DE2018652A1

DE2018652A1 - Hydrodynamische Bremse (Retarder) für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2018652A1
Application number: DE19702018652
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr.-Ing.; Hanke Hans; Bultmann Friedrich; 7000 Stuttgart; Zaiser Wolfgang Dipl.-Ing. 7154 Althütte Förster
Original assignee: Daimler-Benz AG, 7000 Stuttgart-Untertürkheim
Priority date: 1970-04-18
Filing date: 1970-04-18
Publication date: 1971-12-02
Also published as: GB1326500A; FR2089781A5; JPS5217304B1; DE2018652C3; DE2018652B2; US3774734A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8300/4

Stuttgart - Untertürkheim . 15. April 1970

" Hydrodynamische Bremse (Retarder) für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge "

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse (Retarder) für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem feststehenden und einem mit dem Antrieb rotierenden Schaufelrad, wobei zur Füllung des hydrodynamischen Arbeitskreislaufes eine Füllpumpe ebenfalls ständig mit dem Antrieb rotiert.

Bei Retardern der vorstehenden Art ist im allgemeinen^ der hydrodynamische Arbeitskreislauf während der Bremsung ge- ' füllt und während des ITormalbetriebes entleert. Das Problem bei diesen Retardern besteht darin, den Füll- bzw. Entleerungsvor^ang möglichst schnell ablaufen zu lassen, damit.die Ansprechzeit des Retarders möglichst auf ein Minimum herabgesetzt wird. Außerdem wird dabei angestrebt, möglichst nur den Arbeitslrreislaui selbst zu entleeren bzw. zu füllen, damit die !,!enge des beim Füllen bzw. Entleeren zu transportierenden Öles nicht übermäßig groß wird.

Der Erfindung liegt eine Lösung dieser Probleme als Aufgabe zugrunde. Sie löst diese Aufgabe bei den eingangs genannten P.etardern dadurch, daß die Füllpumpe über ein Regelventil entweder mit dem ülsumpf oder mit dem Austritt der hydrodynamischen Bremse verbindbar und hierbei der Druck entsprechend dem Druck im Bremskreis des Fai-r^euges selbsttätig regelbar ist, und daß der hydrodynamischen Bremse ein Abschaltventil zugeordnet ist, das den äußeren, gegebenenfalls über einen Kühler führenden Kreislauf der hydrodynamischen Bremse

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erst oberhalb eines bestimmten Druckes am Eintritt derselben freigibt und unterhalb dieses vorgegebenen Wertes sperrt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, daß das Abschaltventil den äußeren Kreislauf der hydrodynamischen Bremse sperrt, .so daß dieser nicht durch den im Retarder entstehenden Unterdruck leergesaugt werden kann. Er bleibt infolgedessen gefüllt, so daß beim nächsten Bremsvorgang lediglich der Arbeitskreislauf selbst gefüllt werden muß. In demselben Sinn wirken die später noch im ^ einzelnen zu beschreibenden Maßnahmen am Regelventil. Im übrigen

sieht die Erfindung vor, daß sowohl das Regelventil als auch das Abschaltventil und die Füllpumpe baulich mit dem Retarder selbst vereint sind.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Abschaltventil dem Eintritt in die hydrodynamische Bremse zugeordnet und einerseits von einer Federkraft und andererseits vom Druck am Eintritt des Retarders beaufschlagbar. Hierfür wird im einzelnen vorgeschlagen, daß das Abschaltventil als ein Kolbenschieber mit zwei Teilkolben ausgebildet ist, und daß die Feder auf der Stirnseite ^ eines Teilkolbens liegt, der im drucklosen Zustand die Leitung vom

Kühler her verschließt, während die Stirnseite des anderen Teilkolbens durch eine Bohrung in dem Raum zwischen beiden Teilkolben in Verbindung steht, der ständig mit dem Eintritt der hydrodynamischen Bremse verbunden ist. Auf diese Weise wirkt der andere Teilkolben als Steuerkolben, der beim Überschreiten eines bestimmten, durch die Feder auf der anderen Seite vorgegebenen Druckes.am Retarder eintritt, die Leitung vom Kühler her freigibt.

Eine andere Möglichkeit liegt darin, daß erfindungsgemäß das Abschaltventil dem Eintritt der hydrodynamischen Bremse zugeordnet und entgegen einer Federkraft vom Druck am Kühleraustritt bzw.

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Austritt der hydrodynamischen Bremse beaufschlagbar ist. Hierfür wird dann im einzelnen vorgeschlagen, daß das Abschaltventil als ein Kolbenschieber mit zwei Teilkolben ausgebildet ist, dessen einer den Eintritt zur Bremse unter Federkraft schließt und dessen anderer vom Druck am Kühleraustritt durch eine Bohrung beaufschlagbar ist. Die Wirkungsweise ist im Grunde dieselbe, wie sie vorstehend beschrieben wurde, nur dient als Führungsgröße jetzt der Druck am Retarderaustritt bzw. am Kühle rau st ritt.

Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß das Regelventil als ein Kolbenschieber ausgebildet ist und einen vom Druck im Fahrzeug-Bremskreis beaufschlagbaren ersten Teilkolben, einen den Austritt in den Sumpf steuernden zweiten und einen vom Druck am Austritt der hydrodynamischen Bremse beaufschlagbaren dritten Teilkolben aufweist. Dabei ist zweckmäßigerweise dem ersten Teilkolben eine Rollmembran zugeordnet und die Stirnseite des diesen Teilkolben aufnehmenden Zylinder raum es mit einem elastischen Anschlag versehen. Der zweite Teilkolben geht zweckmäßig in einen konischen Teil über, um eine weichere Steuerung zu erreichen. Der dritte Teilkolben weist eine Drosselbohrung auf, um einerseits den Druck für die Regelung auf seine Stirnseite zu geben und andererseits eine Dämpfung seiner Bewegung zu erzielen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung wird dann darin gesehen, daß die wirksame Kolbenfläche des ersten Teilkolbens in einem bestimmten Verhältnis, zu der des dritten Teilkolbens steht, d. h. also, daß eine entsprechende Kraft .Übersetzung zwischen dem Druck im Fahrzeug-Bremskreis und dem Druck an der hydrodynamischen Bremse entsteht.

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Bei einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dem ersten Teilkolben eine Feder so zugeordnet, daß ein geringer Druck am Austritt der hydrodynamischen Bremse ständig aufrechterhalten ist. Diese Peder kann auf der Menbranseite des ersten Teilkolbens liegen. Eine Anordnung an anderer Stelle, sowie eine Darstellung dieser Kraft nicht als Feder, sondern 3.B. als Differenadruck,wäre ebon: ο denkbar. Streicht wird dadurch auf j.eden Fall, daß an Retarderaustritt ein bestimmter Druck verbleibt, d.h. es läiift auf jeden Pail nur der Arbeitskreislauf, .nicht t aber z.B. die Rohrleitung bzw. die den Retarder umgebende Spirale leer.

Eine andere röglichkeit, die Ansprechzeit des Re.tarders herabzusetzen, besteht darin, daß erfindungsgemäß dem Raum auf der Stirnseite des dritten Teilkolbens eine Bohrung so zugeordnet ist, daß sie nach einem bestimmten Meß durch den dritten Toilkolben verschließbar ist. Auf diose Weise erfolgt die Bewegung des als Regelventil dienenden Kol^enschiebers zunächst ungedrosselt, d.h. also schnell, sodaß sich sehr schnell ein Druck aufbaut und der Retarder gefüllt v/ird. Nach Überschreiten dieses Weges tritt dann die übliche Drosselung, d.h. also Dämpfung, ein«, Eine andere P I,!öglichkeit zur Erreichung eines ganz ähnlichen Effektes liegt darin, daß erfindungsgemäß im Raum auf der Stirnseite des dritten Teilkolbens ein federbelasteter Zusatzkolben angeordnet und der entgegengesetzt zum dritten Teilkol^en liegende Raum nach Hull entlar-tet int. Auf diose V'ej se geht zunächst - wenn im Fahrzeug-Erenskreis Druck aufgebaut v/ird der ganze als Regelventil wirkende Kolbenschieber gnjnz in seine Endstellung, sodaß der Austritt völlig abgesc'.lohnen wird. Erst beim Druckaufbau in den Raum zwischen eiern dritten Teilkolben und dem Zusatzkolben - der infolge, der Dropselbohrung relativ langsam erfolgt - geht der ganze Kolbenschieber in seine normale Rejelstellung zurück.

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Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigt;

Pig.T eine Retarder-Anlage im Schema,

Fig.2 u.3 *

den Retarder im Längs- und Querschnitt und

Pig.4 eine Einzelheit einer anderen Ausführungsform am Regelventil.

Fach Fig.1 ist der Retarder 10 nach Art einer hydrodynamischen Kupplung ausgebildet und beschaufelt. Er besitzt ein feststehendes Schaufelrad 11 und ein«» mit der Antriebswelle dee Kraftfahrzeuges rotierendes Schaufelrad 12. Eine umgebende Spirale 13 dient als Austritt aus dem Retarder. Von ihr führt eine Leitung zum Kühler 14 und von da aus über ein Abschaltventil 15 zun Retardereintritt 16.

Zum Pullen des Retarders dient eine Füllpumpe 17, deren Druckleitung 18 über ein Regelventil 19 zum Retarder-Austritt 13 führt. Das Regelventil 19 ist über eine Leitung 20 mit einem Bremsventil 21 verbunden, das mit den.Bremspedal 22 in Verbindung steht.

Das Regelventil 19 ist als ein Kolbenschieber ausgebildet -und weist einen irsten Teilkolben 23, einen zweiten Teil- · kolben 24 und einen dritten Teilkolben 25 auf. Der erste Teilkolben 23 ist mit einer Rollmembran 26 versehen und er wird auf seiner Stirnseite vom Druck aus dem Bremsventil 21 beaufschlagt. Der zweite Teilkolben 24 steuert den Rücklauf 27 zum ölsumpf 28, Der dritte Teilkolben 25 ist mit einer Droaeelbohrung 29 versehen, durch den sich der Druck im Raum 30 in den Raum 31 auf der Stirnseite des dritten Teilkolbena 25 übertragen kann·

Bei unbetätigter Bremse befindet sich das Regelventil 19 in βeiner ifakea und das Abschaltventil 15 in seiner rechten

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Endatellung. Dabei fördert die Pumpe 17 unmittelbar aus dem Raum 30 in die Rücklaufleitung 27, sodaß am RetarderAustritt 13 kein Druck herrscht. Der Retarder ist infolgedessen leer und der äußere Kreislauf durch den Ölkühler 14 abgesperrt. Es ist also unmöglich, daß aus diesem äußeren. Kreislauf Öl noch herausgesaugt und durch die Schleuderwirkung des Retarders über den Austritt 13 zun Regelventil zurück und von dort durch die Rücklaufleitung 27 in den Sumpf gefördert wird,

Y/ird das Bremspedal 22 betätigt, so bewegt sich der Kolbenschieber des Regelventils 19 entsprechend dem Druck auf seinen ersten Teilkolben 23 nach rechts. Der zweite Teilkolben 24· sperrt daciit den Rücklauf 27, sodaß sich im Raun ein Druck aufbauen kann, durch den der Retarder 10 vom Austritt 13 her gefüllt wird. Mit geringer Verzögerung baut sich derselbe Druck auch im Raum 31 auf, sodaß dann das Regelventil auf der vorgegebenen Stellung gehalten wird. Die ÜberschüsBige Fördermenge der Pumpe 17 fließt über die Steuerkante des zweiten Teilkolbens 24 in den Rücklauf 27.

Im Retarder hat eich nun ein Druck aufgebaut, der sich über die Leitung 32 und die Drosselbohrung 33 auch auf die Stirnseite 34 des Kolbenschiebers im Abschaltventil 15 auswirkt und diesen in seine linke Endstellung bringt. Dadurch wird der äußere Kreislauf durch den Ölkühler H freigegeben, sodaß die im Retarder vernichtete Energie durch den Kühler abgeführt werden kann.

Wenn der Druck am Bremsventil 21 wegfällt, so drückt am Regelventil 19 der Druck im Raum 31 den Kolbenschieber wieder in die linke Endlage zurück. Der Raum 30 wird danach vom Druck entlastet und der Retarder 10 schleudert sich selbst leer. Wenn dabei der Druck am Eintritt 16 unter einen bestimmten Wert sinkt, schaltet das Abschaltventil 15 den äußeren Kreislauf durch den Ölkühler 14 wieder ab.

BAD

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Nach den Figuren 2 und 3 ist in einem gemeinsamen Gehäuse 35 sowohl der Retarder 10 als auch die Füllpumpe 17, das Regelventil 10 und das Abschaltventil 15 angeordnet. Die Schaltung erfolgt grundsätzlich in der bei Figur 1 beschriebenen Art und Weise. Der Zylinderraum 36, der den ersten Teilkolben 23 des als Regelventil dienenden Kolbenschiebers aufnimmt, ist mit einem elastischen Anschlag 3? versehen. Das Abschaltventil 15 ist diesmal etwas anders ''

angeordnet. Sein Teilkolben 38 wird von einer Feder 39 beaufschlagt und halt den Retarder-Eintritt 16 geschlossen. Der andere Teilkolben 40 wird durch die Bohrung 41 vom Druck am Kühleraustritt beaufschlagt. Dieser Druck entspricht unter Berücksichtigung der Leitungswiderstände dem Druck am Retarder-Äustritt 13.

Nach Figur 4 ist dem dritten Teilkolben 25 des Regelventils 19 ein topfförmig ausgebildeter Zusatzkolben 42 zugeordnet. Dieser ist mit einer relativ schwachen Feder 43 im Gehäuse abgestützt und der Raum 44 auf seiner Rückseite ist durch die Leitung 45 gegen Null entlastet. Erhält jetzt der hier nicht dargestellte erste Teilkolben 23 Druck, so geht der gesamte Kolbenschieber des Regelventils 19 zunächst nach rechts, bis der Zusatzkolben 42 zum Anschlag kommt. Dadurch wird sofort der Rücklauf 27 abgeschlossen, so dal? der Retarder gefüllt wird. Erst danach baut sich durch die Drosselbohrung 29 im Raum - der dem Raum 31 nach Figur 1 entspricht - Druck auf und drückt den Kolbenschieber des Regelventils 19 in seine Regelstellung zurück.

BAD ORIGINAL

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Claims

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Ansprüche

yar©dynamische Bremse (Retarder) für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem feststehenden und einen mit dem Antrieb rotierenden Schaufelrad, wobei zur Füllung des hydrodynamischen Arbeitskreislaufes eine Füllpumpe ebenfalls ständig mit dem Antrieb rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllpumpe (17) über ein Regelventil (19) entweder mit dem ölsumpf oder mit dem Austritt (I3). der hydrodynamischen Bremse (10) verbindbar und hierbei der Druck entsprechend dem Druck im Bremskreis des Fahrzeuges selbsttätig regelbar ist, und daß der hydrodynamischen Bremse (10) ein Abschaltventil

(15) zugeordnet ist, das den äußeren, gegebenenfalls über einen Kühler (14) führenden Kreislauf der hydrodynamischen Bremse erst oberhalb eines bestimmten Druckes am Eintritt

(16) oder Austritt desselben freigibt und unterhalb dieses vorgegebenen Wertes Bperrt.

Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (15) dem Eintritt (16) in die Bremse zugeordnet, und einerseits von einer Federkraft und andererseits vom Druck am Eintritt (16) beaufschlagbar ist.

Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (15) als ein Kolbenventil mit zwei Teilkolben ausgebildet ist, und daß die Feder auf der Stirnseite eines Teilkolbens ließt, der im drucklosen Zustand die Leitung vom Kühler (14) her verschließt, während die Stirnseite (34) des anderen Teilkolbens durch eine Drosselbohrung (33) mit den Raum zwischen beiden Tellkolben in Verbindung steht, der ständig mit dem Eintritt (16) der hydrodynamischen Bremse verbunden ist.

SAO

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4. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (15) dem Eintritt (16) der hydrodynamischen Bremse zugeordnet und entgegen einer Federkraft vom Druck am Kühleraustritt bzw. am Austritt (13) der hydrodynamischen Bremse beaufschlagbar ist.

5. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil als ein Kolbenschieber mit zwei Teilkolben ausgebildet ist, dessen einer (38) den Eintritt (16) zur Bremse unter Federkraft schließt und dessen anderer vom Druck am Kühleraustritt durch eine Bohrung (41) beaufschlagbar ist.

6. Hydrodynamische Bremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (19) als ein Kolbenschieber ausgebildet ist und einen entsprechend dem Druck im Fahrzeug-Bremskreis beaufschlagbaren ersten Teilkolben (23), einen den Austritt (27) in den Sumpf (28) steuernden zweiten (24) und einen vom Druck am Austritt (13) der hydrodynamischen Bremse beaufschlagbaren dritten Teilkolben (25) aufweist.

7. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Kolbenfläche des ersten Teilkolbens (23) eine Differenzfläche gegenüber dem dritten Teilkolben (25) aufweist.

8. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Teilkolben (23) eine Feder so zugeordnet ist, daß ein geringer Druck am Austritt (13) der hydrodynamischen Bremse ständig aufrechterhalten ist.

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9. Hydrodynamische Bremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Raum (31) auf der Stirnseite des dritten Teilkolbens (25) eine Bohrung (47) so zugeordnet ist, daß sie nach einem bestimmten Weg durch den dritten Teilkolben verschließbar ist.

10, Hydrodynamische Bremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum auf der Stirnseite des dritten Teilkolbens (25) ein federbelasteter Zußatzkolben (42) angeordnet und der entgegengesetzt zum dritten Teilkolben (25) liegende Raum (44) nach Null entlastet ist.

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