DE2260141A1

DE2260141A1 - Hydrodynamischer retarder fuer fahrzeuge, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2260141A1
Application number: DE2260141A
Authority: DE
Inventors: Hans Hanke
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1972-12-08
Publication date: 1974-06-20
Also published as: JPS4988231A; GB1405688A; FR2210248A5; US3888335A; IT997670B

Description

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Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim. 9 45 2 A

Stuttgart

6; Dezember 1972 EPT/Roe/DÜ

Hydrodynamischer Retarder für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem inneren Arbeitskreislauf zwischen mindestens einem rotierenden und mindestens einem feststehenden Schaufelrad in einem Arbeitsraum, mit einem Kühlkreislauf,mit einem vom Druck in demselben beaufschlagbaren Abschaltventil und gegebenenfalls einem Kühler, mit einem mittels eines Steuerventils z. B. vom Bremspedal aus gesteuerten und mit dem äußeren Kühlkreislauf durch eine Füll- und Entleerleitung verbundenen Füllzylinder, mit einem ebenfalls dem äußeren Kühlkreislauf zugeordneten Vorratsbehälter und mit einer Druckentlastung der unmittelbar vor den Wellendichtungen liegenden Räumen nach einer im Betrieb drucklosen Stelle des Arbeitskreislaufes.

Ein Retarder der obengenannten Art ist von der Anmelderin selbst bereits vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 21 02 078.0). Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Retarder in der Wirkungsweise noch zu verbessern und insbesondere in seinem Aufbau zu vereinfachen. Dabei soll vor allen Dingen eine einwandfreie Schmierung während des Leerlaufbetriebes und außerdem auch noch sichergestellt werden, daß das Steuerungssystem neben den normalen Betriebszuständen auch den folgenden beiden Betriebsbedingungen genügen kann:

1. Voller Luftdruck auf den Füllzylinder bei stehendem bzw. langsam rotierendem Retarder und

2. Entleerung de· Arbeitsraumes bei im Stillstand vollgelaufen** JIe tarder beim Anlassen und pietzliohem Hoohdrehen des Motor·. '

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Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Retarder η erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Füllzylinder ein erstes federbelastetes Ventil» insbesondere ein Plattenventil, zugeordnet ist, welches im Bremsbetrieb die Verbindung zwischen der Fall- und Entleerleitung und dem Vorratsbehälter schließt, jedoch die Verbindung der Füll- und Entleerleitung zum Füllzylinder frei laßt und welches im Leerbetrieb die Verbindung zwischen dem Füllzylinder, dem Vorratsbehälter und der Füll- und Entleerleitung frei gibt, und daß ferner eine Schmierleitung zwischen den druckentlasteten Räumen an den Dichtungen und der Füll- und Entleerleitung vorgesehen ist, welche über ein zweites federbelastetes Ventil, insbesondere ein Plattenventil, führt, welches im Bremsbetrieb schließt aber im Leerbetrieb diese Verbindung frei gibt.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung wird ein einwandfreier Betrieb beim Bremsen und im Leerlauf gewährleistet. Der Füllzylinder wird beim Bremsen vom Bremsventil her mit Druckluft beaufschlagt, so daß dann die beiden Plattenventile schließen können. Diese sind speziell wegen ihrer geringen Reibung und ihrer großen Ansprechempfindlichkeit für die Erfindung von besonderem Vorteil. Die FUlIflüssigkeit strömt dann durch die Füll- und Entleerleitung in den Arbeitsraum des Retarders. Je nach Luftdruck wird eine variable Füllung der Bremse und damit ein einstellbare" Bremsmoment erreicht. Das während des BremsVorganges durch die Kolbenringdichtung tretende Lecköl wird durch die Entlastungsverbindung in das Zentrum des Arbeitsraumes zurückgeführt. Bei entlastete» Füllzylinder öffnen sich beide Plattenventile. Der Retarder kann sich dann durch die Füll- und Entleerleitung in der Füllzylinder bzw. Vorratsbehälter leerpumpen. Da· Abschaltventil sorgt dafür, daft der Kühlkreislauf nicht völlig entleer wird. Diese Malnähme in Verbindung mit der richtigen Auswahl der beiden Platteaventile gewährleistet kurze Ansprechzeiten sowohl beim rollen als auch beim Entleeren des Retarder·. Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, dal die Schmierleitung Ober ein Rück-•ehlegveatil alt 4·· Verrate»ehälter verbunden ist· welches beim

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Überschreiten eines bestimmten Druckes in der Schmierleitung diese mit dem Vorratsbehälter verbindet, in umgekehrter Richtung jedoch stets schließt. Mit Hilfe dieses Rückschlagventile· wird der oben unter ein· näher genannte Betriebszustand beherrscht, denn es wird dadurch eine Überlastung der Dichtungen verhindert. Das Überschußöl kann also durch das Rückschlagventil in den Vorratsbehälter zurückströmen.

Mit Hilfe des zweiten Plattenventiles wird das Schmierproblem im Leerbetrieb gelöst. £· stellt gewißermaßen eine Umgehung des Rttckschlagventilee dar und öffnet die Verbindung sum Vorratsbehälter, der zweckmäßig oberhalb des Retarder· angeordnet ist. Bei entsprechend hohen Drehzahlen würdennämlich infolge der Pumpwirkung des Rotors ohne diese Verbindung·leitungen zum Vorratsbehälter die Räume vor den Dichtungen entleert und dort gleichseitig ein Unterdruck aufgebaut. Durch dae geöffnete zweite Plattenventil kann dann entsprechende Schmierflüssigkeit nachfließen.

Der erfindungsgemäße Retarder kennzeichnet sich außerdem durch eine derartige Anordnung und Ausbildung der beiden Plattenventile, daß ihre beiden Platten quer zu der auftreffenden Strömung vom Füllrylinder in die FUIl- und Entleerleitung jedoch etwa parallel zur umgekehrten Strömungsrichtung liegen. Durch diese spezielle Anordnung, die insbesondere für das erste Plattenventil von großer Bedeutung ist, wird der oben unter zwei genannte Betriebszustand beherrscht. Diese Anordnung sorgt nämlich dafür, das das erste Plattenventil selbst bei großem ölschwall in Richtung "Entleeren" nicht st» Vorratsbehälter hin schließen kann. Trotzdem gewährleistet der vom Bremsventil her mögliche Mindestluftdruck bereits ein sicheres Schließen, so daß ein Füllen des Retarder· erfolgen ,kann. Auch das zweite Plattenventil schließt dann gegen den Schmier kreislauf.

Die Erfindung kann dahingehend weitergebildet werden, daß die beiden Plattenventile und das Rückschlagventil zu ein·· Ventilblook zusammngefa&t sind und daß in diesem Ventilblock die

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beiden Plattenventile parallel zueinander und das Rückschlagventil etwa rechtwinkelig dazu zwischen ihnen angeordnet ist bzw. «ind. Hierbei wird dann vorgeschlagen, daß die Füll- und Entleerleitung derart in den Ventilblock eingeführt ist, daß sie auch bei geschlossenem ersten Plattenventil zumindest zum überwiegenden Teil oberhalb von dessen Platte mündet. Dabei können erfindungsgemäß bei beiden Plattenventilen die Anschlußräume zum Füllzylinder hin mit seitlichen Taschen über die Ventilsitze hinaus hochgezogen sein und beim ersten Plattenventil kann dann in diesen hochgezogenen Teil die Füll- und Entleerleitung münden. Es wurde bereits erwähnt, daß durch diese Gestaltung das Schließen, vor allem des ersten Plattenventiles beim Auftreten eines plötzlichen Schwalles aus der FUll-Entleerleitung her vermieden wird.

Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß am ersten Plattenventil der Ventilsitz als ein zylindrischer Rohreinsatz ausgebildet ist, der entgegengesetzt zu seinem Sitz seitliche Offnungen in einen Gehäuseringraum aufweist, welcher seinerseits den die Feder aufnehmenden Raum des Rückschlagventiles anschneidet. Bezüglich des zweiten Plattenventiles wird vorgeschlagen, daß auch dort der Ventilsitz als ein zylindrischer Rohreinsatz ausgebildet ist, der entgegengesetzt zum Sitz seitliche öffnungen in einen Ringraum aufweist, der seinerseits mit dem Raum unterhalb der Kugel des Rückschlagventiles und der Schmiermittelleitung verbunden ist.

Und schließlich wird mit der Erfindung noch vorgeschlagen, daß der Ventilblock unmittelbar dem Füllzylinder zugeordnet, bzw. von einem Gehäuseteil desselben selbst gebildet ist. Auf diese Weise läßt sich eine außerordentlich raumsparende Anordnung erreichen. Wenn bisher stets von einem Füllzylinder gesprochen wurde, so ist dabei in erster Linie an einen Speicher etwa nach Art eines Membranspeichers gedacht. Ein solcher kann z. B. aus zwei konischen Halbschalen bestehen, die zwischen sich die elastische Membran aufnehmen. An einer Halbschale ist dann die zum Bremsventil führende Druck-

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luftleitung angeschlossen, während die andere Halbschale mit ihrem mittleren zentralen Teil unmittelbar den Ventilblock bildet. Man kann auf diese Weise in ganz einfacher Art die beiden Plattenventile so anordnen, daß sie beim Ansprechen des Füllzylinders bzw. Speichers unmittelbar von der ausströmenden Flüssigkeit beaufschlagt werden.

Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung und zwar zeigt

Figur 1, den Retarder mit seiner Steuerung im Schema, Figur 2, den Speicher mit Ventilblock im Schnitt und Figur 3, einen Schnitt nach Linie III-III in Figur 2.

Nach Figur 1 bildet der Retarder 10 mit einem Kühler 11 einen äußeren Kreislmuf 12, in welchem ein Abschaltventil 13 eingeschaltet ist. Letzteres wird gegen eine Feder vom Druck im äußeren Kreislauf 12 betätigt. Von diesem äußeren Kreislauf 12 ist eine Füll- und Entleerleitung Ik über einen Ventilblock 15 zu einem Speicher 16 geführt. Letzterer ist als Membranspeicher ausgebildet, dessen Membran 17 über die Leitung 18 vom Druck am Bremsventil beaufschlagt werden kann.

Im Ventilblock 15 ist ein erstes Plattenventil 19- vorgesehen, das die Verbindung zwischen dem Speicher 16 und einem Vorratsbehälter 20 beherrscht, der räumlich über dem Retarder 10 angeordnet ist. Ein zweites Plattenventil 21 dient zur Verbindung des Speichers 16 mit einer Schmierleitung 22, welche durch das Rückschlagventil 23 gegenüber dem Vorratsbehälter 20 gesichert ist. Diese Schmierleitung 22 mündet in die neben den Dichtungen liegenden Räume 24 des Retarders 10 und sie ist außerdem durch eine Stichleitung 25 nach dem drucklosen Inneren des Retarders hin entlastet. Im dargestellten Zustand ist der Speicher gefüllt, der Retarder 10 leer und der Kühler 11 ebenfalls noch gefüllt. Wenn jetzt z. B. bei stillstehendem Retarder 10 probeweise oder aus Versehen das Bremsventil betätigt itfird, so wird vom Speicher

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her über die Füll- und.Entleerleitung 14 der Retarder 10 gefüllt. Der Druck der'sich dort aufbaut und der infolgedessen auch die Dichtungen beansprucht, wird aus den Räumen 24 über die Schmier-, leitung 22 und das sich öffnende Rückschlagventil 23 nach dem Vorratsbehälter 20 abgeführt, so daß die Dichtungen nicht beschädigt werden können.

Wenn nun bei längerem Stillstand des Fahrzeuges, d. h. vom dargestellten Ausgangszustand, der Retarder 10 über die Plattenventile 19, 21 und über die Schrnierleiturig 22 voll gelaufen sein sollte, wird sich beim Anlassen oder beim Gas geben zum Anfahren ein relativ großer Schwall öl durch die Füll- und Entleerleitung 14 in Richtung "Entleeren" ergießen. Diese Menge kann durch die beiden Plattenventile 19 und 21 nach dem Vorratsbehälter 20 hin abfließen. Im Leerbetrieb erfolgt die Schmierung über die Schmierleitung 2 2 und die beiden offenen Ventile 19 und 21 vom Vorratsbehälter 2ü her. Wird jetzt jedoch gebremst, so schließen beide Plattenventile 19 und 21 sofort und der Retarder 10 wird über die Füll- und Entleerleitung IH gefüllt. Diese Füllung wird mit dem Bremsventil genau dosiert, so daß auch ein variables Bremsmoment erzeugt werden kann.

Nach den Figuren 2 und 3 besteht der Speicher 16 aus zwei konischen ilalbschalen 26 und 27, die zwischen sich eine Membran 28 aufnehmen. Auf diese Membran 2 8 wirkt gegen eine Feder 2 9 der Druck vom Bremsventil her über die Leitung 18. Die obere Halbschale 27 nimmt in inrem zentralen Bereich den Ventilblock 15 mit dem ersten Plattenventil 19, dem zweiten Plattenventil 21 und dem Rückschlagventil 2 auf. Die e'rsteren beiden liegen achsparallel zum Speicher nebeneinander, während das letztere quer zwischen den beiden ersteren angeordnet ist. An das erste Plattenventil 19 ist nach oben die Leitung 30 zum Vorratsbehälter 20 angeschlossen. Eine Einsatzhülse bildet unten den Ventilsitz 32 und hat oben zwei Ausschnitte 33, die in einen Ringraum 34 münden, der den Raum 35 vor der Kugel 3& des Rückschlagventiles 23 anschneidet. Ära ersten Plattenventil 1') ;;ind drei seitliche Taschen 37 über dem Ventilsitz hinaus nach oben geführt und in diesen oberen Bereich mündet die Füll- und Entleer-

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leitung IH. Sie liegt also in jedem Fall, d. h. also auch bei , geschlossenem Plattenventil 19,zumindest überwiegend oberhalb der Ventilplatte 38.

]>as zweite Plattenventil 21 ist sinngemäß aufgebaut wie das erste Plattenventil. Auch dort ist ein Ventileinsatz 39 oben mit Ausschnitten HO versehen, die in einen Ringraum Hl münden, der seinerseits mit der Schmierleitung 22 bzw. mit dem Raum nach der Kugel des Rückschlagventiles 23 in Verbindung steht. Auch am zweiten Plattenventil 21 sind seitliche Taschen H 2 bis über den Ventilsitz hinaus hochgezogen.

Die Wirkungsweise der Ventile wurde anhand der Figur 1 bereits erläutert. Jedoch läßt diese Figur besonders klar erkennen, daß die beiden Plattenventile 19 und 21 beim Ansprechen des Speichers sofort schließen und nach dem Vorratsbehälter hin abdichten. Andererseits wird aus dieser Figur eindeutig klar, daß .ein aus der Füll- und Entleerleitung IH herausströmender Schwall das erste Plattenventil auf jeden Fall öffnet, so daß auch der Vorratsbehälter zur Aufnahme dieses Schwalls herangezogen werden kann.

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Claims

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Ansprüche

Hydrodynamischer Retarder für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem inneren Arbeitekreislauf zwischen mindestens einem rotierenden und mindestens einem feststehenden Schaufelrad in einem Arbeitsraum, mit einem äußeren Kühlkreislauf, mit einem vom Druck in demselben beaufschlagbaren Abschaltventil und gegebenenfalls einem Kühler, mit einem mittels eines Steuerventiles z. ü. vom Bremspedal aus gesteuerten und mit dem äußeren Kühlkreislauf durch eine Füll- und Entleerleitung verbundenen Füllzylinder, mit einem ebenfalls dem äußeren Kühlkreislauf zugeordneten Vorratsbehälter und mit einer Druckentlastung der unmittelbar vor den Wellendichtungen liegenden Räume nach einer im Betrieb drucklosen Stelle des Arbeitskreislaufes, dadurch gekennzeichnet, daß dem Füllzylinder (16) ein erstes federbelastetes Ventil, insbesondere Flattenventil (19), zugeordnet ist, welches im Bremsbetrieb die Verbindung zwischen einer Füll- und Entleerleitung (14) und dem Vorratsbehälter (20) schließt, jedoch die Verbindung der Füll- und Entleerleitung zum Füllzylinder (16) freiläßt und welches im Leerbetrieb die Verbindung zwischen Füllzylinder, Vorratsbehälter und Füll- und Entleerleitung freigibt, und daß ferner eine Schmierleitung (22) zwischen den druckentlasteten Räumen (2Ό an den Dichtungen und der Füll- und Entleerleitung vorgesehen ist, welche über ein zweites federbelastetes Ventil, insbesondere Plattenventil (21) führt, das im Bremsbetrieb schließt, aber im Leerbetrieb diese Verbindung freigibt.
2. Retarder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierleitung (22) über ein Rückschlagventil (23) mit dem

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Vorratsbehälter (20) verbunden ist, welches beim Überschreiten eines bestimmten Druckes in. der Schmierleitung (22) diese mit dem Vorratsbehälter (20) verbindet, in umgekehrter Richtung jedoch stets schließt.
3. Retarder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung und Ausbildung der beiden Plattenventile (19, 21) daß ihre beiden Platten quer zu der auftreffenden Strömung vom Füllzylinder (16) in die Füll- und Entleerleitung (14) jedoch etwa parallel zur umgekehrten Strömungsriehtung liegen.
4. Retarder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Plattenventile (19, 21) und das Rückschlagventil (23) zu einem Ventilblock (15) zusammengefaßt sind und in diesem Ventllblock (15) die beiden Plattenventile (19, 21) parallel zueinander und das Rückschlagventil (23) etwa rechtwinklig dazu zwischen ihnen angeordnet ist bzw. sind.
5. Retarder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füll- und Entleerleitung (14) derart in den Ventilblock (15) eingeführt ist_v daß sie' auch bei geschlossenem ersten Plattenventil· (19) zumindest zum überwiegenden Teil oberhalb von dessen Platte (38) mündet.
6. Retarder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei beiden Plattenventilen (19", 21) die Anschlußraume zum FÜ11-zylinder (16) mit saitlichen Taschen (37, 42) über die Ventilsitze hochgazogen sind und daß beim ersten Plattenventil (19) in diesem hochgezogenen Teil die Füll- und Entleerleitung (14) münde t.· .
7. Rttarder nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gakennzeichnet, daß am ersten Plattenvsntil (19) der Ventilsitz als ein zylindrischer Rohreinsatz (31) ausgebildet ist, der entgegengesetzt zum Sitz (32) seitliche Öffnungen (33) in einen Gehäuseringraum (34) aufweist, welcher seinerseits den die Feder aufnehmenden Raum des Rückschlagventilös (36) anschneidet.

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8. Retarder nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Plattenventil (21) der Ventilsitz als ein zylindrischer RohreinSatz (31) ausgebildet ist, der entgegengesetzt zum Sitz seitliche Öffnungen (HO) in einen Rin^raum (41) aufweist, der seinerseits mit dem Raum unterhalb der Kugel das Kückschld^ventiles (JR) und der Schmierleitung (22) verbunden ist.
9. Retarder nach einen oder mehreren der Ancprüche Ί bis H, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventiiblock (15) unini ttuLb.ir den Füllzylinder (IG) zugeordnet bzw. von einem Gehäuseteil. (Halbechale 27) desselben Sülbut Gebildet ict.

^BAD

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