DE102022125358A1 - Working medium circuit for a retarder - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Arbeitsmediumkreislauf für einen Retarder vorgeschlagen, der einen Rotor und einen Stator, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum ausbilden, einen druckdichten Arbeitsmediumbehälter der über einen Einlasskanal mit dem Arbeitsraum verbunden ist, einem Steigkanal der in den Arbeitsmediumbehälter hineinreicht und mit dem Einlasskanal gekoppelt ist, einer Druckluftregeleinheit, MRCU mittels der der Arbeitsmediumbehälter mit Druckluft beaufschlagbar ist umfasst, wobei in der Druckluftregeleinheit ein Überdruckventil vorgesehen ist.Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Überdruckventil über einen Überdruckkanal mit dem Arbeitsmediumbehälter verbunden ist.A working medium circuit for a retarder is proposed, which comprises a rotor and a stator, which together form a toroidal working chamber, a pressure-tight working medium container which is connected to the working chamber via an inlet channel, a riser channel which extends into the working medium container and is coupled to the inlet channel, a compressed air control unit, MRCU, by means of which the working medium container can be pressurized with compressed air, wherein a pressure relief valve is provided in the compressed air control unit. According to the invention, it is proposed that the pressure relief valve is connected to the working medium container via a pressure relief channel.
Description
Die Erfindung betrifft einen Arbeitsmediumkreislauf für einen Retarder mit Druckluftregeleinheit.The invention relates to a working medium circuit for a retarder with compressed air control unit.
Dem Fachmann sind Retarder in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Im Wesentlichen umfasst der Retarder einen Stator und einen Rotor welche einen torusförmigen Arbeitsraum bilden. Der Arbeitsmediumkreislauf umfasst im Wesentlichen einen Arbeitsmediumbehälter, einen Einlasskanal, einen Auslasskanal und einen Kühler. Weiterhin sind Mittel vorhanden, mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter in den Arbeitsraum bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere Nicht-Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum zurück in den Arbeitsmediumbehälter bringbar ist.Retarders in different designs are known to those skilled in the art. The retarder essentially comprises a stator and a rotor which form a toroidal working chamber. The working medium circuit essentially comprises a working medium container, an inlet channel, an outlet channel and a cooler. Furthermore, means are provided by means of which the working medium can be brought from the working medium container into the working chamber for a first operating state, in particular braking operation, and the working medium can be brought from the working chamber back into the working medium container for a second operating state, in particular non-braking operation.
Im Bremsbetrieb selbst bildet sich im Arbeitsmediumkreislauf eine Kreislaufströmung aus, durch die das im Arbeitsraum durch die hydrodynamische Strömung erhitzte Arbeitsmedium zum Kühler und von dort zurück in den Arbeitsraum gepumpt wird.During braking operation itself, a circulating flow is formed in the working medium circuit, through which the working medium heated in the working chamber by the hydrodynamic flow is pumped to the cooler and from there back into the working chamber.
Aus der
Der Arbeitsmediumbehälter ist als Druckbehälter ausgeführt und wird zum Schalten in den Bremsbetrieb mit Druckluft beaufschlagt, so dass das Arbeitsmedium über die Steigleitung aus dem Tank in den Arbeitsraum des Retarders gedrückt wird. Zum Schalten in den Nicht-Bremsbetrieb erfolgt eine Entlüftung des Arbeitsmediumbehälters. Das Bremsmoment kann somit über die Druckbeaufschlagung des Arbeitsmediums im Arbeitsmediumbehälter geregelt werden. Die Druckluftregeleinheit wird auch als MRCU bezeichnet.The working medium tank is designed as a pressure tank and is pressurized with compressed air to switch to braking mode, so that the working medium is pressed from the tank into the retarder's working chamber via the riser. To switch to non-braking mode, the working medium tank is vented. The braking torque can thus be regulated by pressurizing the working medium in the working medium tank. The compressed air control unit is also referred to as MRCU.
Die Entlüftung bzw. der Druckluftabbau erfolgt über die MRCU in die Umgebung, wobei die austretende Luft durch einen Ölabscheider geleitet wird.The venting or compressed air reduction takes place via the MRCU into the environment, with the escaping air being passed through an oil separator.
Insbesondere ist die Belüftung und Entlüftung wichtig, um schnell von einem Betriebszustand in einen anderen schalten zu können. Ein Überdruckventil in der MRCU verhindert einen Überdruck im Arbeitsmediumbehälter und im Arbeitsmediumkreislauf.In particular, ventilation and venting are important in order to be able to switch quickly from one operating state to another. A pressure relief valve in the MRCU prevents excess pressure in the working medium tank and in the working medium circuit.
Zur schnellen und genauen Regelung der Bremskraft des Retarders werden aber immer höhere Anforderungen gestellt, die von den bekannten Systemen nicht mehr erfüllt werden können.However, there are increasingly higher demands on the rapid and precise control of the retarder's braking force, which can no longer be met by the known systems.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Arbeitsmediumkreislauf mit verbesserten Betriebseigenschaften vorzuschlagen.The object of the present invention is to propose a working medium circuit with improved operating characteristics.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by an embodiment according to the independent claim. Further advantageous embodiments of the present invention can be found in the subclaims.
Es wird ein Arbeitsmediumkreislauf für einen Retarder vorgeschlagen, der einen Rotor und einen Stator, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum ausbilden, einen druckdichten Arbeitsmediumbehälter der über einen Einlasskanal mit dem Arbeitsraum verbunden ist, einem Steigkanal der in den Arbeitsmediumbehälter hineinreicht und mit dem Einlasskanal gekoppelt ist, einer Druckluftregeleinheit, MRCU mittels der der Arbeitsmediumbehälter mit Druckluft beaufschlagbar ist umfasst, wobei in der Druckluftregeleinheit ein Überdruckventil vorgesehen ist.A working medium circuit for a retarder is proposed, which comprises a rotor and a stator, which together form a toroidal working chamber, a pressure-tight working medium container which is connected to the working chamber via an inlet channel, a riser channel which extends into the working medium container and is coupled to the inlet channel, a compressed air control unit, MRCU, by means of which the working medium container can be pressurized with compressed air, wherein a pressure relief valve is provided in the compressed air control unit.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Überdruckventil über einen Überdruckkanal mit dem Arbeitsmediumbehälter verbunden ist. Das Überdruckventil ist dafür notwendig den Arbeitsmediumbehälter sowie den Retarder vor einem Überdruck zu schützen. Durch die Verlegung des Druckabgriffs in den Arbeitsmediumbehälter wirken sich Überschwinger des Regeldruckes beim Füllvorgang wesentlich gedämpfter aus, so dass das Überdruckventil nicht mehr so oft ausgelöst wird. Damit wird die Regelgüte des Füllvorganges verbessert und es kommt zu einer Reduzierung es ungewollten abblasens des Überdrucks, was direkt zu einem geringeren Luftverbrauch/Leckage führt. Der Aufwand zur Drucklufterzeugung kann reduziert werden.According to the invention, it is proposed that the pressure relief valve is connected to the working medium tank via a pressure relief channel. The pressure relief valve is necessary to protect the working medium tank and the retarder from excess pressure. By moving the pressure tap into the working medium tank, overshoots in the control pressure during the filling process are significantly dampened, so that the pressure relief valve is no longer triggered as often. This improves the control quality of the filling process and reduces the number of unwanted overpressure releases, which directly leads to lower air consumption/leakage. The effort required to generate compressed air can be reduced.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Überdruckkanal oberhalb des maximalen Arbeitsmediumlevels im Arbeitsmediumbehälter verbunden ist. Wie auch aus dem StdT bekannt ist der Arbeitsmediumbehälter im Nicht-Bremsbetrieb nur so weit gefüllt, dass ein Bereich verbleibt in der für den Schaumabbau (Ölschaum) geeignet ist.Preferably, it can be provided that the overpressure channel is connected above the maximum working medium level in the working medium tank. As is also known from the StdT, the working medium tank is only filled to such an extent in non-braking operation that an area remains in which is suitable for foam decomposition (oil foam).
Weiterhin kann im Arbeitsmediumbehälter ein Ölabscheider vorgesehen sein, an den der Überdruckkanal an den Ölabscheider angeschlossen ist.Furthermore, an oil separator can be provided in the working medium tank, to which the overpressure channel is connected to the oil separator.
In einer Ausgestaltung kann der Arbeitsmediumbehälter über den Ölabscheider und einen Entlüftungskanal mit der Druckluftregeleinheit verbunden sein, wobei die Druckluftregeleinheit ein Ventil umfasst, über das der Entlüftungskanal mit der Umgebung verbindbar ist.In one embodiment, the working medium container can be connected to the compressed air control unit via the oil separator and a vent channel, wherein the compressed air control unit comprises a valve via which the vent channel can be connected to the environment.
Weiterhin kann der Überdruckkanal hinter dem Überdruckventil an den Entlüftungskanal angeschlossen sein, der mit der Umgebung über einen Schalldämpfer verbunden ist.Furthermore, the overpressure channel behind the pressure relief valve can be connected to the vent channel, which is connected to the environment via a silencer.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von
Bei der Schaltung in den Bremsbetrieb wird über die Druckregelung in der MRCU 11 Druckluft über den Druckluftkanal 17 in den Arbeitsmediumbehälter 8 geleitet, so dass der Druck im Arbeitsmediumbehälter 8 ansteigt. Dadurch wird das Arbeitsmedium 15 über die Steigleitung 9 aus dem Arbeitsmediumbehälter 8 in den Arbeitsmediumkreislauf gedrückt.When switching to braking mode, compressed air is fed via the pressure control in the MRCU 11 via the compressed air channel 17 into the working medium tank 8, so that the pressure in the working medium tank 8 increases. As a result, the working medium 15 is pressed via the riser pipe 9 from the working medium tank 8 into the working medium circuit.
Der entsprechende Druck der Druckluft wird über die MRCU 11, welche auch ein Proportionalventil umfasst, geregelt. Entsprechend dem Druck ändert sich der Befüllgrad im Arbeitsraum 5, der vom Rotor 3 und Stator 4 umschlossen wird, so dass die Bremsleistung des Retarders 1 regelbar ist. Die aus dem Arbeitsraum 5 verdrängte Luft kann über die Profilentlüftung 10 aus dem System entweichen, bzw. wieder in dieses zurückströmen.The corresponding pressure of the compressed air is regulated via the MRCU 11, which also includes a proportional valve. The filling level in the working chamber 5, which is enclosed by the rotor 3 and stator 4, changes according to the pressure, so that the braking power of the retarder 1 can be regulated. The air displaced from the working chamber 5 can escape from the system via the profile ventilation 10 or flow back into it.
Die Pumpwirkung des Retarders 1 bewirkt während des Bremsbetriebs, dass ein Arbeitsmediumstrom durch den Arbeitsmediumkreislauf mit dem Wärmetauscher 2 gepumpt wird. Das Arbeitsmedium kann Öl oder ein anderes geeignetes Gemisch sein.During braking operation, the pumping action of the retarder 1 causes a working medium flow to be pumped through the working medium circuit with the heat exchanger 2. The working medium can be oil or another suitable mixture.
Bei der Schaltung des Retarders 1 in den Nicht-Bremsbetrieb schaltet die MRCU 11 in eine Entlüftungsstellung, so dass die Druckluft aus dem Arbeitsmediumbehälter 8 über den Ölabscheider 14, die Entlüftungsleitung 19 mit dem Ventil 20 und den Schalldämpfer 18 in die Umgebung entweichen kann.When the retarder 1 is switched to non-braking mode, the MRCU 11 switches to a venting position so that the compressed air from the working medium tank 8 can escape into the environment via the oil separator 14, the vent line 19 with the valve 20 and the silencer 18.
Bei Start des Bremsbetriebes ist ein schneller Aufbau der Bremsleistung erforderlich, so dass es notwendig ist mit einem großen Luftvolumen den Arbeitsmediumbehälter 8 schnell mit Druckluft zu befüllen. Während der Befüllung des Arbeitsmediumbehälters 8 mit Druckluft kann es vorkommen, dass der Druck der Druckluft für den Befüllvorgang erhöht ist, insbesondere wenn die Regelvorgänge sehr dynamisch sind. Um Überdrücke im Arbeitsmediumbehälter 8 zu vermeiden ist ein Überdruckventil 12 vorgesehen. Dieses Überdruckventil 12 ist in der MRCU 11 angeordnet und über einen Überdruckkanal 13 mit dem Arbeitsmediumbehälter 8 luftleitend verbunden.When braking operation starts, the braking power must be built up quickly, so that it is necessary to quickly fill the working medium tank 8 with compressed air using a large volume of air. When filling the working medium tank 8 with compressed air, the pressure of the compressed air for the filling process may be increased, particularly if the control processes are very dynamic. In order to avoid excess pressure in the working medium tank 8, a pressure relief valve 12 is provided. This pressure relief valve 12 is arranged in the MRCU 11 and is connected to the working medium tank 8 via an overpressure channel 13.
Der Überdruckkanal 13 ist direkt mit dem Arbeitsmediumbehälter 8 verbunden, so dass der tatsächliche Druck im Arbeitsmediumbehälter 8 als Basis für die Schaltung des Überdrucksventils 12 verwendet wird. Idealerweise ist der Überdruckkanal am Ölabscheider 14 angeschlossen, so dass auch bei einem Überdruck nicht unbeabsichtigt Öl aus dem Arbeitsmediumbehälter 8 austreten kann.The overpressure channel 13 is directly connected to the working medium tank 8, so that the actual pressure in the working medium tank 8 is used as the basis for switching the overpressure valve 12. Ideally, the overpressure channel is connected to the oil separator 14, so that even in the event of overpressure, oil cannot accidentally escape from the working medium tank 8.
Die Überdruckregelung erfolgt somit nicht mehr intern in der MRCU, sondern das Überdruckventil 12 ist über einen separaten Kanal 13 konstruktiv mit dem Arbeitsmediumbehälter verbunden. Damit kann eine höhere, dynamischere Regelgüte erreicht werden, ohne dass das zulässige Druckniveau im Arbeitsmediumbehälter 8 und den Arbeitsmediumkreislauf überschritten wird.The overpressure control is therefore no longer carried out internally in the MRCU, but the overpressure valve 12 is structurally connected to the working medium tank via a separate channel 13. This allows a higher, more dynamic control quality to be achieved without the permissible pressure level in the working medium tank 8 and the working medium circuit being exceeded.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- RetarderRetarder
- 22
- Kühlercooler
- 33
- Rotorrotor
- 44
- Statorstator
- 55
- Arbeitsraumworking space
- 66
- EinlasskanalInlet channel
- 77
- AuslasskanalExhaust channel
- 88th
- ArbeitsmediumbehälterWorking medium tank
- 99
- SteigkanalRiser channel
- 1010
- ProfilentlüftungProfile ventilation
- 1111
- MRCUMRCU
- 1212
- ÜberdruckventilPressure relief valve
- 1313
- ÜberdruckkanalOverpressure channel
- 1414
- ÖlabscheiderOil separator
- 1515
- ArbeitsmediumWorking medium
- 1616
- DruckluftanschlussCompressed air connection
- 1717
- DruckluftkanalCompressed air duct
- 1818
- Schalldämpfersilencer
- 1919
- EntlüftungskanalVentilation duct
- 2020
- VentilValve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102019005478 A1 [0004]DE 102019005478 A1 [0004]
Claims (5)
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