DE2642867A1

DE2642867A1 - Hydrodynamische bremsvorrichtung fuer motorfahrzeug

Info

Publication number: DE2642867A1
Application number: DE19762642867
Authority: DE
Inventors: Runo Roy Oskar Ternehaell
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1976-09-23
Publication date: 1977-04-07
Also published as: SE7510702L; CH598504A5; FR2325546B1; FR2325546A1; US4061214A; SE393881B; GB1531796A; JPS5240271A

Description

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HOFFMANN <Sr EITLE · PATENTANWÄLTE

D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) . TELEFON (089) 911087 - TELEX 05-29619 (PATHE)

AB Volvo, Göteborg / Schweden

Hydrodynamische Bremsvorrichtung für Motorfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremsvorrichtung für ein Motorfahrzeug mit einem in einem Statormantel drehbar gelagerten Rotor, der mit dem Fahrzeuggetriebe in Wirkverbindung steht, mit Flüssigkeitsein- und auslaß für den Statormantel, und mit einem Regulierventil, das nach entsprechender Einstellung die Zufuhr an Bremsflüssigkeit zum Statormantel reguliert.

Hydrodynamische Bremsen haben die Eigenschaft, daß sie viel Wärme erzeugen. Der Temperaturanstieg der Bremsflüssigkeit hängt von Bremszeit und Bremsmoment ab, welches letztere wiederum von der Umdrehung des Rotors pro Minute und dem Einfüllgrad abhängt. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit sich so stark erhöht, daß sich im System Dampf bildet, wird die Bremswirkung reduziert und es tritt eine merkliche Verzögerung ein, ehe die Bremse wieder voll wirksam gebraucht werden kann. Darum ist es wichtig, daß die zur Verfügung stehende Kühlkapazität zum Kühlen der Bremsflüssigkeit ausreicht, so daß sich kein Dampf bildet.

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Zum Bemessen einer hydrodynamischen Bremse stützt man sich daher auf die zur Verfügung stehende Kühlkapazität und die Größe der Bremse. So wird das maximale Bremsmoment für schwierige Betriebsbedingungen festgestellt, z.B. bei hoher Umgebungstemperatur und langanhaltendem Bremsen, wodurch fortgesetztes Kühlen nötig ist. D.h., daß das höchste Bremsmoment stets niedriger ist als es die zur Verfügung stehende Kühlwirkung unter günstigeren Betriebsbedingungen gestatten würde, bei niedriger Außentemperatur und/ oder kurzer Bremszeit.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydrodynamische Bremsvorrichtung der in der Beschreibungsejnleitung offenbarten Form vorzusehen, welche für ein höheres Bremsmoment als das oben beschriebene bemessen werden kann, ohne daß die Gefahr der Überhitzung eintritt, was unter schwierigen Betriebsbedingungen von Dampfbildung begleitet ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Thermostatventil vorgesehen ist, das den maximalen Einfüllgrad in Abhängigkeit von der Temperatur der Bremsflüssigkeit bestimmt.

Wenn z.B. ein Bremsvorgang bei niedriger Flüssigkeitstemperatur eingeleitet wird, gestattet das Thermostatventil, daß die Bremse vollständig gefüllt gehalten wird um das höchstmögliche Bremsmoment herzugeben. Während des Bremsens erfaßt der Thermostat die Temperaturerhöhung der Flüssigkeit und reduziert automatisch allmählich den Füllungsgrad und damit das Bremsmoment auf einen Wert, bei welchem die Kühlung ausreicht, die Flüssigkeitstemperatur auf einem angängigen Niveau zu halten. Das sich aus der Senkung des Füllungsgrads ergebende Bremsmoment entspricht dem maximalen Moment, für welches man früher gezwungen war die Bremse zu bemessen. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht also darin, daß unter den meisten Betriebsbe-

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dingungen eine größere Bremskraft als früher angewendet werden kann. Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.

Figur 1 zeigt ein vereinfachtes Verbindungsschema eines hydrodynamischen Bremssystems mit Längsschnitt durch die erfindungsgemäße kombinierte Einheit aus Regulierelement und thermostatischem Ventil.

Figur 2 zeigt ein entsprechendes Verbindungsschema einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils.

In Figur 1 ist ein mit 4 bezeichnetes Ventil unmittelbar verbunden mit dem Kühlsystem eines Motors M dessen Wasserpumpe und Kühler jeweils mit 2 und 8 bezeichnet sind. Die Pumpe 2 führt durch eine Leitung 3 Flüssigkeit zu einem Ventil 4, welches über eine Zuleitung 5 mit einer hydrodynamischen Bremse 6 verbunden ist, die wie die in der schwedischen Patentanmeldung 7306859-5 beschriebene Bremse gebaut sein kann. Eine Rückleitung ¹J führt von der Bremse zum Kühler 8. Das Regulier ventil 4 ist mit einem (nicht gezeigten) handgesteuerten Steuerventil durch eine Druckluftleitung 9 verbunden, wodurch das Regulierventil 4 so beeinflußbar ist, daß es die Flüssigkeitszufuhr zur Bremse reguliert. Eine Rückkopplungsleitung 10 von der Bremse zu Ventil 4 geht aus von einer Stelle in Nähe der Peripherie der Bremse, wo der Druck das Bremsmoment ausdrückt, und dieser Druck gleicht den Steuerdruck in der Leitung 9 aus, wie nachstehend genauer beschrieben.Eine Rückleitung 11 verbindet Ventil 4 mit Rückleitung 7 zum Abführen der durch Leitung zugeführten Flüssigkeit. Das Schema stellt nur das Prinzip dar und ist deshalb stark vereinfacht, indem Leitungen und Ventile

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für den normalen Kühlkreislauf zwischen Motor und Kühler bei geleerter Bremse weggelassen sind.

Das Ventil 4 besitzt ein Gehäuse 20 mit einem Einlaß 21 für Zuleitung 3 und einem Auslaß 23 in die Ableitung 5. Eine Ventilstange 23 ist im Gehäuse verschiebbar angeordnet und trägt eine Ventilscheibe 24, die in der gezeigten Position auf einem Ventilsitz 25 ruht, so daß die Verbindung zwischen Einlaß 21 und Auslaß 22 unterbrochen ist. Die Stange 23 trägt an ihrem linken Ende eine Membran 26, die durch zwei Scheiben 27 und eine Mutter 28 in ihrer Stellung gehalten und deren peripherische Kante zwischen dem Ende des Gehäuses und einem Deckel 29 festgehalten ist. Deckel 29 und Membran 26 bilden eine Druckluftkammer 30 mit einem Einlaß 30a für Druckluftleitung 9. An ihrem rechten Ende trägt die Stange 23 entsprechend mit Hilfe zweier Scheiben 3I und einer Mutter 32 eine Membran 33, deren peripherische Kante zwischen Gehäuse 20 und einem Deckel 34 mit einer mit Gewinde versehenen öffnung festgehalten ist, in welche ein Stopfen 35 eingeschraubt ist. Membran 33, Deckel 34, und Stopfen 35 bilden eine Kammer 36 mit einem Einlaß 37 für die Rückkopplungsleitung 10 der Bremse 6. Der Stopfen 35 hat einen in die Rückleitung führenden Auslaß 36a. Zwischen Stopfen 35 und der rechten Scheibe 3I ist eine Schraubenfeder 38 gespannt die auf der Stange 23 sitzt um Ventilscheibe 24 auf Sitz 25 festzuhalten, wenn das Ventil nicht betätigt wird. Der Stopfen 35 ist mit einer zylindrischen Bohrung 39 versehen, welche mit einigem Spiel ein Thermostatelement 40 hält, auf dessen rechtem Ende eine in der Bohrung 39 angeordnete steife Feder 41 aufliegt. Das Thermostatelement besitzt eine mit einem Arbeitsmedium gefüllte Kammer, in welche sich ein Kolben 42 erstreckt, an dessen äußerem Ende eine Mutter 43 einen Anschlag bildet, welcher die rechte Endposition der Stange 23 bestimmt.

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Das System funktioniert wie folgt:

Wenn der Fahrer die hydrodynamische Bremse 6 betätigen will, schaltet er das (nicht gezeigte) Steuerventil, wodurch Druckluft in die Kammer 30 eingeführt wird. Die Ventilscheibe 24 wird durch den Druck in Kammer 30 von ihrem Sitz 25 abgehoben, so daß sich die Bremse über die Leitung 5 füllt. Gleichzeitig entsteht über Rücklcopplungsleitung 10 ein Druck in Kammer 36. Dieser Druck wird von einer Stelle der Bremse abgezogen, wo der Druck das Bremsmoment ausdrückt. So wird in dem Ventil ein Gleichgewicht hergestellt, wobei ein bestimmter Füllungsgrad und dadurch ein bestimmtes Bremsmoment erhalten wird, welches abhängt von dem durch das Steuerventil und der Geschwindigkeit zu dieser Zeit eingestellten Betriebsdruck. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und damit das Bremsmoment reduziert wird, fällt der Rückkopplungsdruck ab und das Ventil öffnet sich weiter unter dem Einfluß des Druckes in Kammer 30 um den Füllungsgrad zu erhöhen. Der Rückkopplungsdruck wird dadurch erhöht und das eingestellte Bremsmoment aufrechterhalten.

Während des Bremsvorgangs stellt sich der Kolben 42 des Thermostatelements 40 selbst ein, in Übereinstimmung mit der Temperatur der durch Kammer 36 fließenden Flüssigkeit. Wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, nimmt der Kolben eine Stellung ein, in der er einen Anschlag für die Stange bildet und verhindert, daß sich das Ventil stärker öffnet um den Einfüllungsgrad zu erhöhen und das ursprünglich eingestellte Bremsmoment aufrechtzuerhalten, wenn die Geschwindigkeit abfällt. Wenn während des Bremsens die Geschwindigkeit gleich bleibt, verschiebt Thermostatkolben 42 Stange 23 nach links, wenn eine obere Temperaturhöhe überschritten wird, so daß der Strom zur Bremse gedrosselt und der Füllungsgrad reduziert wird.

In extremen Fällen, z.B. bei einem Unfall kann-die Bremse vollständig gefüllt und die Flüssigkeit dadurch zum Kochen gebracht werden, daß die Kammer 30 einem extrem hohen Druck ausgesetzt ist, so daß ein Druck auf die Stange einwirkt, welcher den

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Druck der Haltefeder 41 des Thermostatelements überspielt. Auf diese Weise kann sich das ganze Thermostatelement 40 nach rechts verschieben und ein völliges öffnen des Ventils unabhängig von der Temperatur der Flüssigkeit ermöglichen.

Normalerweise wirkt die Feder 41 als Dämpfungseinrichtung, die plötzliche Stöße auf den Thermostat dämpft.

In Figur 2 ist eine andere Ausführungsform eines kombinierten Steuer- und Thermostatventils gezeigt, bei der öl als Bremsmittel vorgesehen ist. Das mit 50 bezeichnete Ventil besteht aus einem Gehäuse 5I mit einem Einlaß 52 für die Zuleitung 3 und einem Auslaß 53 für Ableitung 5. Weiterhin ist ein Auslaß 54 für eine Rückleitung 12 zu einem Behälter 1 vorgesehen. Ein Ventilschieber 55 ist innerhalb des Gehäuses 5I verschieblich angeordnet, wobei das linke Ende des Schiebers gemäß der Figur als Kolben 56 mit einem Dichtungsring 57 gebaut ist. Der Kolben ist in einem Raum 58 des Gehäuses 5I verschiebbar. Raum 58 ist durch einen Deckel 59 mit einem Einlaß 60 dicht verschlossen, zu welchem wiederum eine Hydraulikleitung 13 von einem (nicht gezeigten) handbetätigten Steuerventil führt. In diesen Raum führt auch ein Gang 6l, welcher mit der von der Bremse 6 kommenden Rückkopplungsleitung 10 verbunden ist.

Das Einstellen des Füllungsgrades der Bremse 6 wird nach dem gleichen Prinzip wie bei dem erstbeschriebenen Ventil durchgeführt, indem der Betriebsdruck auf der linken Seite des Kolbens 56 und der Rückkopplungsdruck auf der rechten Seite des Kolbens mit dem Druck von einer auf das rechte Ende des Schiebers wirkenden Rückstellfeder 62 ausgeglichen wird.

Die thermostatische Steuerung des Ventils 50 wird wie bei Ventil 4 mit Hilfe eines Thermostats 40 durchgeführt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Temperatur der Bremsflüssigkeit indirekt

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erfaßt wird durch Erfassen der Temperatur des Kühlmittels in Kühler 8. Für diesen Zweck ist der Thermostat 4-0 in einem am Ventilgehäuse 5I angebrachten Thermostatgehäuse 63 mit einem Einlaß 64 und einem Auslaß 65 angeordnet, welche über Leitungen 14 und I5 mit dem Ein- und Auslaß für Kühlmittel des Kühlers verbunden sind. Der Thermostat 40 ist im Gehäuse 65 befestigt, und eine Dämpfung wird erreicht durch eine Mutter an einem Kolben 42, welche über eine Feder 66 auf den Schieber 55 einwirkt.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, bei denen die Funktionen von Regulier- und Thermostatelement im gleichen Ventil kombiniert sind. Das Thermostatventil kann auch als getrenntes Ventil vorgesehen sein. Anstelle der beschriebenen Anordnung des Ventils auf der Eingangsseite zum Regulieren des Zustroms in die Bremse kann ein getrenntes Thermostatventil an der Auslaßseite der Bremse angeordnet sein, um den rückfließenden Strom zu regulieren. In diesem Falle wird mit Hilfe des Thermostats die Regulierung im umgekehrten Sinn vorgenommen, d.h., das Thermostat vergrößert die Auslaßfläche mit Erhöhung der Temperatur.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

ML J Hydrodynamische Bremsvorrichtung für Motorfahrzeug, mit j einem in einem Statormantel drehbar gelagerten Rotor, der j mit dem Fahrzeuggetriebe in Wirkverbindung steht, mit Flüssigkeitsein- und auslaß für den Statormantel, und mit einem Regulierventil, das nach entsprechender Einstellung die Zufuhr an Bremsflüssigkeit zum Statormantel reguliert, dadurch gekennzeichnet, daß ein den maximalen Einfüllgrad in Abhängigkeit von der Temperatur der Bremsflüssigkeit bestimmendes Thermostatventil (4,50) vorgesehen ist.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatventil (4,50) an der Eingangsseite angeordnet ist und den Einfüllgrad durch Reduzierung der Durchflußfläche bestimmt, wenn die Temperatur der Flüssigkeit steigt, um den Zufluß zum Statormantel zu reduzieren.

35. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierventil und das Thermostatventil zu einer thermostatgesteuerten Regulierventileinheit (4,50) zusammengefaßt sind, in welcher der Thermostat (40) die maximale Durchflußfläche des Ventils in Abhängigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit bestimmt.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (40) ein sich bei Temperaturänderung bewegendes Element (42) aufweist, welches einen Anschlag bildet um die Endposition des Ventilkörpers (24,55) der Regulierventileinheit (4,50) in Öffnungsrichtung zu bestimmen.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

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gekennzeichnet, daß der Thermostat (40) so angeordnet ist, daß er die Temperatur der Bremsflüssigkeit unmittelbar erfaßt.

6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierventileinheit (4) aus einem Ventilgehäuse (20) mit Plüssigkeitseinlaß (21) und- auslaß (22) und einem Gang zwischen Ein- und Auslaß mit einem Ventilsitz (25), und aus einem Ventilkörper (24) besteht, welcher gegen den Ventilsitz und von diesem weg bewegbar ist, mit einer sich nach beiden Seiten erstreckenden Stange (23), deren beide Enden jeweils an Membranen (26,35) befestigt sind, die an beiden Seiten des Ganges eine erste und eine zweite Kammer (30,33) bilden, wobei die erste Kammer (30) über ein handgesteuertes Ventil mit einer Druckquelle in Verbindung steht und der Druck in der Kammer den Ventilkörper (24) in Öffnungsrichtung zu verschieben vermag, und die zweite Kammer (36) mit dem Statormantel in Verbindung steht und der Druck in dieser Kammer den Ventilkörper (24) in Schließrichtung zu verschieben vermag und der Thermostat (40) in Kammer (36) angeordnet ist.

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (40) so angeordnet ist, daß er sich parallel zur Stange (23) zu bewegen vermag, und daß das von der Stange weggerichtete Ende des Thermostats auf einer Feder (41) aufruht.

8. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (40) so angeordnet ist, daß er die Temperatur des durch den Kühler fließenden Kühlmittels zum Kühlen der Bremsflüssigkeit erfaßt.

9. Bremsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Regulierventileinheit (50) ein Ventil-

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gehäuse (5I) mit einem Flüssigkeitseinlaß (52) und -auslaß (53) und einen Ventilschieber (55) besitzt, der zum Regulieren des zwischen Ein- und Auslaß fließenden Stromes im Gehäuse bewegbar ist, wobei ein Bereich an einem Ende des Ventilschiebers als Kolben (56) gebildet ist, der .in einer Kammer (58) angeordnet ist, die an einer Seite des Kolbens (56) mit dem Statormantel und auf der anderen Seite durch ein von Hand gesteuertes Ventil mit einer Druckquelle in Verbindung steht, wodurch der Druck im Statormantel den Ventilschieber in Schließrichtung zu verschieben vermag, daß der Thermostat (40) in einem am Ventilgehäuse (5I) angebrachten Thermostatgehäuse (63) angeordnet ist, und daß das Kühlmittel in Kühler (8) durch das Thermostatgehäuse fließt.

10. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit dem Kühlsystem des Fahrzeugs so verbunden ist, daß das Kühlmittel des Motors zugleich die Bremsflüssigkeit ist.

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