DE102014206762A1

DE102014206762A1 - Hydrodynamic machine with optimized working fluid circuit

Info

Publication number: DE102014206762A1
Application number: DE102014206762.6A
Authority: DE
Inventors: Matthias Rommel; Markus Schlosser; Helmut Ott; Thorsten Lührs
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2015-10-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder, umfassend ein erstes Schaufelrad, insbesondere Rotor (1), und ein hierzu konzentrisch angeordnetes zweites Schaufelrad, insbesondere Stator (2), die gemeinsam einen torusförmigen Arbeitsraum (4) bilden, einen Arbeitsmediumspeicher (10) und ein Leitungssystem, wobei Mittel zur Regelung des Arbeitsmediumvolumens und/oder Arbeitsmediumdruckes im Arbeitsraum (4) vorgesehen sind. Um zu verhindern, dass Arbeitsfluid in die Umwelt gelangt wird vorgeschlagen, das Leitungssystem als Kreislaufsystem auszubilden, bei dem alle endenden Leitungen im Arbeitsmediumspeicher (10) enden.The invention relates to a hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder, comprising a first impeller, in particular rotor (1), and a second impeller, in particular stator (2) arranged concentrically therewith, which together form a toroidal working space (4), a working medium reservoir (10 ) and a line system, wherein means for controlling the working medium volume and / or working medium pressure in the working space (4) are provided. In order to prevent working fluid from being released into the environment, it is proposed to form the line system as a circulatory system in which all terminating lines end in the working medium store (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Maschine, insbesondere einen hydrodynamischen Retarder, in dem ein Arbeitsfluid eingesetzt wird, um ein Moment zu übertragen, wobei das Arbeitsfluid zwischen einem Arbeitsfluidtank und dem torusförmigen Arbeitsraum der hydrodynamischen Maschine im Kreislauf geführt wird.The invention relates to a hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder, in which a working fluid is used to transmit a moment, wherein the working fluid between a working fluid tank and the toroidal working space of the hydrodynamic machine is circulated.

Das Prinzip einer hydrodynamischen Maschine ist allgemein, durch zahlreiche Veröffentlichungen, bekannt. Hydrodynamische Maschinen können zum Beispiel hydrodynamische Retarder bzw. hydrodynamische Bremsen, Kupplungen oder Wandler sein. Bei all diesen hydrodynamischen Maschinen, insbesondere bei hydrodynamischen Retardern, ist es wichtig, dass im inaktiven Zustand die Leerlaufverlustleistungen möglichst gering gehalten werden. The principle of a hydrodynamic machine is generally known through numerous publications. Hydrodynamic machines can be, for example, hydrodynamic retarders or hydrodynamic brakes, clutches or transducers. In all these hydrodynamic machines, especially in hydrodynamic retarders, it is important that the idling power losses are kept as low as possible in the inactive state.

Zur Regelung des Drehmoments wird der Arbeitsmediumvorratsraum mit Druckluft beaufschlagt und dadurch Arbeitsmedium in das Leitungssystem und von dort in den durch Rotor und Stator gebildete torusförmige Arbeitsraum gedrückt. Der Arbeitsraum ist bei den bekannten Öl-Retardern über ein Entlüftungsventil mit der Umgebung verbunden, über das die Luft, die im Nicht-Betriebszustand im torusförmigen Arbeitsraum enthalten ist, für den aktiven Betriebszustand, Bremsen, entlüftet werden kann. Weiterhin umfasst das Leitungssystem eine Rückleitung, über die das Öl zurück in den Arbeitsmediumvorratsraum gepumpt wird, wenn der aktive Betriebszustand, Bremsen, beendet wird, wobei dann der Arbeitsraum über das Entlüftungsventil wieder mit Luft gefüllt wird. To control the torque of the working fluid reservoir is pressurized with compressed air and thereby pressed working fluid in the line system and from there into the toroidal working space formed by the rotor and stator. The working space is connected to the known oil retarders via a vent valve with the environment through which the air that is contained in the non-operating state in the toroidal working space for the active operating condition, braking, can be vented. Furthermore, the conduit system comprises a return line, via which the oil is pumped back into the working medium reservoir, when the active operating state, braking, is terminated, in which case the working space is filled via the vent valve with air again.

Das zu übertragende Drehmoment wird bei den bekannten Retardern dadurch geregelt, dass der Systemdruck entsprechend dem erforderlichen Drehmoment geregelt wird.The torque to be transmitted is controlled in the known retarder in that the system pressure is controlled according to the required torque.

Nachteilig an diesem Aufbau ist, dass die Verbindung zwischen dem torusförmigen Arbeitsraum und der Umgebung vorhanden sein muss, durch die, bei ungünstigen Betriebsbedingungen, das Arbeitsmedium in die Umgebung gelangen kann.A disadvantage of this structure is that the connection between the toroidal working space and the environment must be present, through which, in unfavorable operating conditions, the working fluid can get into the environment.

Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, eine verbesserte Lösung aufzuzeigen, die die Nachteile des StdT beseitigt.One of the objects of the invention is to provide an improved solution which overcomes the disadvantages of the StdT.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer hydrodynamischen Maschine gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Lösungsvarianten sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen beschrieben. According to the invention, this object is achieved with a hydrodynamic machine according to claim 1 and a method according to claim 10. Further advantageous embodiments and preferred variants of the solution are described in the subclaims dependent thereon.

Die erfindungsgemäße hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem ein Kreislaufsystem bildet, wobei alle endenden Leitungen im Arbeitsmediumspeicher enden. Dadurch wird das Arbeitsmedium sicher im System gehalten und kann nicht in die Umgebung gelangen. Weiterhin sind Mittel zur Regelung des Arbeitsmediumvolumens und/oder Arbeitsmediumdruckes im Arbeitsraum vorgesehen, mit Hilfe derer das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumspeicher gefördert werden kann.The hydrodynamic machine according to the invention, in particular hydrodynamic retarder, is characterized in that the line system forms a circulation system, with all ending lines ending in the working medium store. As a result, the working medium is held securely in the system and can not get into the environment. Furthermore, means for regulating the working fluid volume and / or working fluid pressure in the working space are provided by means of which the working fluid can be conveyed from the working fluid reservoir.

Im Wesentlichen unterscheidet sich diese Ausführung vom StdT dadurch, dass die Luft, die sich im Nicht-Bremsbetrieb im Arbeitsraum befindet, im Bremsbetrieb in den Arbeitsmediumspeicher gedrückt wird und anschließend beim Zurückschalten in den Nicht-Bremsbetrieb vom Arbeitsmediumspeicher zurück in den Arbeitsraum strömt.Essentially, this design differs from the StdT in that the air that is in non-braking operation in the working space is pressed in braking operation in the working fluid reservoir and then flows back into the work space when switching back to the non-braking operation of the working fluid reservoir.

In einer bevorzugten Ausführung umfasst das Leitungssystem dafür mindestens einen Entlüftungskanal, über den der Arbeitsraum direkt mit dem Arbeitsmediumspeicher verbunden ist. Wobei das arbeitsraumseitige Kanalende des Entlüftungskanals bevorzugt im Wirbelzentrum des Arbeitsraums endet, da dadurch sichergestellt ist, dass möglichst kein Arbeitsfluid in den Entlüftungskanal gelangt um eine schnelle Reaktionszeit beim Schalten der hydrodynamischen Maschine sicher zustellen. In a preferred embodiment, the line system for this purpose comprises at least one venting channel, via which the working space is connected directly to the working medium reservoir. Wherein the working space side channel end of the venting duct preferably ends in the vortex center of the working space, as this ensures that as possible no working fluid enters the venting channel to ensure a fast reaction time when switching the hydrodynamic machine safely.

Die Entlüftung bzw. Belüftung des Arbeitsraums findet somit in dem Arbeitsfluidtank statt, wobei in den Entlüftungskanal eine Drossel vorgesehen sein kann. The venting or ventilation of the working space thus takes place in the working fluid tank, wherein a throttle may be provided in the venting channel.

In einer vorteilhaften Ausführung können die Mittel zur Regelung des Arbeitsmediumvolumens und/oder Arbeitsmediumdruckes eine Fluidpumpe umfassen. Durch die Verwendung einer Fluidpumpe zur Erzeugung des Systemdrucks wird erreicht, dass der Arbeitsmediumspeicher nicht mehr als Druckspeicher ausgeführt werden muss. In an advantageous embodiment, the means for regulating the working medium volume and / or working medium pressure may comprise a fluid pump. By using a fluid pump to generate the system pressure is achieved that the working fluid storage no longer needs to be run as accumulator.

Weiterhin kann bei entsprechender Auslegung des Leitungssystems und der Mittel zur Regelung, vorgesehen werden, dass die Fluidpumpe mit dem Rotor drehfest gekoppelt ist, sodass diese ständig einen Arbeitsmediumvolumenstrom fördert und im Betriebsfall das Befüllen des Arbeitsraums verhältnismäßig schneller erfolgt als im StdT.Furthermore, with an appropriate design of the conduit system and the means for control, be provided that the fluid pump is rotatably coupled to the rotor so that it constantly promotes a working fluid flow and in the operating case, the filling of the working space is relatively faster than in StdT.

Denkbar ist hier aber auch eine von einem Motor angetriebene Fluidpumpe. Als vorteilhafte Ausführungen der Fluidpumpe kann eine Gerotor- oder Zahnrad-Pumpe eingesetzt werden.It is also conceivable here but a driven by a motor fluid pump. As advantageous embodiments of the fluid pump, a gerotor or gear pump can be used.

Weiterhin kann der Arbeitsraum über mindestens einen Entlüftungskanal direkt mit dem Arbeitsfluidtank verbunden sein. Wobei das arbeitsraumseitige Kanalende des Entlüftungskanals im Wirbelzentrum des Arbeitsraums endet. Die Entlüftung bzw. Belüftung des Arbeitsraums findet somit gegenüber dem Arbeitsfluidtank statt. Furthermore, the working space via at least one venting duct directly to the Be connected to working fluid tank. Wherein the working space side channel end of the venting duct ends in the vortex center of the working space. The ventilation or ventilation of the working space thus takes place in relation to the working fluid tank.

Bevorzugt kann das Leitungssystem zum Einen ein Betriebsleitungssystem mit einem Druckregelsystem aufweisen, durch welches Arbeitsmedium im Betriebszustand geleitet wird, und zum Anderen ein Bypassleitungssystem, durch welches Arbeitsmedium im Nicht-Betriebszustand geleitet wird, umfassen.Preferably, the conduit system may on the one hand comprise a service line system with a pressure control system, through which working medium is conducted in the operating state, and on the other hand, a bypass line system through which working fluid is conducted in the non-operating state include.

In der bevorzugten Ausführung ist die Pumpvorrichtung vor der Gabelung des Leitungssystems in Betriebsleitungssystem und Bypassleitungssystem angeordnet, sodass unabhängig vom Betriebszustand immer ein gewisser Ölstrom durch eins der Leitungssysteme gepumpt wird und eine gewisse Umwälzung des Öls stattfindet.In the preferred embodiment, the pumping device is located in the service line system and bypass line system prior to the bifurcation of the line system so that regardless of operating conditions, a certain flow of oil is always pumped through one of the line systems and some oil circulation occurs.

Eine erste Ausführung kann ein Ventil umfassen, mittels dem der von der Pumpvorrichtung geförderte Ölstrom entweder in das Betriebsleitungssystem oder das Bypassleitungssystem geleitet wird. Die eigentliche Regelung der Volumenströme erfolgt in dieser Ausführung im Betriebsleitungssystem oder im Bypassleitungssystem. A first embodiment may comprise a valve by means of which the flow of oil delivered by the pumping device is directed either into the service piping system or the bypass piping system. The actual regulation of the volume flows takes place in this embodiment in the operating line system or in the bypass line system.

Des Weiteren kann in einer zweiten Ausführung ein Ventil vorgesehen sein, das im Ansaugkanal zwischen Arbeitsfluidtank und Pumpvorrichtung angeordnet ist. In dieser Ausführung wird der Volumenstrom bereits vor der Pumpvorrichtung begrenzt. Eine Saugdrossel in einem Bypassansaugkanal gewährleistet in dieser Ausführung, dass immer ein minimaler Volumenstrom zur Pumpe und von dort in das Leitungssystem gelangt. Furthermore, in a second embodiment, a valve may be provided which is arranged in the intake passage between the working fluid tank and the pumping device. In this embodiment, the volume flow is already limited before the pumping device. A suction throttle in a bypass intake duct ensures in this design that always a minimum volume flow reaches the pump and from there into the piping system.

Vorzugweise ist der Arbeitsfluidtank im Gehäuse der hydrodynamischen Maschine angeordnet.Preferably, the working fluid tank is arranged in the housing of the hydrodynamic machine.

Verfahren zur Regelung einer hydrodynamischen Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder, umfassend ein erstes Schaufelrad, insbesondere Rotor, und ein hierzu konzentrisch angeordnetes zweites Schaufelrad, insbesondere Stator, die gemeinsam einen torusförmigen Arbeitsraum bilden, ein Arbeitsmediumspeicher und ein Leitungssystem, wobei Mittel vorgesehen sind, mit denen das Arbeitsmediumvolumen und/oder der Arbeitsmediumdruck im Arbeitsraum regelbar ist.Method for controlling a hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder, comprising a first impeller, in particular a rotor, and a second impeller, in particular stator, arranged concentrically therewith, which together form a toroidal working space, a working medium reservoir and a conduit system, means being provided with which the working medium volume and / or the working medium pressure in the working space can be regulated.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem ein geschlossener Kreislauf ist, dessen Leitungen alle im Arbeitsmediumspeicher enden, wobei die Mittel eine Fluidpumpe umfassen, mittels der das Arbeitsmedium aus Arbeitsmediumspeicher in das Leitungssystem gepumpt wird.The method is characterized in that the line system is a closed circuit, the lines of which all end up in the working medium reservoir, wherein the means comprise a fluid pump, by means of which the working medium is pumped from working fluid reservoir into the line system.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Entlüftung des Arbeitsraums über ein Entlüftungskanal erfolgt, der den Arbeitsraum direkt mit dem Arbeitsmediumspeicher verbindet, wobei die Entlüftung gedrosselt werden kann. It is also advantageous if the venting of the working space takes place via a venting channel which connects the working space directly to the working medium reservoir, wherein the venting can be throttled.

Weiterhin kann das Arbeitsmediumvolumen und/oder der Arbeitsmediumdruck im Arbeitsraum mit Hilfe eines Druckregelsystems geregelt werden, wobei das Druckregelsystem ein Proportionalventil umfassen kann.Furthermore, the working medium volume and / or the working medium pressure can be regulated in the working space by means of a pressure control system, wherein the pressure control system may include a proportional valve.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Synchronisiervorrichtung bzw. der Koppelvorrichtung und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Further features of the synchronizing device according to the invention and the coupling device and further advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

In diesen zeigen:In these show:

1 einen Retarder im Schnitt 1 a retarder on average

2 ein erstes Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Hydrauliksystems 2 a first embodiment of the structure of the hydraulic system

3 ein zweites Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Hydrauliksystems 3 A second embodiment of the structure of the hydraulic system

1 zeigt beispielhaft einen Retarder im Schnitt, welcher insbesondere in Bussen und Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommt. 1 shows an example of a retarder in section, which is used in particular in buses and commercial vehicles.

Der Retarder umfasst ein Gehäuse 3, bestehend aus mehreren Gehäuseteilen, einen Rotor 1 und einen Stator 2, welche miteinander einen torusförmigen Ringraum bzw. Arbeitsraum 4 bilden. Der Arbeitsmediumtank 10 ist in dem Gehäuseteil 3a untergebracht, an dem auch der Stator 2 befestigt ist. Zur Entlüftung des Arbeitsraums 4 ist der Entlüftungskanal 33 vorgesehen, der durch eine Schaufel des Stator und das Gehäuseteil 3a verläuft. Der Entlüftungskanal verbindet also das Zentrum des Arbeitsraums 4, 34 mit dem Arbeitsmediumtank 10. In diesem Kanal ist eine Drossel 17 angeordnet. The retarder includes a housing 3 , consisting of several housing parts, a rotor 1 and a stator 2 , which together with each other a toroidal annular space or working space 4 form. The working medium tank 10 is in the housing part 3a housed, on which also the stator 2 is attached. For venting the workspace 4 is the venting channel 33 provided by a blade of the stator and the housing part 3a runs. The vent channel thus connects the center of the working space 4 . 34 with the working medium tank 10 , There is a throttle in this channel 17 arranged.

Der Retarder wird mit einem Arbeitsfluid, insbesondere einem Öl betrieben, welches mittels der Pumpe 11 über ein Leitungssystem in den Einlasskanal 6, bzw. Spiralkanal gepumpt wird. Vom Einlasskanal 6 gelangt das Öl durch den Trennspalt, zwischen Rotor und Stator, in den Arbeitsraum 4. The retarder is operated with a working fluid, in particular an oil, which by means of the pump 11 via a line system in the inlet channel 6 , or spiral channel is pumped. From the inlet channel 6 the oil passes through the separating gap, between the rotor and the stator, into the working space 4 ,

Während des Bremsbetriebes bildet sich im Arbeitsraum 4 eine Meridianströmung, durch die ein Moment übertragbar ist. Dabei beschleunigt der angetriebene Rotor 1 das Öl und übergibt es am Außendurchmesser in den Stator 2. Dort trifft das Öl auf die ruhenden Statorschaufeln und wird verzögert. Das Öl fließt auf dem Innendurchmesser erneut dem Rotor 2 zu. Die entstehende Bremsenergie wird überwiegend in Wärme umgesetzt, sodass es erforderlich ist, ein Teil des Öls permanent mittels eines Wärmetauschers 19 zu kühlen. Dieser Anteil des Öls wird über den Fluidauslass bzw. den Auslasskanal 7 aus der Kreislaufströmung abgeleitet. During braking operation forms in the working space 4 a meridional flow through which a moment is transferable. The driven rotor accelerates 1 the oil and hands it over Outside diameter in the stator 2 , There, the oil hits the stationary stator blades and is delayed. The oil flows on the inner diameter again the rotor 2 to. The resulting braking energy is mainly converted into heat, so that it is necessary, a part of the oil permanently by means of a heat exchanger 19 to cool. This portion of the oil is via the fluid outlet and the outlet channel 7 derived from the circulation flow.

Das abgeleitete Öl wird nachfolgend durch einen Wärmetauscher 19 und anschließend, je nach Betriebszustand, zurück in den Arbeitsraum 4 gepumpt, sodass eine Ölumlauf entsteht. The derived oil is subsequently passed through a heat exchanger 19 and then, depending on the operating condition, back to the workspace 4 pumped so that an oil circulation is created.

Im Nicht-Bremsbetrieb wird der Ölzufluss unterbrochen, sodass sich der Arbeitsraum 4 entleert. Das Öl sammelt sich im Arbeitsmediumspeicher 10, nur ein kleines Ölvolumen wird über eine Bypassleitung weiter in den Arbeitsraum gepumpt, um diesen zu kühlen und die Leerlaufverluste zu reduzieren.In non-braking operation, the oil flow is interrupted, so that the working space 4 emptied. The oil collects in the working fluid reservoir 10 , only a small volume of oil is pumped through a bypass line further into the working space to cool it and reduce the idling losses.

In den 2 und 3 sind zwei Ausführungsformen für den Aufbau des Hydrauliksystems bzw. des Leitungssystems dargestellt. In the 2 and 3 two embodiments for the construction of the hydraulic system and the conduit system are shown.

2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Hydrauliksystems. Eines der wesentlichen Merkmale dieser Ausführung ist die Anordnung der Pumpe 11 vor dem Ventil 9. Das Ventil ist hier in der Nicht-Bremsbetrieb-Stellung dargestellt. Sobald die Pumpe angetrieben wird, wird Öl aus dem Arbeitsmediumspeicher 10 über das Ventil in die Bypassleitungen 27, 28 gepumpt. In der Bypassleitung 27 ist eine Drossel 14 eingebaut, die derart eingestellt werden kann, dass ein kleiner Teil des Arbeitsmediums in den Arbeitsraum 4 gepumpt wird. Der Volumenstrom ist so groß zu wählen, dass eine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Arbeitsraum gewährleistet ist. Weiterhin darf er nicht so groß sein, dass ein erhöhter Leerlaufwiderstand erzeugt wird. Aus dem Arbeitsraum 4 wird das Öl durch den Wärmetauscher 19 über das Entleerventil 20 zurück in den Arbeitsmediumspeicher 10 gepumpt. Somit wird im Nicht-Bremsbetrieb ständig eine kleine Menge Öl mittels des Wärmetauschers 19 gekühlt. 2 shows a first embodiment of the structure of the hydraulic system. One of the essential features of this design is the arrangement of the pump 11 in front of the valve 9 , The valve is shown here in the non-braking mode position. As soon as the pump is driven, oil is removed from the working fluid reservoir 10 via the valve into the bypass lines 27 . 28 pumped. In the bypass line 27 is a throttle 14 installed, which can be adjusted so that a small part of the working medium in the working space 4 is pumped. The volume flow should be chosen so large that sufficient heat dissipation from the working area is ensured. Furthermore, it must not be so large that an increased idle resistance is generated. From the workroom 4 the oil passes through the heat exchanger 19 via the emptying valve 20 back to the working medium memory 10 pumped. Thus, in non-braking operation, a small amount of oil is constantly being passed through the heat exchanger 19 cooled.

Die zweite Bypassleitung 28 leitet den restlichen, wesentlich größeren, Volumenstrom direkt zurück in den Arbeitsmediumspeicher 10. Die Pumpe 11 läuft somit nahezu im Leerlaufbetrieb, wodurch die Verluste im Nicht-Bremsbetrieb minimiert werden können, ohne die Pumpe regeln zu müssen. Als Pumpe kann hier eine Gerotor-Pumpe eingesetzt werden, die direkt von der Rotorwelle angetrieben wird.The second bypass line 28 directs the remaining, much larger, volume flow directly back into the working fluid storage 10 , The pump 11 thus runs almost idle, whereby the losses can be minimized in non-braking operation without having to regulate the pump. As a pump, a gerotor pump can be used here, which is driven directly by the rotor shaft.

Für den Bremsbetrieb, Stellung nicht dargestellt, werden die Ventile 9, 16 und 20 geschaltet. Sobald das auf der Druckseite der Pumpe 11 angeordnete Schaltventil 9 schaltet, gelangt Arbeitsmedium über die Arbeitsleitungen 30, 31 und Ventil 16 in den Arbeitsraum 4. For braking operation, position not shown, the valves 9 . 16 and 20 connected. Once that's on the pressure side of the pump 11 arranged switching valve 9 switches, working fluid passes through the working lines 30 . 31 and valve 16 in the workroom 4 ,

Die im Nicht-Bremsbetrieb im Arbeitsraum enthaltene Luft wird durch das im Bremsbetrieb in den Arbeitsraum 4 gepumpte Öl durch den Entlüftungskanal 33 aus dem Arbeitsraum 4 in den Arbeitsmediumspeicher 10 gedrückt, bis der Arbeitsdruck im Arbeitsraum 4 erreicht ist.The air contained in the non-braking operation in the working space is by the braking operation in the working space 4 pumped oil through the vent channel 33 from the workroom 4 in the working medium memory 10 pressed until the working pressure in the workroom 4 is reached.

Ventil 16 ist eine Druckwaage, die über den im Arbeitsraum 4 gemessenen Druck und dem von dem Proportionalventil 21 vorgegebenen Druck, in die entsprechende Schaltposition geschaltet wird. Eine Druckwaage ist ein Differenzdruckventil oder Druckregelventil, das einen Differenzdruck zwischen einer extern zugeführten Messstelle und einem am Ventil anliegenden Druck regeln kann. Ventil 16 kann als 3/3 Wegeventil wie hier dargestellt oder aber auch als 2/3 Wegeventil ausgeführt sein. Mittels der Druckwaage kann der Systemdruck im Arbeitsraum 4 proportional zum gewünschten Bremsmoment an der Rotorwelle geregelt werden. Dazu kann ein Drehmomentsensor z. B. an der Rotorwelle vorgesehen sein. Das Proportionalventil 21 wird bei dieser Schaltung erst dann mit Systemdruck versorgt, wenn in Bremsstellung geschaltet wird. Zum Schutz des Proportionalventils 21 ist ein Filter 13 vorgesehen, der das gesamte für den Bremsbetrieb notwendige Arbeitsmedium filtert.Valve 16 is a pressure compensator that is above the working space 4 measured pressure and that of the proportional valve 21 predetermined pressure is switched to the corresponding switching position. A pressure compensator is a differential pressure valve or pressure control valve that can regulate a differential pressure between an externally supplied measuring point and a pressure applied to the valve. Valve 16 can be designed as 3/3 way valve as shown here or as a 2/3 way valve. By means of the pressure balance, the system pressure in the working space 4 be controlled proportional to the desired braking torque on the rotor shaft. For this purpose, a torque sensor z. B. may be provided on the rotor shaft. The proportional valve 21 is supplied at this circuit only with system pressure when switched to braking position. To protect the proportional valve 21 is a filter 13 provided that filters the entire working medium necessary for the braking operation.

Durch die Schaltung des Ventils 20 wird ein geschlossener Kreislauf zwischen Arbeitsraum 4 und Kühler 19 gebildet, wobei der Systemdruck über die Regelung der Druckwaage geregelt wird.By switching the valve 20 becomes a closed circuit between working space 4 and coolers 19 formed, the system pressure is regulated by the regulation of the pressure compensator.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Hydrauliksystems. Dieses unterscheidet sich wesentlich von der ersten Ausführung, wobei auch in dieser Ausführung im Nicht-Bremsbetrieb ein gewisses Volumen Arbeitsmedium mittels der Pumpe 11 in den Arbeitsraum 4 gepumpt wird. Bei diesem Aufbau ist das Ventil 9 auf der Saugseite der Pumpe 11 angeordnet. 3 shows a second embodiment of the structure of the hydraulic system. This differs significantly from the first embodiment, although in this embodiment in non-braking operation, a certain volume of working medium by means of the pump 11 in the workroom 4 is pumped. In this construction, the valve 9 on the suction side of the pump 11 arranged.

Im Nicht-Bremsbetrieb wird ständig Arbeitsmedium von der Pumpe 11 über die, mittels einer Saugdrossel 17 gedrosselte, Bypassleitung 26 aus dem Arbeitsmediumspeicher 10 angesaugt und über den Bypass 27 in den Arbeitsraum 4 gepumpt. Im Bypass 27 ist nochmals eine Drossel 14 installiert und vor dieser ist ein Proportionalventil 21 zur Regelung der Druckwaage, mit dem Ventil 25, an die Bypassleitung 27 angeschlossen. So wird sichergestellt, dass immer ein ausreichender Systemdruck am Proportionalventil 21 anliegt und so eine schnelle, verzögerungsfreie Regelung der Bremswirkung ermöglicht wird. Weiterhin ist ein Filter 13, insbesondere Feinfilter, in der Bypassleitung 27 vor dem Proportionalventil 21 installiert, dadurch wird nur das für den Nicht-Bremsbetrieb und für die Ansteuerung des Proportionalventils 21 notwendige relativ kleine Volumen gefiltert. In non-braking operation is constantly working fluid from the pump 11 over, by means of a suction throttle 17 throttled, bypass line 26 from the working medium memory 10 sucked in and over the bypass 27 in the workroom 4 pumped. In the bypass 27 is another throttle 14 installed and before this is a proportional valve 21 for regulating the pressure balance, with the valve 25 , to the bypass line 27 connected. This ensures that there is always sufficient system pressure at the proportional valve 21 is applied and so a fast, delay-free control of the braking effect is possible. Furthermore, there is a filter 13 , in particular fine filter, in the bypass line 27 in front of the proportional valve 21 installed, thereby only that for the non-braking operation and for the control of the proportional valve 21 necessary relatively small volume filtered.

Für den Bremsbetrieb, Stellung nicht dargestellt, werden die Ventile 9, 20 und 25 geschaltet. Das Öl gelangt über die Arbeitsleitungen 30, 31 und Ventil 25 in den Arbeitsraum 4. Ventil 25 ist eine Druckwaage, die entsprechend dem im Arbeitsraum 4 gemessenen Druck und dem von dem Proportionalventil 21 vorgegebenen Druck in die entsprechende Schaltposition geschaltet wird. Ventil 25 kann als 2/3 Wegeventil wie hier dargestellt oder aber auch als 3/3 Wegeventil ausgeführt sein. Mittels der Druckwaage kann der Systemdruck im Arbeitsraum 4 proportional zum gewünschten Bremsmoment an der Rotorwelle geregelt werden. Dazu kann ein Drehmomentsensor z. B. an der Rotorwelle vorgesehen sein.For braking operation, position not shown, the valves 9 . 20 and 25 connected. The oil gets over the working lines 30 . 31 and valve 25 in the workroom 4 , Valve 25 is a pressure compensator, which corresponds to that in the work space 4 measured pressure and that of the proportional valve 21 predetermined pressure is switched to the corresponding switching position. Valve 25 can be designed as a 2/3 way valve as shown here or as a 3/3 way valve. By means of the pressure balance, the system pressure in the working space 4 be controlled proportional to the desired braking torque on the rotor shaft. For this purpose, a torque sensor z. B. may be provided on the rotor shaft.

Als Pumpe ist eine Gerotor-Pumpe 11 vorgesehen, die mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist. In beiden Ausführungsbeispielen ist gewährleistet, dass der Pumpenwiderstand im Nicht-Bremsbetrieb sehr gering ist und im Bremsbetrieb bremsunterstützend wirkt.As a pump is a Gerotor pump 11 provided, which is rotatably connected to the rotor shaft. In both embodiments, it is ensured that the pump resistance is very low in non-braking operation and brake support supporting in braking operation.

Allgemein sei noch erwähnt, dass die in den Figuren gezeigten weiteren Filter und Rückflussleitungen in den Arbeitsmediumspeicher 10 und die in den Leitungen installierten Drosseln bzw. Rückschlagventile für die Gesamtfunktion zwar notwendig sind, aber vom Fachmann routinemäßig eingesetzt werden. In general, it should be mentioned that the further filters and return lines shown in the figures in the working medium memory 10 Although the throttles or check valves installed in the conduits are necessary for the overall function, they are routinely used by those skilled in the art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rotor rotor
22: Stator stator
3a, b3a, b: Gehäuse casing
4 4: Arbeitsraumworking space
55: Drehachse axis of rotation
6 6: Einlasskanal inlet channel
77: Auslasskanal exhaust port
88th: elektrohydraulisches System electrohydraulic system
99: Ventil Valve
1010: Arbeitsmediumspeicher Working medium memory
1111: Pumpe pump
1212: Überdruckventil Pressure relief valve
13a/b13a / b: Ölsieb / Filter Oil strainer / filter
1414: Drossel throttle
1515: Rückschlagventil check valve
1616: Druckdifferenzventil 3/3 Wegeventil Pressure differential valve 3/3 way valve
1717: Saugdrossel interphase
1818: Überdruckventil Pressure relief valve
1919: Wärmetauscher heat exchangers
2020: Schaltventil switching valve
2121: Proportionalventil proportional valve
2222: Steuerungs- und Regeleinheit Control unit
2323: Steuerleitung control line
2424: Steuerleitung control line
2525: Druckdifferenzventil Differential pressure valve
26–29 26-29: Bypasskanalbypass channel
30–3130-31: Arbeitskanal working channel
3232: erster Kanal, Rückführkanal first channel, return channel
3333: Entlüftungskanal vent channel
3434: Wirbelzentrum vortex center

Claims

Hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder, comprising a first impeller, in particular a rotor ( 1 ), and a concentrically arranged second impeller, in particular stator ( 2 ), which together form a toroidal working space ( 4 ), a working medium memory ( 10 ) and a line system, wherein means for regulating the working medium volume and / or working medium pressure in the working space ( 4 ) are provided, characterized in that the line system forms a circulation system, wherein all ending lines in the working medium memory ( 10 ) end up.

Hydrodynamic machine Apparatus according to claim 1, characterized in that the line system has at least one ventilation channel ( 33 ) containing the working space ( 4 ) directly with the working medium memory ( 10 ) connects.

Hydrodynamic machine Apparatus according to claim 2, characterized in that the working space side channel end of the venting channel ( 33 ) in the vortex center ( 34 ) of the workspace ( 4 ) ends.

Hydrodynamic machine Apparatus according to claim 2, characterized in that the venting channel ( 33 ) a throttle ( 14 ).

Hydrodynamic machine. Device according to claim 1, characterized in that the means comprise a fluid pump ( 11 ).

Hydrodynamic machine. Device according to claim 5, characterized in that the fluid pump ( 11 ) with the rotor ( 1 ) is rotatably coupled.

Hydrodynamic machine Apparatus according to claim 6, characterized in that the fluid pump ( 11 ) is a gerotor or gear pump.

Hydrodynamic machine. Device according to claim 1, characterized in that the conduit system is a management system ( 30 . 31 ) with a pressure control system ( 16 . 20 . 21 . 25 ), through which working medium is conducted in the operating state, and a bypass line system ( 26 . 27 . 28 . 29 ) through which working fluid is conducted in the non-operating state.

Hydrodynamic machine Apparatus according to claim 6, characterized in that in the bypass intake duct ( 26 ) a suction throttle ( 17 ) is arranged.

Hydrodynamic machine Apparatus according to claim 1, characterized in that the working medium reservoir ( 10 ) is arranged in the housing of the hydrodynamic machine.

Method for controlling a hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder, comprising a first impeller, in particular rotor ( 1 ), and a concentrically arranged second impeller, in particular stator ( 2 ), which together form a toroidal working space ( 4 ), a working medium memory ( 10 ) and a line system, wherein means are provided with which the working medium volume and / or the working medium pressure in the working space ( 4 ), characterized in that the line system forms a circulatory system, wherein all ending lines of the line system in the working medium memory ( 10 ) and wherein the means comprises a fluid pump ( 11 ) comprise by means of the working medium from working medium memory ( 10 ) is pumped into the piping system.

Method for controlling a hydrodynamic machine according to claim 10, characterized in that the ventilation of the working space ( 4 ) via a venting channel ( 33 ), which is the working space ( 4 ) directly with the working medium memory ( 10 ) connects.

Method for controlling a hydrodynamic machine according to claim 10, characterized in that the working medium volume and / or the working medium pressure in the working space ( 4 ) by means of a pressure control system ( 16 . 20 . 21 . 25 ) be managed.

Method for controlling a hydrodynamic machine according to claim 11, characterized in that the pressure regulating system ( 16 . 20 . 21 . 25 ) comprises a proportional valve, by means of which the working medium volume and / or the working medium pressure are regulated.