DE19854787A1

DE19854787A1 - Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Retarders

Info

Publication number: DE19854787A1
Application number: DE1998154787
Authority: DE
Inventors: Franz Boss; Bernhard Grupp; Frank Sauter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: DE19854787B4

Abstract

Die Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Retarders weist eine Druckversorgungseinheit, eine Hydropumpe und eine Ansteuerung auf; die Hydropumpe besteht aus einem Zylinder mit einem darin angeordneten Stufenkolben und einer Rückstellfeder für den Stufenkolben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Retarders, mittels ei ner Ansteuerung und einer Hydraulikpumpe.

Hydrodynamische Retarder sind Bremsen, die den Vorzug aufweisen, die abzubremsende Energie ohne Verschleiss in Wärme umzuwandeln. Sie weisen üblicherweise einen auf einer Rotorwelle angeordneten Rotor auf, die im Retardergehäuse gelagert ist und z. B. im Nebenabtrieb von einer Abtriebs welle eines Zahnräderwechselgetriebes über einen Stirn radtrieb antreibbar ist sowie einen Stator, der drehfest im Retardergehäuse angeordnet ist.

Um als Bremse eingesetzt werden zu können, wird der hydrodynamische Retarder mit Öl, z. B. aus dem Ölsumpf des Zahnräderwechselgetriebes befüllt, wobei der Füllvorgang des Retarderinnenraums in kurzer Zeit erfolgen muss.

Bekannte hydrodynamische Retarder, wie sie z. B. von der Anmelderin unter der Bezeichnung "Intarder" vertrieben werden, besitzen eine Hyraulikpumpe, die dahingehend ausge legt ist, dass sie sicherstellt, dass der Innendruck des ölbefüllten Retarders aufrecht erhalten wird und dass auf tretende Leckagen ausgeglichen werden. Um Verluste zu mini mieren ist daher diese bekannte Hydraulikpumpe dahingehend konzipiert, dass lediglich das Druckniveau gehalten wird, nicht jedoch derart, dass in ausreichend kurzer Zeit der Retarderinnenraum mit Öl befüllt werden kann. Zur eigentli chen Ölbefüllung wird ein pneumatisch beaufschlagter Öl speicher eingesetzt, welcher bei Bremsbeginn seinen Inhalt in kurzer Zeit in den Retarderinnenraum presst.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor richtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Retarders mit tels einer Ansteuerung und einer Hydraulikpumpe zu schaf fen, mit der bei ausreichend kleiner Ansprechzeit ohne zu sätzlichen pneumatisch beaufschlagten Speicher der Retarde rinnenraum mit Öl befüllt wird, sodass der bisher übliche Druckluftanschluss für den Speicher und der Speicher selbst entfallen.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs näher genanten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung, nachfolgend Hydro pumpe genannt, umfaßt einen Zylinder, einen im Zylinder angeordneten Stufenkolben sowie eine Rückstellfeder für den Stufenkolben sowie einer Ansteuerung in der zur kleinen Kolbenseite führenden Leitung, ein erstes Rückschlagventil in einer zur grossen Kolbenseite von einem Ölvorratsbehäl ter führenden Leitung und ein zweites Rückschlagventil in einer zur grossen Kolbenseite führenden und mit dem Retar derinnenraum verbundenen Leitung.

Gemäss weiterer bevorzugter Ausführungsbeispiele sind einmal ein 3/2-Wegeventil in der von der Druckbegrenzungs ventil zu der der kleinen Kolbenseite zugewandten Seite des Zylinders vorgesehen, das elektrisch oder hydraulisch an steuerbar ist; ferner kann in der Hydropumpe ein Zwischen kolben vorgesehen sein, dessen eines Ende in den Stufenkol ben eingreift und dessen anderes Ende im Zylinderdeckel gelagert ist, sodass zwischen Zwischenkolben und Stufenkol ben ein Zwischenraum gebildet wird, der im Leerlaufbetrieb über ein 3/2-Wegeventil mit dem Leerlaufsystemdruck beauf schlagbar ist und im Bremsbetrieb über dieses 3/2- Wegeventil mit dem Retarder verbindbar ist.

Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in der Leitung zwischen dem Druckversorgungseinheit und der der kleinen Kolbenseite zugewandten Seite des Zylinders ein elektrisch oder hydraulisch ansteuerbares 3/2-Wegeventil vorgesehen, wobei anstelle der 3/2-Wegeventile auch ein 4/2-Wegeventil oder ein 5/2-Wegeventil vorgesehen werden kann.

Die erfindungsgemäss ausgestaltete Hydropumpe mit ih rem Stufenkolben bietet die Möglichkeit, den relativ klei nen Volumenstrom der Druckversorgungseinheit um das Flä chenverhältnis des Stufenkolbens zu übersetzen, sodass der Retarderinnenraum in ausreichend kurzer Ansprechzeit be füllt werden kann, ohne dass ein pneumatisch beaufschlagter Speicher erforderlich ist. Im Vergleich zu bekannten hydro dynamischen Retardern, die direkt mit Luft den Retarder regeln bzw. zu Retardersystemen mit Pneumatikspeicher, kommt die erfindungsgemässe Vorrichtung ohne einen Druck luftanschluss aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiel dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungs beispiel einer erfindungsgemässen Hydropum pe,

Fig. 2 diese Hydropumpe und eine erste Ansteuerung,

Fig. 3 diese Hydropumpe und eine zweite Ansteue rung,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemässen Hydropumpe mit einem Zwischen kolben,

Fig. 5 diese Hydropumpe mit einer ersten Ansteue rung,

Fig. 6 diese Hydropumpe mit einer zweiten Ansteue rung,

Fig. 7 diese Hydropumpe mit einer dritten Ansteue rung und

Fig. 8 diese Hydropumpe mit einer vierten Ansteue rung.

Wie Fig. 1 erkennen lässt, besteht der grundsätzliche Aufbau der Hydropumpe aus einem Zylinder 1, der durch einen Deckel 20 mit geeigneten Ein- und Auslassöffnungen 5 verse hen ist sowie aus einem im Zylinder 1 angeordneten Stufen kolben 2, in dem mittig eine Rückstellfeder 3 angeordnet ist. Mit 4 ist dabei die kleiner Kolbenseite bezeichnet und mit 15 die grosse Kolbenseite, wobei diese Hydropumpe die Möglichkeit bietet, einen relativ kleinen Volumenstrom um das Flächenverhältnis des Stufenkolbens zu übersetzen, so dass eine ausreichend kurze Ansprechzeit zum Befüllen eines mit dieser Hydropumpe verbundenen Retarders erzielt wird.

In Fig. 2 ist schematisch eine erste Ansteuerungsvari ante für diese Hydropumpe dargestellt. Im Leerlaufzustand steht auf der kleinen Kolbenseite 4 über eine im Zylinder 1 angeordnete Ein- und Auslassöffnung 16 Leerlaufsystemdruck an. Die Feder 3 schiebt den Kolben 2 entgegen der aus dem Leerlaufsystemdruck resultierenden Kraft in seine in Fig. 1 dargestellte Ausgangsstellung. Während dieses Vorgangs wird über ein Rückschlagventil 6 und eine entsprechende Ein lassöffnung 17 im Zylinder 1 Öl z. B. aus dem (nicht darge stellten) Getriebesumpf angesaugt. Bei Bremsmomentabruf schaltet der Hydraulikkreislauf vom Leerlaufbetrieb (z. B. Getriebekühlung) auf Bremsbetrieb um. Dies bewirkt, dass der Pumpendruck auf den Abregeldruck eines nicht gezeigten Druckbegrenzungsventils ansteigt. Da dieser Druck nun auch auf die kleine Kolbenseite 4 wirkt, wird das Ölvolumen der grossen Seite 15 über eine Auslassöffnung 18 und ein Rück schlagventil 7 in den mit R bezeichneten Retarderkreislauf gedrückt. Das Rückschlagventil 7 verhindert bei einer wei teren Druckerhöhung des Retarderinnendrucks durch die Druckversorgungseinheit 8 ein Zurückströmen des Öls aus dem Retarder in die Hydropumpe. Eine erneute Befüllung der Hy dropumpe erfolgt nach Beendigung des Bremsvorgangs.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ansteuerungsvariante in schematischer Darstellung, die in ihrem Aufbau demjenigen von Fig. 2 entspricht, wobei hier jedoch in die Leitung zwischen der Druckversorgungseinheit 8 und der Ein- und Auslassöffnung 16 gegenüber der kleinen Kolbenseite 4 ein 3/2-Wegeventil 9 angeordnet ist, dessen Ansteuerung bei diesem Ausführungsbeispiel elektrisch erfolgt, womit die Hydropumpe unabhängig vom eigentlichen Retardersystem ge schaltet werden kann. Eine erneute Befüllung der Hydropumpe kann unmittelbar nach dem Entleerungsvorgang, d. h. also schon während des Bremsbetriebes erfolgen. Mit 19 ist eine Öffnung unterhalb der grossen Kolbenseite zu dessen Entla stung beim Auspressen des Öls in Richtung Retarderkreislauf bezeichnet.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des grundsätzlichen Aufbaus einer Hydraulikpumpe, die ebenfalls einen Zylinder 1, einen Stufenkolben 2 und einen mit ent sprechenden Ein- und Auslassöffnungen versehenen Deckel 20 aufweist. Zusätzlich ist hierbei ein Zwischenkolben 10 vor gesehen, welcher konzentrisch zur Feder 3 angeordnet ist und dessen eines Ende in den Stufenkolben 2 eingreift und dessen anderes Ende im Zylinderdeckel 20 gelagert ist.

Die Fig. 5 zeigt eine erste Musterung der Ausführung nach Fig. 4. Der Zwischenkolben 10 schliesst einen Zwischenraum 11 ein Fig. 4, der über ein hydraulisches 3/2-Wegeventil 12 derart beaufschlagt werden kann, dass im Leerlauf der Leer laufsystemdruck ansteht. Die Ansteuerung der kleinen Kol benseite 4 erfolgt wie bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei eine kleinere Feder 3 den Stu fenkolben 2 in seine Ausgangsstellung verschiebt und damit Öl ansaugt. Im Bremsbetrieb wird der Kolbenzwischenraum 11 mit dem Retarder verbunden, womit das Öl ebenfalls dem Re tarder zur Verfügung steht.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ansteuerung der in Fig. 4 schematisch dargestellten Hydropumpe, wobei die Ansteuerung der kleinen Kolbenseite 4 über ein hydraulisch oder elek trisch betätigtes 3/2-Wegeventil 9 erfolgt.

Bei der in Fig. 7 dargestellten schematischen Ansteue rung sind die beiden 3/2-Wegeventile 9, 12 durch ein einzi ges 4/2-Wegeventil 13 mit hydraulischer oder elektrischer Betätigung zusammengefasst; der Kolbenzwischenraum 11 ist hierbei während des Bremsbetriebs in den Sumpf entlastet.

Bei der in Fig. 8 schematisch dargestellten Ansteue rung sind die beiden 3/2-Wegeventile 9, 12 zu einem 5/2- Wegeventil 14 mit hydraulischer oder elektrischer Betäti gung zusammengefasst, wobei im Bremsbetrieb der Kolbenzwi schenraum 11 mit dem Retarder verbunden ist.

Bezugszeichen

1

Zylinder

2

Stufenkolben

3

Feder

4

kleine Kolbenseite

5

Öffnung

6

Rückschlagventil

7

Rückschlagventil

8

Druckversorgungseinheit

9

3/2-Wegeventil

10

Zwischenkolben

11

Zwischenraum

12

3/2-Wegeventil

13

4/2-Wegeventil

14

5/2-Wegeventil

16

Ein- und Auslassöffnung

17

Einlassöffnung

18

Auslassöffnung

19

Öffnung

20

Deckel

Claims

1. Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Retarders mittels einer Druckversorgungseinheit, einer An steuerung und einer Hydropumpe, gekennzeichnet durch die folgenden Bauteile:
die Hydropumpe weist einen Zylinder (1) auf;
im Zylinder (1) ist ein Stufenkolben (2) angeordnet;
im Zylinder ist eine Rückstellfeder (3) für den Stufenkol ben (2) vorgesehen;
die der grossen Kolbenseite (15) zugewandte Seite des Zy linders (1) ist mit einer Einlassöffnung (17) und mit einer Auslassöffnung (18) versehen;
die der kleinen Kolbenseite (4) zugewandte Seite des Zylin ders ist mit einer Ein- und Auslassöffnung (16) versehen;
die Druckversorgungseinheit (8) ist in eine zur Ein- und Auslassöffnung (16) in der der kleinen Kolbenseite (4) zu gewandten Seite des Zylinders (1) führende Leitung einge setzt;
die Ansteuerung weist ein erstes Rückschlagventil (6) auf, das in eine die Einlassöffnung (17) des der grossen Kolben seite (15) zugewandten Seite des Zylinders (1) mit einem Ölvorratsbehälter verbindende Leitung derart eingesetzt ist, dass das Öl nur in Richtung zur Hydraulikpumpe strömt; die Ansteuerung weist ein zweites Rückschlagventil (7) auf, das in eine die Auslassöffnung (18) des der grossen Kolben seite (15) zugewandten Seite des Zylinders (1) mit dem hy drodynamischen Retarder verbindende Leitung derart einge setzt ist, dass das Öl nur in Richtung zum Retarder strömt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Leitung zwischen der Druckversorgungseinheit (8) und der Ein- und Aus lassöffnung (16) gegenüber der kleinen Kolbenseite (4) ein hydraulisch ansteuerbares 3/2-Wegeventil (9) eingesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Leitung zwischen der Druckversorgungseinheit (8) und der Ein- und Aus lassöffnung (16) gegenüber der kleinen Kolbenseite (4) ein elektrisch ansteuerbares 3/2-Wegeventil (9) eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Hydropumpe zusätzlich einen Zwischenkolben (10) aufweist, dessen eines Ende in den Stufenkolben (2) eingreift und dessen anderes Ende im Zylinderdeckel (20) gelagert ist und der von der Feder (3) durchsetzt wird, wobei durch diesen Zwischenkolben (10) und den Stufenkolben (2) ein Zwischenraum (11) gebildet wird, der im Leerlaufbetrieb über ein 3/2-Wegeventil (12) mit dem Leerlaufsystemdruck beaufschlagbar ist und im Bremsbetrieb über dieses 3/2-Wegeventil (12) mit dem hydrodynamischen Retarder verbindbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Leitung zwischen der Druckversorgungseinheit (8) und der Ein- und Aus lassöffnung (16) an der der kleinen Kolbenseite (4) zuge wandten Seite des Zylinders (1) ein zusätzliches elektrisch oder hydraulisch ansteuerbares 3/2-Wegeventil (9) vorgese hen ist.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der beiden 3/2-Wegeventile (9, 12) ein 4/2-Wegeventil (13) eingesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der beiden 3/2-Wegeventile (9, 12) ein 5/2-Wegeventil (14) eingesetzt ist.