Bezeichnung: Hydraulischer RetarderDescription: Hydraulic retarder
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Retarder, bevorzugt zum Einsatz als Zusatzbremseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, wie Lkw, Pkw oder dergleichen, mit einem Stator und einem in dem Stator drehbar gelagerten Rotor, wobei der Rotor mit den zu bremsenden Aggregaten, wie Antriebstrang, Getriebe- oder Motorwelle oder dergleichen gekoppelt ist.The invention relates to a retarder, preferably for use as an additional braking device, in particular for a vehicle, such as a truck, car or the like, with a stator and a rotor rotatably mounted in the stator, the rotor with the units to be braked, such as the drive train, gearbox, or motor shaft or the like is coupled.
Derartige Retarder sind bereits allgemein bekannt. Im allgemeinen basieren diese Retarder auf dem Prinzip der Wirbelstrombremsung des Rotors, welcher zwischen den Magnetspulen eines Stators drehbar gelagert ist. Derartige Retarder sind beispielsweise in der DE 39 08 234 AI beschrieben. Diese bekannten Retarder haben sich in der Praxis recht gut bewährt. Allerdings sind die bekannten, auf dem Prinzip der Wirbelstrombremsung basierenden Retarder auch bezüglich des Aufbaus und der Steuerung der Retarderbremsleistung recht aufwendig.Retarders of this type are already generally known. In general, these retarders are based on the principle of eddy current braking of the rotor, which is rotatably mounted between the magnet coils of a stator. Such retarders are described for example in DE 39 08 234 AI. These known retarders have proven themselves quite well in practice. However, the known retarders, which are based on the principle of eddy current braking, are also quite complex in terms of the structure and control of the retarder braking power.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, Retarder der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der Retarder einfach aufgebaut sowie schnell und kostengünstig montierbar ist, wobei gleichzeitig eine hohe Ausfallsicherheit und eine einfache Steuerung der Retarderleistung gewährleistet ist.The invention is based on the object of developing retarders of the type mentioned in such a way that the retarder is simple in construction and can be assembled quickly and inexpensively, at the same time ensuring high reliability and simple control of the retarder performance.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei dem Retarder mit den eingangs genannten Merkmalen im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Retarder als hydraulischer Retarder mit einer Umlaufverdrängerpumpe mit wenigstens einer Pumpkammer ausgebildet und der Umlaufverdrängerpumpe druckseitig ein gesteuertes oder geregeltes Druckventil zugeordnet ist. Der Retarder wird somit durch eine hydraulischeThis object is achieved according to the invention in the retarder with the features mentioned at the outset essentially in that the retarder is designed as a hydraulic retarder with a circulation displacement pump with at least one pump chamber and the circulation displacement pump is assigned a controlled or regulated pressure valve on the pressure side. The retarder is therefore hydraulic
βESWIGUNGSKOPIE
UmlaufVerdrängerpumpe gebildet, bei der der Rotor mit dem Antriebsstrang oder dergleichen des zu bremsenden Aggregates gekoppelt ist. Die von der hydraulischen Pumpe abzugebende Leistung beziehungsweise die Bremskraft oder das Bremsmoment werden durch die jeweilige Einstellung des gesteuerten oder geregelten Druckventils bestimmt. Letztendlich wird bei diesem Retarder das Bremsmoment durch die der Umlaufverdrängerpumpe abgeforderte Leistung bestimmt. Diese Leistung hängt wiederum ab von der Einstellung des gesteuerten oder geregelten Druckventils. Die bei der Abbremsung des Rotors freiwerdende Energie wird in Wärmeenergie umgewandelt, welche zu einer Temperaturerhöhung des Fluids führt. Durch diesen Aufbau des erfindungsgemäßen Retarders kann auf den Einsatz von magnetfeiderzeugenden Elementen, wie Spulen oder dergleichen, sowie der dazugehörigen Steuer- oder Regel-Leistungselektronik gänzlich verzichtet werden. Auch ist der erfindungsgemäße Retarder einfach und kompakt aufgebaut und leicht, beispielsweise in das Fahrzeug einbaubar oder nachrüstbar. Insoweit findet der Retarder insbesondere als Zusatzbremseinrichtung, beispielsweise in Lastkraftwagen, schwereren Industriefahrzeugen oder dergleichen Einsatz.βESWIGUNGSKOPIE Circulation displacement pump is formed, in which the rotor is coupled to the drive train or the like of the unit to be braked. The power to be output by the hydraulic pump or the braking force or braking torque are determined by the respective setting of the controlled or regulated pressure valve. Ultimately, the braking torque of this retarder is determined by the power demanded by the circulating displacement pump. This performance in turn depends on the setting of the controlled or regulated pressure valve. The energy released when the rotor is braked is converted into thermal energy, which leads to an increase in the temperature of the fluid. This construction of the retarder according to the invention means that the use of magnetic field generating elements, such as coils or the like, and the associated control or regulating power electronics can be dispensed with entirely. The retarder according to the invention is also simple and compact and light, for example it can be installed or retrofitted in the vehicle. To this extent, the retarder is used in particular as an additional braking device, for example in trucks, heavy industrial vehicles or the like.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Umlaufverdrängerpumpe als Zahnradpumpe mit Innen- oder Außenverzahnung, Schraubenpumpe, Flügelpumpe, wie einhubige oder mehrhubige Treibschieberpumpe oder bevorzugt als Sperrschieberpumpe ausgebildet. Derartige Pumpen sind beispielsweise in Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 18. Auflage, ISBN 3-540-57650-9 in dem Kapitel fluidische Antriebe beschrieben, welches durch ausdrücklichen Verweis in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird.According to a first advantageous embodiment of the invention, the circulating displacement pump is designed as a gear pump with internal or external toothing, screw pump, vane pump, such as a single-stroke or multi-stroke driving vane pump or preferably as a blocking vane pump. Pumps of this type are described, for example, in Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 18th edition, ISBN 3-540-57650-9 in the chapter fluidic drives, which is expressly included in the disclosure content of the present application.
Nach einer äußerst vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Umlaufverdrängerpumpe als Sperrschieberpumpe ausgebildet, wobei der Stator eine im wesentliche
kreiszylindrische Innenwandung und der Rotor wenigstens eine elektrische oder ovale oder sonstige unrunde Außenwandung mit insbesondere 180°-Drehsymmetrie aufweist und der Innendurchmesser der Innenwandung im wesentlichen einer großen Halbachse oder dem maximalen Durchmesser der Außenwandung entspricht. Beispielsweise kann der Rotor auch als Doppelnockenläufer oder dergleichen ausgebildet sein.According to an extremely advantageous embodiment of the invention, the circulation displacement pump is designed as a blocking slide pump, the stator being essentially one circular cylindrical inner wall and the rotor has at least one electrical or oval or other non-circular outer wall with in particular 180 ° rotational symmetry and the inner diameter of the inner wall corresponds essentially to a large semiaxis or the maximum diameter of the outer wall. For example, the rotor can also be designed as a double cam rotor or the like.
Von besonderem Vorteil weist die Sperrschieberpumpe n- Pumpkammern mit n = 2, 3, 4 auf, wobei jeder Pumpkammer ein Rotorabschnitt mit jeweils insbesondere elliptischer oder dergleichen Außenwandung mit insbesondere 180°-Drehsymmetrie zugeordnet ist. Dabei sind die großen Halbachsen beziehungsweise die Maximaldurchmesser der Rotorabschnitte um 180°/n versetzt zueinander angeordnet. Dadurch, daß wenigstens zwei Pumpkammern mit in diesem Fall um 90° versetzten Rotorabschnitten vorgesehen sind, wird eine äußerst kontinuierliche Leistung beziehungsweise ein kontinuierliches Bremsmoment über eine 360"-Drehung des Rotors erreicht. Unter Umständen kann diese kontinuierliche Leistungsabgabe der UmlaufVerdrängerpumpe dadurch noch weiter verbessert werden, daß mehr als zwei Pumpkammern mit der entsprechenden Anzahl von Rotorabschnitten vorgesehen sind. Es versteht sich, daß die einzelnen Pumpkammern durch Trennwände oder dergleichen voneinander abgeteilt sind.Of particular advantage, the blocking slide pump has n pumping chambers with n = 2, 3, 4, with each pumping chamber being assigned a rotor section, each with in particular an elliptical or similar outer wall, in particular with 180 ° rotational symmetry. The large semiaxes and the maximum diameter of the rotor sections are offset by 180 ° / n. Because at least two pumping chambers are provided with rotor sections offset by 90 ° in this case, extremely continuous output or continuous braking torque is achieved via a 360 "rotation of the rotor. Under certain circumstances, this continuous output of the circulating displacement pump can be further improved that more than two pumping chambers are provided with the corresponding number of rotor sections It is understood that the individual pumping chambers are separated from one another by partitions or the like.
Besonders vorteilhaft erweist sich die Maßnahme, daß die Sperrschieberpumpe als Doppelkammerpumpe ausgebildet ist. Hierdurch wird ein recht einfacher mechanischer Aufbau gewährleistet, wobei die Leistungsabgabe der Sperrschieberpumpe beziehungsweise das von der Sperrschieberpumpe erzeugte Bremsmoment recht gleichmäßig beziehungsweise kontinuierlich ist.The measure that the blocking slide pump is designed as a double-chamber pump proves to be particularly advantageous. This ensures a very simple mechanical construction, the power output of the blocking slide pump or the braking torque generated by the blocking slide pump being quite uniform or continuous.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind jeder Pumpkammer zwei Sperrschieber zugeordnet, die in
dem Stator radial verschiebbar gelagert und pro Pumpkammer im wesentlichen diametral zueinander angeordnet sind. Aufgrund dieser Maßnahme werden pro Pumpkammer jeweils zwei Druckkammer- und zwei Saugkamraerbereiche gebildet, wodurch die Leistungsfähigkeit der Sperrschieberpumpe verbessert ist.According to another advantageous embodiment of the invention, each pumping chamber is assigned two gate valves, which in the stator is radially displaceable and are arranged essentially diametrically to one another per pump chamber. Because of this measure, two pressure chamber and two suction chamber regions are formed for each pump chamber, which improves the performance of the gate valve pump.
Die Sperrschieber sind mit einer nach außen gerichteten, entgegen der Richtung der Rotorachse wirkenden Vorspannung, beispielsweise durch eine Druckfeder oder dergleichen, beaufschlagt. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß die Sperrschieber aufgrund der Wirkung der zugeordneten Druckfedern zunächst in einer Öffnungsposition positioniert sind, in der der Druckkammerbereich mit dem Saugkammerbereich verbunden ist.The locking slides are subjected to an outward bias acting against the direction of the rotor axis, for example by a compression spring or the like. This measure ensures that, due to the action of the associated compression springs, the locking slides are initially positioned in an opening position in which the pressure chamber area is connected to the suction chamber area.
Als äußerst vorteilhafte eigenständige Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Sperrschieber mittels einer Steuervorrichtung aus der Sperrposition in eine Öffnungsposition und umgekehrt verfahrbar sind. Somit ist es möglich, daß das Bremsmoment des Retarders durch Verfahren der Sperrschieber aus der Sperrposition in eine Öffnungsposition schlagartig auf null herabgesetzt werden kann. Werden vornehmlich die Sperrschieber von der Anlagestellung an dem Rotor beziehungsweise den Rotorabschnitten radial nach außen in die Öffnungsposition verfahren, sind dieAs an extremely advantageous independent embodiment of the invention, it is provided that the locking slide can be moved from the locking position into an open position and vice versa by means of a control device. It is thus possible that the braking torque of the retarder can be suddenly reduced to zero by moving the locking slide from the locking position into an open position. If the blocking slides are primarily moved radially outwards from the contact position on the rotor or the rotor sections, they are
Druckkammerbereiche mit den entsprechenden Saugkammerbereichen direkt verbunden, so daß die momentane Einstellung des Druckventils für das Bremsmoment des Retarders keine Rolle spielt. In diesem Fall dreht sich der Rotor der Sperrschieberpumpe praktisch widerstandsfrei in dem Stator, so daß von dem Retarder kein Bremsmoment auf das entsprechende Aggregat ausgeübt wird. Im Prinzip ist das Verfahren der Sperrschieber in die Öffnungsposition einem völligen Öffnen des Druckventils gleichzusetzen, wobei bei einem völlig geöffneten Druckventil und in der Sperrposition befindlichen Sperrschiebern der Retarder aufgrund der durch die Kanäle
beziehungsweise Leitungen und dergleichen bedingten Strömungswiderstände dauerhaft ein geringes Bremsmoment auf das betreffende Aggregat ausübt. Diese Leistungsverluste können durch Verfahren der Sperrschieber in die Öffnungsposition ausgeschlossen werden. Darüber hinaus läßt sich die Bremswirkung des Retarders durch Verfahren der Sperrschieber in die Öffnungsposition sehr abrupt abschalten, während ein Öffnen des Druckventils zu einem zeitlich verlangsamten Abbau der Bremsleistung führt.Pressure chamber areas directly connected to the corresponding suction chamber areas, so that the current setting of the pressure valve for the braking torque of the retarder does not matter. In this case, the rotor of the blocking slide pump rotates practically without resistance in the stator, so that no braking torque is exerted on the corresponding unit by the retarder. In principle, moving the locking slide into the open position is equivalent to opening the pressure valve completely, with the retarder due to the passage through the channels when the pressure valve is fully open and the locking slide is in the locked position or lines and the like caused flow resistance permanently exerts a small braking torque on the unit in question. This loss of performance can be excluded by moving the locking slide into the open position. In addition, the braking action of the retarder can be switched off very abruptly by moving the locking slide into the open position, while opening the pressure valve leads to a slowed down reduction in the braking power.
Von Vorteil sind jeder Pumpkammer der UmlaufVerdrängerpumpe zwei Sperrschieber zugeordnet, wodurch in jeder Pumpkammer wenigstens zwei Druckkammer- und zwei Saugkammerbereiche gebildet werden.Each pumping chamber of the circulating displacement pump is advantageously assigned two blocking slides, whereby at least two pressure chamber and two suction chamber regions are formed in each pump chamber.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind alle Druckkammerbereiche über Bohrungen im Stator und angeschlossene Fluidkanale oder -leitungen zumindest mittelbar an den Einlaß des Druckventils angeschlossen.According to another development of the invention, all pressure chamber areas are at least indirectly connected to the inlet of the pressure valve via bores in the stator and connected fluid channels or lines.
Weiterhin sind auch alle Saugkammerbereiche über Bohrungen im Stator und angeschlossene Fluidkanale oder -leitungen zumindest mittelbar an den Auslaß des Druckventils angeschlossen.Furthermore, all suction chamber areas are at least indirectly connected to the outlet of the pressure valve via bores in the stator and connected fluid channels or lines.
Von besonderem Vorteil sind in den Fluidkreislauf zwischen Druckkammerbereich und Saugkammerbereich ein Wärmetauscher und/oder ein Fluidreservoir und/oder ein Fluidfilter geschaltet. Der Wärmetauscher dient zur Abfuhr der Wärmeenergie, die aufgrund des von dem Retarder abgegebenen Bremsmoments zu einer Erwärmung des Fluids im Fluidkreislauf führt.A heat exchanger and / or a fluid reservoir and / or a fluid filter are particularly advantageously connected in the fluid circuit between the pressure chamber area and the suction chamber area. The heat exchanger is used to dissipate the thermal energy which, due to the braking torque given off by the retarder, leads to heating of the fluid in the fluid circuit.
Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist der Wärmetauscher an einen Kühlkreislauf angeschlossen, wobei
dieser Kühlkreislauf insbesondere Bestandteil der Bremskraftmaschine des Kraftfahrzeuges ist.According to another preferred embodiment, the heat exchanger is connected to a cooling circuit, wherein this cooling circuit is in particular part of the brake engine of the motor vehicle.
Die Steuervorrichtung für die Sperrschieber wird nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mittels eines Magnetventils, beispielsweise über Druckluft betätigt.The control device for the locking slide is actuated according to a preferred embodiment of the invention by means of a solenoid valve, for example via compressed air.
Das Druckventil selbst ist bevorzugt als elektromagnetisch gesteuertes Druckregelventil ausgebildet.The pressure valve itself is preferably designed as an electromagnetically controlled pressure control valve.
Der Retarder weist eine elektronische Steuerung zur Steuerung oder Regelung der Bremsleistung auf, der als Eingangsgröße eine oder mehrere der Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit, Druck des Pumpfluids, Temperatur des Pumpfluids, manuelles Start/Stopp-Signal oder manuelle beziehungsweise programmierte Bremsleistungsvorwahl zugeführt werden.The retarder has an electronic control for controlling or regulating the braking power, to which one or more of the parameters vehicle speed, pressure of the pumping fluid, temperature of the pumping fluid, manual start / stop signal or manual or programmed braking power preselection are supplied as an input variable.
Dabei werden die Ausgangsgrößen der Steuerung zur Steuerung oder Regelung des Druckventils und/oder zur Betätigung der Steuervorrichtung der Sperrschieber oder dergleichen herangezogen.The output variables of the control are used to control or regulate the pressure valve and / or to actuate the control device of the gate valve or the like.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further objectives, advantages, features and possible uses of the present invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. All of the described and / or illustrated features, alone or in any meaningful combination, form the subject matter of the present invention, regardless of how they are summarized in the claims or their relationship.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Retarders in prinzipieller Darstellung, teilweise geschnitten,
Figur 2 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf den Retarder in Richtung der Rotorachse zur Erläuterung der Ausgestaltung und Anordnung der Rotorabschnitte,FIG. 1 shows a side view of an exemplary embodiment of the retarder according to the invention in a basic illustration, partly in section, FIG. 2 shows a schematic representation of a top view of the retarder in the direction of the rotor axis to explain the configuration and arrangement of the rotor sections,
Figur 3 einen Ausschnitt des Retarders in Schnittdarstellung im Bereich eines Sperrschiebers zur Erläuterung der Lage der Druckkammer- und Saugkammerbereiche,FIG. 3 shows a section of the retarder in a sectional view in the area of a locking slide to explain the position of the pressure chamber and suction chamber areas,
Figur 4 in schematischer Darstellung eine Gesamtansicht des Retarder mit zugeordnetem Fluidkreislauf und Zusatzkomponeten undFigure 4 is a schematic representation of an overall view of the retarder with associated fluid circuit and additional components and
Figur 5 in schematischer Darstellung die Steuerung des erfindungsgemäßen Retarders mit verschiedenen Eingangs- und Ausgangsgrößen.Figure 5 shows a schematic representation of the control of the retarder according to the invention with different input and output variables.
Der in den Figuren dargestellte Retarder 10 kommt bevorzugt als Zusatzbremseinrichtung bei Kraftfahrzeugen, wie Lkw, Pkw oder dergleichen zum Einsatz. Der Retarder 10 weist einen Stator 12 und einen in dem Stator 12 drehbar gelagerten Rotor 14 auf, wobei der Rotor 14 mit den zu bremsenden Aggregaten 16, wie beispielsweise ein Antriebstrang, eine Kardanwelle oder sonstige Welle gekoppelt ist.The retarder 10 shown in the figures is preferably used as an additional braking device in motor vehicles, such as trucks, cars or the like. The retarder 10 has a stator 12 and a rotor 14 which is rotatably mounted in the stator 12, the rotor 14 being coupled to the units 16 to be braked, such as a drive train, a cardan shaft or other shaft.
Der Retarder 10 ist als hydraulischer Retarder 10 mit einer UmlaufVerdrängerpumpe 18 mit wenigstens einer Pumpenkammer 20, 22 ausgebildet. Der UmlaufVerdrängerpumpe 18 ist druckseitig ein gesteuertes oder geregeltes Druckventil 24 zugeordnet. Die Umlaufverdrängerpumpe 18 kann eine Zahnradpumpe mit Innenoder Außenverzahnung, Schraubenpumpe, Flügelpumpe, wie einhubig oder mehrhubige Treibschieberpumpe, bevorzugt auch eine Sperrschieberpumpe 26 sein.
Sofern die UmlaufVerdrängerpumpe 18 als Sperrschieberpumpe 26 ausgebildet ist, weist der Stator 12 eine im wesentlichen kreiszylindrische Innenwandung 28 auf. Der Rotor 14 besitzt wenigstens eine elliptische, ovale oder sonstige unrunde Außenwandung 30, 32 mit insbesondere 180°-Drehsymmetrie. Der Innendurchmesser der Innenwandung 28 ist im wesentlichen identisch zu einer großen Halbachse oder dem Maximaldurchmesser der Außenwandung 30, 32.The retarder 10 is designed as a hydraulic retarder 10 with a circulation displacement pump 18 with at least one pump chamber 20, 22. The circulating displacement pump 18 is assigned a controlled or regulated pressure valve 24 on the pressure side. The circulating displacement pump 18 can be a gear pump with internal or external toothing, screw pump, vane pump, such as a single-stroke or multi-stroke driving vane pump, preferably also a blocking vane pump 26. If the circulating displacement pump 18 is designed as a blocking slide pump 26, the stator 12 has an essentially circular cylindrical inner wall 28. The rotor 14 has at least one elliptical, oval or other non-circular outer wall 30, 32 with in particular 180 ° rotational symmetry. The inner diameter of the inner wall 28 is essentially identical to a large semi-axis or the maximum diameter of the outer wall 30, 32.
Die Sperrschieberpumpe 26 weist zwei Pumpkammern 20, 22 auf, wobei jeder Pumpkammer 20, 22 ein Rotorabschnitt 34, 36 mit jeweils elliptischer Außenwandung 30, 32 und 180°- Drehsymmetrie zugeordnet ist.The blocking slide pump 26 has two pumping chambers 20, 22, with each pumping chamber 20, 22 being assigned a rotor section 34, 36, each with an elliptical outer wall 30, 32 and 180 ° rotational symmetry.
Die großen Halbachsen beziehungsweise die Maximaldurchmesser der Rotorabschnitte 34, 36 sind um 90° versetzt zueinander angeordne .The large semiaxes or the maximum diameters of the rotor sections 34, 36 are offset from one another by 90 °.
Jeder Pumpkammer 20, 22 sind zwei Sperrschieber 38, 40, 42, 44 zugeordnet, die in dem Gehäuse des Stators 12 radial verschiebbar gelagert und pro Pumpkammer 20, 22 im wesentlichen diametral zueinander angeordnet sind. Die Sperrschieber 38 bis 44 sind beispielsweise mit einer Druckfeder 46, 48 mit einer in Richtung der Rotorachse 50 wirkenden Vorspannung beaufschlagt. Weiterhin ist jedem der Sperrschieber 38 bis 44 eine Steuervorrichtung 52, 54 zugeordnet, mit der der Sperrschieber 38 bis 44 von einer Sperrposition in eine Öffnungsposition und umgekehrt verfahrbar ist.Each pump chamber 20, 22 is assigned two locking slides 38, 40, 42, 44, which are mounted in the housing of the stator 12 so as to be radially displaceable and are arranged essentially diametrically to one another per pump chamber 20, 22. The locking slides 38 to 44 are acted upon, for example, by a compression spring 46, 48 with a prestress acting in the direction of the rotor axis 50. Furthermore, a control device 52, 54 is assigned to each of the locking slides 38 to 44, with which the locking slide 38 to 44 can be moved from a locking position into an open position and vice versa.
Jede Pumpkammer 20, 22 der UmlaufVerdrängerpumpe 18 weist wenigstens zwei Druckkammerbereiche 56 und Saugkammerbereich 58 auf. Alle Druckkammerbereiche 56 sind über Bohrungen 60 im Gehäuse des Stators 12 und angeschlossene Fluidkanale 62 beziehungsweise Fluidleitungen zumindest mittelbar an den Einlaß 64 des Druckventils 24 angeschlossen. Auch alle
Saugkammerbereiche 58 sind über Bohrungen 66 im Gehäuse des Stators 12 und angeschlossene Fluidkanale 68 oder Fluidleitungen mittelbar an dem Auslaß 70 des Druckventils 24 angeschlossen.Each pump chamber 20, 22 of the circulation displacement pump 18 has at least two pressure chamber regions 56 and suction chamber region 58. All pressure chamber areas 56 are at least indirectly connected to the inlet 64 of the pressure valve 24 via bores 60 in the housing of the stator 12 and connected fluid channels 62 or fluid lines. Everyone too Suction chamber areas 58 are indirectly connected to the outlet 70 of the pressure valve 24 via bores 66 in the housing of the stator 12 and connected fluid channels 68 or fluid lines.
In den Fluidkreislauf 72 zwischen Druckkammerbereich 56 und Saugkammerbereich 58 sind ein Wärmetauscher 74, ein Fluidreservoir 76 und ein Fluidfilter 78 geschaltet. Der Wärmetauscher 74 ist bevorzugt an einen Kühlkreislauf 80, zum Beispiel der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges, angeschlossen.A heat exchanger 74, a fluid reservoir 76 and a fluid filter 78 are connected in the fluid circuit 72 between the pressure chamber region 56 and the suction chamber region 58. The heat exchanger 74 is preferably connected to a cooling circuit 80, for example the internal combustion engine of the motor vehicle.
Die Steuervorrichtung 52, 54 für die Sperrschieber 38 bis 44 ist mittels eines Magnetluftventils über Druckluft 92 führende Leitungen betätigt. Das Druckventil 24 ist als elektromagnetisch gesteuertes Druckregelventil ausgebildet.The control device 52, 54 for the locking slide 38 to 44 is actuated by means of a magnetic air valve via lines 92 carrying compressed air. The pressure valve 24 is designed as an electromagnetically controlled pressure control valve.
Weiterhin ist eine elektronische Steuerung 80 zur Steuerung oder Regelung der Bremsleistung des Retarders 10 vorgesehen, der als Eingangsgrößen die Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit 84, Druck des Pumpfluids 86, Temperatur des Pumpfluids 88, manuelles Start/Stopp-Signal 90 der manuellen oder programmierten Bremsleistungsvorwahl zugeführt werden. Die Ausgangsgrößen der Steuerung 80 dienen zur Steuerung oder Regelung des Druckventils 24 und/oder zur Betätigung der Steuervorrichtung 52, 54 der Sperrschieber 38 bis 44.Furthermore, an electronic controller 80 is provided for controlling or regulating the braking power of the retarder 10, to which the parameters vehicle speed 84, pressure of the pump fluid 86, temperature of the pump fluid 88, manual start / stop signal 90 of the manual or programmed braking power preselection are supplied as input variables. The output variables of the controller 80 are used to control or regulate the pressure valve 24 and / or to actuate the control device 52, 54 of the locking slides 38 to 44.
Es bleibt zu erwähnen, daß der Rotor 14 in dem Gehäuse des Stators 12 mittels eines Lagers 94 sowie Lagerringen 96 gelagert ist. Der Rotor 14 sitzt auf einer Welle 98, die ihrerseits mit dem Aggregat 16 gekoppelt ist. Zwischen der Welle 98 und dem Gehäuse des Stators 12 ist eine Dichtung 100 vorgesehen.It should be mentioned that the rotor 14 is mounted in the housing of the stator 12 by means of a bearing 94 and bearing rings 96. The rotor 14 is seated on a shaft 98, which in turn is coupled to the unit 16. A seal 100 is provided between the shaft 98 and the housing of the stator 12.
Folgenden Grundelementen des Ausführungsbeispiels kommt besondere Bedeutung zu:
10The following basic elements of the exemplary embodiment are of particular importance: 10
Der Rotor 14 weist zwei Rotorabschnitte 23, 36 auf, die im wesentlichen elliptisch ausgebildet und um 90° versetzt zueinander angeordnet sind. Aufgrund dieser Maßnahme wird über eine Umdrehung des Rotors 14 um 360° ein gleichmäßigeres Bremsmoment erzeugt. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß durch diese Maßnahmen ein Fördervolumen der Sperrschieberpumpe 26 erzielt wird, welches sich proportional zu der Drehzahl beziehungsweise dem Drehwinkel des Rotors 14 verhält.The rotor 14 has two rotor sections 23, 36, which are essentially elliptical and are arranged offset by 90 ° to one another. Due to this measure, a more uniform braking torque is generated by rotating the rotor 14 through 360 °. In other words, this means that these measures achieve a delivery volume of the blocking slide pump 26 which is proportional to the speed or the angle of rotation of the rotor 14.
Der Stator 12 ist zylindrisch ausgebildet und weist einen Innendurchmesser auf, der auch unter Berücksichtigung von Fabrikations-Toleranzen dem maximalen Außendurchmesser des Rotors 14 entspricht. Im Stator 12 integriert sind die Bohrungen 60, 66, die Sperrschieber 38 bis 44 und gegebenenfalls auch die Fluidkanale 62, 68 sowie unter Umständen die Steuervorrichtung 52, 54, ferner können auch das Druckventil 24, der Wärmetauscher 74, das Fluidreservoir 76 sowie der Fluidfilter 78 beziehungsweise der gesamte Fluidkreislauf 72 im Stator 12 angeordnet sein.The stator 12 is cylindrical and has an inner diameter which, taking manufacturing tolerances into account, corresponds to the maximum outer diameter of the rotor 14. Integrated in the stator 12 are the bores 60, 66, the locking slides 38 to 44 and possibly also the fluid channels 62, 68 and possibly the control device 52, 54, furthermore the pressure valve 24, the heat exchanger 74, the fluid reservoir 76 and the fluid filter 78 or the entire fluid circuit 72 may be arranged in the stator 12.
Die von den Steuervorrichtung 42, 54 angesteuerten Sperrschieber 38 bis 44 liegen in der Sperrposition an den Außenwandungen 30, 32 des Rotors 14 an und sorgen somit für eine Trennung von Druckkammerbereich 56 und Saugkammerbereich 58. Dadurch wird das Fluid gezwungen, aus dem Druckkammerbereich 56 durch die Bohrungen 60 und die Fluidkanale 62 zu dem Einlaß 64 des Druckventils 24 zu strömen. Umgekehrt wird über die Bohrungen 66 und die Fluidkanale 68 das Fluid von dem Auslaß 70 des Druckventils 24 mittelbar oder unmittelbar an den Saugkammerbereich 58 geleitet. Diese Sperrschieber werden mittels der Steuervorrichtung 52, 44 in eine Öffnungsposition radial nach außen verfahren, sofern dem Retarder eine Bremsleistung nicht abverlangt wird, so daß das Fluid dann innerhalb des Stators 12 unmittelbar von dem Druckkammerbereich 56 in den
11The locking slides 38 to 44 controlled by the control device 42, 54 rest in the locking position on the outer walls 30, 32 of the rotor 14 and thus ensure a separation of the pressure chamber region 56 and the suction chamber region 58. As a result, the fluid is forced out of the pressure chamber region 56 the bores 60 and the fluid channels 62 to flow to the inlet 64 of the pressure valve 24. Conversely, via the bores 66 and the fluid channels 68, the fluid from the outlet 70 of the pressure valve 24 is passed directly or indirectly to the suction chamber area 58. These locking slides are moved radially outward into an opening position by means of the control device 52, 44, provided that braking power is not required of the retarder, so that the fluid then moves directly from the pressure chamber area 56 into the stator 12 11
Saugkammerbereich 58 strömen kann. Bei in der Öffnungsposition befindlichen Sperrschiebern 38 bis 44 rotiert der Rotor 14 praktisch widerstandsfrei in dem Stator 12.Suction chamber area 58 can flow. With the blocking slides 38 to 44 in the open position, the rotor 14 rotates in the stator 12 practically without resistance.
Das Druckventil 24 bestimmt die erforderliche Bremsleistung zwischen dem Wert null und dem Maximalwert. Das Bremsmoment verhält sich direkt proportional in bezug auf den Fluiddruck, welcher durch eine entsprechende Steuerung oder Regelung des Druckventils 24 einstellbar ist.The pressure valve 24 determines the required braking power between the value zero and the maximum value. The braking torque is directly proportional to the fluid pressure, which can be adjusted by a corresponding control or regulation of the pressure valve 24.
Der Wärmetauscher 74 sorgt dafür, die von dem Fluid aufgrund des Bremsmomentes aufgenommene Wärme über einen Kühlkreislauf, beispielsweise des Fahrzeugmotors abzuführen.The heat exchanger 74 ensures that the heat absorbed by the fluid due to the braking torque is dissipated via a cooling circuit, for example of the vehicle engine.
Das Fluidreservoir 76 kann im Stator 12 selbst integriert oder auch unabhängig von dem Stator 12 , beispielsweise im Bereich des Fahrzeuges angeordnet sein.The fluid reservoir 76 can itself be integrated in the stator 12 or can also be arranged independently of the stator 12, for example in the region of the vehicle.
Die elektronische Steuerung 62 kann beispielsweise aus der Kabine des Fahrzeuges Informationen erhalten, die an verschiedenen Bremsmomentwerten oder auch der Fahrzeug- Höchstgeschwindigkeit orientiert sind. So kann beispielsweise die Tätigkeit des Retarders 10 dann einsetzen, wenn ein bestimmter, vorgegebener Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeitswert überschritten wird.The electronic control 62 can, for example, receive information from the cabin of the vehicle that is based on various braking torque values or also the vehicle top speed. For example, the activity of the retarder 10 can start when a specific, predetermined maximum vehicle speed value is exceeded.
Der Retarder 10 arbeitet wie folgt:The retarder 10 works as follows:
Wenn das mit einem derartigen Retarder 10 ausgestattete Fahrzeug fährt, befinden sich die Sperrschieber 38 bis 44 der Sperrschieberpumpe 26 bei ausgeschaltetem Retarder 10 in der Öffnungsstellung, da die Steuervorrichtung 52, 54 nicht aktiviert und die Sperrschieber 38, 44 aufgrund der Vorspannung der Druckfedern 46 in die Öffnungsposition überführt sind. Werden nun die Steuervorrichtungen 52, 54 aktiviert, indem Druckluft 92 durch die entsprechenden Kanäle oder Leitungen in die Kammern für die Sperrschieber 31 bis 44
12When the vehicle equipped with such a retarder 10 travels, the locking slides 38 to 44 of the locking slide pump 26 are in the open position when the retarder 10 is switched off, since the control device 52, 54 is not activated and the locking slides 38, 44 due to the pretensioning of the compression springs 46 in the opening position has been transferred. If the control devices 52, 54 are now activated by compressed air 92 through the corresponding channels or lines into the chambers for the locking slides 31 to 44 12
eingeleitet wird, werden die Sperrschieber 38, 44 entgegen der Kraft der Druckfedern 46, 48 radial in Richtung der Rotorachse 50 in die Sperrposition verfahren, um dann auf der Außenwandung 30, 32 der Rotorabschnitte 34, 36 dichtend anzuliegen.is initiated, the locking slides 38, 44 are moved against the force of the compression springs 46, 48 radially in the direction of the rotor axis 50 into the locking position, in order then to lie sealingly on the outer wall 30, 32 of the rotor sections 34, 36.
Bei in Öffnungsposition befindlichen Sperrschiebern 38 bis 44 wird auch das Druckventil 24 völlig geöffnet, so daß das Fluid aus den Pumpkammern 20, 22, beispielsweise aufgrund der eigenen Zentrifugalkraft in die Bohrungen 60, 66 bis Fluidkanale 62, 68 austreten kann. In diesem Zustand dreht sich der Rotor 14 praktisch reibungsfrei in dem Stator 12, wobei der Retarder 10 keinerlei Bremsmoment entfaltet.When the gate valves 38 to 44 are in the open position, the pressure valve 24 is also fully opened, so that the fluid can escape from the pumping chambers 20, 22, for example due to its own centrifugal force, into the bores 60, 66 to fluid channels 62, 68. In this state, the rotor 14 rotates in the stator 12 practically without friction, the retarder 10 not developing any braking torque.
Bei der Aktivierung des Retarders 10 werden die die Sperrschieber 38 bis 44 aufnehmenden Kammern, beispielsweise über ein Magnetluftventil mit Druckluft beaufschlagt, die dafür sorgt, daß die Sperrschieber 38 bis 44 entgegen der Wirkung der Druckfedern 46, 48 radial nach innen in Richtung der Rotorachse 50 verschoben werden und dichtend an der Außenwandung 30, 32 der Rotorabschnitte 34, 36 anliegen. Hierdurch werden die Pumpkammern 20, 22 der Sperrschieberpumpe 26 in die besagten Druckkammerbereiche 56 sowie Saugkammerbereiche 58 unterteilt, so daß nun eine Pumpwirkung für das Fluid zustandekommt und das Fluid aus den Bohrungen 60 sowie Fluidkanälen 62 hin zum Einlaß 64 des Druckventils 24 geführt wird. Andererseits wird das Fluid in den Saugkammerbereich 58 über die Bohrungen 66 und die Fluidkanale 68 angesaugt.When the retarder 10 is activated, the chambers which hold the locking slides 38 to 44 are pressurized with compressed air, for example via a solenoid air valve, which ensures that the locking slides 38 to 44 counter to the action of the compression springs 46, 48 radially inwards in the direction of the rotor axis 50 can be moved and rest sealingly on the outer wall 30, 32 of the rotor sections 34, 36. As a result, the pump chambers 20, 22 of the blocking slide pump 26 are subdivided into said pressure chamber regions 56 and suction chamber regions 58, so that a pumping action for the fluid now takes place and the fluid is guided out of the bores 60 and fluid channels 62 to the inlet 64 of the pressure valve 24. On the other hand, the fluid is sucked into the suction chamber area 58 via the bores 66 and the fluid channels 68.
Die Hülle des von dem Retarder 10 abgegebenen Bremsmoments wird durch die Einstellung des Druckventils 24 bestimmt, da die Bremskraft beziehungsweise das Bremsmoment im wesentlichen proportional zum Fluiddruck ist. Eine Variation des Bremsmoments wird durch eine entsprechende Ansteuerung beziehungsweise -regelung des Druckventils 24 gewährleistet.
13The envelope of the braking torque output by the retarder 10 is determined by the setting of the pressure valve 24, since the braking force or the braking torque is essentially proportional to the fluid pressure. A variation in the braking torque is ensured by a corresponding activation or regulation of the pressure valve 24. 13
Das von dem Retarder 10 abgegebene Bremsmoment wird in Wärme umgewandelt, welche das in dem Fluidkreislauf 72 strömende Fluid erwärmt. Insoweit ist ein Wärmetauscher 74 vorgesehen, um die Fluidtemperatur zu reduzieren. Der Wärmetauscher 74 kann an den Motor-Kühlwasser-Kreislauf des Kraftfahrzeuges oder auch an einem unabhängigen Kreislauf angeschlossen sein.The braking torque output by the retarder 10 is converted into heat, which heats the fluid flowing in the fluid circuit 72. To this extent, a heat exchanger 74 is provided in order to reduce the fluid temperature. The heat exchanger 74 can be connected to the engine cooling water circuit of the motor vehicle or to an independent circuit.
Erachtet man einen einzigen Rotorabschnitt 34 des Rotors 14, so verläuft das vom Drehwinkel abhängige Widerstandsmoment beziehungsweise Bremsmoment des Retarders 10 im wesentlichen sinusförmig zwischen null und einem Höchstwert. Diese Schwankungen des Bremsmoments werden dadurch praktisch kompensiert, daß der zweite Rotorabschnitt 36 um 90° versetzt in bezug auf den ersten Rotorabschnitt 34 angeordnet ist, so daß die Summe der beiden vom Drehwinkel abhängigen Widerstandsmoment beziehungsweise Bremsmomente über den gesamten Drehwinkel von 360° im wesentlichen konstant ist.If one considers a single rotor section 34 of the rotor 14, the resistance torque or braking torque of the retarder 10, which is dependent on the angle of rotation, runs essentially sinusoidally between zero and a maximum value. These fluctuations in the braking torque are practically compensated for in that the second rotor section 36 is arranged offset by 90 ° with respect to the first rotor section 34, so that the sum of the two resistance moments or braking torques dependent on the angle of rotation is essentially constant over the entire angle of rotation of 360 ° is.
Kleine Strömungsverluste, die zwischen dem Stator 12 und dem Rotor auftreten können, sorgen dafür, daß ein geringer Anteil des Fluids in das Innere des Rotors 14 im Bereich der Welle 98 gelangt. Die Welle ist aufgrund entsprechender Lager 94 beziehungsweise Lagerringe 96 hermetisch abgedichtet, so daß das Fluid nicht nach außen austreten kann. Aufgrund der im Innenraum des Rotors 14 wirkenden Zentrifugalkräfte wird das dorthin gelangte Fluid im Bereich der Peripherie gesammelt und kann über eine Leitung zurück in das Fluidreservoir 76 geführt werden.
14Small flow losses, which can occur between the stator 12 and the rotor, ensure that a small proportion of the fluid reaches the interior of the rotor 14 in the region of the shaft 98. The shaft is hermetically sealed due to corresponding bearings 94 or bearing rings 96 so that the fluid cannot escape to the outside. Due to the centrifugal forces acting in the interior of the rotor 14, the fluid that has reached there is collected in the area of the periphery and can be led back into the fluid reservoir 76 via a line. 14
BezugszeichenlisteReference list
10 Retarder10 retarders
12 Stator12 stator
14 Rotor14 rotor
16 - Aggregat16 - aggregate
18 Umlaufpumpe18 circulation pump
20 Pumpkammer20 pump chamber
22 Pumpkammer22 pumping chamber
24 Druckventil24 pressure valve
26 Sperrschieberpumpe26 Gate valve pump
28 Innenwandung28 inner wall
30 - Außenwandung30 - outer wall
32 - Außenwandung32 - outer wall
34 - Rotorabschnitt34 - rotor section
36 Rotorabschnitt36 rotor section
38 Sperrschieber38 gate valve
40 Sperrschieber40 gate valve
42 Sperrschieber42 gate valve
44 Sperrschieber44 gate valve
46 Druckfeder46 compression spring
48 Druckfeder48 compression spring
50 Rotorachse50 rotor axis
52 Steuervorrichtung52 control device
54 Steuervorrichtung54 control device
56 - Druckkammerbereich56 - pressure chamber area
58 Saugkammerbereich58 suction chamber area
60 Bohrungen60 holes
62 Fluidkanale62 fluid channels
64 - Einlaß64 - inlet
66 Bohrungen66 holes
68 Fluidkanale68 fluid channels
70 Auslaß70 outlet
72 Fluidkreislauf72 fluid circuit
74 Wärmetauscher
76 Fluidreservoir
1574 heat exchangers 76 fluid reservoir 15
78 - Fluidfilter78 - fluid filter
80 - Kühlkreislauf80 - cooling circuit
82 - elektrische Steuerung82 - electrical control
84 - Geschwindigkeit84 - speed
86 - Druck Pumpfluid86 - Pump fluid pressure
88 - Temperatur Pumpfluid88 - Pump fluid temperature
90 - manuelles Signal90 - manual signal
92 - Druckluft92 - compressed air
94 - Lager94 - warehouse
96 - Lagerring96 - bearing ring
98 - Welle98 - wave
100 - Dichtung
100 - seal