DE1525396A1 - Hydrodynamic brake - Google Patents

Description

-Hydrodynamische Bremse Hydrodynamische Bremse, bestehend aus einem feststehenden Bremsgehäuse mit Druckmittelanschlüssen in dem ein oder mehrere Statoren und Rotoren angeordnet sind. Da bei Verwendung der hydrodynamischen Bremse als Dauerbremse bei Kraftfahrzeugen, die Bremse häufiger im Leerlauf mitläuft als sie in Betrieb genommen wird, ist es erforderlich, die leerlaufverlustleistung der Bremse möglichst gering zu halten.-Hydrodynamic brake Hydrodynamic brake, consisting of one stationary brake housing with pressure medium connections in the one or more stators and rotors are arranged. Because when using the hydrodynamic brake as a permanent brake in motor vehicles, the brake idles more frequently than it does when it is in operation is taken, it is necessary to reduce the idle power loss of the brake as much as possible to keep it low.

Zur Verringerung der leerlaufverluste bei hydrodynamischen Bremsen wurden bereits Mittel vorgeschlagen, durch die der Stator im Leerlauf in seiner Lage zum Rotor verändert wird oder durch die der Stator mit dem Rotor gekuppelt Wird, so daß er mit diesem umläuft. Alle diese Mittel verringern die Leerlaufleistung jedoch nur bis zu einem gewissen Grade, da» sich im Bremsgehäuse noch rotierende Bauteile befinden, durch die das in dem Bremsgehäuse befindliche Gas und Druckmittel verwirbelt wird.To reduce idling losses in hydrodynamic brakes Means have already been proposed by which the stator idles in its Position to the rotor is changed or by which the stator is coupled to the rotor Will, so that he goes around with this one. All of these agents reduce idle power but only to a certain extent, because the brake housing is still rotating Components are located through which the gas and pressure medium located in the brake housing is swirled.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Leerlaufleistung von hydrodynamischen Bremsen über das durch bekannte Vorrichtungen erre ichte Maß hinaus zu verringern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rotoren einer hydrodynamischen Bremse über ein Kupplungssystem mit der drehbar im Bremsgehäuse gelagerten Bremswelle verbunden sind, das selbsttätig in Abhängigkeit von dem Druck zwischen den Schaufelkränzen der Rotoren und Statoren die Rotoren im Leerlauf von der Bremswelle löst und im Betrieb mit der Bremswelle kuppelt. Dieses Kupplungssystem besteht aus einer das Betriebsmoment übertragenden Klauenkupplung und einer das Leerlaufdrehmoment übertragenden Reibungskupplung mit konischen Reibflächeng wobäi die Reibungskupplung die beiden Kupplungshälften der Klauenkupplung vor dem Einkuppeln in Gleichlauf bringt.The invention is therefore based on the object of the idle power of hydrodynamic brakes beyond the extent achieved by known devices also decrease. This object is achieved in that the Rotors of a hydrodynamic brake via a coupling system with the rotatable im Brake housing mounted brake shaft are connected, which is automatically dependent from the pressure between the blade rings of the rotors and stators the rotors releases from the brake shaft when idling and couples with the brake shaft during operation. This Coupling system exists from one that transmits the operating torque Claw clutch and a friction clutch that transmits the idling torque conical friction surfaces where the friction clutch connects the two clutch halves of the Brings the claw clutch into synchronism before engaging.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird-im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

In dem Bremsgehäuse 1 ist ein Stator 2 und ein Rotor 3 angeordnet. Der Stator 2 ist mit dem Bremsgehäuse 1 drehfest verbunden. Der Rotor 3 ist über ein Kupplungseyptem 4 auf der Bremswelle 5, die im Bremsgehäusel drehbar gelagert ist, angeordnet. Das Kupplungssystem 4 besteht aus einem Grundkörper 6, einer Synchronisierscheibe 7 und einem Kupplungsstück 8, sowie zwei zwischen dem Grundkörper 6 und der Synehronisierscheibe 7 einerseits und der Synchronisierscheibe 7 und dem Kupplungsstück 8 andererseits angeordneten Federpaketen 9 und 10, die unter Zusammenwirkung eine Klauenkupplung 11 und eine Reibungskupplung 12 darstellen. Die Klauen der Klauenkupplung sind an dem Grundkörper 6 und dem Kupplungsstück 8 angeordnet, während die konischen Reibflächen der Reibungskupplung 12 an der Synchronisierscheibe 7 und an dem Kupplungsstück 8 angeordnet sind. Die Synchronisierscheibe 7 ist mit einer Nut 13 versehen, in die der im Grundkörper 6 angeordnete Bolzen 14 eingreiftg so daß sich die Synchronisierscheibe 7 gegenüber dem Grundkörper 6 nicht verdrehen kann.A stator 2 and a rotor 3 are arranged in the brake housing 1. The stator 2 is connected to the brake housing 1 in a rotationally fixed manner. The rotor 3 is arranged via a coupling device 4 on the brake shaft 5, which is rotatably mounted in the brake housing. The clutch system 4 consists of a base body 6, a synchronizing disk 7 and a coupling piece 8, as well as two spring assemblies 9 and 10 arranged between the base body 6 and the synchronizing disk 7 on the one hand and the synchronizing disk 7 and the coupling piece 8 on the other hand, which together form a claw clutch 11 and represent a friction clutch 12. The claws of the claw clutch are arranged on the base body 6 and the coupling piece 8 , while the conical friction surfaces of the friction clutch 12 are arranged on the synchronizing disk 7 and on the coupling piece 8 . The synchronizing disk 7 is provided with a groove 13 into which the bolt 14 arranged in the base body 6 engages so that the synchronizing disk 7 cannot rotate relative to the base body 6.

Der Grundkörper 6 ist mit der Bremswelle drehfest verbunden. Auf ihm sind die Synchronisierscheibe 7 längsverschieblich und das Kupplungsstück 8 längsverschieblich und drehbar gelagert. Die Längsverschieblichkeit der Synchronisierscheibe 7 ist in der einen Richtung durch den Grundkörper 6 selbst und in der anderen Richtung durch einen auf dem Fuß des Grundkörpers 6 angeordneten Sprengring 15 begrenzt. Der Rotor 3 ist mit'dem Kupplungsstück 8 kraft- und formschlüssig verbunden und entsprechend mit diesem gegenüber dem Grundkörper 6 längsverschieblich und drehbar.Das Kupplungsstück 8 stellt außerdem einen Kolben darg der in Leerlaufstellung in die Zylinderbohrung 16 des Bremsgehäuses 1 geschoben istt so daß ein Druckraum 17 gebildet wird, in den der Kanal: 18-,-duidhden die Druckmittelzufuhr erfolgt, mündet.' Im Betrieb sind die beiden Schaufelkränze der hydrodynamischen Bremse von Rotor 3 und Stator 2 mit Druckmittel gefüllt und der Rotor 3 ist über das Kupplungssystem.4 mit der Bremswelle 5 verbunden. Die beiden Federpakete 9 und 10 sind durch die infolge des Druckes zwischen Rotor 3 und Stator 2 vorhandene Axialkraft gespannt. Die Drehmomentübertragung von dem Rotor 3 auf die Bremswelle 5 erfolgt über die eingerastete Klauenkupplung 11 des Kupplungssystems 4.The base body 6 is non-rotatably connected to the brake shaft. The synchronizing disk 7 is longitudinally displaceable on it and the coupling piece 8 is longitudinally displaceable and rotatable. The longitudinal displaceability of the synchronizing disk 7 is limited in one direction by the base body 6 itself and in the other direction by a snap ring 15 arranged on the foot of the base body 6. The rotor 3 is non-positively mit'dem coupling piece 8 and positively connected and correspondingly longitudinally displaceable with this relative to the base body 6 and drehbar.Das coupling piece 8 also provides a piston darg the pushed in the idling position in the bore 16 of the brake housing 1 ISTT so that a pressure chamber 17 is formed, in which the channel: 18 -, - duidhden the pressure medium is supplied, opens. ' During operation, the two blade rings of the hydrodynamic brake of the rotor 3 and stator 2 are filled with pressure medium and the rotor 3 is connected to the brake shaft 5 via the clutch system. The two spring assemblies 9 and 10 are tensioned by the axial force present between rotor 3 and stator 2 as a result of the pressure. The torque is transmitted from the rotor 3 to the brake shaft 5 via the engaged dog clutch 11 of the clutch system 4.

Beim Abschalten der hydrodynamischen Bremse wird zunächst der Druckmittelzufluß durch den Kanal 18 gesperrt. Das in den Schaufelkränzen von Rotor 3 und Statoi# 2 befindliche Druckmittel wird durch die Pumpenwirkung des Rotors 3 durch den zwischen Rotor 3 und Stator 2 am äußeren Umfang bestehenden Ringspalt in den Gehäuseraum 19 gepumpt und über einen Ablauf in einen Sammelbehälter geleitet. Mit abnehmender Füllung sinkt auch der in dem Schaufelraum bestehende Druck, so daß die Axialkräfte schließlic!.-1 geringer werden als die Vorspannkräfte der Federpakete 9 und 10. Hierdurch wird der Rotor 3 über das Kupplungsatück 8 und die Synciaironisierscheibe 7 durch das stärker ausgebildete Federpake't 9 in Richtung auf den Stator 2 verschoben, bis-die Synchronisierscheibe 7 an dem Sprengring 15 zur Anlage kommt. Die Klauenkupplung 11 wird ausgerückt, so daß der Rotor nur noch durch die Reibungskupplung 12 mitgenommen wird. Nachdem der statische Druck im Schaufelraum weiter abgesunken ist, trennt das Federpaket 10 das Kupplungsstück 8 von der Synchronisierscheibe 7 und schiebt dieses unter Mitnahme des Rotors 3 in die Gehäusebohrung 16 in Richtung auf den Einfüllkanal 18. Da die Summe der Federwege der einzelnen Federpakete 9 und 10 geringer ist als der im Betrieb vorhandene Abstand zwischen ein Kupplungsstück 8 und der Rückwand der Zylinderbohrung 16 im Bremsgehäuse 1, kommt das Kupplungsstück 8 nicht am Bremsgehäuse zur Anlage, so daß der Rotor 3 durch die Reibung zwischen den mit dem Rotor 3 einerseits und der Bremswelle 5 andererseits gekuppelten Bauteilen gehalten wird, wobei die Rotordrehzahl so groß ist, daß das durch den in dem Schaufelraum bestehenden Restflüssigkeitsstrom erzeugte Drehmoment zwischen Rotor 3 und Stator 2 gleich dem Reibungsmoment zwischen Rotor 3 und Bremswelle 5 ist. Die leerlaufverluste der hydrodynamischen Bremse bestehen daher nur noch aus den Reibungsverlusten zwischen Rotor 3 und Bremswelle 5 und der Lagereibung.When the hydrodynamic brake is switched off, the flow of pressure medium through the channel 18 is initially blocked. The pressure medium in the blade rings of rotor 3 and Statoi # 2 is pumped by the pumping action of rotor 3 through the annular gap existing between rotor 3 and stator 2 into housing space 19 and passed through a drain into a collecting container. As the filling decreases, the pressure in the blade space also falls, so that the axial forces ultimately become lower than the pretensioning forces of the spring assemblies 9 and 10. As a result, the rotor 3 via the coupling part 8 and the Synciaironizing disc 7 is replaced by the more strongly designed spring assembly 't 9 moved in the direction of the stator 2 until the synchronizing disk 7 comes to rest on the snap ring 15. The dog clutch 11 is disengaged so that the rotor is only taken along by the friction clutch 12. After the static pressure in the blade space has decreased further, the spring assembly 10 separates the coupling piece 8 from the synchronizing disk 7 and pushes it, taking along the rotor 3, into the housing bore 16 in the direction of the filling channel 18. Since the sum of the spring travel of the individual spring assemblies 9 and 10 is less than the distance between a coupling piece 8 and the rear wall of the cylinder bore 16 in the brake housing 1 during operation, the coupling piece 8 does not come into contact with the brake housing, so that the rotor 3 due to the friction between the rotor 3 on the one hand and the Brake shaft 5 on the other hand coupled components is held, the rotor speed is so high that the torque generated by the residual fluid flow existing in the blade space between rotor 3 and stator 2 is equal to the frictional torque between rotor 3 and brake shaft 5 . The no-load losses of the hydrodynamic brake therefore only consist of the friction losses between rotor 3 and brake shaft 5 and the bearing friction.

Bei erneuter Inbetriebnahme der Bremse wird über den Einlaßkanal 18 unter Überdruck stehendes Druckmittel zugeführt, das in den Druckraum 17 gelangt und das als Kolben wirkende Kupplungsstück 8 in Richtung auf die Synchronisierscheibe 7 verschiebt. Über die Reibflächen der Reibungskupplung 12 wird das Kupplungsstück 8 mit der sich mit der Bremswelle 5 drehenden Synchronisierscheibe 7 gekuppelt und der Rotor 3 über das Kupplungsstück 8-.in Drehung versetzt. Erst bei weiterem Ansteigen des Druckes im Druckraum 17 wird das Kupplungsstück zusammen mit Rotor und Synchronisierscheibe unter Spannen des Federpakets 9 weiter nach linke verschoben, bis die Klauenkupplung einrastet. Erst jetzt wird die Verbindung von dem Druckraum 17 zu den Schaufelkränzen von Stator 2 und Rotor 3 geöffnet. Die beiden Schaufelkränze werden nun mit Druckmittel gefüllt,und der zwischen Stator und Rotor entstehende Axialschub hält die Federpakete 9 und 10 gespannt.At restart of operation of the brake standing pressure medium is supplied via the inlet conduit 18 under pressure which enters into the pressure chamber 17 and acting as a piston coupling shifts toward the Synchronisierscheibe 7. 8 The coupling piece 8 is coupled to the synchronizing disk 7 rotating with the brake shaft 5 via the friction surfaces of the friction clutch 12, and the rotor 3 is set in rotation via the coupling piece 8-. Only when the pressure in the pressure chamber 17 rises further is the coupling piece, together with the rotor and synchronizing disk, pushed further to the left while the spring assembly 9 is tensioned, until the claw coupling engages. Only now is the connection from the pressure chamber 17 to the blade rings of the stator 2 and rotor 3 opened. The two blade rings are now filled with pressure medium, and the axial thrust that occurs between the stator and rotor keeps the spring assemblies 9 and 10 tensioned.

Claims (2)

Patentansprüche 1) Hydrodynamische Bremseg bestehend aus einem fest' stehenden Bremsgehäuse mit Druckmittelanschlüssen, in dem ein oder mehrere Statoren und Rotoren angeordnet sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rotoren(3) über ein Kupplungssystem (4)mit der drehbar im Bremsgehäuse gelagerten BremAwelle (5) verbunden sind, das selbsttätig in Abhängigkeit von dem Druck zwischen den Schaufelkränzen der Rotoren (3) und Statoren (2) die Rotoren (3) im Leerlauf von der Bremäwelle (5) löst und im Betrieb mit der Bremswelle (5) kuppelt. Claims 1) Hydrodynamic Bremseg consisting of a fixed 'stationary brake housing with pressure medium connections, in which one or more stators and rotors are arranged, characterized k g e ennzeic HNET that the rotors (3) via a coupling system (4) with the rotatably mounted in the brake housing Bearing BremAwelle (5) are connected, which automatically, depending on the pressure between the blade rings of the rotors (3) and stators (2), the rotors (3) in idle from the Bremäwelle (5) and in operation with the brake shaft (5 ) couples. 2) Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadürch'g ek e n n z e-i c h n e t, daß das Kupplungssystem (4) aus einer das Betriebsdrehmoment übertragenden Klauenkupplung (11) und einer das Leerlaufdrehmoment übertragenden Reibungskupplung (12) mit konischen Reibflächen besteht, wobei die Reibungskupplung die beiden Kupplungshälften (6,8) der Klauenkupplung (11) vor dem Einkuppeln in Gleichlauf bringt. 3) Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem.mit der Bremswelle (5) verbundenen Grundkörper (6) der Klauenkupplung und der auf diesem gelagerten Synchronisierscheibe (7) der Reibungskupplung ein Federpaket (9) angeordnet ist. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i o h n e t, daß zwischen der Synchronisierscheibe (7) und dem auf dem Grundkörper (6) ge-I lagerten, mit dem Rotor (3) verbundenen Kupplungestück (8) ein Federpaket (10) gelagert ist. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 3 und 4, dadurch g e k e n n z.e i o h n e t, daß die Federpakete (9910) aus mehreren aufeinandergesetzten Tellerfedern bestehen.2) Hydrodynamic brake according to claim 1, dadürch'g ek ennz ei chnet that the clutch system (4) consists of a claw clutch (11) which transfers the operating torque and a friction clutch (12) with conical friction surfaces which transfers the idling torque, the friction clutch consisting of the two Bring the coupling halves (6,8) of the claw coupling (11) into synchronization before the coupling. 3) Hydrodynamic brake according to claim 1 and 2, characterized g e ennzeichnet k that arranged between the brake shaft dem.mit (5) the base body (6) connected to the dog clutch and mounted on this Synchronisierscheibe (7) of the friction clutch, a spring assembly (9) is. Hydrodynamic brake according to claim 1 to 3, characterized g e k ennzei o HNET that superimposed between the Synchronisierscheibe (7) and on the base body (6), ge-I, with the rotor (3) Kupplungestück connected (8) is a spring assembly ( 10) is stored. Hydrodynamic brake according to claim 3 and 4, characterized g e k hen i ze o t hne in that the spring packets (9910) are comprised of a plurality of stacked disc springs.