DE102005052121A1

DE102005052121A1 - Method for reduction of power loss of hydrodynamic retarder, involves actuation of control element of hydrodynamic retarder by signal available for completion of emptying process

Info

Publication number: DE102005052121A1
Application number: DE200510052121
Authority: DE
Inventors: Werner Koch; Werner Prof. Klement; Werner Adams; Martin Becke; Rolf Brockmann; Oliver Hinrichs
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: 2007-05-03

Abstract

Method involves actuation of control element (10,11) of hydrodynamic retarder (1) for initiation of emptying process by a signal available for completion of emptying process. The device for deceleration and supporting the secondary wheel (5) is deactivated at a stationary part by a signal available for completion of emptying process. The control of device for deceleration and brace support of secondary wheel occurs temporally before, immediately or afterwards for initiation of emptying process of the hydrodynamic retarder. An independent claim is also included for the hydrodynamic retarder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Verlustleistung hydrodynamischer Retarder, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1; ferner einen hydrodynamischen Retarder.The The invention relates to a method for reducing the power loss Hydrodynamic retarder, in detail with the features of Preamble of claim 1; also a hydrodynamic retarder.

Hydrodynamische Retarder werden insbesondere beim Einsatz in Kraftfahrzeugen oder in Anlagen mit stark wechselndem Betrieb durch Füllen und Entleeren des beschaufelten Arbeitskreislaufes mit einem Fluid ein- oder ausgeschaltet. Bei völlig entleertem Retarder ist allerdings immer ein Restmoment vorhanden, das durch die Lagerreibung und die Dralländerung der Luftfüllung bedingt ist, denn auch ein vom Betriebsfluid entleerter Retarder nimmt durch Luftventilation noch Leistung auf. Das durch das Restmoment bedingte Bremsmoment ist zwar sehr gering, kann sich jedoch besonders bei hohen Drehzahlen sehr störend auswirken und zu einer unzulässig hohen Erwärmung des Retarders führen. Zur Vermeidung der Ventilationsverluste sind bereits eine Reihe von Lösungen bekannt. Dazu gehören u. a. die Verwendung von Statorbolzen sowie die Möglichkeit einer Kreislaufevakuierung. Diese Lösungen sind jedoch sehr aufwendig in ihrer Umsetzung und bedingen einen erhöhten Platzbedarf und damit größere Retarderabmessungen. Wesentliche Nachteile bei der Verwendung von Statorbolzen sind darin zu sehen, dass diese aufgrund ihrer Anordnung im Profilgrund des Stators auch im Bremsbetrieb in den Arbeitskreislauf hineinreichen und diesen damit stören. Die Möglichkeit eine bestimmte Menge Betriebsmittel auch im Leerlaufbetrieb umzuwälzen gestaltet sich aufwendig in ihrer Umsetzung, da zusätzliche Bauteile benötigt werden.Hydrodynamic Retarders are especially when used in motor vehicles or in plants with widely varying operation by filling and emptying the bladed Working cycle with a fluid on or off. at completely empty Retarder, however, is always a residual moment available through the bearing friction and the twist change the air filling conditional, because even a deflated by the operating fluid retarder still absorbs power through air ventilation. That by the rest moment conditional braking torque is very low, but can be special At high speeds very disturbing impact and become inadmissible high warming of the retarder. to Avoidance of ventilation losses are already a number of solutions known. This includes u. a. the use of stator bolts as well as the possibility a cycle evacuation. However, these solutions are very expensive in their implementation and require an increased space requirement and thus larger retarder dimensions. Significant disadvantages of using Statorbolzen are therein to see that these due to their arrangement in the profile reason of Extend the stator into the working circuit even during braking operation and disturb it. The possibility designed to circulate a certain amount of equipment even in idle mode consuming in their implementation, since additional components are needed.

Ferner denkbar sind Möglichkeiten zur Lageänderung des Statorschaufelrades gegenüber dem Rotorschaufelrad. Derartige Lageänderungen sind bereits aus den folgenden Druckschriften bekannt:

1. DE 31 13 408 C1
2. DE 40 10 970 A1
3. DE 44 20 204.0

Also conceivable are possibilities for changing the position of the stator blade wheel relative to the rotor blade wheel. Such changes in position are already known from the following publications:

1. DE 31 13 408 C1
Second DE 40 10 970 A1
Third DE 44 20 204.0

Die diesen Ausführungen zugrundeliegende Aufgabe besteht dabei darin, eine aktive Anpassung an verschiedene Betriebszustände vorzunehmen. Die in der erstgenannten Druckschrift aufgezeigte Möglichkeit einer Statorschaufelradverstellung ist dabei auf das Einsatzgebiet stationärer Anlagen beschränkt. Die Verstellung erfolgt manuell oder mittels entsprechender, hier im einzelnen nicht aufgeführter Hilfsmittel. Der Zeitaufwand für die Realisierung einer Verstellung ist entsprechend hoch, und die Ausführung ist demzufolge für den Einsatz im Fahrzeug nachteilig. Der in der Druckschrift DE 40 10 970 A1 offenbarte Retarder weist analog zu der erstgenannten Druckschrift ein Statorschaufelrad auf, das in seiner Lage veränderbar ist. Jedoch erfolgt hier eine Lageveränderung durch eine zusätzlich zum Bremsmoment erzeugte Reaktionskraft, die dem Bremsmoment proportional ist. Diese Reaktionskraft wird durch eine entsprechende Gestaltung und Lagerung des Schaufelrades erzeugt. Der Reaktionskraft wird eine Verstellkraft, die von einer Verstelleinrichtung aufgebracht wird, entgegengesetzt. Die Größe der Verstellkraft beeinflusst dabei entscheidend die Wirkung der Reaktionskraft und damit das Bremsmoment aufgrund der Bedingungen, das die Summe aller auf ein abgeschlossenes System wirkenden äußeren Kräfte gleich null ist. Beide Möglichkeiten dienen zur Einstellung beziehungsweise Steuerung des Bremsmomentes. Sie zeichnen sich durch einen enormen konstruktiven Aufwand sowie eine hohe Bauteilanzahl aus.The underlying task of these embodiments is to make an active adaptation to different operating conditions. The indicated in the first-mentioned document possibility of Statorschaufelradverstellung is limited to the application of stationary systems. The adjustment is done manually or by means of appropriate, not listed here in detail aids. The time required for the realization of an adjustment is correspondingly high, and the execution is therefore disadvantageous for use in the vehicle. The in the publication DE 40 10 970 A1 Retarder disclosed has analogous to the first-mentioned document to a stator blade, which is variable in its position. However, here is a change in position by a reaction force generated in addition to the braking torque, which is proportional to the braking torque. This reaction force is generated by a corresponding design and storage of the paddle wheel. The reaction force is opposed by an adjusting force applied by an adjusting device. The magnitude of the adjusting force decisively influences the effect of the reaction force and thus the braking torque due to the conditions that the sum of all external forces acting on a closed system is zero. Both options are used to adjust or control the braking torque. They are characterized by an enormous design effort and a high number of components.

Aus der Druckschrift DE 44 20 204 ist eine Ausführung vorbekannt, bei welcher das Statorschaufelrad derart gelagert ist, dass es beim Entleeren des Retarders selbsttätig eine zum Rotorschaufelrad außermittige Lage anstrebt und bei Füllung des Retarders wieder selbsttätig eine in ein hohes Bremsmoment erzeugende Lage gegenüber dem Rotorschaufelrad, vorzugsweise in eine nahezu koaxiale Lage, zurückgesetzt wird. Dadurch wird erreicht, dass sozusagen automatisch ein sehr geringes Verlustmoment im Leerlaufbetrieb erzeugt wird. Eine unzulässig hohe Erwärmung des Retarders wird vermieden. Zu diesem Zweck ist das Statorschaufelrad exzentrisch, bezogen auf die koaxiale Lage beider Schaufelräder, insbesondere exzentrisch zur Rotorschaufelradachse gelagert. Dieses wird gegenüber dem Rotorschaufelrad im Leerlaufbetrieb selbsttätig aufgrund der Schwerkraft in eine Lage gebracht, in der keine oder nur ein geringer Teil an Luftmassen zwischen dem Rotorschaufelrad und dem Statorschaufelrad bewegt werden. Das Statorschaufelrad überdeckt im Leerlaufbetrieb nur einen Teil der Beschaufelung des Rotorschaufelrades. Die exzentrische Lage von Rotor und Stator führt zur Behinderung einer Ausbildung einer stabilen Meridianströmung. Proportional bewirkt dies eine ebenso starke Reduzierung der Leerlaufleistung.From the publication DE 44 20 204 An embodiment is previously known, in which the Statorschaufelrad is mounted so that it automatically seeks to emptying the retarder eccentric to the rotor blade and at filling the retarder again automatically generating a high braking torque position relative to the rotor blade, preferably in a nearly coaxial position , is reset. This ensures that, so to speak, a very low loss torque is generated automatically in idle mode. An inadmissibly high heating of the retarder is avoided. For this purpose, the Statorschaufelrad is eccentric, based on the coaxial position of the two paddle wheels, in particular mounted eccentrically to the Rotorschaufelradachse. This is brought against the rotor blade in idle mode automatically due to gravity in a position in which no or only a small part of air masses between the rotor blade and the Statorschaufelrad be moved. The stator blade wheel covers only a part of the blading of the rotor blade wheel during idling operation. The eccentric position of rotor and stator obstructs the formation of a stable meridional flow. Proportionally, this causes an equally strong reduction in idle power.

Diese Lösung setzt eine entsprechende Auslegung der entsprechenden Schaufelräder in der Lagerung voraus. Ferner sind vorher die entsprechenden Reaktionskräfte während des Betriebes genau auszulegen, um die gewünschte Bremswirkung zu erzielen.These solution sets a corresponding interpretation of the corresponding paddle wheels in the Storage in advance. Furthermore, the corresponding reaction forces during the Operation to design exactly to achieve the desired braking effect.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reduzierung der Verlustleistung hydrodynamischer Retarder der eingangs genannten Art und einen hydrodynamischen Retarder derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Im einzelnen ist dabei auf eine Ausführung mit geringem konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand abzustellen.The invention is therefore based on the object, a method for reducing the power loss hydrodynamic retarder of the above mentioned type and a hydrodynamic retarder in such a way that the mentioned disadvantages are avoided. In particular, it is to turn to an execution with low design and control engineering effort.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.The inventive solution by the features of the claims 1 and 4 characterized. Advantageous embodiments are in the dependent claims played.

Erfindungsgemäß wird die Verlustleistung hydrodynamischer Retarder im Nichtbremsbetrieb dadurch reduziert, dass zumindest mit oder nach erfolgter Entleerung des hydrodynamischen Kreislaufes das Statorschaufelrad entkoppelt wird und somit frei mitrotieren kann. Die Entkoppelung des Statorschaufelrades vom ortsfesten Bauteil, beispielsweise Gehäuse oder einem anderen Element der Lagerumgebung erfolgt dabei je nach gewünschtem Ergebnis vor oder zeitgleich oder mit geringem zeitlichem Versatz zur Einleitung der Entleerung des Arbeitsraumes des hydrodynamischen Retarders, vorzugsweise mit Beendigung des Entleervorganges. Das Signal zur Entkoppelung des Statorschaufelrades wird dabei entweder

a) vor oder
b) zeitgleich mit dem Signal zur Entleerung des hydrodynamischen Retarders abgegeben oder
c) nach dem Signal der Entleerung zeitlich versetzt oder
d) nach Beendigung des Entleervorganges.

According to the invention, the power loss of hydrodynamic retarders in non-braking operation is reduced by decoupling the stator blade wheel at least with or after emptying of the hydrodynamic circuit and thus being able to co-rotate freely. The decoupling of the stator blade from the stationary component, such as housing or another element of the storage environment takes place depending on the desired result before or at the same time or with a slight time offset to initiate the emptying of the working space of the hydrodynamic retarder, preferably at the end of the emptying process. The signal for decoupling the Statorschaufelrades is either

a) before or
b) delivered at the same time as the signal for emptying the hydrodynamic retarder or
c) after the signal of emptying time offset or
d) after completion of the emptying process.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Deaktivierung gemäß d).According to one Particularly advantageous embodiment, the deactivation according to d).

Bezüglich der Ausführung des hydrodynamischen Retarders zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Der erfindungsgemäß ausgeführte hydrodynamische Retarder umfasst dazu ein Rotorschaufelrad und mindestens ein Statorschaufelrad, die miteinander einen mit Betriebsmittel befüllbaren Arbeitsraum bilden. Das Statorschaufelrad ist dabei drehbar gelagert und über eine Einrichtung zur wahlweisen Kopplung oder Entkoppelung des Stators von einem ortsfesten Bauelement an einem ortsfesten Bauteil, insbesondere Gehäuse, festsetzbar. Diesbezüglich bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Gemäß einer ersten Variante kann das Statorschaufelrad dabei drehfest mit einer Welle verbunden sein, wobei diese über eine Einrichtung zur ortsfesten Abstützung oder Abbremsung an einem Gehäuse oder ortsfesten Bauteil feststellbar ist. Die zweite Möglichkeit besteht darin, das Statorschaufelrad am ortsfesten Bauteil zu lagern, wobei zwischen dem ortsfesten Bauteil und dem Statorschaufelrad Mittel zur Anbindung des Statorschaufelrades an das ortsfeste Bauteil vorgesehen sind. Diese Mittel beinhalten Kopplungsmöglichkeiten können je nach Anbindung des Stators als Kupplungen oder Bremseinrichtungen ausgeführt sein. Die zwischen dem Statorschaufelrad und dem ortsfesten Bauelement vorgesehenen Kupplungen können dabei vielgestaltig ausgeführt sein. Denkbar sind beispielsweise mechanische, insbesondere kraft- und reibschlüssige Bremseinrichtungen sowie hydraulische Bremssysteme, elektrische, elektromagnetische etc. Dabei umfasst das Statorschaufelrad beziehungsweise das mit diesem gekoppelte Element entweder wenigstens einen, einen Außenumfang bildenden Flächenbereich und das Gehäuse einen einen Innenumfang bildenden Flächenbereich, wobei sich die einzelnen Bremselemente dann an diesem abstützen. Denkbar ist auch eine Ausführung, bei welcher die Bremseinrichtung zwischen einem, einen Innenumfang bildenden Flächenbereich des Statorschaufelrades und einem einen Außenumfang bildenden Flächenbereich des Gehäuses angeordnet ist. Die konkrete Anordnung und Auswahl der Bremseinrichtung liegt dabei im Ermessen des zuständigen Fachmannes. Bei dieser Ausführung wird die Bremseinrichtung immer dann betätigt, wenn die Erzeugung eines Bremsmomentes mit dem Retarder gewünscht wird. Die Aktivierung erfolgt dabei bei Vorliegen eines entsprechenden Signales in Abhängigkeit eines Wunsches nach Erzeugung eines bestimmten Bremsmomentes und/oder einer gewünschten Verzögerung. Aufgrund der dann noch geringen Reaktionskräfte erfolgt die Aktivierung vorzugsweise zeitgleich mit der Vorgabe beziehungsweise dem Vorliegen eines Signales nach Einstellung oder Änderung eines Bremsmomentes und vorzugsweise vor oder zumindest zeitgleich mit der Befüllung des Arbeitsraumes des hydrodynamischen Retarders.Regarding the execution of the hydrodynamic retarder for the implementation of the method according to the invention exist a variety of ways. The inventively designed hydrodynamic Retarder includes a rotor blade wheel and at least one Statorschaufelrad, which together form a working space that can be filled with operating resources. The Statorschaufelrad is rotatably mounted and a Device for optional coupling or decoupling of the stator from a stationary component to a stationary component, in particular Casing, fixable. Consist in this regard in principle two possibilities. According to one first variant, the stator blade while rotatably with a Be connected to the shaft, this being a device for fixed support or deceleration on a housing or stationary component can be detected. The second possibility exists to store the stator blade on the stationary component, wherein between the stationary member and the stator vane wheel means provided for connecting the stator blade to the stationary component are. These funds can include pairing options ever be performed after connection of the stator as clutches or brake devices. The between the Statorschaufelrad and the stationary component provided couplings can be designed multi-faceted. Are conceivable, for example, mechanical, especially power and friction Braking devices and hydraulic braking systems, electrical, electromagnetic etc. In this case, the stator blade wheel or comprises the coupled with this element either at least one, a outer periphery forming surface area and the case an inner circumference forming surface area, wherein the then support individual brake elements on this. It is also conceivable one Execution, in which the braking device between one, an inner circumference forming surface area of the stator blade wheel and an outer peripheral surface forming area of the housing is arranged. The concrete arrangement and selection of the braking device is at the discretion of the responsible Professional. In this version the braking device is always activated when the generation of a Braking torque is desired with the retarder. The activation takes place in the presence of a corresponding signal in dependence a desire for generating a certain braking torque and / or a desired Delay. Due to the then still low reaction forces activation is preferably carried out simultaneously with the specification or the presence of a signal after setting or change a braking torque and preferably before or at least at the same time with the filling of the Working space of the hydrodynamic retarder.

Die Ausführung mit Bremseinrichtung ist hauptsächlich für reine hydrodynamische Retarder, umfassend ein Rotorschaufelrad, welches mit dem abzubremsenden Bauelement beziehungsweise Elementen gekoppelt ist und einem Statorschaufelrad geeignet, wobei diesem hydrodynamischen Bauelement hauptsächlich, das heißt primär nur die Funktion des hydrodynamischen Retarders zukommt. Das Statorschaufelrad ist dabei frei von einer Kopplung mit einem in einem Kraftfluss liegenden Element. Denkbar ist jedoch auch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei sogenannten Multifunktionseinheiten, das heißt hydrodynamischen Komponenten, die mehrere Funktionen übernehmen können. Eine derartige Komponente ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 196 50 339 A1 vorbekannt. Bei dieser ist die hydrodynamische Komponente sowohl als hydrodynamische Kupplung als auch hydrodynamischer Retarders einsetzbar. Derartige Multifunktionseinheiten werden dabei hauptsächlich in Schaltgetrieben, insbesondere automatisierten Schaltgetrieben oder Automatgetrieben, zum Einsatz gelangen. Aus DE 100 45 337 A1 ist ein Anfahrelement in Form eines zumindest teilbefüllbaren hydrodynamischen Bauelementes bekannt, umfassend einen mit dem Eingang des entsprechenden Getriebes koppelbaren Antrieb und einen mit dem Ausgang koppelbaren Abtrieb sowie ein Primärrad und ein Sekundärrad zwischen diesen. Zwischen dem Abtrieb des Anfahrelementes, das heißt dem Sekundärrad und dem Ausgang, das heißt der Kopplung an nachfolgende Einheiten ist dabei eine Kupplung oder ein Freilauf vorgesehen. Ferner ist eine Einrichtung zur ortsfesten Abstützung und Abbremsung des Sekundärrades an einem ortsfesten Bauelement, insbesondere Gehäuse, vorgesehen, welches mit dem Sekundärschaufelrad vor dem Freilauf oder der Kupplung verbindbar ist, wobei der torusförmige Arbeitsraum des hydrodynamischen Bauelementes entsprechend des gewünschten Momentes mit Betriebsmittel befüllbar ist. Bei dieser Ausführung wird bei Kopplung des Sekundärschaufelrades über den Freilauf an den Abtrieb beziehungsweise bei Kopplung über die entsprechende zwischengeschaltete Kupplung ein Drehmoment übertragen, so dass die hydrodynamische Komponente als hydrodynamische Kupplung fungiert. Der Abtrieb ist dabei drehbar gelagert und beispielsweise über entsprechende Übertragungsmomente mit dem Getriebeausgang gekoppelt. Im anderen Fall wird die Einrichtung zur ortsfesten Abstützung und Abbremsung des Sekundärrades zum Zwecke der Wirkung der hydrodynamischen Komponente als hydrodynamischer Retarder aktiviert. Auch hier erfolgt über die Steuereinrichtung ein entsprechendes Ansteuersignal, welches im Falle der Aktivierung der hydrodynamischen Komponente als hydrodynamischer Retarder das Festsetzen des Sekundärrades beziehungsweise ein Abbremsen dieses vornimmt und ferner die hydrodynamische Komponente, insbesondere den Arbeitsraum mit Betriebsmittel befüllt. Die Deaktivierung des hydrodynamischen Retarders erfolgt dabei durch Entleerung des Arbeitsraumes und Entkoppelung des Sekundärrades vom ortsfesten Bauelement beziehungsweise der Deaktivierung der Einrichtung zur ortsfesten Abstützung und Abbremsung des Sekundärrades am Gehäuse. Die Steuerung der einzelnen Vorgänge erfolgt dabei zeitlich abgestimmt aufeinander, wobei die Deaktivierung vorzugsweise gleichzeitig mit der Beendigung des Entleervorgangeseingeleitet wird.The embodiment with braking device is mainly for pure hydrodynamic retarder, comprising a rotor blade wheel, which is coupled to the component to be braked or elements and a stator blade suitable, this hydrodynamic component mainly, that is primarily only the function of the hydrodynamic retarder belongs. The Statorschaufelrad is free of a coupling with a lying in a power flow element. It is also conceivable, however, the application of the method according to the invention in so-called multi-functional units, that is hydrodynamic components that can take over several functions. Such a component is for example from the document DE 196 50 339 A1 previously known. In this case, the hydrodynamic component can be used both as hydrodynamic coupling and as hydrodynamic retarder. Such multifunction units are mainly used in manual transmissions, in particular automated manual transmissions or automatic transmissions, are used. Out DE 100 45 337 A1 is a starting element in the form of an at least partially fillable hydrodynamic component known, comprising a coupled to the input of the corresponding gear drive and a output coupled to the output and a primary and a secondary between them. Between the output of the starting element, that is the secondary wheel and the output, that is the coupling to subsequent units while a clutch or freewheel is provided. Further, a device for stationary support and braking of the secondary wheel on a stationary component, in particular housing, is provided, which is connectable to the Sekundärschaufelrad before the freewheel or the clutch, wherein the toroidal working space of the hydrodynamic component can be filled according to the desired moment with resources. In this embodiment, a torque is transmitted when coupling the secondary blade wheel via the freewheel to the output or when coupling via the corresponding intermediate coupling, so that the hydrodynamic component acts as a hydrodynamic coupling. The output is rotatably mounted and, for example, coupled via corresponding transmission torque to the transmission output. In the other case, the device for stationary support and deceleration of the secondary wheel for the purpose of the action of the hydrodynamic component is activated as a hydrodynamic retarder. Here, too, via the control device, a corresponding activation signal is provided which, in the case of activation of the hydrodynamic component as hydrodynamic retarder, immobilizes the secondary wheel or brakes it and also fills the hydrodynamic component, in particular the working space, with operating medium. The deactivation of the hydrodynamic retarder is carried out by emptying the working space and decoupling of the secondary wheel from the stationary component or the deactivation of the device for stationary support and deceleration of the secondary wheel on the housing. The control of the individual processes takes place coordinated with each other in time, the deactivation is preferably initiated simultaneously with the termination of the emptying process.

Mit dieser zweiten Variante wird eine kompakte und wirkungsvolle Lösung zur Reduktion der Verlustleistung bereitgestellt. Im Falle der Aktivierung der Retarderfunktion wird dabei das Sekundärrad mittels der Einrichtung zur ortsfesten Abstützung und Abbremsung des Sekundärrades an einem Gehäuse bis zum Stillstand abgebremst und gegen das Gehäuse abgestützt. Damit wird das Sekundärrad zum Stator und das hydrodynamische Anfahrelement zum hydrodynamischen Retarder. Wird nun der hydrodynamische Retarder deaktiviert und befindet sich das Fahrzeug im mechanischen Betrieb, das heißt die hydrodynamische Komponente ist überbrückt, wird hierzu der hydrodynamische Kreislauf entleert und die Einrichtung zur Abbremsung und Abstützung des Sekundärrades an einem Gehäuse gelöst. Damit kann sich der Stator nunmehr relativ zum Gehäuse drehen und wird mittels des sich auch in diesem Fall einstellenden aerodynamischen Kreislaufs mit der um den Schlupfbetrag kleineren Drehzahl als das Rotorschaufelrad mitgenommen. Da es nunmehr zu keiner Abstützung gegen ein ortsfestes Element, insbesondere Gehäuse, kommt, beträgt das Reaktionsmoment und damit die Verlustleistung quasi gleich null. Das Reaktionsmoment setzt sich in diesem Fall aus der Lagerreibung sowie gegebenenfalls der Reibung von Wellendichtringen etc. zusammen und ist praktisch vernachlässigbar. Die Verlustleistung des deaktivierten Retarderkreislaufs geht gegen null. Als Einrichtung zur Abbremsung und Abstützung des Sekundärrades kommen neben kraft- und reibschlüssigen Lösungen, beispielsweise in Form von nassen und trockenen Reiblamellen, auch Synchronvorrichtungen wie in Schaltgetrieben oder auch sogenannte Wellenschalter, welche Reib- und Formschluss in idealer Weise verbinden, zum Tragen. Die konkrete Auswahl hängt dabei von den Erfordernissen des Einzelfalles ab, insbesondere auch von der Höhe der abzustützenden Momente sowie baulichen Gegebenheiten. Die konkrete Auswahl liegt dabei im Ermessen des zuständigen Fachmannes. Vorzugsweise werden jedoch Lösungen zum Einsatz gelangen, die durch geringen Bauraumbedarf sowie geringen konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand charakterisiert sind.With This second variant is a compact and effective solution to Reduction of power loss provided. In case of activation of Retarder while the secondary wheel by means of the device for stationary support and deceleration of the secondary wheel up to a housing braked to a stop and supported against the housing. This turns the secondary wheel into a stator and the hydrodynamic starting element to the hydrodynamic retarder. If now the hydrodynamic retarder is deactivated and is located the vehicle in mechanical operation, that is, the hydrodynamic component is bridged, becomes this the hydrodynamic circuit drains and the device for deceleration and support of the secondary wheel on a housing solved. Thus, the stator can now rotate relative to the housing and is determined by means of the aerodynamic adjusting also in this case Circuit with the slip amount smaller than the speed Rotor impeller taken. Since there is now no support against a stationary element, in particular housing comes, is the reaction torque and thus the power loss virtually zero. The reaction moment is in this case from the bearing friction and possibly the friction of shaft seals etc. together and is practical negligible. The power loss of the deactivated retarder circuit is against zero. As a device for deceleration and support of the secondary wheel come in addition to force and friction Solutions, for example, in the form of wet and dry friction discs, too Synchronous devices as in manual transmissions or so-called shaft switches, which frictional and form-fitting connect in an ideal way, to bear. The concrete selection depends thereby from the requirements of the individual case off, in particular also from the height to be supported Moments as well as structural conditions. The concrete selection is at the discretion of the competent Professional. Preferably, however, solutions will be used, the due to low space requirement as well as low design and control engineering Effort are characterized.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.The solution according to the invention explained below with reference to figures.

Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:In this is shown in detail:

1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung das Grundprinzip einer erfindungsgemäßen Entkoppelung des Statorschaufelrades; 1 illustrates in schematic simplified representation of the basic principle of a decoupling of the stator blade according to the invention;

2 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Signalflussbildes; 2 illustrates the inventive method using a signal flow diagram;

3 verdeutlicht eine weitere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 illustrates a further application of the method according to the invention.

1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines hydrodynamischen Retarders 1 das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Entkoppelung des Statorschaufelrades zur Reduzierung der Verlustleistung. Der hydrodynamische Retarder 1 umfasst dabei ein als Rotorschaufelrad fungierendes Primärrad 2, welches mit einem abzubremsenden Element 3 drehfest verbunden ist und ein als Stator 4 fungierendes Sekundärrad 5. Das Sekundärrad 5 ist dabei über eine Einrichtung 7, vorzugsweise in Form eines Gehäuses 6, mit diesem ortsfesten Bauelement koppelbar. Die Einrichtung ist hier mit 7 bezeichnet. Wird der hydrodynamischen Komponente nur die Funktion eines hydrodynamischen Retarders 1 zugeordnet, kann die Einrichtung 7 als schaltbare Bremse 23 ausgeführt werden. Diese ist dann zwischen dem Stator 4 und einem ortsfesten Element, vorzugsweise dem Gehäuse 6, angeordnet. Die Ausführung als Bremse 23 kann vielgestaltig erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch auf nicht synchron schaltbare Systeme zurückgegriffen. Die Anordnung der Bremseinrichtung 23 selbst kann dabei zur Realisierung einer möglichst kompakten Bauform zwischen einem, einen Außenumfang 24 bildenden Bereich des ortsfesten Bauelementes oder Gehäuses 6 und einem einen Innenumfang 8 bildenden Bereich des Stators 4 oder aber, hier nicht dargestellt, einem, einen Innenumfang bildenden Bereich am ortsfesten Bauelement beziehungsweise Gehäuse 6 und einem einen Außenumfang bildenden Bereich am Stator 4 erfolgen. Vorzugsweise erfolgt dabei die Anordnung der Bremseinrichtung 23 in axialer Richtung im Bereich der axialen Erstreckung des Statorschaufelrades 4. Denkbar ist auch der axiale Versatz, wobei hier jedoch zusätzlicher Bauraum zu berücksichtigen ist. Der hydrodynamischen Komponente, insbesondere dem hydrodynamischen Retarder 1, ist ferner eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung 9 zugeordnet, bei welcher es sich im einfachsten Fall um die dem hydrodynamischen Retarder 1 ohnehin zugeordneten Steuer- und/oder Regelvorrichtung handelt oder aber eine die Ansteuerung des hydrodynamischen Retarders 1 mit übernehmende Steuervorrichtung einer anderen Komponente. Denkbar wäre beim Einsatz von Fahrzeugen auch die Fahrsteuerung. Diese umfasst eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 22 in Form eines Steuergerätes. Diese ist mit einer Stelleineinrichtung 10 zur Betätigung der Einrichtung 7 gekoppelt. Ferner ist diese mit einer Stelleinrichtung 11 zur Befüllung oder Entleerung der hydrodynamischen Komponente gekoppelt. Die Ansteuerung erfolgt dabei in Abhängigkeit von mindestens einem, eine Vorgabe eines Wunsches nach Einstellung eines bestimmten Bremsmomentes und/oder einer bestimmten Verzögerung vorliegenden Signals. Dieses wird ebenfalls in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 9 als Eingangsgröße verarbeitet. 1 illustrated in schematic simplified representation using a hydrodynamic retarder 1 the basic principle of the decoupling of the stator blade wheel according to the invention for reducing the power loss. The hydrodynamic retarder 1 in this case comprises a primary wheel functioning as a rotor blade wheel 2 , which with an element to be braked 3 rotatably connected and one as a stator 4 functioning secondary wheel 5 , The Se kundärrad 5 is about a device 7 , preferably in the form of a housing 6 , Coupled with this stationary component. The decor is here with 7 designated. Is the hydrodynamic component only the function of a hydrodynamic retarder 1 assigned, the device can 7 as a switchable brake 23 be executed. This is then between the stator 4 and a stationary element, preferably the housing 6 arranged. The execution as a brake 23 can take many forms. Preferably, however, non-synchronously switchable systems are used. The arrangement of the braking device 23 itself can be used to realize a compact design as possible between an outer circumference 24 forming region of the stationary component or housing 6 and an inner circumference 8th forming region of the stator 4 or, not shown here, an area forming an inner circumference on the stationary component or housing 6 and an outer circumference forming portion on the stator 4 respectively. Preferably, the arrangement of the braking device takes place 23 in the axial direction in the region of the axial extent of the stator blade wheel 4 , Also conceivable is the axial offset, but here additional space must be considered. The hydrodynamic component, in particular the hydrodynamic retarder 1 , is also a control and / or regulating device 9 assigned, which is in the simplest case to the hydrodynamic retarder 1 anyway associated control and / or regulating device is or a the control of the hydrodynamic retarder 1 with taking over control device of another component. It would be conceivable when using vehicles and the driving control. This includes a control and / or regulating device 22 in the form of a control unit. This is with a job setup 10 to operate the device 7 coupled. Furthermore, this is with an adjusting device 11 coupled for filling or emptying of the hydrodynamic component. The control takes place as a function of at least one, a specification of a desire for setting a certain braking torque and / or a certain delay present signal. This is also in the control and / or regulating device 9 processed as input.

2 verdeutlicht anhand eines Signalflussbildes das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens für einen Retarder 1. Im Normalfall, das heißt Betrieb der Einrichtung oder des Systems in das der Retarder 1 integriert ist, läuft der Stator 5 frei, das heißt ist frei von einer Verbindung zu einem ortsfesten Element oder Gehäuse. Die Einrichtung 7 zur wahlweisen Kopplung oder Entkoppelung des Stators von einem ortsfesten Bauelement ist deaktiviert. Bei Vorliegen eines Wunsches nach Verzögerung oder Stillstand, das heißt Erzeugung eines Bremsmomentes sind die Einrichtung 7 aktiviert und damit der Stator 5 am Gehäuse oder ortsfesten Bauelement abgestützt. Gleichzeitig oder zeitlich versetztnach Aktivierung der Einrichtung 7 wird eine Stelleinrichtung zur Befüllung des Arbeitsraumes des Retarders angesteuert sowie der Druck im Arbeitsraum entsprechend des gewünschten zu erzielenden Bremseffekts eingestellt. Dies kann gesteuert oder aber auch geregelt erfolgen. Ist die Bremswirkung eingetreten, das heißt der Bremsvorgang beendet, beispielsweise durch Erreichen einer bestimmten Drehzahl des abzubremsenden Elementes oder des Stillstandes wird der Retarder deaktiviert, das heißt entleert. Gleichzeitig mit Vorliegen eines Signals zur Ansteuerung der Stelleinrichtung zur Änderung des Füllungsgrades erfolgt dabei vorzugsweise die Deaktivierung der Einrichtung 7. Die Deaktivierung der Einrichtung 7 kann auch zeitlich versetzt nach Vorliegen des Signals zur Entleerung des Retarders 1 oder aber erst nach Vorliegens eines Signals für die erfolgte Entleerung erfolgen. 2 illustrated by a signal flow diagram, the basic principle of the method according to the invention for a retarder 1 , Normally, that means operation of the device or system in which the retarder 1 integrated, the stator is running 5 free, that is, free from connection to a stationary element or housing. The device 7 for selectively coupling or decoupling the stator from a stationary component is deactivated. If there is a desire for deceleration or standstill, ie generation of a braking torque are the device 7 activated and thus the stator 5 supported on the housing or stationary component. Simultaneously or delayed after activation of the device 7 an adjusting device for filling the working space of the retarder is controlled and set the pressure in the working space according to the desired to be achieved braking effect. This can be controlled or regulated. If the braking effect has occurred, that is, the braking process ended, for example, by reaching a certain speed of the braked element or the standstill of the retarder is deactivated, that is emptied. Simultaneously with the presence of a signal for controlling the adjusting device to change the degree of filling is preferably carried out the deactivation of the device 7 , Deactivation of the device 7 can also be delayed in time after the signal for emptying the retarder 1 or take place only after the presence of a signal for the completed emptying.

Die 3 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand einer Multifunktionseinheit 12 einen weiteren Anwendungsbereich für das erfindungsgemäße Verfahren. Die Multifunktionseinheit 12 ist dabei Bestandteil eines Getriebes 13, umfassend einen Eingang E und einen Ausgang A. Dieser umfasst eine Anfahreinheit 14. Die Anfahreinheit 14 umfasst ein Anfahrelement 15 in Form einer hydrodynamischen Komponente 16. Die hydrodynamische Komponente 16 umfasst ein mit dem Eingang E koppelbares Primärrad 2 und ein mit dem Ausgang A wenigstens mittelbar koppelbares Sekundärrad 5. Ferner ist der hydrodynamischen Komponente 16 eine Überbrückungseinrichtung 17 zugeordnet, welche im einfachsten Fall als Überbrückungskupplung 18 ausgeführt ist. Die Überbrückungskupplung 18 dient dabei der drehfesten Kopplung zwischen Primärrad 2 und Sekundärrad 5, insbesondere dem Getriebeeingang E und dem Sekundärrad 5, so dass die hydrodynamische Komponente bei Leistungsübertragung zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A umgangen werden kann. Die hydrodynamische Komponente 16 umfasst, in Kraftflussrichtung zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A der Getriebeeinheit 13 betrachtet, ebenfalls einen Antrieb 19 und einen Abtrieb 20. Der Antrieb 19 ist dabei wenigstens mittelbar mit dem Eingang E drehfest verbunden, während der Abtrieb 20 wenigstens mittelbar mit dem Getriebeausgang A drehfest verbindbar ist, beispielsweise über einen hier dargestellten Freilauf 21. Der Antrieb 19 wird dabei vom Primärrad 2 gebildet, während der Abtrieb 20 vom Sekundärrad 5 gebildet wird. Die Kupplung oder der Freilauf 21 ist dabei zwischen dem Abtrieb 20 und dem Ausgang der Multifunktionseinheit 12 angeordnet. Ferner ist die Verbindung zwischen dem Sekundärrad 5 und dem Freilauf 21 über die Einrichtung 7 zur Abstützung am Gehäuse an dem ortsfesten Bauteil abgestützt.The 3 illustrated in a simplified schematic representation using a multifunction unit 12 a further field of application for the method according to the invention. The multifunction unit 12 is part of a gearbox 13 comprising an input E and an output A. This comprises a starting unit 14 , The starting unit 14 includes a starting element 15 in the form of a hydrodynamic component 16 , The hydrodynamic component 16 comprises a primary wheel which can be coupled to the input E. 2 and a secondary wheel at least indirectly coupled to the output A. 5 , Further, the hydrodynamic component 16 a bridging device 17 assigned, which in the simplest case as a lock-up clutch 18 is executed. The lockup clutch 18 serves the non-rotatable coupling between the primary wheel 2 and secondary wheel 5 , in particular the transmission input E and the secondary wheel 5 so that the hydrodynamic component can be bypassed during power transmission between the input E and the output A. The hydrodynamic component 16 includes, in the direction of power flow between the input E and the output A of the transmission unit 13 considered, also a drive 19 and a downforce 20 , The drive 19 is at least indirectly rotatably connected to the input E, while the output 20 at least indirectly with the transmission output A rotatably connected, for example via a freewheel shown here 21 , The drive 19 is from the primary wheel 2 formed while the downforce 20 from the secondary wheel 5 is formed. The clutch or freewheel 21 is between the downforce 20 and the output of the multifunction unit 12 arranged. Furthermore, the connection between the secondary wheel 5 and the freewheel 21 about the device 7 supported for support on the housing to the stationary component.

Auch dieser Multifunktionseinheit 12 ist eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung 9, umfassend eine Steuereinrichtung 22 zugeordnet, bei welcher es sich entweder um eine dem Anfahrelement 15 zugeordnete Steuereinrichtung handeln kann oder aber einer der Überbrückungseinrichtung 17 und dem Anfahrelement 15 gemeinsam zugeordneten Steuereinrichtung oder aber einer beliebig im Antriebsstrang angeordneten Steuereinrichtung, die sowohl dem Getriebe als auch mehreren Komponenten zugeordnet werden kann. Auch hier ist die Steuereinrichtung jeweils mit den Stelleinrichtungen sowohl der Überbrückungskupplung 18, der Stelleinrichtung 10, der hydrodynamischen Komponente 16 sowie der Stelleinrichtung 11 der Einrichtung zur Abbremsung und Abstützung von einem ortsfesten Bauelement oder dem Gehäuse verbunden. Die hydrodynamische Komponente 16 arbeitet dabei jeweils im überbrückten Zustand als Bremseinrichtung, das heißt der Leistungsfluss erfolgt zwischen dem Getriebeeingang E und dem Ausgang A unter Umgehung der hydrodynamischen Komponente, allerdings ist das Primärrad nach wie vor mit dem Eingang E drehfest verbunden und bei befüllter hydrodynamischer Komponente und Festsetzung dieser über die Einrichtung 7 zur Abbremsung oder Abstützung an einem ortsfesten Bauelement, insbesondere dem Gehäuse 6, festgesetzt. Das Sekundärrad 5 fungiert in diesem Zustand als Statorschaufelrad. Bei dieser Ausführung erfolgt die Abbremsung quasi motorseitig. Der Retarder fungiert quasi als Primärretarder. Soll nun die Bremsfunktion unterbrochen werden, das heißt der hydrodynamische Retarder deaktiviert und das Fahrzeug befindet sich in mechanischem Betrieb, wird über die Steuereinrichtung 9 ein Signal zur Kreislaufentleerung an die Stelleinrichtung 10 der hydrodynamischen Komponente 16 gelegt. Ferner wird gleichzeitig oder aber zeitlich vorher die Einrichtung 7 deaktiviert, das heißt die Einrichtung zur Abbremsung oder Abstützung gelöst. Damit kann sich der Stator 4, welcher über den Freilauf mit einer rotierenden Welle verbunden ist, relativ frei zum Gehäuse verdrehen und wird mittels der sich auch in diesem Fall einstellenden aerodynamischen Kreislaufes bei vollständiger Entleerung mit der um den Schlupfbetrag kleineren Drehzahl als der Rotor mitgenommen. Da es zu keiner Abstützung am Gehäuse kommt, beträgt das Reaktionsmoment und damit die Verlustleistung nahezu null.Also this multifunction unit 12 is a control and / or regulating device 9 comprising a control device 22 assigned, which is either a the starting element 15 assigned control device can act or one of the bridging device 17 and the starting element 15 jointly assigned control device or any arranged in the drive train control device, which can be assigned to both the transmission and a plurality of components. Again, the control device is in each case with the actuating devices of both the lock-up clutch 18 , the adjusting device 10 , the hydrodynamic component 16 and the adjusting device 11 the device for braking and support of a stationary component or the housing connected. The hydrodynamic component 16 operates in each case in the bridged state as a braking device, that is, the power flow takes place between the transmission input E and the output A, bypassing the hydrodynamic component, however, the primary is still rotatably connected to the input E and filled with hydrodynamic component and fixing this over the device 7 for deceleration or support on a stationary component, in particular the housing 6 , stated. The secondary wheel 5 acts in this state as Statorschaufelrad. In this embodiment, the deceleration is quasi motor side. The retarder acts as a kind of primary retarder. If the brake function is now to be interrupted, that is to say the hydrodynamic retarder is deactivated and the vehicle is in mechanical operation, the control device is used 9 a signal for evacuation of the cycle to the actuator 10 the hydrodynamic component 16 placed. Furthermore, at the same time or in advance, the device 7 deactivated, that is, the device for deceleration or support solved. This allows the stator 4 , which is connected via the freewheel with a rotating shaft, rotate relatively freely to the housing and is taken by means of adjusting itself in this case aerodynamic cycle at complete emptying with the smaller slip speed than the rotor. Since there is no support on the housing, the reaction torque and thus the power loss is almost zero.

Auch hier ist erfindungsgemäß die zeitliche Abfolge derart gewählt, dass die Deaktivierung der Einrichtung 7 gleichzeitig mit der Beendigung des Entleervorganges erfolgt.Again, the time sequence is chosen according to the invention such that the deactivation of the device 7 occurs simultaneously with the completion of the emptying process.

11: Hydrodynamischer RetarderHydrodynamic retarder
22: Rotorschaufelradrotor blade
33: abzubremsendes Elementbraked element
44: Statorstator
55: Sekundärradsecondary
66: Gehäusecasing
77: Einrichtung zur Abbremsung oder Abstützung des Sekundärrades an einem ortsfesten BauelementFacility for braking or supporting the secondary wheel on a stationary component
88th: Innenumfanginner circumference
99: Steuer- und RegelvorrichtungTax- and control device
1010: Stelleinrichtungsetting device
1111: Stelleinrichtungsetting device
1212: MultifunktionseinheitMulti-function unit
1313: Getriebetransmission
1414: Anfahreinheitstarter
1515: Anfahrelementstarting element
1616: Hydrodynamische KomponenteHydrodynamic component
1717: Überbrückungseinrichtungbridging device
1818: Überbrückungskupplunglock-up clutch
1919: Antriebdrive
2020: Abtrieboutput
2121: Freilauffreewheel
2222: Steuer- und/oder RegeleinrichtungTax- and / or control device
2323: schaltbare Bremseswitchable brake
2424: Außenumfangouter periphery
Ee: Eingangentrance
AA: Ausgangoutput

Claims

Method for reducing the power loss of hydrodynamic retarders ( 1 ) comprising a primary impeller ( 2 ) and a rotatably mounted, as a stator ( 5 ) functioning secondary impeller ( 4 ), which means ( 7 ) are associated for selective coupling or decoupling for support on a stationary component; characterized by the following features: 1.1 in which, in the presence of a signal for the termination of a braking operation, the actuating device of the hydrodynamic retarder ( 1 ) is triggered to initiate an emptying process; 1.2 in which in the presence of a signal for the termination of a braking operation, the device for braking and supporting the secondary wheel ( 4 ) is deactivated on a stationary component, wherein; 1.3 the control of the device for deceleration and support of the secondary wheel ( 4 ) in time, equal in time or slightly later to initiate the emptying process of the hydrodynamic retarder ( 1 ) he follows.

Method according to Claim 1, characterized in that the deactivation of the device ( 7 ) for deceleration or support after completion of the emptying of the hydrodynamic retarder ( 1 ) he follows.

Method according to Claim 1, characterized in that the deactivation of the device ( 7 ) for deceleration at the same time or with a slight offset to the presence of a signal which characterizes a desired termination of the braking process takes place.

Hydrodynamic retarder ( 1 ) 4.1 with a primary impeller acting as a rotor blade wheel ( 2 ) and one as Statorschaufelrad ( 4 ) acting secondary wheel ( 5 ), which together form a working space that can be filled with operating fluid, wherein the stator blade wheel ( 4 ) is free from coupling with a wave lying in the power flow; 4.2 the primary wheel ( 2 ) is with an element to be braked ( 3 ) rotatably connected or connectable; characterized by the following features: 4.3 the secondary wheel ( 5 ) is rotatably mounted; 4.4 with a secondary wheel ( 5 ) associated device ( 7 ) for selectively coupling or decoupling from a stationary component; 4.5 Primary wheel ( 2 ) and secondary wheel ( 5 ) are characterized by a fixed function assignment and free from the assumption of the function of the other paddle wheel. 4.6 with a hydrodynamic retarder ( 1 ) associated control device ( 9 ) whose output or outputs are connected to the control devices ( 10 . 11 ) of the hydrodynamic retarder ( 1 ) and the institution ( 7 ) is coupled.

Hydrodynamic retarder ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the device ( 7 ) comprises a switchable braking device.

Hydrodynamic retarder ( 1 ) according to claim (5), characterized in that the switchable braking device is designed as a non-synchronously switchable braking device.

Hydrodynamic retarder ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the device ( 7 ) comprises a braking device.