SE523008C2 - Hydrodynamisk broms - Google Patents

Description

25 30 35 523 008 . ~ u . .- SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppñnning är att tillhandahålla en styrning av det väsentligen kontinuerliga medieflödet från ett förvaringsutrymme hos en hydrodynamisk broms i en önskad riktning i beroende av rådande driftstillstånd hos den hydrodynamiska bromsen medelst ett relativt enkelt arrangemang som kan tillverkas till en låg kostnad samtidigt som det tillhandahåller en tillförlitligt styrning av olj eflödet.

Detta syfte uppnås med den hydrodynarniska bromsen av det inledningsvis nämnda slaget, vilken kännetecknas de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. Ett högt tryck i den första ledningskretsen indikerar att den hydrodynarniska bromsen är aktiverad och ett lågt tryck att bromsen inte är aktiverad. I beroende av trycket i den första ledningskretsen styr ventilarrangemanget här automatiskt oljeflödet i en önskad riktning. Här behöver således inte någon reglerkolv utnyttjas som samtidigt med bl.a. en styrning av medieflödet i den första ledningskretsen även styr medieflödet i den andra ledningskretsen. Ett separat ventilarrangemang kan här utnyttjas för att leda mediet i den andra ledningskretsen i en önskad riktning, i beroende av den hydrodynamiska bromsens driftstillstånd. Ett sådant separat ventilarrangemang kan ges en enkel konstruktion. Andra fördelar är att ventilarrangemanget kan ges en väsentligen godtycklig placering och dragningen av den första och den andra ledningskretsen blir avsevärt förenklad i förhållande till ledningsdragningen i samband med utnyttj andet av en konventionell reglerkolv. En hydrodynamisk broms med ett sådant ventilarrangemang kan således tillverkas till en lägre kostnad än en konventionellt hydrodynamisk broms.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning regleras trycket i den första ledningskretsen medelst en reglerventil. En sådan reglerventil kan styras av trycket från en proportionalventil. Reglerventilen har med fördel en parallell placering i förhållande till en inloppsbackventil i den första ledningskrets. Därmed kan medieflödet i den första ledningskretsen antingen ledas tillbaka till det toroidforrnade utrymmet efter kylning eller till förrådsutrymmet för mediet. Om en aktivering av bromsen önskas initierar proportionalventilen en tillförsel av ett styrtryck till reglerventilen så att den hålls stängd och ett högt medietryck upprätthålls i den första ledningskretsen. Det höga medietrycket öppnar inloppsbackventilen och mediet leds till det toroidforrnade utrymmet. Om i stället ingen aktivering av bromsen önskas initierar proportionalventilen en tillförsel av ett lågt styrtryck till reglerventilen så att 10 15 20 25 30 35 523 008 3 Q . ~ . .- reglerventilen öppnar. Mediet leds här via reglerventilen till förvaringsutrymmet.

Därmed sjunker tryck i den första ledningskretsen till väsentligen atmosfärstryck.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar ventilarrangemanget en första backventil som är anordnad i ett parti av den andra ledningskretsen som är förbunden med den första ledningskretsen, vilken backventil är inrättad att påverkas av trycket i den första ledningskretsen mot ett stängt läge. Om ett lågt tryck råder i den första ledningskretsen, vilket är fallet då bromsen inte är aktiverad, är det möjligt att leda mediet via denna första backventil till det första ledningspartiet. Då bromsen är aktiverad råder däremot ett så pass ett högt övertryck i det första ledningspartiet att ett öppnande av den första backventilen förhindras. Allt medium leds i detta fall till det toroidforrnade utrymmet. En backventil är en komponent som har en tillförlitlig funktion och kan införskaffas för en låg kostnad.

Med fördel har den första backventilen en förspänning mot ett stängt läge så att den öppnar och medger ett flöde av mediet från den andra ledningskretsen till den första ledningskretsen då ett tryck råder i den första ledningskretsen som indikerar att bromsen inte är aktiverad. En sådan bestämd förspänning kan erhållas med en lämplig fjäder. Företrädesvis har den första backventilen en förspänning så att den öppnas av ett övertryck, som är mindre än l bar i den andra ledningskretsen. Därmed behövs endast ett relativt litet övertryck i den andra ledningskretsen för att öppna den första backventilen då bromsen inte är aktiverad.

Enligt en annan föredragen utföringsforrn av föreliggande uppfinning är innefattar ventilarrangemanget en andra backventil som är anordnad i ett parti av den andra ledningskretsen som leder till det toroidformade utrymmet, varvid den andra backventilen har en högre förspänning mot ett stängt läge än den första backventilen.

Därmed kommer allt medium som leds i den andra ledningskretsen att ledas via den första backventilen som har den lägsta förspänningen då bromsen inte är aktiverad.

Den andra backventilen har en förspänning som är lägre än det övertryck som uppstår i den första ledningskretsen under aktivering av bromsen. Dänned kommer allt medium som leds i den andra ledningskretsen att ledas till det toroidforrnade utrymmet via den andra backventilen då bromsen är aktiverad. Bromsarrangemanget innefattar således två backventiler som kan tillhandahållas för en relativt låg kostnad. Med fördel har den andra backventilen en förspänning så att den öppnar vid en övertryck av 1 till 3 bar i den andra ledningskretsen. Mediets inlopp i det toroidfonnade utrymmet väljs lämpligen vid ett centralt parti i det toroidforrnade utrymmet där trycket är relativt lågt - . . . nu 10 15 20 25 30 35 523 008 . 1 ~ . .n och åtminstone under den andra backventilens öppningstryck. Under drift av bromsen är övertrycket i den första ledningskretsen normalt över 5 bar och således klart över öppningstrycket för den andra ventilen.

Enligt en annan föredragen utföringsforrn av föreliggande uppfinning innefattar den andra ledningskretsen en pump som tillhandahåller en transport av mediet med ett övertryck från förvaringsutrymmet. Pumpen måste åtminstone kunna tillhandahålla ett övertryck så att den andra backventilen kan öppnas. Företrädesvis är nämnda pumpen en kugghjulspump. Sådana pumpar är fimktionella och kan ges en relativt enkel konstruktion. Ett pumphjul i form av ett kugghjul kan här drivas av samma axel som driver rotorn hos den hydrodynarniska bromsen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN I det följande beskrivs såsom ett exempel en föredragen utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritning, på vilka: F ig. 1 visar ett snitt av en retarder enligt föreliggande uppfinning, DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en hydrodynamisk broms i form av en retarder hos ett motordrivet fordon.

Retardem innefattar en stator 1 och en rotor 2. Statorn 1 har en ringforrnig fördjupning 3 med ett flertal skovlar 4 som är anordnade med likfonniga mellanrum längs den ringformiga fördjupningen 3. Rotorn 2 har en motsvarande konstruktion med en ringformig fördjupning 5 som innefattar ett flertal skovlar 6 vilka likaledes är anordnade med likfonniga mellanrum längs den ringformiga fördjupningen 5. Statorns 1 och rotorns 2 fördjupningar 3, 5 är koaxiellt anordnade i förhållande till varandra så att de tillsammans bildar ett toroidformat utrymme 7. Rotom 2 innefattar ett axelparti 8 som är fast förbundet med en roterbar axel 9. Den roterbara axeln 9 är i sin tur förbunden med en lämplig drivaxel hos fordonets drivlina. Rotom 2 kommer därmed att rotera tillsammans med fordonets drivlina.

Den i Fig.] visade retardem innefattar ett hölj e som består av en första del 10 och en andra del l 1. Den första delen 10 innefattar en kropp i vilken bl.a. statorn 1 och rotorn « - ; - s. 10 15 20 25 30 35 523 008 . . . . .a 2 är anordnade. Den andra delen 11 har en lockforrnig konstruktion och är lösgörbart monterbar längs ett förbindningsområde 12 med den första delen 10 så att dei ett monterat tillstånd bildar ett slutet hölje. I förbindningsområdet 12 är en packning 13 anordnad så att höljet bildar en tät inneslutning. Den första delen 10 innefattar ett flertal urtagningar 14-23, som var och en har en öppning i ett väsentligen gemensamt plan A, vilket visas av den streckade linjen A-A i Fig. 1. Den första delens 10 och den andra delens ll förbindningsområde 12 har även en sträckning i nämnda plan A.

Urtagningama 14-23 är var och en inrättade att mottaga en komponent som innefattas i retardern. Urtagningarna 14-23 har en form och storlek som är anpassade för den specifika komponent som de mottar. En första sådan urtagning 14 innefattar en första backventil 24. En andra urtagning 15 innefattar en utloppsbackventil 25. En tredje urtagning 16 innefattar en kugghjulspump 26. En fjärde urtagning 17 innefattar en andra backventil 27. En femte urtagning 18 innefattar en snabbtömningsventil 28. En sjätte urtagning 19 innefattar en reglerventil 29. En sjunde urtagning 20 innefattar en inloppsbackventil 30. En åttonde urtagning 21 innefattar en fyllningsventil 31. En nionde urtagning 22 innefattar en insugningsventil 32 för fyllning av en ackumulatom 33. En tionde urtagning 23 innefattar själva ackumulatorn 33. Den första delen 10 och den andra delen 11 bildar således ett tätt hölje som innefattar en oljesump 34 för lagring av olja.

Retardem innefattar en första ledningskrets 35 med ett första parti 35a som leder oljan från ett utlopp hos det toroidforrnade utrymmet 7 till utloppsbackventilen 25. Ett andra parti 35b av den första ledningskretsen leder oljan från utloppsbackventilen 25 till en värmeväxlare 36 för kylning av oljan. Ett tredje parti 35c av den första ledningskretsen leder den kylda oljan till inloppsbackventilen 30 eller altemativt till reglerventilen 29 beroende på om retardem är aktiverad eller inte. Ett fjärde parti 35d av den första ledningskretsen leder oljan till ett inlopp hos det toroidformade utrymmet 7. Retardem innefattar en andra ledningskrets 37 med ett första parti 37a genom vilket oljan sugs från oljesurnpen 34 till kugghjulspumpen 26. Ett andra parti 37b av den andra ledningskretsen 37 leder oljan fram till den första backventilen 24 och till den andra backventil 27. Då retardern är inte är aktiverad leds oljan via den första backventilen 24 och ett tredje parti 37c av den andra ledningskretsen till den första ledningskretsens andra parti 35b. Om retardern är aktiverad led oljan i stället via den andra backventilen 27 och ett fjärde parti 37d av den andra ledningskretsen till ett inlopp i det toroidformade utrymmet 7. Retardem innefattar även en tredje ledningskrets 38 som . . ~ . .- 10 15 20 25 30 35 523 008 n - s a nu Q n ...Q förbinder ackumulatorn 33 med det fjärde partiet 35d hos den första ledningskretsen.

Den tredje ledningskretsen 38 innefattar fyllningsventilen 31 och ackumulatorns insugningsventil 32. Den första delen 10 av höljet innefattar i anslutning till urtagningarna 14-23 upptagna kanaler som bildar delar av ovan beskrivna ledningskretsar 35, 37, 38.

En första styrventil 39 är inrättad att medelst ett styrtryck styra säkerhetsventilens 18 funktion så att man vid behov snabbt kan tömma det toroidforrnade utrymmet 7 på olj a. En proportionalventil 40 är inrättad att medelst ett styrtryck styra reglerventilens 19 funktion för att aktivera retardem och reglera dess bromsverkan. En andra styrventil 41 är inrättad att medelst ett styrtryck styra ackumulatoms 33 funktion så att en snabbfyllning av det toroidformade utrymmet erhålls med olja för att åstadkomma en snabb bromsverkan av retardern. Samtliga dessa tre stywentiler 39, 40, 41 och värmeväxlaren 36 är belägna utvändigt om höljet.

Då fordonets förare inte begär någon bromsverkan av fordonet tillhandahåller proportionalventilen 40 inget styrtryck till reglerventilen 29 som öppnar helt så att eventuell olja i den första ledningskretsens tredje delsträcka 37c avtappas, via en passage 42, till oljesumpen 34. Därmed passerar ingen olja förbi inloppsbackventilen 30, som kräver ett relativt högt oljetryck för att öppna och leda olja till det toroidformade utrymmet 7. Eftersom ingen olja här leds till det toroidforrnade utrymmet 7 erhålls väsentligen ingen bromsverkan. En mindre oönskad bromsverkan erhålls dock genom en s.k. tomgångsförlust som beror på att rotorn cirkulerar den befintliga luften i det toroidforrnade utrymmet 7.

Drivaxeln 9 driver även kugghjulspumpen 26 som kontinuerligt pumpar olja från oljesumpen 34 under drift av fordonet. Från kugghjulspumpen 26 leds oljan med ett övertryck till den andra ledningskretsens andra parti 37b. Den första backventilen 24 har en fjäder med en förspänning så att den öppnar vid ett övertryck av cirka 0,5 bar.

Den andra backventilen 27 har en fjäder med en förspänning så att den öppnar vid ett övertryck av cirka 2 bar. Då reglerventilen 29 är öppen råder väsentligen inget övertryck i den första ledningskretsen 35. Det råder således inget övertryck i den första ledningskretsens andra parti 35b vilket armars förhöjer öppningstrycket för den första backventilen 24. Eftersom den första backventilen 24 öppnar vid ett lägre tryck än den andra backventilen 27 leds oljan, som transporteras från oljesumpen 34 av kugghjulspumpen 26, endast via den första backventilen 24 och den andra . n n Q en 10 15 20 25 30 35 523 008 Q a - . .n ledningskretsens tredje parti 37c till den första ledningskretsens andra parti 35b som således är belägen efter det toroidformade utrymmet 7 i oljans strömningsriktning.

Därefter leds oljan via värmeväxlaren 36, den första ledningskretsens tredje parti 35c och reglerventilen 29 tillbaka till oljesumpen 34.

Då fordonets förare begär en bromsverkan av fordonet tillhandahåller proportionalventilen 40 ett styrtryck till reglerventilen 29 vilket styrtryck är större än inloppsbackventilens 30 förspänning. Den andra styrventilen 41 aktiverar ackumulatorn 33 så att den, via den tredje ledningskretsen 38 och fyllningsventilen 31, leder olja med ett högt tryck till den första ledningskretsens fjärde parti 35d och till det toroidformade utrymmet 7. Aekumulatom 33 initierar en oljetillförsel medelst ett övertryck så att en snabbt fyllning av det toroidformade utrymmet 7 erhålls så att en motsvarande snabb bromsverkan av retardem erhålls. Efier olj ans cirkulation i det toroidforrnade utrymmet 7 leds den med ett högt tryck ut via ett utlopp i statom 1 till den första ledningskretsens första parti 35a. Utloppsbackventilen 25 öppnas av det höga olj etrycket och oljan leds till den första ledningskretsens andra parti 35b. Olj ans har här ett övertryck av åtminstone 5 bar. Oljan i den första ledningskretsens andra parti 35b leds även in i den andra ledningskretsens tredje partiet 37c och utöver där en tryckverkan på det första backventilen 24 mot ett stängt läge. Det erforderliga öppningstrycket för den första backventilen 24 blir därmed högre än motsvarande öppningstryck för den andra backventilen 27 som hade en förspänning av cirka 2 bar.

Därmed kommer all olja som transporteras av kugghj ulspurnpen 26 från oljesumpen 34 att ledas via den andra backventilen 27 och den andra ledningskretsens fjärde parti 37d till ett inlopp hos det toroidformade utrymmet 7.

Inloppet hos det toroidformade utrymmet 7 är med fördel centralt anordnat i det toroidformade utrymmet 7. I den centrala delen av det toroidformade utrymmet råder under väsentligen alla driftstillstånd ett relativt lågt tryck. Genom att utnyttja ett separat ledningsparti 37d för tillförsel av oljan från oljesurnpen 34 med atmosfarstryck till det toroidformade utrymmet 7 behöver denna olja inte pumpas upp till det höga tryck som råder i den första ledningskretsens fjärde parti 35d. En mindre kostsam kugghjulspump 26 med en mindre pumpkapacitet kan därför användas. Den andra ledningskretsens fjärde parti 37d kan även ges en relativt enkel konstruktion då den endast behöver dimensioneras för att leda olja av ett relativt litet övertryck. . n - . n. 10 525 008 8 n - Q « .q Oljan leds från den första ledningskretsens andra parti 35b till värmeväxlaren 36 där den kyls. Retarderns bromsverkan regleras medelst styrtrycket från proportionalventilen 40. Reglerventilens 29 position justeras medelst styrtryeket från proportionalventilen 40 så att en bestämd mängd av den kylda oljan efter värmeväxlaren 36 leds tillbaka till oljesumpen 34 medan den resterande mängden leds förbi inloppsbaekventilen 30 och till det toroidformade utrymmet 7. Därmed erhålls en reglering av den oljemängd som cirkuleras i det toroidfonnade utrymmet 7 så att en önskad bromsverkan erhålls.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den beskrivna utföringsfonnen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Claims (10)

10 20 25 30 35 ø n n Q .- 523 008 9 .nun Patentkrav

1. Hydrodynamisk broms, varvid den hydrodynamiska bromsen innefattar en stator (l), en rotor (2), ett toroidformat utrymme (7) som definieras av statorn (1) och rotom (2), ett medium som är inrättat att tillföras till det toroidformade utrymme (7) för att bromsen ska aktiveras, en första ledningskrets (35) som medger en transport av mediet från ett utlopp hos det toroidformade utrymmet (7) och en andra ledningskrets (3 7), som medger transport av mediet från ett förvaringsutrymme (34) till det toroidformade utrymmet (7) då bromsen är aktiverad och förbi det toroidformade utrymmet (7) till den första ledningskretsen (3 5) då bromsen inte är aktiverad, kärmetecknad av att den andra ledningskretsen (37) innefattar ett ventilarrangemang (24, 27) som inrättat att styras av trycket i den första ledningskretsen (3 5) så mediet i den andra ledningskretsen (37) leds till det toroidforrnade utrymmet (7) då ett tryck råder i den första ledningskretsen (3 5) som indikerar att bromsen är aktiverad och till den första ledningskretsen (35) då ett tryck råder i den första ledningskretsen (3 5) som indikerar att bromsen inte är aktiverad.

2. Hydrodynamisk broms enligt krav 1, kännetecknad av att trycket i den första ledningskretsen (3 5) är inrättat att regleras medelst en reglerventil (29).

3. Hydrodynamisk broms enligt något av föregående krav, kärmetecknad av att ventilarrangemanget innefattar en första backventil (24) som är anordnad i ett parti av den andra ledningskretsen (3 7c) som är förbunden med den första ledningskretsen (3 5), vilken backventil (24) är inrättad att påverkas av trycket i den första ledningskretsen (3 5) mot ett stängt läge.

4. Hydrodynamisk broms enligt krav 3, kännetecknad av att den första backventilen (24) har en förspärming mot ett stängt läge så att den öppnar och medger ett flöde av mediet från den andra ledningskretsen (37) till den första ledningskretsen (35) då ett tryck råder i den första ledningskretsen (35) som indikerar att bromsen inte är aktiverad.

5. Hydrodynarnisk broms enligt krav 4, kännetecknad av att den första backventilen (24) har en förspänning så att den öppnar vid ett övertryck i andra ledningskretsen (3 7) som är mindre än l bar. - n ø . .- 10 20 523 008 10 . , . . .- a-un

6. Hydrodynamisk broms enligt något av kraven 3-5, kännetecknad av att ventilarrangemanget innefattar en andra backventil (27) som är anordnad i ett parti av den andra ledningskretsen (37d) som leder till det toroidfonnade utrymmet (7), varvid den andra backventilen (27) har en högre förspärming mot ett stängt läge än den första backventilen (24).

7. Hydrodynarnisk broms enligt krav 6, kännetecknad av att den andra backventilens (27) har en iörspänning som är lägre än det tryck som råder i den första ledningskretsen (35) och indikerar att bromsen är aktiverad.

8. Hydrodynamisk broms krav 7, kännetecknad av att den andra backventilen (27) har en fiårspärming så att den öppnar vid en övertryck av 1 till 3 bar i den andra ledningskretsen (3 7).

9. Hydrodynarnisk broms enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den andra ledningskretsen (3 7) innefattar en pump (26) som tillhandahåller en transport av mediet med ett övertryck från fórvaringsutrymmet (34).

10. Hydrodynamisk broms enligt krav 9, kännetecknad av att nämnda pump är en kugghjulspump (26).