DE102005052105B4

DE102005052105B4 - Hydrodynamic system and method for controlling the hydrodynamic system

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Publication number: DE102005052105B4
Application number: DE200510052105
Authority: DE
Inventors: Herbert Richter
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2025-10-29
Also published as: DE102005052105A1

Abstract

Hydrodynamisches System (1)
1.1 mit zwei miteinander über ein Strömungsmedium in Wirkverbindung bringbaren Elementen (2, 3) in Form von Schaufelrädern – ein erstes Element (2) und ein zweites Element (3), die wenigstens einen Teilbereich eines mit Betriebsmittel befüllbaren Arbeitsraumes (21) bilden;
1.2 das erste Element (2) ist drehbar gelagert, das zweite Element (3) ist zumindest für einen Teil des nutzbaren Betriebsbereiches des hydrodynamischen Systems (1) an einem ortsfesten Element (4) abgestützt;
1.3 mit einer Einrichtung zur Erfassung einer das Übertragungsverhalten wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1.4 die Einrichtung zur Erfassung einer das Übertragungsverhalten wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe ist als Einrichtung (5) zur Erfassung des Stützmomentes (M_Stütz) bei Abstützung des zweiten Elementes (3) am ortsfesten Element (4) ausgeführt;
1.5 die Einrichtung (5) zur Erfassung des Stützmomentes (M_Stütz) ist zwischen dem zweiten Element (3) und dem ortsfesten Element (4) angeordnet;...Hydrodynamic system (1)
1.1 with two elements (2, 3) in the form of paddle wheels which can be brought into operative connection with one another via a flow medium - a first element (2) and a second element (3) which form at least a partial region of a working space (21) which can be filled with working fluid;
1.2 the first element (2) is rotatably mounted, the second element (3) is supported at least for a part of the usable operating range of the hydrodynamic system (1) on a stationary element (4);
1.3 with a device for detecting the transmission behavior at least indirectly characterizing size;
characterized by the following features:
1.4 the device for detecting a size at least indirectly characterizing the transmission behavior is designed as a device (5) for detecting the supporting moment (M _support ) with support of the second element (3) on the stationary element (4);
1.5 the device (5) for detecting the supporting moment (M _support ) is arranged between the second element (3) and the stationary element (4);

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 Weile 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 M_Brems 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 Ablaufaus 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. These generally comprise a first blade wheel functioning as a rotor blade wheel, which is rotatably connected or connectable to a braked axle and a stator, which is fastened to a stationary component, in particular a housing, and is supported on this. 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 DE 198 50 383 A1 verwiesen wird, welche einen in einem Retardergehäuse angeordneten Stator aufweist, wobei dieser sich über eine Feststelleinrichtung am Retardergehäuse abstützt. Am Retardergehäuse ist dabei eine Messeinrichtung für das Retarderbremsmoment vorgesehen, die von der Feststelleinrichtung beaufschlagt wird. Die Messeinrichtung ist mit einer Steuereinrichtung verbunden. Die Messeinrichtung selbst kann dabei in Form eines hydraulischen Drucksensors vorliegen, der mit dem elektronischen Schaltkreis der Steuereinrichtung gekoppelt ist, ferner kann dieser eine Feder und einen Wegsensor umfassen, oder aber einen mechanischen Drucksensor aufweisen, wobei diese Elemente jeweils mit dem elektronischen Schaltkreis verbunden sind. Dabei wird das Bremsmoment somit indirekt aus diesen über die Messeinrichtung ermittelten Größen ermittelt. Diese Lösung ist durch einen hohen steuerungstechnischen Aufwand charakterisiert, da hier entsprechende Berechnungsschritte sich anschließen müssen, um aus den erfassten Größen das Bremsmoment abzuleiten. Ferner sind diese Möglichkeiten auch durch einen erheblichen zusätzlichen konstruktiven Aufwand bedingt.Another possibility is to set the target value as a function of the actual torque. To determine the actual torque, a plurality of embodiments of the prior art are known, in which case representatively DE 198 50 383 A1 is referenced, which has a stator arranged in a retarder, which is supported by a locking device on the retarder housing. At Retardergehäuse while a measuring device for the Retarderbremsmoment is provided, which is acted upon by the locking device. The measuring device is connected to a control device. The measuring device itself may be in the form of a hydraulic pressure sensor which is coupled to the electronic circuit of the control device, further comprising a spring and a displacement sensor, or may comprise a mechanical pressure sensor, wherein these elements are each connected to the electronic circuit. The braking torque is thus determined indirectly from these determined via the measuring device sizes. This solution is characterized by a high control engineering effort, since here appropriate calculation steps must be followed in order to derive the braking torque from the detected variables. Furthermore, these possibilities are also due to a considerable additional design effort.

Aufgrund des in dem Dokument DE 198 50 383 A1 vorgesehenen Drucksensors mit einer Druckkammer kann das Abstützmoment nur indirekt über die Änderung des Volumens der Druckkammer und weiter über eine Dehnung erfasst werden, was zu Ungenauigkeiten führt. Ferner ist der Stator einseitig abgestützt. Hieraus resultieren Verlagerungen in Radialrichtung, welche das Messergebnis ebenfalls negativ beeinflussen.Because of in the document DE 198 50 383 A1 provided pressure sensor with a pressure chamber, the support torque can be detected only indirectly via the change in the volume of the pressure chamber and further via an expansion, which leads to inaccuracies. Furthermore, the stator is supported on one side. This results in relocations in Ra Dialrichtung, which also negatively affect the measurement result.

Das Dokument DE 102 33 133 A1 beschreibt neben einem Kraftsensor auch einen Drehmomentsensor zur Erfassung des Retarderbremsmomentes beziehungsweise des Stützmomentes. Somit wird wiederum die Abstützung über einen Druck berechnet, was zu Ungenauigkeiten führt.The document DE 102 33 133 A1 describes not only a force sensor but also a torque sensor for detecting the retarder braking torque or the supporting torque. Thus, in turn, the support is calculated via a pressure, which leads to inaccuracies.

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.Of the The invention is therefore based on the object, a hydrodynamic System, in particular a hydrodynamic braking device of the beginning mentioned type such that the hitherto customary setting deleted in the acceptance test bench and the construction costs and thus the manufacturing costs are reduced while reducing the deviation of the setpoint 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 M_stütz 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. Erfindungsgemäß umfasst die Einrichtung zur Erfassung des Stützmomentes wenigstens einen Drehmomentsensor, vorzugsweise eine Mehrzahl von diesen, in Form eines Dehnungsmessstreifens auf einer Verbindungseinrichtung in Form einer Hülse, die koaxial zur Mittenachse des zweiten Elements angeordnet ist.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. According to the invention, the device for detecting the supporting torque comprises at least one torque sensor, preferably a plurality of these, in the form of a strain gauge on a connecting device in the form of a sleeve, which is arranged coaxially to the center axis of the second element.

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 the simplest case is this 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 simplest case, the connecting device is designed as a coupling device with a stationary element, that is, one of the coupling elements engageable with each other in operative connection, that is fixed, is. The connecting device is therefore also referred to as a braking device. As already stated, this can work on the principle of positive or positive connection. In the simplest case, a form-locking braking device is used for connection to the stationary element, which has a first coupling element which is non-rotatably connected to or forms a structural unit with the first element of the hydrodynamic system and a second coupling element connected to or formed by the stationary element, wherein first and second coupling element at least indirectly, that is, directly or via at least one further intermediate element can be brought into operative connection with each other. The device for detecting the support torque can then be arranged on the first coupling element or the intermediate element. According to a particularly advantageous embodiment, embodiments with intermediate elements are always used, on which also the Device for detecting the Abstützmomentes is arranged, since in this case an easy interchangeability of the device for detecting the Abstützmomentes 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 as a braking device, can be made switchable or non-switchable. At execution as non-switchable form-fitting Connection, in particular positive brake device is a plug connection between the second element of the hydrodynamic System and the stationary element formed. They wear each other to be coupled elements complementary to each other designed driving elements, the by complementary alternately executed Recesses and projections at an outside and / or an inner circumference forming region on the respective connection element are characterized. There are several possibilities, here in the individual between the direct coupling and the indirect coupling a distinction is made. In the case of direct coupling while the Driving elements of the first coupling element either on a outer periphery formed, wherein the driving elements of the second coupling element formed on an inner circumference forming area and both without the interposition of an intermediate element directly to each other get connected. This applies analogously also for the reverse arrangement the entrainment 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.

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

For the execution of the hydrodynamic system, there are basically the following possibilities:

- 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 mittelbar 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 indirectly 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 thereby each formed by separate elements or form with the respective connection elements a structural unit.

Die Einrichtung zur Erfassung des Abstützmomentes, welche mindestens einen Drehmomentsensor umfasst, ist dabei 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 comprises at least one torque sensor, is coaxial with a theoreti rule arranged bearing axis of the second element, in particular when designed as hydrodynamic retarder of Statorschaufelrades or execution as a hydrodynamic coupling of the respective fixed paddle wheel, the arrangement preferably takes place directly on the axis, since in this case the reaction torque can be formed directly from the support moment ,

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 M_Brems-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 M_Brems-Ist für das Bremsmoment ermittelt, der in diesem Fall dem Abstützmoment M_Stützt-ist entspricht. Dieser Wert wird mit dem Soll-Wert M_Brems-Soll verglichen und bei Abweichung wird der Soll-Wert M_Brems-Soll als einzustellender Ist-Wert M_Brems-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, which in this case _{is based} on the support torque M, is determined based on this activation of the _{actuating device} . 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 M_Stütz-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

The method according to the invention can be combined with other regulations or else integrated into them. For example, the method according to the invention can be part of a regulation to one of the following variables:

- 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 system of the invention with the possibility the arrangement of the device for detecting the support torque in the connecting device and thus not to be supported fixed element can be used both for stationary as well as mobile systems, in particular vehicles, are 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:

1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung eine Grundausführung des erfindungsgemäß gestalteten hydrodynamischen Systems; 1 illustrates in a simplified schematic representation of a basic version of the inventively designed hydrodynamic system;

2a bis 2b verdeutlichen in schematisch vereinfachter Darstellung Ausführung eines hydrodynamischen Systems in Form eines hydrodynamischen Retarders mit integrierter Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Abstützmomentes; 2a to 2 B illustrate in a schematically simplified representation of execution of a hydrodynamic system in the form of a hydrodynamic retarder with integrated detection device for detecting the support torque;

3 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung die Ausführung eines hydrodynamischen Systems in Form einer hydrodynamischen Kupplung mit einer einem Schaufelrad zugeordneten Bremseinrichtung zur Realisierung der Betriebsweise als hydrodynamischer Retarder; 3 illustrates in a schematically simplified representation of the execution of a hydrodynamic system in the form of a hydrodynamic coupling with a paddle wheel associated braking device to implement the operation as a hydrodynamic retarder;

4 verdeutlicht anhand eines Blockschaltbildes ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Kennfeldanpassung des hydrodynamischen Systems; 4 illustrates a block diagram according to an inventive method for map adaptation of the hydrodynamic system;

5 verdeutlicht beispielhaft ein entsprechend stationäres Kennfeld eines Retarders mit Vorgabe der Bremsleistung über der Fahrgeschwindigkeit. 5 exemplifies a corresponding stationary map of a retarder with specification of the braking power above the vehicle speed.

Die 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau eines erfindungsgemäß ausgeführten hydrodynamischen Systems 1, umfassend wenigstens zwei über ein Strömungsmedium miteinander in Wirkverbindung stehenden Elementen 2 und 3, wobei eines der Elemente 2 oder 3, im dargestellten Fall 2, drehbar gelagert ist und das zweite der Elemente 3 oder 2, hier 3, sich zumindest über einen Teil des möglichen Betriebsbereiches des hydrodynamischen Systems 1 an einem ortsfesten Element 4 abstützt. Die Elemente 2 und 3 begrenzen dabei wenigstens einen Teil eines Arbeitsraumes 21, welcher mit Betriebsmittel befüllbar ist, vorzugsweise diesen jeweils vollständig, das heißt der Arbeitsraum 21 wird von den Elementen 2 und 3 begrenzt. Das Betriebsmittel wird durch das rotierende Element, hier beispielsweise 2, umgewälzt. Am sich am ortsfesten Element 4 abstützenden Element, hier beispielsweise 3, wird ein Reaktionsmoment erzeugt, welches dem Abstützmoment M_Stütz des Elementes 4 entspricht. Erfindungsgemäß ist dabei in der Verbindung 7 zwischen dem Element 3 und dem ortsfesten Element 4 eine Einrichtung 5 zur Erfassung wenigstens einer, das Stützmoment M_Stütz wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, vorzugsweise zur direkten Erfassung des Stützmomentes M_Stütz angeordnet. Die Einrichtung 5 zur Erfassung des Stützmomentes umfasst in diesem Fall wenigstens einen Drehmomentsensor 6. Vorzugsweise sind eine Mehrzahl von derartigen Sensoren vorgesehen, die in der Verbindung 7 zwischen dem ortsfesten Element 4 und dem Element 3 angeordnet sind. Das ermittelte Stützmoment des Elementes 3 am ortsfesten Element 4 M_Stütz ist dabei je nach Anordnung und Ausführung der Verbindung proportional zum oder entspricht dem am Element 3 wirksam werdenden bzw. eingeleiteten Reaktionsmoment, insbesondere Bremsmoment.The 1 illustrates in a simplified schematic representation of the basic structure of an inventively designed hydrodynamic system 1 comprising at least two elements operatively connected to each other via a flow medium 2 and 3 where one of the elements 2 or 3 , in the case shown 2 , is rotatably mounted and the second of the elements 3 or 2 , here 3 , at least over a part of the possible operating range of the hydrodynamic system 1 on a stationary element 4 supported. The Elements 2 and 3 limit at least part of a workspace 21 , which can be filled with resources, preferably in each case completely, that is, the working space 21 gets from the elements 2 and 3 limited. The resource is through the rotating element, here for example 2 , circulated. At the stationary element 4 supporting element, here for example 3 , a reaction torque is generated, which is the supporting moment M _supporting the element 4 equivalent. According to the invention is in the compound 7 between the element 3 and the stationary element 4 An institution 5 for detecting at least one, the support torque M _support at least indirectly characterizing size, preferably arranged for direct detection of the support torque M _support . The device 5 for detecting the supporting torque comprises in this case at least one torque sensor 6 , Preferably, a plurality of such sensors are provided in the connection 7 between the stationary element 4 and the element 3 are arranged. The determined supporting moment of the element 3 on the stationary element 4 Depending on the arrangement and design of the connection, M _support is proportional to or corresponds to that on the element 3 become effective or initiated reaction torque, in particular braking torque.

Die Verbindung 7 wird dabei koaxial zur theoretischen Lagerachse, welche in der Regel der Symmetrieachse bzw. Mittenachse A des zweiten Elements entspricht angeordnet und demnach auch die Einrichtung 5. In diesem Fall entspricht das Abstützmoment dem Reaktionsmoment, insbesondere Bremsmoment. Vorzugsweise wird die Einrichtung 5 direkt auf dieser geometrischen Achse angeordnet.The connection 7 is arranged coaxially to the theoretical bearing axis, which generally corresponds to the axis of symmetry or center axis A of the second element and therefore also the device 5 , In this case, the support torque corresponds to the reaction torque, in particular braking torque. Preferably, the device 5 arranged directly on this geometric axis.

2a verdeutlicht dabei in schematisch stark vereinfachter Darstellung die Ausführung eines hydrodynamischen Systems 1 in Form eines hydrodynamischen Retarders 8. Dieser umfasst als erstes Element 2 ein als Rotorschaufelrad 9 fungierendes Primärrad und als zweites Element 3 ein als Statorschaufelrad 10 fungierendes Sekundärrad. Das Rotorschaufelrad 9 ist dazu mit einer abzubremsenden Welle 11 drehfest verbunden, wobei der Begriff Welle funktional zu verstehen ist und jedes rotierende Element in Form einer Voll- oder Hohlwelle oder Anschlussnabe umfasst, während das Statorschaufelrad 10 in einem Gehäuse 12 angeordnet ist und sich an diesem abstützt. Die Verbindung 7 zwischen dem Gehäuse 12 und dem Stator 10 erfolgt dabei kraft- und/oder formschlüssig, im einfachsten Fall durch eine Verbindungseinrichtung in Form einer Steckverbindung 13, welche durch komplementär zueinander ausgeführte Mitnahmeelemente 14 und 15 am Statorschaufelrad 10 und dem Gehäuse 12 charakterisiert ist. Bei diesen handelt es sich im einfachsten Fall um in radialer Richtung sich erstreckende und in Umfangsrichtung auf einem bestimmten Durchmesser angeordnete Vorsprünge bzw. Ausnehmungen. Die Steckverbindung 13 wird von einer Kupplungseinrichtung gebildet, umfassend ein erstes mit dem Statorschaufelrad 10 drehfest verbundenes oder von diesem gebildetes Kupplungselement 24.1 und ein zweites mit dem ortsfesten Element 4, insbesondere Gehäuse 12 verbundenes oder von diesem gebildetes Kupplungselement 24.2, die wenigstens mittelbar, das heißt direkt oder über wenigstens ein Zwischenelement 24.3 miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Im dargestellten Fall bildet beispielsweise der Stator 10 bzw. das Statorschaufelrad das erste Kupplungselement 24.1 und ist drehfest, jedoch vorzugsweise lösbar mit einem Zwischenelement 24.3 in Form einer Steckhülse 16 verbunden, die je nach Ausführung über an ihrem Außen- oder Innenumfang angeordnete Mitnahmeelemente mit komplementär dazu ausgeführten Mitnahmeelementen 15, die an einem einen Innenumfang bzw. Außenumfang bildenden Bereich 17 des Gehäuses 12 angeordnet sind, in Wirkverbindung treten. Im dargestellten Fall sind beispielhaft die Mitnahmeelemente 14 des ersten Kupplungselementes 24.1 an einem Außenumfang bildenden Bereich angeordnet, während die Mitnahmeelemente 15 am zweiten Kupplungselement 24.2 an einem Innumfang bildenden Bereich des Gehäuses 12 angeordnet sind. Die Mitnahmeelemente 29.1 zur Verbindung zwischen Statorschaufelrad 10 bzw. erstem Kupplungselement 24.1 und Steckhülse 16 erfolgt über an einem Innenumfang bildenden Bereich der Steckhülse 16 angeordnete komplementär zu den Mitnahmeelementen 14 ausgebildete Mitnahmeelemente 29.1, während die Verbindung zwischen Steckhülse 16 und Gehäuse 12 bzw. zweitem Kupplungselement 24.2 über Mitnahmeelemente 29.2 an einem Außenumfang bildenden Bereich der Steckhülse 16 erfolgt. 2a illustrates in a schematically highly simplified representation of the execution of a hydrodynamic system 1 in the form of a hydrodynamic retarder 8th , This includes as the first element 2 as a rotor blade wheel 9 acting primary wheel and as a second element 3 as a stator blade wheel 10 functioning secondary wheel. The rotor blade wheel 9 is with a braked shaft 11 rotatably connected, wherein the term shaft is to be understood functionally and each rotating element in the form of a solid or hollow shaft or connecting hub, while the Statorschaufelrad 10 in a housing 12 is arranged and supported on this. The connection 7 between the case 12 and the stator 10 takes place non-positively and / or positively, in the simplest case by a connecting device in the form of a plug connection 13 , Which by complementary to each other carried driving elements 14 and 15 on the stator blade wheel 10 and the housing 12 is characterized. These are in the simplest case extending in the radial direction and circumferentially arranged on a certain diameter projections or recesses. The plug connection 13 is formed by a coupling device comprising a first with the Statorschaufelrad 10 rotatably connected or formed by this coupling element 24.1 and a second with the stationary element 4 , in particular housing 12 connected or formed by this coupling element 24.2 at least indirectly, that is directly or via at least one intermediate element 24.3 can be brought into operative connection with each other. In the case illustrated forms, for example, the stator 10 or the Statorschaufelrad the first coupling element 24.1 and is non-rotatable, but preferably releasable with an intermediate element 24.3 in the form of a socket 16 connected, depending on the design on arranged on its outer or inner circumference driving elements with complementarily designed driving elements 15 on an inner circumference or outer circumference-forming area 17 of the housing 12 are arranged, enter into operative connection. In the case shown are exemplary the entrainment elements 14 of the first coupling element 24.1 arranged on an outer periphery forming region, while the driving elements 15 on the second coupling element 24.2 on an Innumfang forming portion of the housing 12 are arranged. The entrainment elements 29.1 for connection between stator blade wheel 10 or first coupling element 24.1 and socket 16 takes place on an inner circumference forming region of the socket 16 arranged complementary to the entrainment elements 14 trained entrainment elements 29.1 while connecting between receptacle 16 and housing 12 or second coupling element 24.2 via driving elements 29.2 on an outer circumference forming portion of the socket 16 he follows.

Vorzugsweise werden das erste und zweite Kupplungselement 24.1, 24.2 jeweils vom Statorschaufelrad 10 selbst bzw. dem Gehäuse 12 oder ortsfesten Element 4 gebildet.Preferably, the first and second coupling element 24.1 . 24.2 each from the stator blade wheel 10 itself or the housing 12 or stationary element 4 educated.

Der Drehmomentsensor 6 ist in diesem Fall an oder in der Steckhülse 16 angeordnet. Diese Lösung bietet den Vorteil der einfachen Austauschbarkeit der Einrichtung 5 bei Beschädigung.The torque sensor 6 is in this case on or in the socket 16 arranged. This solution offers the advantage of easy interchangeability of the device 5 if damaged.

Die Anordnung der Verbindungseinrichtung erfolgt koaxial zur Mittenachse A des Statorschaufelrades 10. Dies gilt in Analogie für die Einrichtung 5. Nur diese Möglichkeit der Anordnung erlaubt eine schnelle und frei von unnötigen Berechnungen erfolgende Ermittlung des Bremsmomentes.The arrangement of the connecting device takes place coaxially to the center axis A of the stator blade wheel 10 , This applies analogously to the device 5 , Only this possibility of arrangement allows a fast and free of unnecessary calculations taking place determination of the braking torque.

Die Verbindungseinrichtung kann in axialer Richtung selbstsichernd ausgeführt sein oder es sind separate Mittel zur axialen Fixierung der Lage der Elemente zueinander erforderlich.The Connecting device can be designed self-locking in the axial direction or there are separate means for axially fixing the position of the elements required to each other.

2b verdeutlicht eine alternative Ausführung zu 2a, bei welcher das Zwischenelement in Form der Steckhülse 16 mit am Außenumfang angeordneten Mitnahmeelementen 29, die mit dazu komplementär ausgeführten Mitnahmeelementen 14 und 15 an einem Innenumfang bildenden Bereich am Gehäuse 12 und dem Statorschaufelrad 10. Die Anordnung der Verbindungseinrichtung 7 erfolgt im dargestellten Fall im Bereich des Innenumfangs des Statorschaufelrades 10. Die Einrichtung 5 ist ebenfalls an der Steckhülse 16 angeordnet. 2 B illustrates an alternative embodiment too 2a in which the intermediate element in the form of the plug-in sleeve 16 with arranged on the outer periphery driving elements 29 , which with complementary designed entrainment elements 14 and 15 on an inner circumference forming portion of the housing 12 and the stator blade wheel 10 , The arrangement of the connection device 7 takes place in the illustrated case in the region of the inner circumference of the Statorschaufelrades 10 , The device 5 is also on the socket 16 arranged.

3 verdeutlicht demgegenüber die Möglichkeit der Anordnung einer Einrichtung 5 zur Erfassung wenigstens einer das Stützmoment M_Stütz charakterisierenden Größe in einem hydrodynamischen System 1 in Form einer hydrodynamischen Kupplung 18, welche zumindest auch teilweise als hydrodynamischer Retarder 8 betreibbar ist. Die hydrodynamische Kupplung 18 umfasst ein erstes Element 2 in Form eines mit einer Antriebswelle drehfest koppelbaren Primärrades 19 und eines mit einem Abtrieb drehfest koppelbaren Sekundärrades 20, wobei Primärrad 19 und Sekundärrad 20 einen mit Betriebsmittel befüllbaren Arbeitsraum 21 bilden. Einem der Schaufelräder, Primärrad 19 oder Sekundärrad 20 – je nach Ausführung und Integration in ein Gesamtsystem – ist eine Bremseinrichtung 22 zugeordnet, die der Abstützung dieses Schaufelrades – Primärrad 19 oder Sekundärrad 20 – an einem ortsfesten Element 4 dient. Diese Abstützung erfolgt wahlweise, das heißt nach Bedarf bzw. Anforderung und kann beispielsweise über eine schaltbare formschlüssige Kupplung 23 in Form einer Klauenkupplung 24 erfolgen, wobei eines der miteinander in Wirkverbindung bringbaren Kupplungselemente, hier das zweite Kupplungselement 24.2 mit dem ortsfesten Element 4 verbunden ist, während das andere Kupplungselement 24.1 drehfest mit dem Sekundärrad 20 gekoppelt ist oder von diesem gebildet wird. Bei dieser Kopplung zwischen 24.1, 24.2 würde die Einrichtung 5 in der Klauenkupplung 24, insbesondere am Kupplungselement 24.1, angeordnet werden. Vorzugsweise erfolgt auch hier die Verbindung von erstem und zweitem Kupplungselement 24.1, 24.2 nicht direkt sondern über ein Zwischenelement 24.3 in Form eines Zwischenelementes 24.3. Das Primärrad 19 oder das Sekundärrad 20 – je nach Zuordnung der Bremseinrichtung 22 zu einem dieser beiden Schaufelräder – fungiert in diesem Fall als Stator 10. Über die Einrichtung 5 in der formschlüssigen Kupplungseinrichtung 23, insbesondere am ersten Kupplungselement 24.1 oder dem Zwischenelement 24.3 kann dabei das Stützmoment M_Stütz ermittelt werden, welches dem in der Betriebsweise als Retarder 18 am jeweils festgestellten Schaufelrad – Primärrad 19 oder Sekundärrad 20 – erzeugten Bremsmoment M_Brems entspricht bzw. direkt proportional ist. 3 clarifies contrast, the possibility of arranging a device 5 for detecting at least one of the support torque M _support characterizing size in a hydrodynamic system 1 in the form of a hydrodynamic coupling 18 , which at least partially as a hydrodynamic retarder 8th is operable. The hydrodynamic coupling 18 includes a first element 2 in the form of a rotatably coupled to a drive shaft primary wheel 19 and one with an output rotatably coupled secondary wheel 20 , where primary wheel 19 and secondary wheel 20 a working space that can be filled with equipment 21 form. One of the paddle wheels, primary wheel 19 or secondary wheel 20 - Depending on the design and integration into an overall system - is a braking device 22 assigned to the support of this impeller - primary wheel 19 or secondary wheel 20 - on a stationary element 4 serves. This support is optional, that is as needed or requirement and can for example via a switchable positive coupling 23 in the form of a dog clutch 24 take place, wherein one of the coupling elements engageable with each other in operative connection, here the second coupling element 24.2 with the stationary element 4 is connected while the other coupling element 24.1 rotatably with the secondary wheel 20 is coupled or is formed by this. In this coupling between 24.1 . 24.2 would the decor 5 in the claw clutch 24 , in particular on the coupling element 24.1 , to be ordered. Preferably, the connection of first and second coupling element takes place here as well 24.1 . 24.2 not directly but via an intermediate element 24.3 in the form of an intermediate element 24.3 , The primary wheel 19 or the secondary wheel 20 - Depending on the assignment of the braking device 22 to one of these two paddle wheels - acts in this case as a stator 10 , About the device 5 in the positive coupling device 23 , in particular on the first coupling element 24.1 or the intermediate element 24.3 In this case, the support torque M _support can be determined, which in the mode of operation as a retarder 18 at each detected paddle wheel - primary wheel 19 or secondary wheel 20 - generated braking torque M _brake corresponds or is directly proportional.

Die 4 verdeutlicht anhand eines Blockschaltbildes ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Kennfeldanpassung eines hydrodynamischen Systems 1 in Form eines hydrodynamischen Retarders 8 bzw. 18 durch direkte Erfassung des Ist-Momentes M_Stütz-ist am Stator 10, welcher dem Bremsmoment M_Brems-ist entspricht durch Nachregelung.The 4 illustrates a block diagram according to an inventive method for map adaptation of a hydrodynamic system 1 in the form of a hydrodynamic retarder 8th respectively. 18 by direct detection of the actual moment M _support-is at the stator 10 , which is the braking torque M _brake- equivalent by readjustment.

In einer Steuereinrichtung 25, welche dem hydrodynamischen Retarder 8 beziehungsweise der hydrodynamischen Kupplung 18 für den Betrieb als hydrodynamischer Retarder zugeordnet sein kann, wobei es sich um eine speziell diesen hydrodynamischen Komponenten zugeordnete Steuereinrichtung handeln kann oder aber eine übergeordnete Steuereinrichtung, ist ein Kennfeld für eine in Abhängigkeit einer Fahrerwunschvorgabe, beispielsweise über eine Einrichtung 27 für das zu erzeugende Bremsmoment wenigstens mittelbar beschreibende Größe hinterlegt. Vorzugsweise ist im Kennfeld direkt das Bremsmoment in Abhängigkeit der Drehzahl abgelegt. Das Kennfeld kann auch als Bremsleistungs-/Fahrgeschwindigkeitskennfeld vorliegen, wobei vorzugsweise die Bremsleistung stufenweise einstellbar ist. In Abhängigkeit des Fahrerwunsches nach Einstellung einer bestimmten Verzögerung oder Beibehaltung einer Geschwindigkeit oder der Einstellung eines bestimmten konstanten Bremsmomentes M_{Brems-konstant} wird dabei ein Sollwert für das einzustellende Bremsmoment M_Brems-Soll gebildet und eine Stellgröße Y zur Ansteuerung einer dem Retarder 8 zugeordneten Stelleinrichtung 26 gebildet, die entsprechend dem Kennfeld zur Einstellung dieses bestimmten Bremsmomentes M_Brems-Soll führen soll. Erfindungsgemäß wird nunmehr das tatsächliche am hydrodynamischen Retarder 8 eingestellte Bremsmoment M_Brems _-Ist über das Abstützmoment M_Stütz _-ist am Stator 10 ermittelt und mit dem einzustellenden Sollwert M_Brems-Soll verglichen. Je nach Abweichung wird dann eine Stellgröße Y_neu zur Ansteuerung der Stelleinrichtung 26 des hydrodynamischen Retarders 8 gebildet, welche eine Änderung des sich am hydrodynamischen Retarder 8 eingestellten Bremsmomentes M_ist-neu beinhaltet. Diese Regelung erfolgt so lange, bis das gewünschte einzustellende Bremsmoment M_Brems-Soll vom Istmoment M_Brems-Ist erreicht wird. Die Regelung wird unterbrochen, wenn der Fahrerwunsch geändert wird. Dieser Fahrerwunsch wird dabei beispielsweise an eine Einrichtung 27 zur Vorgabe eines Fahrerwunsches nach Einstellung eines bestimmten Bremsmomentes und/oder der Beibehaltung einer Geschwindigkeit v und/oder der Einstellung einer Verzögerung vorgegeben. Diese Einrichtung 27 kann im einfachsten Fall als Retarderwählhebel oder aber Tastenschalter ausgeführt sein. Erfindungsgemäß wird somit das im Betrieb auftretende Bremsmoment M_Brems-Ist am Stator 10 aktiv gemessen, um den Retarder 8 genau innerhalb einer bestimmten Toleranz abhängig vom angeforderten Sollwert M_Brems-Soll zu regeln. Der Retarder kann dabei in seiner Bremscharakteristik genau dem angeforderten Bremsmoment M_Brems-Soll angepasst wie auch geregelt werden. Des weiteren besteht die Möglichkeit, den Retarder 8 in Abhängigkeit der Außentemperatur genau an der Leistungsgrenze der Kühlanlage zu betreiben. In diesem Fall ist die Regelung des Retarderbremsmomentes Bestandteil einer weiteren Regelung beziehungsweise Steuerung.In a control device 25 , which is the hydrodynamic retarder 8th or the hydrodynamic coupling 18 may be assigned for operation as a hydrodynamic retarder, which may be a specially assigned to these hydrodynamic components control device or a higher-level control device is a map for a function of a driver request specification, for example via a device 27 deposited for the brake torque to be generated at least indirectly descriptive size. Preferably, the braking torque is stored as a function of the speed in the map directly. The map can also be used as a brake track tion / driving speed map, wherein preferably the braking power is adjustable in stages. Depending on the driver's request by setting a certain delay or maintenance of a speed or the setting of a certain constant braking torque M while a target value for the adjusted brake torque M _{braking command} is _{brake-constant} formed, and a manipulated variable Y for driving a the retarder 8th associated adjusting device 26 formed, which should lead according to the map for setting this particular braking torque M _{brake target} . According to the invention is now the actual at the hydrodynamic retarder 8th set braking torque M _brake _-Is about the _support torque M _support _-is on the stator 10 determined and compared with the setpoint M _{brake setpoint} . Depending on the deviation then a manipulated variable Y is _new to control the actuator 26 of the hydrodynamic retarder 8th formed, which is a change of the hydrodynamic retarder 8th set braking torque M _{is new} . This regulation takes place until the desired braking torque M _{brake setpoint to be set is achieved} from the actual torque M _{brake actual} . The control is interrupted if the driver's request is changed. This driver request is, for example, to a device 27 to specify a driver request after setting a certain braking torque and / or the maintenance of a speed v and / or the setting of a delay specified. This device 27 can be executed in the simplest case as Retarderwählhebel or key switch. According to the invention the thus occurring in the service brake torque M _brake on _the stator 10 actively measured to the retarder 8th exactly within a certain tolerance depending on the requested setpoint M _{brake setpoint} to regulate. The retarder can be adjusted in its braking characteristics exactly the requested braking torque M _{braking target} as well as regulated. Furthermore, there is the possibility of the retarder 8th depending on the outside temperature to operate exactly at the power limit of the cooling system. In this case, the regulation of the retarder braking torque is part of another regulation or control.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet ferner den Vorteil, dass auch die Ventilationsmomente bei entleertem hydrodynamischem Retarder 8 erfasst werden können.The solution according to the invention also has the advantage that the ventilation moments with emptied hydrodynamic retarder 8th can be detected.

Vorzugsweise ist die Verbindungseinrichtung mit mehreren Drehmomentsensoren 6 bestückt, wobei diese derart ausgeführt sind, dass unterschiedliche Temperaturen und auftretende Biegemomente kompensiert werden können beziehungsweise diese mit einer entsprechenden Isolierung versehen sind, so dass die unterschiedlichen Temperaturen keine Auswirkung auf diese haben. Dazu können diese in Kunstharz vergossen oder mit Viton ummantelt werden. Im einfachsten Fall sind die Drehmomentsensoren als Vollbrücken mit integrierter Temperaturkompensation ausgeführt.Preferably, the connecting device is provided with a plurality of torque sensors 6 equipped, which are designed such that different temperatures and bending moments occurring can be compensated or they are provided with a corresponding insulation, so that the different temperatures have no effect on this. These can be cast in synthetic resin or coated with Viton. In the simplest case, the torque sensors are designed as full bridges with integrated temperature compensation.

Die 5 verdeutlicht dabei beispielhaft ein entsprechendes stationäres Kennfeld Bremsleitung über Fahrgeschwindigkeit, wie es in einer Steuerung hinterlegt werden kann.The 5 illustrates exemplarily a corresponding steady state map brake line on driving speed, as it can be stored in a controller.

Bezüglich der Ansteuerung der Stelleinrichtung bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall wird das Bremsmoment M_Brems 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 8 in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehzahl, das heißt Drehzahl des Rotorschaufelrades, stufenlos verschiedene Bremsmomente einstellen. Der Füllungsgrad FG kann wie bereits ausgeführt durch Drosselung des Zu- und/oder Ablaufes der hydrodynamischen Bremseinrichtung, insbesondere des Arbeitsraumes 21 vorgegeben werden.With regard to the control of the adjusting device there are a variety of possibilities. In the simplest case, the braking torque M _brake is adjusted by changing the degree of filling FG and / or the pressure at the inlet and / or outlet of the working space. Thus, depending on the degree of filling FG of the hydrodynamic retarder 8th depending on the output speed, that is speed of the rotor blade wheel, continuously adjust different braking torques. As already stated, the degree of filling FG can be reduced by throttling the inlet and / or outlet of the hydrodynamic braking device, in particular the working space 21 be specified.

Claims

Hydrodynamic system ( 1 ) 1.1 with two elements which can be brought into operative connection with one another via a flow medium ( 2 . 3 ) in the form of paddle wheels - a first element ( 2 ) and a second element ( 3 ), the at least a portion of a working space filled with resources ( 21 ) form; 1.2 the first element ( 2 ) is rotatably mounted, the second element ( 3 ) is at least part of the usable operating range of the hydrodynamic system ( 1 ) on a fixed element ( 4 ) supported; 1.3 with a device for detecting the transmission behavior at least indirectly characterizing size; characterized by the following features: 1.4 the device for detecting a variable which at least indirectly characterizes the transmission behavior is a device ( 5 ) for detecting the supporting moment (M _support ) with support of the second element ( 3 ) on the stationary element ( 4 ) executed; 1.5 the facility ( 5 ) for detecting the supporting moment (M _support ) is between the second element ( 3 ) and the fixed element ( 4 ) arranged; 1.6 the facility ( 5 ) for detecting the _support torque (M _support ) is used as a torque sensor ( 6 ) in the form of a strain gauge on a connecting device in the form of a sleeve ( 16 ) which are coaxial with the central axis (A) of the second element ( 3 ) is arranged.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the single torque sensor is designed as a full torque sensor bridge with integrated temperature compensation.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting device is a positive coupling device ( 23 ) for connection to the fixed element ( 4 ), comprising a first non-rotatable with the first element ( 2 ) of the hydrodynamic system ( 1 ) or forming a structural unit with this coupling element ( 24.1 ) and a second with the fixed element ( 4 ) connected or formed by this coupling element ( 24.2 ), wherein first and second coupling element ( 24.1 . 24.2 ) at least indirectly, that is directly or via at least one intermediate element ( 24.3 ), are operatively connected to each other and the device ( 5 ) for detecting the support torque on the first coupling element ( 24.1 ) or the intermediate element is arranged.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the coupling device ( 23 ) as the first coupling element ( 24.1 ) rotatably with the first element ( 2 ) of the hydrodynamic system ( 1 ) associated entrainment elements ( 14 ) supporting element and as a second coupling element ( 24.2 ) a second with the fixed element ( 4 ) associated entrainment elements ( 15 ) carrying element, wherein first and second driving elements bearing element of the positive connection means ( 7 ) are at least indirectly coupled together.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the first and the second coupling element ( 24.1 . 24.2 ) via an intermediate element ( 24.3 ) in the form of a socket ( 16 ), which are complementary to the entrainment elements ( 14 . 15 ) of the first and the second coupling element ( 24.1 . 24.2 ) designed driving elements is formed and in operative connection with these or can be brought, wherein the device ( 5 ) for detecting the supporting moment (M _support ) on or in the plug-in sleeve ( 23 ) is arranged.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized by the following features: the hydrodynamic system is used as a retarder ( 8th ) executed; the first element ( 2 ) is from a with a braked wave ( 11 ) at least indirectly non-rotatably connected acting as a rotor blade impeller primary wheel ( 9 ) educated; the second element ( 3 ) is transmitted from one via the connection device ( 28 ) with the fixed element ( 4 ) connected as Statorschaufelrad ( 10 ) acting secondary wheel formed; the facility ( 5 ) for detecting a magnitude that at least indirectly characterizes the supporting moment (M _support ) is in the connecting device ( 28 ) for connecting the stator blade wheel ( 10 ) with the fixed element ( 4 ) arranged.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the connecting device ( 28 ) as positive non-switchable coupling device ( 23 ) is executed.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized by the following features: the hydrodynamic system ( 1 ) is a hydrodynamic coupling ( 18 ) executed; the first element ( 2 ) is connected by a primary with a drive shaft at least indirectly rotatably connectable primary ( 19 ) and the second element ( 3 ) of a with an output at least indirectly rotatably connectable secondary wheel ( 20 ) containing a working space ( 27 ) formed; Primary wheel ( 19 ) and secondary wheel ( 20 ) are rotatably mounted; one of the two paddle wheels - primary wheel ( 19 ) or secondary wheel ( 20 ) - is a braking device ( 22 ) for fixing to the fixed element ( 4 ), which functions as a connection means for a part of the operating range of the hydrodynamic system; the facility ( 5 ) for detecting at least one of the support moment (M _support ) at least indirectly characterizing size is in the braking device ( 22 ), which is designed as a switchable coupling device with a fixed coupling element.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the device ( 5 ) has a heat insulation for detecting the support torque.

Hydrodynamic system ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized by the following features: with an adjusting device ( 26 ) for influencing a flow circuit in the working space ( 21 ) at least indirectly characterizing size. with a control device ( 25 ); the control device ( 25 ) is with the device ( 5 ) for detecting the supporting _moment ( _support ) and the _adjusting device ( 26 ) coupled.

Method for operating a hydrodynamic system ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, which at least temporarily as a hydrodynamic retarder ( 8th ), characterized by the following features: 11.1 in which a rigid braking torque / speed or speed map in a control device ( 25 ), which the hydrodynamic system ( 1 ) is deposited; 11.2 in which, depending on a driver's request after changing and / or setting a desired deceleration and / or a desired speed to be maintained and / or a braking torque (M _brake ) at least indirectly descriptive size a target value for a brake torque to be set (M _{brake target} ) is given; 11.3 in which on the basis of the characteristic field from the predetermined desired value (M _{brake target} ) a manipulated variable Y for controlling the actuator ( 26 ) of the hydrodynamic system ( 1 ) is formed to change the transmission behavior and 11.4 the actual value of the generated braking torque (M _brake-actual ) from the with the device ( 5 ) Determined support moment _{(M-supporting Ist)} is determined and (the predetermined desired value M _{braking command)} will be compared, wherein (M _{braking command)} is adjusted by changing the manipulated variable Y in deviation of the target value.

A method according to claim 11, characterized in that the actual value of the generated braking torque (M _brake-actual ) the support torque (M _support-is ) corresponds.

The method of claim 11 or 12, characterized in that the support torque (M _supporting _-is) is determined continuously.

Method according to one of claims 11 to 13, characterized that this part of a parent Control and / or regulation A constant acceleration / deceleration, - a constant speed - one constant braking torque is.