DE3545658C2 - - Google Patents
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- F16D57/04—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders with blades causing a directed flow, e.g. Föttinger type
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bremskupplung für ein Fahrzeug nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Strömungsbremsen (Retarder) kommen im allgemeinen in zwei ver
schiedenen Ausführungen zur Anwendung. Entweder ist die Strö
mungsbremse in einem hydrodynamischen Getriebe integriert, d.h.
in den schon existierenden Strömungsmittelkreislauf, im allge
meinen Öl, des Turbogetriebes angeschlossen, oder sie wird als
autarke Funktionseinheit an das Gehäuse eines beliebigen Ge
triebes angeflanscht oder separat in der Antriebsanlage ange
ordnet. Während bei einer in einem Turbogetriebe integrierten
Bremse der Aufwand relativ gering sein kann, aber eben nur in
Verbindung mit einem derartigen Getriebe möglich ist, ist der
Aufwand für eine an ein mechanisches Getriebe anflanschbare
oder separat in der Antriebsanlage angeordneten Bremse relativ
groß und erfordert entsprechend hohe Kosten. So muß z.B. eine
Umkonstruktion des Getriebegehäuses vorgenommen werden, weil
das Sekundärteil der Bremse, das als Gehäuse den Primärteil um
gibt, an dem Getriebegehäuse angeflanscht wird. Aus diesem
Grunde müssen entsprechende Befestigungsschrauben und Flansche
vorgesehen sein. Ein nachträglicher Einbau ist deshalb prak
tisch kaum möglich. Die Ölzufuhr und die Ölabfuhr aus dem Ar
beitsraum erfolgte bei den Bremsen nach dem Stand der Technik
außenseitig über das das Primärteil umgebende Sekundärteil
(Stator).
In der VDI-Zeitschrift, Band 94, Nr. 2, 1952, sind Bauarten von
Föttinger-Kupplungen offenbart, die fliegend auf einer Welle
befestigt sind und eine äußere Betriebsmittelversorgung aufwei
sen. Es ist ferner offenbart, daß sich Föttinger-Kupplungen
auch als Bremse verwenden lassen. Aus der FR-PS 9 41 196 ist ein
Föttinger-Strömungskreislauf bekannt, dessen Arbeitsraum über
eine Druckmittelleitung sowie koaxial ineinanderliegende Ring
kanäle und auf diese treffende Radialkanäle versorgt wird. Die
se Kanäle sind in einer zentralen Welle angeordnet, die drehbar
mit dem äußeren Sonnenrad eines Planetengetriebes verbunden ist
sowie mit einer ersten Festhaltebremse. Eine das Drehmoment ab
stützende Funktion übernimmt zwar eine der Wellen, die jedoch
selbst drehbar ist, unter bestimmten Betriebsbedingungen das
Drehmoment vom Leitrad des Drehmomentwandlers über einen Frei
lauf aufnimmt und über eine zweite Festhaltebremse am Getriebe
gehäuse abstützt. Es handelt sich dabei um die Drehmoment-Ab
stützung im Inneren des Gehäuses, ohne ein nach außen führendes
Organ. Das Getriebegehäuse selbst übernimmt eine Drehmomentab
stützung an dessen Befestigungsflansch.
Die vorliegende Erfindung geht aus von der DE-AS 16 55 928.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Bremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei
Beibehaltung als autarke Einheit, wie bei einer anbaubaren
Bremse, relativ einfach aufgebaut ist und im Bedarfsfalle auch
nachträglich in ein Fahrzeug einbaubar sein soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Dadurch, daß das Sekundärteil das Primärteil nicht mehr gehäu
seartig umgibt und am Getriebegehäuse angeflanscht wird, son
dern sich separat über eine Drehmomentstütze abstützt, kann je
de Getriebeart für den Anbau der erfindungsgemäßen Bremse ver
wendet werden, und zwar ohne daß irgendwelche Änderungen not
wendig sind. Ermöglicht wird dies dadurch, daß nunmehr erfin
dungsgemäß die Ölzufuhrleitung und die Ölabfuhrleitung im inne
ren Bereich, also möglichst nahe zur Drehachse, über die Dreh
momentstütze erfolgt.
Da die Abtriebswelle eines Getriebes wegen der hohen Abtriebs
momente beim Anfahren eine starke Lagerung besitzt, ist die er
findungsgemäße fliegende Lagerung der Bremse ohne weiteres mög
lich. Es ist lediglich erforderlich, daß die Gelenkwelle bzw.
die Achsantriebswelle entsprechend um die Baulänge der Bremse
gekürzt wird.
Normalerweise wird der Durchschnittsfachmann annehmen, daß eine
derartige Bremse nur ungenügend entleert werden kann, da bei
dieser Anbauweise das Primärteil frei rotieren muß und nicht
von einem Gehäuse umgeben ist. Durch die erfindungsgemäße Ölzu
führung und Ölabführung in Verbindung mit dem Schöpfrohr wird
jedoch eine genügende Füllung und Entleerung erreicht. Da das
Drehmoment eine hohe Strömungsgeschwindigkeit als Ringströmung
im Profil erzeugt, können nämlich die Auslaßöffnungen am Innen
profildurchmesser angeordnet werden, und zwar dergestalt, daß
sowohl der Kreisringfliehkraftdruck als auch der Strömungsge
schwindigkeitsdruck wirksam werden. Restölmengen werden dabei
über das Schöpfrohr abgeführt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bremse besteht
darin, daß sie relativ klein und mit geringem Gewicht herstell
bar ist.
Eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung be
steht darin, daß im Primärteil eine Ölleitung angeordnet ist,
die im äußeren Bereich des Arbeitsraumes endet und deren Ein
laßöffnung in den Arbeitsraum wenigstens annähernd radial nach
innen führt, wobei über ein Einschaltglied im ausgeschalteten
Zustand der Bremse die Ölleitung von Öl durchströmbar ist.
Zur Verringerung der Luftverlustleistung im ausgeschalteten Zu
stand der Bremse werden die verschiedensten Maßnahmen getrof
fen. So verwendet man hierzu sogenannte Ventilationsblenden,
die die Luftverluste leistungsstark reduzieren. Diese mechani
schen Blenden sind jedoch relativ aufwendig und teuer und kön
nen auch Anlaß für mechanische Störungen sein.
Erfindungsgemäß wird nun zur Reduzierung der Luftverlust
leistung eine sogenannte Ölblende verwendet. Über die Ölleitung
wird als Blendenöl getrennt Öl zugeführt und strömt im rotie
renden Gehäuse, d.h. im Primärteil, bis zum Außendurchmesser
des Profiles. Der hierbei entstehende Fliehkraftdruck bewirkt,
daß nun ein Ölstrahl radial nach innen über die Einlaßöffnung
und rotierend knapp vor den Schaufeln des Stators geführt wer
den kann. Dabei ist von Bedeutung, daß der von außen eintreten
de Ölstrahl in Rotation versetzt wird und einen Ölschirm zur
Verhinderung von Luftventilationsverlusten bildet, wobei das
bereits genannte Schöpfrohr am Stator wiederum in der Lage ist,
dieses Öl, nachdem es wieder den äußeren Durchmesser des Ar
beitsraumes erreicht hat, abzuführen. Von Bedeutung ist auch,
daß für die Funktion dieser Ölblende der Ölstrahl nur relativ
wenig vom äußeren Durchmesser des Profiles bzw. Arbeitsraumes
nach innen gehen muß, da ja die fünfte Potenz des Durchmessers
in dessen Wirkung eingeht. Dies bedeutet, der Ölstrahl muß zu
seiner Wirksamkeit nicht besonders tief in den Arbeitsraum ein
tauchen.
Da die Luftventilationsleistung mit der dritten Potenz der
Drehzahl steigt, entsteht z.B. bei halber Höchstgeschwindigkeit
des Fahrzeuges nur 1/8 der Luftventilationsleistung gegenüber
Höchstgeschwindigkeit. Dies bedeutet, daß die Zuführung von Öl
als Blendenöl über die Ölleitung nur etwa ab der halben Höchst
geschwindigkeit erforderlich ist und daß der erforderliche Ein
spritzdruck durch die Rotation des Primärteiles selbst erzeugt
wird. Für die Ölzuführung ist ein sehr kleiner Druck ausrei
chend (Druckbehälter).
Erfindungsgemäß kann dabei die Ölblende durch ein Einschalt
glied, z.B. ein Fliehkraftventil, im Primärteil der Bremse ge
steuert werden.
Die Ölzufuhrleitung kann von der Drehmomentstütze aus über
einen Ringraum durch ein oder mehrere Bohrungen in der Nabe des
Primärteiles verlaufen.
Damit die Bremse möglichst leichtgewichtig wird, kann in einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die
Beschaufelung des Primärteiles und des Sekundärteiles als
selbständige Einbauteile mit dünner Blechbeschaufelung ausge
bildet sind. Eine derartige Blechbeschaufelung kann z.B. im
Tauchverfahren hart gelötet sein. Bekanntlich bewirken dünne
Blechschaufeln eine vielfach höhere Leistungsaufnahme gegenüber
gegossenen Schaufeln. Dabei können die Blechschaufeln auch eine
kleine Krümmung gegen den Flüssigkeitsdruck (Drehmoment) auf
weisen, so daß an den radialen Enden der Beschaufelung Druck
an Stelle von Zugbeanspruchungen entsteht. Dies ist das Festig
keitsprinzip der Eierschale auf Druck.
Da die Bremse nur einen möglichst geringen Aufwand darstellen
soll, wird in erfindungsgemäßer Weiterbildung auf eine Ölpumpe
verzichtet. Statt dessen verwendet man nach dem Windkesselprin
zip einen Druckölbehälter für den Ölkreislauf, der vom Fahrzeug
aus mit Druck versehbar ist.
Von Vorteil ist es auch, wenn in oder an der Drehmomentstütze
ein Leckölbehälter angeordnet ist. Während längerer Betriebs
zeit sammelt sich Lecköl an. Zur Entleerung des Leckölbehälters
ist dieser über ein Rückschlagventil mit dem Druckbehälter ver
bunden, wobei über eine Luftdruckquelle der Leckölbehälter un
ter Druck setzbar ist und damit das Lecköl in den Druckölbehäl
ter drückt. Der Luftverbrauch hierfür ist sehr gering. Der
Luftverbrauch im Druckölbehälter ist praktisch Null, da auch
das am Stator befestigte Schöpfrohr mit Öl immer etwas Luft
mitreißt und damit den Druckölbehälter aufpumpt. Bei steigendem
Luftdruck kann nach geraumer Zeit ein Druckhalteventil am
Druckölbehälter den maximalen Druck auf, z.B. 1,0 bar begren
zen.
Ein weiterer Vorteil des Leckölbehälters liegt darin, daß er
gleichzeitig als Entlüftungsbehälter für den Arbeitsraum und
das Restöl dient. Wenn Drucköl in den Arbeitsraum zum Bremsen
eingeleitet wird, muß die Luft gleichzeitig abgeleitet werden.
Die Entleerung des Arbeitsraumes erfolgt über die erfindungsge
mäße im inneren Bereich angeordnete Ölabfuhrleitung problemlos.
Da das Öl im Arbeitsraum unter Druck steht, gelangt es unter
diesem Überdruck in den Druckölbehälter. Erst am Schluß der
Entleerung des Arbeitsraumes, wenn der Druck im Druckölbehälter
höher ist als der im Arbeitsraum, wird das Restöl in den Leck
ölbehälter geleitet.
Da für die erfindungsgemäße Bremse eine sichere Abdichtung nach
außen erforderlich ist, wird man geschlossene Dichtringe ver
wenden, die nur Öltropfen Durchtritt gestatten, welche zum
Leckölbehälter abgeführt werden. Im Abdichtungsbereich zwischen
Primärteil und Sekundärteil kann hierzu auch ein zweites
Schöpfrohr zur Ableitung von Lecköl angeordnet sein, das das
Lecköl ebenfalls zum Leckölbehälter entleert.
Nachfolgend ist an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Halbschnitt durch die erfindungsgemäße
Bremse,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung des Ölkreislaufes.
Grundsätzlich ist die Bremse von bekannter Bauart, weshalb
nachfolgend nur auf die erfindungsgemäß genannten Teile näher
eingegangen wird.
Die Bremse weist ein rotierendes Primärteil 1 auf, das auf sei
ner Eingangsseite 2 mit der Getriebeausgangswelle 3 des Fahr
zeuges und das auf der Ausgangsseite 4 mit der Achsantriebswel
le bzw. Gelenkwelle des Fahrzeuges verbunden ist. Wie ersicht
lich, ist das Primärteil 1 und damit auch die Bremse fliegend
gelagert, wobei das Sekundärteil 5 der Bremse nicht wie beim
Stand der Technik das Primärteil gehäuseartig umgibt. Das Se
kundärteil 5 stützt sich vielmehr über eine Drehmomentstütze 6
an einem nicht dargestellten Teil des Fahrzeuges bzw. des Rah
mens des Fahrzeuges ab. Die Drehmomentstütze 6 kann dabei an
beliebiger Stelle mit dem Rahmen des Fahrzeuges verbunden wer
den. Hierzu sind keine besonderen Einbaumaßnahmen erforderlich,
vielmehr kann eine Befestigung mit einfachen Mitteln erreicht
werden.
Der Arbeitsraum 7 wird von einer Blechbeschaufelung 8 im Pri
märteil und im Sekundärteil gebildet, wobei die Blechbeschaufe
lung 8 als separate Einheit eingesetzt ist. Die Schaufeln kön
nen dabei auch eine kleine Krümmung gegen den Flüssigkeitsdruck
aufweisen (nicht dargestellt in dieser Ebene).
Die Ölzufuhr über die Drehmomentstütze 6 von dem Sekundärteil 5
zu dem Primärteil 1 erfolgt über einen Ringraum 9 zwischen dem
Sekundärteil 5 und der Nabe 10 des Primärteiles. Über Querboh
rungen 11 gelangt das Öl in das Innere der Nabe 10, von wo aus
es über weitere Bohrungen 12 von innen her in den Arbeitsraum 7
gelangt.
Die Ölabfuhr erfolgt über eine Ölabfuhrleitung 13 vom inneren
Bereich des Arbeitsraumes 7 aus von dem Sekundärteil 5 in die
Drehmomentstütze 6. Über ein im Sekundärteil 5, auch Stator
genannt, befestigtes Schöpfrohr 14, dessen Einlauföffnung 15 im
äußeren Bereich des Profiles liegt, wird Restöl abgeführt.
Zur Abdichtung zwischen Primärteil 1 und Sekundärteil 5 dienen
geschlossene Dichtringe 16, wobei dazwischen ein weiteres
Schöpfrohr 17 zur Ableitung von Lecköl angeordnet sein kann.
Eine Ölleitung 18 im Primärteil 1 dient zur Zuführung von Öl,
sogenanntem Blendenöl, im ausgeschalteten Zustand, wodurch die
Luftverlustleistung reduziert wird. Die Ölleitung 18 besteht
aus einem Ringraum 19, durch den das Blendenöl vom Sekundärteil
5 zu der Nabe 10 des Primärteiles 1 gelangt, einer Querbohrung
20, einem
Axialrohr 21, das im Inneren der Nabe 10 befestigt ist, einer
weiteren Querbohrung 22 und einem nicht näher dargestellten
Kanal 23 (in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt), an dessen
Ende eine Einlaßöffnung 24 angeordnet ist, welche in nahezu
radialer Richtung in den Spalt des Arbeitsraumes 7 zwischen dem
Primärteil und dem Sekundärteil führt. Ein weiterer wichtiger
Nebeneffekt dieser Ölblende ist eine Art Rückkühlung des Öles
im ausgeschalteten Zustand der Bremse, da ein dauernder Kreis
lauf stattfindet.
In der Fig. 2 ist der Ölkreislauf im Prinzip dargestellt. In
der Ölabfuhrleitung 13 befindet sich ein Regelventil 25 und ein
Wärmetauscher 26. Der Wärmetauscher kann in der Drehmoment
stütze oder im Rahmen des Fahrzeuges angeordnet sein. Nach
Durchgang des Öles durch den Wärmetauscher 26 gelangt es in
einen Druckbehälter 27. Von dem Druckbehälter 27 aus führt die
Leitung 12 wieder zurück zu dem Arbeitsraum 7. Ein Einschalt
ventil 28 gibt dabei die Leitung frei.
Über eine Leckölleitung 29 erfolgt die Entlüftung bzw. die Ab
leitung von Lecköl und Restöl zu einem Leckölbehälter 30.
Zur gelegentlichen Entleerung des Leckölbehälters 30 ist dieser
über eine Leitung 31 mit dem Druckbehälter 27 verbunden. Über
eine Leitung 32 kann der Leckölbehälter 30 entsprechend mit
Luftdruck versorgt werden, so daß das sich in ihm befindliche
Lecköl in den Druckbehälter gedrückt wird. Die Leitung 32 er
hält den Luftdruck vom Fahrzeug selbst, wobei über ein Schalt
ventil 33 auch durch eine Leitung 34 der Druckbehälter 27 ent
sprechend mit Luftdruck versorgbar ist. Der Druckbehälter 27
und der Leckölbehälter 30 können sich in der Drehmomentstütze
befinden. Selbstverständlich können sie auch an beliebiger
Stelle am oder unter dem Fahrzeugrahmen angeordnet sein.
Der Leckölbehälter 30 steht normalerweise unter Atmosphären
druck, damit er sich frei entlüften kann. Lediglich zu dessen
Entleerung wird er durch die Leitung 32 unter Druck gesetzt,
wonach das Lecköl in den Behälter 27 gedrückt wird.
Die Ölleitung 18 für das Blendenöl ist in der Fig. 2 nicht dar
gestellt. In der Ölleitung 18 kann sich im rotierenden Teil,
d.h. im Primärteil 1, ein Fliehkraftventil 35 (siehe Fig. 1)
befinden, das erst ab einer bestimmten Drehzahl die Zufuhr von
Blendenöl in den Spalt des Arbeitsraumes 7 freigibt.
Claims (6)
1. Hydrodynamische Bremse, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug,
mit einem Primärteil (1), dessen Eingangsseite (2) mit der
Getriebeausgangswelle (3) des Fahrzeuges und dessen Ausgangs
seite (4) mit der Achsantriebswelle des Fahrzeuges verbindbar
ist und mit einem feststehenden Sekundärteil (5) , welches
gegen das Primärteil (1) gegen Flüssigkeitsaustritt abgedich
tet ist, wobei Primärteil (1) und Sekundärteil (5) unter Bil
dung eines Arbeitsraumes (7) mit Ölzuführleitungen (12) und
Ölabführleitungen (13) versehen sind,
gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden weiteren
Merkmale:
- a) das Sekundärteil (5) ist über eine Drehmomentstütze (6) am Rahmen des Fahrzeuges oder einem mit dem Rahmen ver bundenen Teil abgestützt,;
- b) die Ölzuführleitung (12) und die Ölabführleitung (13) sind durch die Drehmomentstütze (6) zum inneren Bereich des Primärteils (1) bzw. zum Sekundärteil geführt;
- c) im Sekundärteil (5) ist zur Abführung von Restöl aus dem radial äußeren Bereich des Arbeitsraumes (7) ein erstes Schöpfrohr (14) angeordnet;
- d) im Primärteil (1) ist eine Ölleitung (18) angeordnet, die im äußeren Bereich des Arbeitsraumes (7) endet und deren Einlaßöffnung (24) in den Arbeitsraum (7) wenig stens annähernd radial nach innen führt;
- e) die Ölleitung (18) ist im ausgeschalteten Zustand der Bremse über ein Einschaltglied (35) durchströmbar, wobei das Einschaltglied ein im Primärteil (1) angeordnetes Fliehkraftventil (35) ist;
- f) in oder an der Drehmomentstütze (6) ist ein Leckölbehäl ter (30) angeordnet, der mit dem Innenraum der Bremse in Verbindung steht;
- g) im Bereich der Abdichtung zwischen dem Primärteil (1) und dem Sekundärteil (5) ist ein zweites Schöpfrohr (17) zur Ableitung von Lecköl angeordnet.
2. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Ölzufuhrleitung (12) von der Drehmomentstütze
(6) über einen Ringraum (9) durch ein oder mehrere Bohrungen
(11) in der Nabe (10) des Primärteiles verläuft.
3. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Beschaufelung des Primärteiles
(1) und des Sekundärteiles (5) als selbständige Einbauteile
mit dünner Blechbeschaufelung (8) ausgebildet ist.
4. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Blechschaufeln leicht gekrümmt gegen die Drehmo
mentrichtung ausgebildet sind.
5. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß für den Ölkreislauf ein Druckbehäl
ter (27) vorgesehen ist, welcher vom Fahrzeug aus mit Druck
versehbar ist.
6. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckbehälter (27) über eine Leitung (31) mit
dem Leckölbehälter (30) verbunden ist, wobei der Leckölbehäl
ter (30) von einer Luftdruckquelle mit Druck beaufschlagbar
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19853545658 DE3545658A1 (de) | 1985-12-21 | 1985-12-21 | Hydrodynamische bremse fuer ein fahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE3545658A1 DE3545658A1 (de) | 1987-06-25 |
DE3545658C2 true DE3545658C2 (de) | 1989-12-28 |
Family
ID=6289299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19853545658 Granted DE3545658A1 (de) | 1985-12-21 | 1985-12-21 | Hydrodynamische bremse fuer ein fahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3545658A1 (de) |
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