DE102005052105A1 - Hydrodynamic system e.g. hydrodynamic retarder, for e.g. vehicle, has collateral characteristics parameter detecting unit implemented as support moment detecting unit for detecting support moment when unit is supported at stationary unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches System, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1; ferner ein Verfahren zur Steuerung des hydrodynamischen Systems.The The invention relates to a hydrodynamic system, in detail with the features of the preamble of claim 1; Furthermore, a method for Control of the hydrodynamic system.
Hydrodynamische Systeme, insbesondere in Form von hydrodynamischen Bremseinrichtungen, auch Retarder genannt, sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese umfassen in der Regel ein als Rotorschaufelrad fungierendes erstes Schaufelrad, das mit einer abzubremsenden Welle drehfest verbunden oder verbindbar ist und einen Stator, welcher an einem ortsfesten Bauteil, insbesondere einem Gehäuse, befestigt ist und sich an diesem abstützt. Rotorschaufelrad und Stator bilden einen mit Betriebsmittel befüllbaren Arbeitsraum, wobei das Betriebsmittel bei Umwälzung durch das Rotorschaufelrad am Statorschaufelrad ein Bremsmoment MBrems erzeugt. Das Rotorschaufelrad wirkt somit im Bremsbetrieb als Pumpe. Über einen kurzgeschlossenen Kühlkreislauf wird dabei das Betriebsmittel zum Wärmetauscher und wieder zurück zur hydrodynamischen Bremseinrichtung gefördert. Dies wird über einen externen Kreislauf, welcher außerhalb des Arbeitskreislaufes, der sich im Arbeitsraum einstellt, geführt wird, realisiert. Das angetriebene Rotorschaufelrad wandelt die eingeleitete mechanische Energie bei gefülltem Kreislauf in Strömungsenergie um und diese wird wiederum am stehenden Stator in Wärmeenergie umgesetzt. Die hydrodynamische Bremseinrichtung ist zumindest schaltbar, das heißt durch Befüllung und Entleerung des Kreislaufes oder einer Kupplungseinrichtung zwischen Rotorschaufelrad und abzubremsender Welle. Die Bremswirkung wird im ersten Fall durch Füllen des Arbeitsraumes mit Betriebsmittel eingeleitet und durch Entleeren beendet. Im zweiten Fall kann die Bremseinrichtung befüllt bleiben. Vorzugsweise ist die hydrodynamische Bremseinrichtung auch steuerbar, das heißt je nach Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremseinrichtung und/oder des Druckes im Arbeitsraum lassen sich in Abhängigkeit von der Drehzahl der abzubremsenden Welle stufenlos verschiedene Bremsmomente einstellen. Der Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremseinrichtung kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise variiert werden. Im einfachsten Fall erfolgt dies durch Drucksteuerung am Zu- und/oder Ablauf aus dem Arbeitsraum der hydrodynamischen Bremseinrichtung. Die Einstellung erfolgt dabei in Abhängigkeit eines der hydrodynamischen Bremseinrichtung zugeordneten Steuereinrichtung hinterlegten Kennfeldes, welches in der Regel eine Mehrzahl von Kennlinien für konstante Bremsleistungen enthält, anhand derer die entsprechenden gewünschten Bremsmomente in Abhängigkeit der Drehzahl des abzubremsenden Elementes eingestellt werden. Dies entspricht einer Sollwertvorgabe durch Kundenanforderung, wobei alle hydrodynamischen Bremseinrichtungen gleichen Bautyps in einem gewissen Toleranzband innerhalb dieser Sollwertanforderungen liegen sollten. Aufgrund von Toleranzen- bzw. Fertigungsstreuungen wird häufig der Fahrerwunsch nicht in ein entsprechendes Bremsmoment wie durch Zuordnung zum Kennfeld bestimmt durch Bildung der entsprechenden Sollgröße eingestellt, sondern es bestehen Abweichungen. Zum einen wird das theoretisch voll ausnutzbare maximale Moment entsprechend der Fahrerwunschanforderung häufig gar nicht ausgeschöpft oder es treten unerwünscht starke Abweichungen in anderer Richtung im Hinblick auf die Reaktion bei Vorgabe eines Fahrerwunsches auf, die durch die Erzeugung eines überhöhten Bremsmomentes charakterisiert sind. Um diese Problematik zu vermeiden, sind entweder konstruktive Nachbearbeitungsmaßnahmen erforderlich, beispielsweise bei einem hydrodynamischen Retarder durch eine Vergrößerung der Auslassbohrung, was in der Regel bei Abnahme am Prüfstand erfolgt.Hydrodynamic systems, in particular in the form of hydrodynamic brake devices, also called retarders, are known in a large number of designs from the prior art. As a rule, these comprise a first blade wheel functioning as a rotor blade wheel, which is connected or connectable to a shaft to be braked rotatably and a stator, which is fastened to a stationary component, in particular a housing, and is supported on it. Rotor blade wheel and stator form a working space that can be filled with operating fluid, wherein the operating medium generates a braking torque M brake when it is circulated by the rotor blade wheel on the stator blade wheel. The rotor blade wheel thus acts as a pump during braking operation. Via a short-circuited cooling circuit while the resources are conveyed to the heat exchanger and back to the hydrodynamic braking device. This is realized via an external circuit, which is led outside the working cycle, which is established in the working space. The driven rotor blade wheel converts the introduced mechanical energy in the closed circuit into flow energy and this is in turn converted into heat energy at the stationary stator. The hydrodynamic braking device is at least switchable, that is to say by filling and emptying the circuit or a coupling device between the rotor blade wheel and the shaft to be braked. The braking effect is initiated in the first case by filling the working space with resources and terminated by emptying. In the second case, the braking device can remain filled. Preferably, the hydrodynamic braking device is also controllable, that is, depending on the degree of filling of the hydrodynamic braking device and / or the pressure in the working space can be adjusted depending on the speed of the shaft to be braked steplessly different braking torques. The degree of filling of the hydrodynamic braking device can be varied in different ways. In the simplest case, this is done by pressure control at the inlet and / or outlet from the working space of the hydrodynamic braking device. The setting takes place as a function of a hydrodynamic braking device associated control device stored map, which usually contains a plurality of characteristics for constant braking performance, by which the corresponding desired braking torques are set in dependence on the speed of the braked element. This corresponds to a setpoint specification by customer request, wherein all hydrodynamic braking devices of the same type should be within a certain tolerance band within these setpoint requirements. Due to tolerances or manufacturing variations, the driver's request is often not set in a corresponding braking torque as determined by assignment to the map by forming the corresponding desired size, but there are deviations. On the one hand, the theoretically fully exploitable maximum torque according to the driver request request is often not exhausted, or unwanted strong deviations in the other direction occur with regard to the reaction upon specification of a driver's request, which are characterized by the generation of an excessive braking torque. To avoid this problem, either constructive post-processing measures are required, for example in a hydrodynamic retarder by increasing the outlet bore, which usually takes place on acceptance at the test stand.
Eine
andere Möglichkeit
besteht in der Einstellung des Soll-Wertes in Abhängigkeit
des Ist-Momentes. Zur Ermittlung des Ist-Momentes sind eine Mehrzahl
von Ausführungen
aus dem Stand der Technik bekannt, wobei hier stellvertretend auf
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hydrodynamisches System, insbesondere eine hydrodynamische Bremseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die bisher übliche Einstellung im Abnahmeprüfstand entfällt und der Bauaufwand und damit die Herstellungskosten verringert werden bei gleichzeitiger Verringerung der Abweichung des Soll von Istwert.The invention is therefore based on the object, a hydrodynamic system, in particular a hydrodynamic braking device of a so mentioned that the hitherto customary setting in the acceptance test stand is eliminated and the construction costs and thus the production costs are reduced while simultaneously reducing the deviation of the desired value from the actual value.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The inventive solution characterized by the features of claim 1. advantageous Embodiments are described in the subclaims.
Bei einem hydrodynamischen System mit zwei miteinander in über ein Strömungsmedium in Wirkverbindung bringbaren Elementen in Form von Schaufelrädern, wobei ein erstes Element drehbar gelagert ist und das zweite zumindest für einen Teil des theoretisch nutzbaren Betriebsbereiches des hydrodynamischen Systems an einem ortsfesten Element abgestützt wird, mit einer Einrichtung zur Erfassung einer die Funktionsweise, insbesondere das Übertragungsverhalten bzw. das übertragbare Moment wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe ist diese Einrichtung erfindungsgemäß als Einrichtung zur Erfassung des Stützmomentes bei Abstützung des zweiten Elementes am ortsfesten Element ausgeführt. Die Einrichtung zur Erfassung des Stützmomentes Mstütz ist zwischen zweitem Element und ortsfestem Element angeordnet, vorzugsweise in der Verbindung zwischen dem zweiten Element und dem ortsfesten Element oder an einem Kontaktelement zwischen zweitem Element und ortsfestem Element. Die Anordnung erfolgt damit nicht direkt am ortsfesten Element, sondern einem mit diesem gekoppelten Element. In einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst die Einrichtung zur Erfassung des Stützmomentes wenigstens einen Drehmomentsensor, vorzugsweise eine Mehrzahl von diesen.In a hydrodynamic system with two elements in the form of paddle wheels which can be brought into operative connection with one another via a flow medium, a first element being rotatably mounted and the second being supported on a stationary element for at least part of the theoretically usable operating range of the hydrodynamic system Means for detecting a function, in particular the transmission behavior or the transmittable torque at least indirectly characterizing size, this device according to the invention as a means for detecting the supporting torque when supporting the second element on the stationary element executed. The means for detecting the supporting moment M support is arranged between the second element and the stationary element, preferably in the connection between the second element and the stationary element or on a contact element between the second element and the stationary element. The arrangement is thus not directly on the stationary element, but a coupled with this element. In a particularly advantageous embodiment, the device for detecting the supporting torque comprises at least one torque sensor, preferably a plurality of these.
Die direkte Erfassung eines Drehmomentes in Form des vorliegenden Stützmomentes bei Abstützung am ortsfesten Element bietet den Vorteil, dass dieses je nach Ausführung des hydrodynamischen Systems sowie Ausgestaltung und Anordnung der Verbindung und der Einrichtung einem am zweiten Element wirksam werdenden Reaktionsmoment entweder direkt entspricht oder in einem direkten funktionalen Zusammenhang zu diesem steht und somit das Reaktionsmoment nicht aufwendig über andere Größen, welche während des Betriebes des hydrodynamischen Systems erfasst werden können, ermittelt werden muss. Der so schnell und einfach ermittelte Ist-Wert für das Stützmoment kann für Reglungsaufgaben verwendet werden, wobei die Ansprechzeit besonders gering ist.The direct detection of a torque in the form of the present supporting torque with support The fixed element has the advantage that this depends on the design of the hydrodynamic system and design and arrangement of the compound and the device a reacting at the second element reaction torque either directly corresponds or in a direct functional context to this is and thus the reaction torque is not expensive on other sizes, which while the operation of the hydrodynamic system can be detected got to. The so quickly and easily determined actual value for the supporting moment can for Regulatory tasks are used, with the response time especially is low.
Bezüglich der Ausführung des ortsfesten Elementes bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall handelt es sich um ein Gehäuse oder ein mit diesem gekoppeltes Element für das hydrodynamische System, wobei es sich hier speziell um das Gehäuse des hydrodynamischen Systems oder aber um das Gehäuse einer Baueinheit handeln kann, in welchem das hydrodynamische System angeordnet ist.Regarding the execution the fixed element there are a variety of ways. in the The simplest case is a housing or a coupled with this Element for the hydrodynamic system, which is especially the case of the hydrodynamic system or can act around the housing of a structural unit, in which the hydrodynamic system is arranged.
Bezüglich der Ausführung der Verbindung zwischen dem zweiten Element und dem ortsfesten Element bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall wird diese über eine Verbindungseinrichtung realisiert, wobei die Einrichtung zur Erfassung des Stützmomentes an einem drehfest mit dem ersten Element des Systems gekoppelten Element der Verbindungseinrichtung oder einem mit dem ersten Element des hydrodynamischen Systems eine bauliche Einheit bildenden Element der Verbindungseinrichtung angeordnet ist. Die Verbindungseinrichtung wird dabei von einer kraft- und/oder formschlüssigen Einrichtung gebildet.Regarding the execution the connection between the second element and the stationary element There are a number of possibilities. In the simplest Case this will over realized a connecting device, wherein the means for detecting of the supporting moment at a rotatably coupled to the first element of the system Element of the connection device or one with the first element of the hydrodynamic system forming a structural unit the connecting device is arranged. The connection device is formed by a non-positive and / or positive locking device.
Im einfachsten Fall ist die Verbindungseinrichtung als Kupplungseinrichtung mit einem feststehenden Element ausgebildet, das heißt eines der miteinander in Wirkverbindung bringbaren Kupplungselemente ortsfest, das heißt feststehend, ist. Die Verbindungseinrichtung wird daher auch als Bremseinrichtung bezeichnet. Wie bereits ausgeführt, kann diese nach dem Prinzip des Kraft- oder Formschlusses arbeiten. Im einfachsten Fall wird eine formschlüssige Bremseinrichtung zur Anbindung an das ortsfeste Element verwendet, die ein erstes drehfest mit dem ersten Element des hydrodynamischen Systems verbundenes oder mit diesem eine bauliche Einheit bildendes Kopplungselement und ein zweites mit dem ortsfesten Element verbundenes oder von diesem gebildetes Kopplungselement aufweist, wobei erstes und zweites Kopplungselement wenigstens mittelbar, das heißt direkt oder über wenigstens ein weiteres Zwischenelement miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Die Einrichtung zur Erfassung des Abstützmomentes kann dann am ersten Kopplungselement oder dem Zwischenelement angeordnet sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung werden immer Ausführungen mit Zwischenelementen verwendet, an welchen auch die Einrichtung zur Erfassung des Abstützmomentes angeordnet ist, da in diesem Fall eine leichte Austauschbarkeit der Einrichtung zur Erfassung des Abstützmomentes gegeben wäre.in the the simplest case is the connecting device as a coupling device formed with a fixed element, that is one the coupling elements which can be brought into operative connection with each other, this means is fixed. The connection device is therefore also called Designated braking device. As already stated, this can according to the principle the force or form fit to work. In the simplest case will be a form-fitting Braking device used for connection to the fixed element, the first rotationally fixed to the first element of the hydrodynamic Systems connected or forming a structural unit with this Coupling element and a second connected to the stationary element or has formed by this coupling element, wherein the first and second coupling element at least indirectly, that is directly or over at least one further intermediate element in operative connection with each other can be brought. The device for detecting the support torque can then be arranged on the first coupling element or the intermediate element be. According to one particularly advantageous embodiment will always be executions used with intermediate elements, to which also the device for detecting the support torque is arranged, since in this case easy interchangeability the means for detecting the supporting moment would be given.
Die Verbindungseinrichtung in Form einer Kupplungseinrichtung mit feststehendem Kupplungselement, das heißt als Bremseinrichtung, kann schaltbar oder nicht schaltbar ausgeführt sein. Bei Ausführung als nicht schaltbare formschlüssige Verbindung, insbesondere formschlüssige Bremseinrichtung, wird eine Steckverbindung zwischen dem zweiten Element des hydrodynamischen Systems und dem ortsfesten Element gebildet. Dabei tragen die miteinander zu koppelnden Elemente komplementär zueinander ausgeführte Mitnahmeelemente, die durch komplementär zueinander wechselweise ausgeführte Ausnehmungen und Vorsprünge an einem Außen- und/oder einem Innenumfang bildenden Bereich am jeweiligen Anschlusselement charakterisiert sind. Dabei bestehen mehrere Möglichkeiten, wobei hier im einzelnen zwischen der direkten Kopplung und der indirekten Kopplung unterschieden wird. Im Fall der direkten Kopplung werden dabei die Mitnahmeelemente des ersten Kupplungselementes entweder an einem Außenumfang gebildet, wobei die Mitnahmeelemente des zweiten Kupplungselementes an einem Innenumfang bildenden Bereich gebildet werden und beide ohne Zwischenschaltung eines Zwischenelementes direkt miteinander verbunden werden. Dies gilt in Analogie auch für die umgekehrte Anordnung der Mitnahmeelemente.The connecting device in the form of a coupling device with a fixed coupling element, that is to say as a braking device, can be designed to be switchable or non-switchable. When designed as a non-switchable positive connection, in particular positive brake device, a plug connection between the second element of the hydrodynamic system and the stationary element is formed. In this case, the elements to be coupled to each other carry complementarily designed entrainment elements, which are characterized by complementary to each other alternately executed recesses and projections on an outer and / or an inner periphery forming region on the respective connection element. There are several possibilities, with a distinction between the direct coupling and the indirect coupling. In the case of direct coupling while the driving elements of the first coupling element are formed either on an outer circumference, wherein the driving elements of the second coupling element are formed on an inner periphery forming region and both are directly connected to each other without the interposition of an intermediate element. This applies analogously to the reverse arrangement of the driving elements.
Bei Verwendung von Zwischenelementen sind die gleichen Möglichkeiten denkbar, wobei hier jedoch diese Möglichkeiten jeweils zwischen dem einzelnen Kupplungselement und dem Zwischenelement vorzusehen sind. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung wird dabei die Zwischenhülse als rohrförmiges Element mit in beiden Endbereichen angeordneten am Außenumfang oder Innenumfang angeordneten Vorsprüngen ausgeführt, die in komplementäre Ausnehmungen an einem einen Innenumfang bildenden Bereich der Anschlusselemente – erstes Kupplungselement oder zweites Kupplungselement – eingreifen. Dies gilt in Analogie bei Ausführung der Mitnahmeelemente am Zwischenelement am Innenumfang, wobei dann die entsprechenden Vorsprünge und Ausnehmungen an den Anschlusselementen jeweils an einem einen Außenumfang bildenden Bereich angeordnet werden müssten. In diesem Fall kann der Verbindungsbereich in axialer Richtung sehr klein bauen und trotzdem die Einrichtung zur Erfassung des Abstützmomentes noch im Zwischenelement integriert werden.at Use of intermediate elements are the same possibilities conceivable, but here in each case these possibilities between to provide the individual coupling element and the intermediate element are. According to one particularly advantageous embodiment is doing the intermediate sleeve as tubular Element with arranged in both end regions on the outer circumference or inner circumference arranged projections executed in complementary recesses on an inner circumference forming region of the connecting elements - first Coupling element or second coupling element - engage. This is true in Analogy in execution the driving elements on the intermediate element on the inner circumference, in which case the corresponding projections and recesses on the connection elements in each case at one outer periphery forming area would have to be arranged. In this case can the connection area in the axial direction to build very small and Nevertheless, the device for detecting the Abstützmomentes still in the intermediate element to get integrated.
Bei Anordnung der Einrichtung an einem Kontaktelement zwischen ortsfestem Bauteil und zweitem Element wird die Verformung am Kontaktelement ermittelt und über diese das Stützmoment bestimmt. Dabei korriliert beispielsweise ein bestimmter Biegewinkel mit einem bestimmten Abstützmoment. Das Kontaktelement kann unterschiedlich ausgeführt sein. Im einfachsten Fall handelt es sich um einen Stift, der am ortsfesten Element angeordnet ist und sich in Richtung zum zweiten Element erstreckt. Das Kontaktelement greift dabei entweder an seiner zum zweiten Element gerichteten Seite in dieses ein oder aber berührt zumindest das zweite Element berührt bzw. kontaktiert, so dass eine Verdrehung oder Verformung des zweiten Elementes auch am Kontaktelement wirksam wird. Das Kontaktelement wird dabei vorzugsweise in radialer Richtung betrachtet am Außenumfang des Statorschaufelrades oder einem mit diesem drehfest verbundenen Element wirksam. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung im Bereich der axialen Erstreckung des Schaufelrades.at Arrangement of the device on a contact element between stationary Component and second element is the deformation of the contact element determined and over this is the supporting moment certainly. For example, a certain bending angle is corrupted with a certain support moment. The Contact element can be designed differently. In the simplest case it is a pin, which is arranged on the stationary element is and extends toward the second element. The contact element engages either on his to the second element directed Page in this one or touched at least the second element touched or contacted so that a twist or deformation of the second Element is also effective on the contact element. The contact element is preferably viewed in the radial direction on the outer circumference Statorschaufelrades or one rotatably connected thereto Element effective. The arrangement preferably takes place in the region of axial extent of the impeller.
Für die Ausführung des hydrodynamischen Systems bestehen grundsätzlich nachfolgende Möglichkeiten:
- – Ausführung als hydrodynamischer Retarder
- – Ausführung als hydrodynamische Kupplung mit vorgesehener Möglichkeit der Festsetzung eines der Schaufelräder
- - Design as a hydrodynamic retarder
- - Design as a hydrodynamic coupling with the proposed possibility of fixing one of the paddle wheels
Bei Ausführung des hydrodynamischen Systems als Retarder wird das erste Element des Systems von einem mit einer abzubremsenden Welle wenigstens mittelbar drehfest verbundenen als Rotorschaufelrad fungierenden Primärrad gebildet, während das zweite Element von einem über die Verbindungseinrichtung mit dem ortsfesten Element verbundenen als Statorschaufelrad fungierenden Sekundärrad gebildet wird. Die Verbindungseinrichtung ist dann als nicht schaltbare oder aber schaltbare Kupplungseinrichtung ausgeführt, wobei die Einrichtung zur Erfassung einer das Abstützmoment wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe in der Verbindungseinrichtung zur Verbindung des Statorschaufelrades mit dem ortsfesten Element angeordnet ist. Die Anordnung kann dabei wie bereits beschrieben erfolgen. In diesem Fall fungiert das hydrodynamische System immer als hydrodynamischer Retarder.at execution of the hydrodynamic system as a retarder becomes the first element of the system of a shaft to be braked at least indirectly rotatably connected acting as a rotor blade wheel primary wheel formed while the second element of one over the connecting device connected to the stationary element formed as Statorschaufelrad acting secondary wheel. The connection device is then as non-switchable or switchable coupling device executed wherein the means for detecting a the supporting moment at least indirectly characterizing size in the connecting device for connecting the stator blade wheel with the stationary element is arranged. The arrangement can be as already described respectively. In this case, the hydrodynamic system always works as hydrodynamic retarder.
Gemäß einer weiteren Ausführung kann das hydrodynamische System auch als hydrodynamische Kupplung ausgeführt werden, wobei das erste Element von einem mit einer Antriebswelle wenigstens mittelbar drehfest verbindbaren Primärrad und das zweite Element von einem mit einem Abtrieb wenigstens mitelbar drehfest verbindbaren Sekundärrad gebildet wird, die ein mit Betriebsmitteln befüllbaren Arbeitsraum bilden. Vorzugsweise besteht jeweils immer eine direkte drehfeste Verbindung mit einer Antriebswelle bzw. dem Abtrieb. Das Primärrad und das Sekundärrad sind dabei drehbar gelagert und wenigstens einem der beiden Schaufelräder – Primärrad oder Sekundärrad – ist eine Bremseinrichtung zur Festsetzung am ortsfesten Element zugeordnet, welche für einen Teil des Betriebsbereiches des hydrodynamischen Systems als Verbindungseinrichtung fungiert und somit die hydrodynamische Kupplung in diesem Betriebsbereich als Retarder betrieben wird. Die Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer das Abstützmoment wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe ist in der Bremseinrichtung angeordnet, welche als schaltbare Kupplungseinrichtung mit einem feststehenden Kupplungselement ausgeführt ist. Auch hier bestehen für die Ausführung der Kupplungseinrichtung eine Vielzahl von Möglichkeiten, wie bereits beschrieben.According to one further execution The hydrodynamic system can also act as hydrodynamic coupling accomplished be, with the first element of one with a drive shaft at least indirectly rotatably connectable primary and the second element from one with an output at least mitelbar rotatably connectable secondary is formed, which form a working space can be filled with resources. Preferably there is always a direct rotational connection with a drive shaft or the output. The primary wheel and the secondary wheel are rotatably mounted and at least one of the two paddle wheels - primary or Secondary wheel - is one Brake device assigned for fixing to the stationary element, which for a part of the operating range of the hydrodynamic system as Connecting device acts and thus the hydrodynamic coupling operated in this operating range as a retarder. The device for detecting at least one supporting torque at least indirectly characterizing Size is in arranged the braking device, which as a switchable coupling device designed with a fixed coupling element. Again exist for the execution the coupling device a variety of ways, as already described.
Die einzelnen Kupplungselemente können dabei jeweils von separaten Elementen gebildet werden oder bilden mit den jeweiligen Anschlusselementen eine bauliche Einheit.The individual coupling elements can each be formed by separate elements who or form a structural unit with the respective connection elements.
Die Einrichtung zur Erfassung des Abstützmomentes, welche mindestens einen Drehmomentsensor umfasst, ist dabei vorzugsweise immer koaxial zu einer theoretischen Lagerachse des zweiten Elementes, insbesondere bei Ausführung als hydrodynamischer Retarder des Statorschaufelrades bzw. bei Ausführung als hydrodynamische Kupplung des jeweiligen festzusetzenden Schaufelrades angeordnet, wobei die Anordnung vorzugsweise direkt auf der Achse erfolgt, da in diesem Fall das Reaktionsmoment direkt aus dem Abstützmoment gebildet werden kann.The Device for detecting the support torque, which at least a torque sensor is preferably always coaxial to a theoretical bearing axis of the second element, in particular at execution as hydrodynamic retarder of the stator blade wheel or in execution as Hydrodynamic coupling of the respective fixed paddle wheel arranged, the arrangement preferably directly on the axis takes place, since in this case the reaction torque directly from the support moment can be formed.
Die theoretische Lagerachse entspricht dabei der Symmetrieachse des jeweiligen Schaufelrades. Die Ausführung des Drehmomentsensors kann verschiedenartig erfolgen. Dieser kann auch eine rotationssymmetrische Ausführung aufweisen, beispielsweise in Ringform.The theoretical bearing axis corresponds to the symmetry axis of the respective paddle wheel. The design of the torque sensor can be done in different ways. This can also be a rotationally symmetric execution have, for example in ring form.
Erfindungsgemäß wird das Abstützmoment direkt ermittelt. Dieses entspricht bei Ausführung des hydrodynamischen Systems als hydrodynamischer Retarder bzw. in der Funktion einer hydrodynamischen Kupplung als hydrodynamischer Retarder dem erzeugten Bremsmoment an dem als zweitem Element fungierenden Schaufelrad, insbesondere Statorschaufelrad bzw. dem jeweils festgesetzten Schaufelrad. Dadurch wird es möglich, die Betriebsweise eines hydrodynamischen Retarders hinsichtlich der Steuerung erheblich zu vereinfachen, da hier einfach und direkt eine Ist-Größe für das erzeugte Bremsmoment erfasst werden kann, die in einer Regelung zur Einstellung eines Bremsmomentes verwendet wird. Dabei kann unabhängig von Fertigungsstreuungen dem hydrodynamischen Retarder bzw. der hydrodynamischen Kupplung, welche zumindest in einem Teilbereich eines Betriebsbereiches als hydrodynamischer Retarder durch Festsetzen eines der Schaufelräder betreibbar ist, ein starres Kennfeld zugeordnet werden, welches für eine Vielzahl gleichartiger hydrodynamischer Systeme unter Berücksichtigung eines bestimmten Toleranzbereiches verwendbar ist. Dieses Kennfeld kann dabei beispielsweise in Form eines Bremsleistungsgeschwindigkeitskennfeldes bzw. eines Bremsmoment-/Drehzahlkennfeldes vorliegen. In Abhängigkeit eines Wunsches nach Änderung oder Einstellung eines bestimmten Betriebszustandes wird dann ein Soll-Wert für das einzustellende Bremsmoment MBrems-Soll gebildet bzw. eine diesen Momentenwert wenigstens mittelbar charakterisierende Größe. Aus dem Kennfeld des hydrodynamischen Systems wird dann die Stellgröße zur Ansteuerung des Stellgliedes bzw. der im hydrodynamischen System zugeordneten Stelleinrichtung zur Beeinflussung des Übertragungsverhaltens bzw. beim Fall eines hydrodynamischen Retarders zur Beeinflussung des Bremsmomentes ermittelt und die Stelleinrichtung entsprechend angesteuert. Dabei wird der sich aufgrund dieser Aktivierung der Stelleinrichtung einstellende Ist-Wert MBrems-Ist für das Bremsmoment ermittelt, der in diesem Fall dem Abstützmoment MStütz-ist entspricht. Dieser Wert wird mit dem Soll-Wert MBrems-Soll verglichen und bei Abweichung wird der Soll-Wert MBrems-Soll als einzustellender Ist-Wert MBrems-Ist durch Änderung der Stellgröße eingeregelt. Die Änderung der Stellgröße kann dabei stufenlos oder stufenweise erfolgen. Denkbar ist auch eine spezieller Berechnungsalgorithmus, der als Funktion der Größe der Abweichung die Änderung der Stellgröße bestimmt.According to the invention, the support torque is determined directly. This corresponds to the design of the hydrodynamic system as a hydrodynamic retarder or in the function of a hydrodynamic coupling as a hydrodynamic retarder braking torque generated on the acting as a second element paddle wheel, in particular Statorschaufelrad or each fixed paddle wheel. This makes it possible to considerably simplify the operation of a hydrodynamic retarder with respect to the control, since an actual variable for the generated braking torque can be detected here simply and directly, which is used in a control for setting a braking torque. In this case, irrespective of manufacturing dispersions, the hydrodynamic retarder or the hydrodynamic coupling, which is operable as hydrodynamic retarder by setting one of the paddle wheels at least in a partial region of an operating range, can be assigned a rigid characteristic map which is suitable for a multiplicity of similar hydrodynamic systems taking into account a specific tolerance range is usable. This map can be present for example in the form of a braking power speed map or a Bremsmoment- / speed map. Depending on a desire for change or adjustment of a particular operating state, a setpoint value for the braking torque M brake setpoint to be set is then formed, or a variable that at least indirectly characterizes this torque value. From the map of the hydrodynamic system, the manipulated variable for controlling the actuator or the control device associated with the hydrodynamic system for influencing the transmission behavior or in the case of a hydrodynamic retarder for influencing the braking torque is then determined and the adjusting device controlled accordingly. In this case, the actual value M.sub.brake-actual for the braking torque that is established as a result of this activation of the setting device is determined, which in this case corresponds to the supporting moment M Stütz-ist . This value is compared with the setpoint value M brake setpoint and in the event of a deviation, the setpoint value M brake setpoint is adjusted as the actual value M brake actual to be set by changing the manipulated variable. The change in the manipulated variable can be carried out continuously or stepwise. Also conceivable is a special calculation algorithm which determines the change of the manipulated variable as a function of the magnitude of the deviation.
Die Ausführung der Stelleinrichtungen des hydrodynamischen Systems entsprechen den aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen. Im einfachsten Fall handelt es sich hierbei um eine Drucksteuerung, wobei die Drücke im Eintritt in den Arbeitsraum bzw. einer mit dem Austritt aus dem Arbeitsraum gekoppelten Leitung entsprechend eingestellt und variiert werden können. Da diese Möglichkeiten aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt sind, wird hier im einzelnen nicht auf die Möglichkeiten der Ausführungen der Steuereinrichtungen und deren Betreiben eingegangen.The execution correspond to the adjusting devices of the hydrodynamic system known from the prior art devices. In the simplest Case, this is a pressure control, the pressures in the inlet into the work space or one with the exit from the work space coupled line adjusted and varied accordingly can. Because of these possibilities are sufficiently known in the art, is here in the individual not on the possibilities the designs the control devices and their operation received.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise der aktuelle Ist-Wert des Abstützmomentes MStütz-ist fortlaufend ermittelt.In the method according to the invention, the current actual value of the supporting torque M Stütz-ist is determined continuously.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet dabei den Vorteil, dass auf eine aufwendige Kennfeldanpassung im Rahmen der Endabnahme durch entweder bauliche Veränderung bzw. Nachbearbeitung einzelner Bauteile zur Toleranzminimierung oder aber aufwendige Steuer- und Regelalgorithmen während des Betriebes verzichtet werden kann und unabhängig von den tatsächlich vorliegenden Toleranzen gegenüber einem theoretisch optimal ausgeführten gleichem System die gleichen Werte bei Vorliegen einer Soll-Wert Vorgabe eingeregelt werden können, wobei der steuerungstechnische Aufwand in diesem Fall sehr gering gehalten werden kann.The inventive method offers the advantage that on a complex map adaptation in the context of the final acceptance by either constructional change or post-processing of individual components to minimize tolerance or complex control algorithms during the Operation can be waived and regardless of the actual present Tolerances a theoretically optimally executed the same System the same values in the presence of a target value specification can be adjusted, where the control engineering effort kept very low in this case can be.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit weiteren Regelungen kombiniert oder aber auch in diese integriert werden. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren Bestandteil einer Regelung auf eine der nachfolgend genannten Größen sein:
- – eine konstante Geschwindigkeit
- – eine konstante Verzögerung
- – ein konstantes Bremsmoment
- - a constant speed
- - a constant delay
- - a constant braking torque
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System mit der Möglichkeit der Anordnung der Einrichtung zur Erfassung des Abstützmomentes in der Verbindungseinrichtung und damit nicht am abzustützenden ortsfesten Element kann sowohl für stationäre als auch mobile Anlagen, insbesondere Fahrzeuge, zum Einsatz gelangen.The inventive method and the inventive system with the possibility of Arrangement of the device for detecting the Abstützmomentes in the connection device and thus not on the stationary element to be supported can be used both for stationary and mobile systems, especially vehicles used.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:The solution according to the invention explained below with reference to figures. This is in detail the following is shown:
Die
Die
Verbindung
Vorzugsweise
werden das erste und zweite Kupplungselement
Der
Drehmomentsensor
Die
Anordnung der Verbindungseinrichtung
Die
Verbindungseinrichtung
Die
Demgegenüber verdeutlicht
die
Die
In
einer Steuereinrichtung
Die
erfindungsgemäße Lösung bietet
ferner den Vorteil, dass auch die Ventilationsmomente bei entleertem
hydrodynamischem Retarder
Vorzugsweise
ist die Verbindungseinrichtung mit mehreren Drehmomentsensoren
Die
Bezüglich der
Ansteuerung der Stelleinrichtung bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten.
Im einfachsten Fall wird das Bremsmoment MBrems durch Änderung
des Füllungsgrades
FG und/oder des Druckes am Ein- und/oder Ausgang des Arbeitsraumes eingestellt.
Damit kann je nach Füllungsgrad
FG der hydrodynamische Retarder
- 11
- hydrodynamisches Systemhydrodynamic system
- 22
- Elementelement
- 33
- Elementelement
- 44
- ortsfestes Elementstationary element
- 55
- Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer das AbstützmomentFacility for detecting at least one of the support torque
- wenigstens mittelbar charakterisierenden Größeat least indirectly characterizing size
- 66
- Drehmomentsensortorque sensor
- 77
- Verbindungconnection
- 88th
- hydrodynamischer Retarderhydrodynamic retarder
- 99
- Primärradprimary wheel
- 1010
- Statorschaufelradstator
- 1111
- abzubremsende Welledecelerated wave
- 1212
- Gehäusecasing
- 1313
- Steckverbindungconnector
- 1414
- Mitnahmeelementdriving element
- 1515
- Mitnahmeelementdriving element
- 1616
- Steckhülsereceptacle
- 1717
- rotationssymmetrischer Teilrotationally symmetrical part
- 1818
- hydrodynamische Kupplunghydrodynamic clutch
- 1919
- Primärradprimary wheel
- 2020
- Sekundärradsecondary
- 2121
- Arbeitsraumworking space
- 2222
- Bremseinrichtungbraking means
- 2323
- formschlüssige Verbindungpositive-locking connection
- 2424
- Klauenkupplungclaw clutch
- 24.124.1
- Kupplungselementcoupling member
- 24.224.2
- Kupplungselementcoupling member
- 2525
- Steuereinrichtungcontrol device
- 2626
- Stelleinrichtungsetting device
- 2727
- Einrichtung zur Vorgabe eines Fahrerwunsches nach Einstellung einesFacility to specify a driver request after setting a
- bestimmten Bremsmomentescertain braking torque
- 2828
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 2929
- Mitnahmeelementedriving elements
- 3030
- Kontaktelementcontact element
- 3131
- Stiftpen
- 3232
- Nutgroove
- 3333
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 3434
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 3535
- Zwischensteggutter
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