DE202019005478U1 - Brake system for motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Bremsanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,- mit einem Arbeitsmediumkreislauf (20), und- mit einem hydrodynamischen Retarder (1), umfassend einen beschaufelten Rotor (3) und einen beschaufelten Stator (4), die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (5) ausbilden, der über einen Einlass (6) mit Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumkreislauf (20) befüllbar ist, welches über einen Auslass (7) wieder zurück in den externen Arbeitsmediumkreislauf (20) leitbar ist,- mit einem Vorratsraum (8) zur Aufnahme von momentan nicht im Arbeitsraum (5) befindlichen oder im externen Arbeitsmediumkreislauf (20) zirkulierenden Arbeitsmedium;- mit einem Befüllsystem (13, 14, 15) mittels dem der Arbeitsraum (5) mit einem definierten Arbeitsmediumvolumen befüllbar ist, um ein gewünschtes Bremsmoment einzustellen;- mit einem im Arbeitsmediumkreislauf (20) integrierten Kühlsystem (2, 18) dadurch gekennzeichnet, dassim Arbeitsmediumkreislauf (20) ein Fluidantrieb (16) angeordnet ist, der mittels des Arbeitsmediums antreibbar ist.Brake system, in particular for a motor vehicle, - with a working medium circuit (20), and - with a hydrodynamic retarder (1) comprising a bladed rotor (3) and a bladed stator (4), which together form a toroidal working space (5), which can be filled with working medium from the working medium circuit (20) via an inlet (6), which can be routed back into the external working medium circuit (20) via an outlet (7), - with a storage space (8) for receiving currently not Working chamber (5) located or circulating in the external working medium circuit (20); - with a filling system (13, 14, 15) by means of which the working chamber (5) can be filled with a defined working medium volume in order to set a desired braking torque; - with an im Working medium circuit (20) integrated cooling system (2, 18), characterized in that a fluid drive (16) is arranged in the working medium circuit (20), which by means of the Arb eitsmediums is drivable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem hydrodynamischen Retarder, wie er als Dauerbremse in Kraftfahrzeugen, beispielsweise Bussen, Lastkraftwagen oder Schienenfahrzeugen eingesetzt wird, und einem Kühlsystem, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a brake system, in particular for a motor vehicle, with a hydrodynamic retarder, such as is used as a permanent brake in motor vehicles, for example buses, trucks or rail vehicles, and a cooling system, in detail according to the preamble of claim 1.
Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge haben ein Kühlsystem um die Wärme des Verbrennungsmotors abzuführen. In dieses Kühlsystem ist in der Regel auch ein Retardersystem integriert, welches derart aufgebaut ist, dass die Abführung der Bremsenergie über den Fahrzeugkühler erfolgt. Das Kühlsystem umfasst einem Fahrzeugkühler (Wasser/Luft), eine Wasserpumpe und einen Lüfter. Mittels dieses Kühlkreislaufs kann die Retarderabwärme, die Bremsenergie, nun direkt oder indirekt abgeführt werden.Motor vehicles, especially commercial vehicles, have a cooling system to dissipate the heat from the internal combustion engine. A retarder system, which is constructed in such a way that the braking energy is dissipated via the vehicle cooler, is generally also integrated into this cooling system. The cooling system comprises a vehicle radiator (water / air), a water pump and a fan. By means of this cooling circuit, the retarder waste heat, the braking energy, can now be dissipated directly or indirectly.
Beim Einsatz eines Wasserretarders, wie aus der
Beim Einsatz eines Ölretarders ist ein Öl/Wasser-Kühler derart in den Kühlkreislauf geschaltet, dass die Retarderabwärme indirekt auf das Kühlwasser des Kühlsystems übertragen wird.When using an oil retarder, an oil / water cooler is connected to the cooling circuit in such a way that the retarder waste heat is indirectly transferred to the cooling water of the cooling system.
Neuere Nutzfahrzeugkonzepte werden mittels eines Antriebsstrangs angetrieben, der einen E-Motor und ein Batterie oder Brennstoffzelle zur Versorgung mit elektrischer Energie umfasst. Diese Systeme benötigen ein spezielles Kühlsystem, das nicht geeignet ist, die schubweise bei einer Bremsung anfallende Abwärme eines Retarders ohne weiteres abzuführen, wie dies bei Verbrennungsmotoren möglich ist. Newer commercial vehicle concepts are powered by a drive train that includes an electric motor and a battery or fuel cell for supplying electrical energy. These systems require a special cooling system that is not suitable for easily dissipating the waste heat of a retarder that occurs in bursts during braking, as is possible with internal combustion engines.
Im Idealfall wird die benötigte Bremsleistung bei Nutzfahrzeugen mit E-Antriebsstrang über den Generatorbetrieb der E-Maschine zurück in den Akku gespeist. Fällt mehr Bremsenergie an, kann es vorkommen, dass die Bremsleistung zu groß für den Umrichter ist, bzw. die Bremsenergie nicht mehr in der Batterie gespeichert werden kann.In the ideal case, the required braking power in commercial vehicles with an e-drive train is fed back into the battery via the generator operation of the e-machine. If there is more braking energy, it can happen that the braking power is too great for the converter or the braking energy can no longer be stored in the battery.
Für Dauerbremsungen, bei denen die Betriebsbremse zu heiß werden könnte oder der Verschleiß zu groß wäre, muss ein geeignetes Dauerbremssystem vorgesehen werden, z.B. ein Retarder. Nur mit einer zusätzlichen Dauerbremsanlage kann gewährleistet werden, dass in allen Betriebszuständen die Bremsenergie abgeführt werden kann. Bekannte Retardersysteme sind allerdings nicht direkt geeignet.For continuous braking, in which the service brake could become too hot or the wear would be too great, a suitable continuous braking system must be provided, e.g. a retarder. Only with an additional retarder system can it be guaranteed that the braking energy can be dissipated in all operating states. However, known retarder systems are not directly suitable.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremsanlage mit einem Retarder für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, bei dem es keine Anschlussmöglichkeit an einen Fahrzeugkühlkreislauf gibt.The object of the invention is to propose a brake system with a retarder for a motor vehicle in which there is no possibility of connection to a vehicle cooling circuit.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by an embodiment according to claim 1. Further advantageous features of the embodiment according to the invention can be found in the subclaims.
Die vorgeschlagene Bremsanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst einen Arbeitsmediumkreislauf und einen hydrodynamischen Retarder, mit einem beschaufelten Rotor und einem beschaufelten Stator, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum ausbilden, der über einen Einlass mit Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumkreislauf befüllbar ist, welches über einen Auslass wieder zurück in den externen Arbeitsmediumkreislauf leitbar ist. Weiterhin ist ein Vorratsraum zur Aufnahme von momentan nicht im Arbeitsraum befindlichen oder im externen Arbeitsmediumkreislauf zirkulierenden Arbeitsmedium und ein Befüllsystem mittels dem der Arbeitsraum mit einem definierten Arbeitsmediumvolumen befüllbar ist, um ein gewünschtes Bremsmoment einzustellen, vorgesehen. Ferner ist im Arbeitsmediumkreislauf ein Kühlsystem integriert.The proposed brake system, in particular for a motor vehicle, comprises a working medium circuit and a hydrodynamic retarder, with a bladed rotor and a bladed stator, which together form a toroidal working space that can be filled with working medium from the working medium circuit via an inlet, which again via an outlet can be directed back into the external working medium circuit. Furthermore, a storage space is provided for holding working medium currently not in the working area or circulating in the external working medium circuit, and a filling system by means of which the working area can be filled with a defined working medium volume in order to set a desired braking torque. A cooling system is also integrated in the working medium circuit.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, im Arbeitsmediumkreislauf ein Fluidantrieb angeordnet ist, der mittels des Arbeitsmediums antreibbar ist.According to the invention it is proposed that a fluid drive is arranged in the working medium circuit, which fluid drive can be driven by means of the working medium.
Dabei kann der Fluidantrieb eine Turbine, ein Axialkolbenmotor oder ein Außenzahnradmotor sein, der ein Lüfterrad antreibt. Im Bremsbetrieb des Retarders wird das Arbeitsmedium vom Retarder durch den Arbeitsmediumkreislauf gepumpt, so dass ein Volumenstrom entsteht. Ein Teil der Energie des Volumenstroms wird für den Antrieb des Lüfterrades genutzt.The fluid drive can be a turbine, an axial piston motor or an external gear motor that drives a fan wheel. When the retarder is braking, the working medium is pumped through the working medium circuit by the retarder, so that a volume flow is created. Part of the energy in the volume flow is used to drive the fan wheel.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst der Arbeitsmediumkreislauf eine Bypassleitung, wobei in der Bypassleitung der Fluidantrieb angeordnet ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass nur ein Teilvolumenstrom des Arbeitsmediums durch den Fluidmotor geleitet wird.In a preferred embodiment, the working medium circuit comprises a bypass line, the fluid drive being arranged in the bypass line. This design has the advantage that only a partial volume flow of the working medium is passed through the fluid motor.
Weiterhin kann der Arbeitsmediumkreislauf eine Drossel umfassen, wobei der Abgriff der Bypassleitung vor der Drossel und der Rückfluss in den Arbeitsmediumkreislauf hinter der Drossel erfolgen. Die Drossel erlaubt eine Regelung des Teilvolumenstroms der durch die Bypassleitung strömt.Furthermore, the working medium circuit can comprise a throttle, the tapping of the bypass line taking place in front of the throttle and the return flow into the working medium circuit taking place behind the throttle. The throttle allows the partial volume flow that flows through the bypass line to be regulated.
In einer ersten Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Kühlsystem einen Kühler umfasst und durch die Bypassleitung ein Teilvolumenstrom an dem Wärmetauscher vorbei geleitet wird. Der Fluidmotor in der Bypassleitung wird in dieser Ausführung von einem ungekühlten Teilarbeitsmediumstrom angetrieben.In a first embodiment it can be provided that the cooling system comprises a cooler and a partial volume flow is passed past the heat exchanger through the bypass line. The fluid motor in the bypass line is used in this version driven by an uncooled partial working medium flow.
In einer weiteren Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Drossel, in Durchflussrichtung gesehen, im Arbeitsmediumkreislauf hinter dem Wärmetauscher integriert ist und mittels der Bypassleitung ein Teilvolumenstrom um die Drossel geleitet wird. Der Fluidmotor in der Bypassleitung wird in dieser Ausführung von einem gekühlten Teilarbeitsmediumstrom angetrieben.In a further embodiment it can be provided that the throttle, viewed in the flow direction, is integrated in the working medium circuit behind the heat exchanger and a partial volume flow is passed around the throttle by means of the bypass line. In this version, the fluid motor in the bypass line is driven by a cooled partial working medium flow.
Weiterhin ist eine Ausführung denkbar, bei der ein Teilvolumenstrom über die Bypassleitung durch einen Nebenwärmetauscher und anschließend durch den Fluidmotor geleitet wird. Die Kühlung des Arbeitsmediums erfolgt hier in dem Nebenwärmetauscher.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei dieser Ausführung der Wärmetauscher und der Nebenwärmetauscher hintereinander angeordnet sind, so dass der Luftstrom des Lüfterrades erst durch den Wärmetauscher und dann durch den Nebenwärmetauscher geleitet wird.Furthermore, an embodiment is conceivable in which a partial volume flow is passed via the bypass line through a secondary heat exchanger and then through the fluid motor. The working medium is cooled in the secondary heat exchanger.
In particular, it can be provided that in this embodiment the heat exchanger and the secondary heat exchanger are arranged one behind the other, so that the air flow of the fan wheel is first passed through the heat exchanger and then through the secondary heat exchanger.
Das Arbeitsmedium kann ein Öl oder Wasser mit oder ohne Zusatzmittel sein. Der Retarder ist mit dem Fahrzeugantriebsstrang gekoppelt, wobei eine Kupplung zwischen dem Fahrzeugantriebsstrang und dem Retarder angeordnet sein kann. Dabei kann es sinnvoll sein, einen zusätzlichen Druckspeicher im Bypass vorzusehen, um eine Überlastung der Kupplung durch den Fluidmotor zu vermeiden.The working medium can be an oil or water with or without additives. The retarder is coupled to the vehicle drive train, it being possible for a clutch to be arranged between the vehicle drive train and the retarder. It can be useful to provide an additional pressure accumulator in the bypass in order to avoid overloading the clutch by the fluid motor.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
-
1 Bremssystem mit Retarder, Kühlsystem und inline Fluidmotor -
2 Bremssystem mit Fluidmotor im Bypass -
3 alternative Arbeitsmediumführung mit Fluidmotor im Bypass -
4 Bypass mit Wärmetauscher -
5 alternative Arbeitsmediumführung mit Fluidmotor und Wärmetauscher im Bypass
-
1 Brake system with retarder, cooling system and inline fluid motor -
2 Brake system with fluid motor in the bypass -
3 alternative working medium routing with fluid motor in the bypass -
4th Bypass with heat exchanger -
5 alternative working medium routing with fluid motor and heat exchanger in the bypass
Die Pumpwirkung des Retarders
Um die Kühlleistung des Wärmetauschers
Das Arbeitsmedium kann Öl, Wasser oder ein anderes geeignetes Gemisch sein.The working medium can be oil, water or another suitable mixture.
Nachfolgend werden verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen wie die Einbindung des Fluidmotors
Die nachfolgend dargestellten Lösungen
Diese Ausführungsvarianten unterscheiden sich im Wesentlichen dadurch, ob das Arbeitsmedium den Wärmetauscher
Vorzugsweise sind der Wärmetauscher
Nicht dargestellt, aber durchaus denkbar, ist eine Ausführung bei der eine Kupplung zwischen dem Fahrzeugantriebsstrang und dem Retarder
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- RetarderRetarder
- 22
- WärmetauscherHeat exchanger
- 33
- Rotorrotor
- 44th
- Statorstator
- 55
- Arbeitsraumworking space
- 66th
- EinlasskanalInlet port
- 77th
- AuslasskanalOutlet duct
- 88th
- ArbeitsmediumtankWorking medium tank
- 99
- SteigleitungRiser
- 1010
- Drosselthrottle
- 1111
- Rückschlagventilcheck valve
- 1212
- ProfilentlüftungProfile ventilation
- 1313
- Steuerungcontrol
- 1414th
- PropVentilProp valve
- 1515th
- DruckluftCompressed air
- 1616
- FluidmotorFluid motor
- 17a,b,c17a, b, c
- BypassleitungBypass line
- 1818th
- NebenwärmetauscherAuxiliary heat exchanger
- 1919th
- HauptvolumenstromMain volume flow
- 2020th
- ArbeitsmediumkreislaufWorking medium circuit
- 2121st
- LüfterradFan wheel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010026274 A1 [0003]DE 102010026274 A1 [0003]
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202019005478.2U DE202019005478U1 (en) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | Brake system for motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202019005478.2U DE202019005478U1 (en) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | Brake system for motor vehicles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202019005478U1 true DE202019005478U1 (en) | 2020-10-01 |
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ID=72943382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202019005478.2U Active DE202019005478U1 (en) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | Brake system for motor vehicles |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202019005478U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024056536A1 (en) | 2022-09-15 | 2024-03-21 | Voith Patent Gmbh | Cooling circuit with retarder |
DE102022125358A1 (en) | 2022-09-30 | 2024-04-25 | Voith Patent Gmbh | Working medium circuit for a retarder |
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2019
- 2019-09-11 DE DE202019005478.2U patent/DE202019005478U1/en active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024056536A1 (en) | 2022-09-15 | 2024-03-21 | Voith Patent Gmbh | Cooling circuit with retarder |
DE102022123569A1 (en) | 2022-09-15 | 2024-03-21 | Voith Patent Gmbh | Cooling circuit with retarder |
DE102022125358A1 (en) | 2022-09-30 | 2024-04-25 | Voith Patent Gmbh | Working medium circuit for a retarder |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |