wobei mittels der Pumpe (11) ein Volumenstromumlauf des Arbeitsmediums durch das Leitungssystem und den Arbeitsraum (4) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (11) mit dem Rotor drehfest gekoppelt ist.Hydrodynamic machine for generating a braking torque, 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 hydraulic system comprising a control unit, a pump ( 11 ), a heat exchanger, a valve, a working fluid reservoir ( 10 ), and a conduit system, wherein by means of the pump ( 11 ) a volume flow of the working fluid through the conduit system and the working space ( 4 ) is producible, characterized in that the pump ( 11 ) is rotatably coupled to the rotor. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (11) eine Gerotor-Pumpe ist. Hydrodynamic machine according to claim 1, characterized in that the pump ( 11 ) is a gerotor pump. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (11) derart in das Hydrauliksystem eingebunden ist, dass die Pumpe in zwei Betriebszustände geschaltet werden kann, einem ersten Betriebszustand, dem Nicht-Bremsbetrieb, und einem zweiten Betriebszustand, dem Bremsbetrieb, wobei das Leitungssystem derart ausgelegt ist, dass in beiden Betriebszuständen mittels der Pumpe (11) ein Volumenstromumlauf durch den Arbeitsraum (4) aufbaubar ist.Hydrodynamic machine according to claim 1 or 2, characterized in that the pump ( 11 ) is so integrated into the hydraulic system, that the pump can be switched to two operating states, a first operating state, the non-braking operation, and a second operating state, the braking operation, wherein the conduit system is designed such that in both operating states by means of the pump ( 11 ) a volume flow through the working space ( 4 ) is buildable. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (9) zur Betriebszustandsschaltung auf der Druckseite der Pumpe (11) angeordnet ist und eine Bypassleitung (28), zur Umgehung des Ventils (9) und der Pumpe (11) zurück in den Arbeitsmediumspeicher (10) vorgesehen ist.Hydrodynamic machine according to claim 1, characterized in that a valve ( 9 ) to the operating state circuit on the pressure side of the pump ( 11 ) is arranged and a bypass line ( 28 ), to bypass the valve ( 9 ) and the pump ( 11 ) back into the working medium memory ( 10 ) is provided. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (9) zur Betriebszustandsschaltung auf der Saugseite der Pumpe (11) angeordnet ist und eine Bypassleitung zur Umgehung des Ventils (9) vorgesehen ist.Hydrodynamic machine according to claim 1, characterized in that a valve ( 9 ) to the operating state circuit on the suction side of the pump ( 11 ) is arranged and a bypass line to bypass the valve ( 9 ) is provided. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bypassleitung (27) vorgesehen ist, durch die im ersten Betriebszustand, Nicht-Bremsbetrieb, ein Teilvolumenstrom in den Arbeitsraum (4) gepumpt werden kann.Hydrodynamic machine according to claim 4 or 5, characterized in that a second bypass line ( 27 ) is provided, by the in the first operating state, non-braking operation, a partial flow into the working space ( 4 ) can be pumped. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Bypassleitung (27) ein Arbeitsmediumfilter (13) vorgesehen ist.Hydrodynamic machine according to claim 6, characterized in that in the second bypass line ( 27 ) a working medium filter ( 13 ) is provided. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Betriebszustand der Volumenstrom durch eine Arbeitsleitung (30) über ein Druckregelventil (16, 25) gepumpt wird.Hydrodynamic machine according to claim 3, characterized in that in the second operating state the volume flow through a working line ( 30 ) via a pressure regulating valve ( 16 . 25 ) is pumped. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (16, 25) mittels eines Proportionalventils (21) gesteuert/geregelt wird, dass hinter den Arbeitsmediumfilter (13) mit der Bypassleitung (27) gekoppelt ist. Hydrodynamic machine according to claim 8, characterized in that the pressure regulating valve ( 16 . 25 ) by means of a proportional valve ( 21 ) is controlled / controlled, that behind the working medium filter ( 13 ) with the bypass line ( 27 ) is coupled. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil ein 3/3 Wegeventil oder ein 3/2 Wegeventil ist.Hydrodynamic machine according to claim 8 or 9, characterized in that the pressure regulating valve is a 3/3 way valve or a 3/2 way valve.

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