DE4446287A1 - Hydrodynamischer Retarder - Google Patents
Hydrodynamischer RetarderInfo
- Publication number
- DE4446287A1 DE4446287A1 DE19944446287 DE4446287A DE4446287A1 DE 4446287 A1 DE4446287 A1 DE 4446287A1 DE 19944446287 DE19944446287 DE 19944446287 DE 4446287 A DE4446287 A DE 4446287A DE 4446287 A1 DE4446287 A1 DE 4446287A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- stator
- blade wheel
- segment
- segments
- hydrodynamic retarder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D57/00—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
- B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
- B60T1/08—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels using fluid or powdered medium
- B60T1/087—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels using fluid or powdered medium in hydrodynamic, i.e. non-positive displacement, retarders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Transportation (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder, im
einzelnen mit den Merkmalen des Oberbegriffes aus Anspruch
1.
Hydrodynamische Retarder werden, insbesondere beim Einsatz
in Kraftfahrzeugen oder in Anlagen mit stark wechselndem
Betrieb, durch Füllen und Entleeren des beschaufelten
Arbeitskreislaufes mit einem Betriebsfluid ein- oder
ausgeschaltet. Dabei erzeugt der Retarder im gefüllten
Zustand ein hohes Bremsmoment. Im Zustand des
Nichterwünschtseins eines hohen Bremsmomentes wird der
Retarder geleert. Bei völlig geleertem Retarder ist
allerdings ein Restmoment vorhanden, das durch die
Lagerreibung und durch die Dralländerung der Luftfüllung im
Retarder bedingt ist, denn auch ein vom Betriebsfluid
entleerter Retarder nimmt durch Luftventilation noch
Leistung auf. Das durch das Restmoment bedingte Bremsmoment
ist zwar sehr gering, kann sich jedoch bei hohen Drehzahlen
als sehr störend auswirken und zu einer unzulässig hohen
Erwärmung des Retarders führen. Zur Vermeidung der
Ventilationsverluste sind bereits eine Reihe von Lösungen
bekannt. Dazu gehören u. a. die Verwendung von Statorbolzen
sowie die Möglichkeit einer Evakuierung des
Arbeitskreislaufes. Diese Lösungen sind jedoch in ihrer
Umsetzung sehr aufwendig und bedingen aufgrund eines
erhöhten Platzbedarfes sehr große Retarderabmessungen.
Wesentliche Nachteile bei der Verwendung von Statorbolzen
sind vor allem darin zu sehen, daß diese aufgrund ihrer
Anordnung im Profilgrund des Stators auch im Bremsbetrieb
in den Arbeitskreislauf hineinreichen und diesen damit
stören.
Die Möglichkeit der Verwendung getrennter äußerer
Kühlkreisläufe, bei der beim Leerlaufbetrieb eine genaue
bestimmte Ölmenge in einem separaten Kühlkreislauf
eingeschlossen wird, ist sehr aufwendig in ihrer Umsetzung,
da eine Reihe von zusätzlichen Bauteilen und
Verbindungselementen benötigt werden. Des weiteren ist es
erforderlich, eine ständig sichere Trennung zwischen den
einzelnen Zirkulationswegen zu gewährleisten.
Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der
Leerlaufverluste besteht darin, das Statorschaufelrad
außermittig zu lagern, so daß dieses bei Entleerung
selbsttätig eine gegenüber dem Rotorschaufelrad
außermittige Lage einnimmt. Dazu ist es jedoch
erforderlich, das gesamte Retardergehäuse dahingehend
auszulegen, was wiederum sich in einem erhöhten Platzbedarf
niederschlägt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen
Retarder der eingangs genannten Art derart
weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden
werden. Aufgrund dessen, daß der Leerlaufbetrieb etwa 95%
der Gesamtlaufzeit eines Retarders beträgt, ist eine
minimale Leerlaufleistung anzustreben. Diese soll mit
geringsten konstruktiven und kostenmäßigen Aufwand erzielt
werden.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert.
Dadurch, daß das Statorschaufelrad in wenigstens zwei
Statorsegmente unterteilt ist, von denen eins in seiner
Lage gegenüber dem Rotorschaufelrad ortsfest ist und das
andere gegenüber dem Rotorschaufelrad ausgelenkt werden
kann, kommt es bei entleertem Retarder und Umwälzung der
Luftmassen zwischen dem Rotor- und dem Statorschaufelrad
aufgrund der nur noch vorhandenen Überdeckung zwischen dem
feststehenden Statorsegment und dem Rotorschaufelrad zu
einer Störung der Luftzirkulation, die sich in einer
Verringerung der Luftventilationsleistung niederschlägt.
Die Erfinder haben erkannt, daß es zur Verringerung der
Verlustleistung im Leerlaufbetrieb bereits ausreicht, die
Luftventilation zwischen Rotorschaufelrad und
Statorschaufelrad in kleinen Bereichen zu stören. Dadurch
wird eine stabile Meridianstörung verhindert, was sich in
einer Verringerung der Luftventilationsleistung und damit
in einer Verringerung der Erwärmung des Retarders
niederschlägt. Des weiteren ist für die Auslegung des
Retardergehäuses zusätzlich nur der für die Auslenkung der
einzelnen Statorsegmente notwendige Platzbedarf zu
berücksichtigen. Für die Realisierung bzw. die Auslenkung
der Segmente gibt es verschiedene Möglichkeiten. Dazu
gehören:
- 1. Eine Verschiebung von Statorsegmenten in Umfangsrichtung des Statorschaufelrades oder tangential dazu (Vorschlag A).
- 2. Eine Verschiebung der Segmente in radialer Richtung bezogen auf die Statorschaufelradachse bzw. bezogen auf das Rotorschaufelrad (Vorschlag B).
- 3. Das Abschwenken von Segmenten vom Statorschaufelrad (Vorschlag C).
Der Retarder umfaßt ein mit einer Antriebswelle in
Verbindung stehendes und drehbar gelagertes
Rotorschaufelrad und ein Statorschaufelrad.
Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad nehmen im
Bremsbetrieb eine nahezu koaxiale Lage zueinander ein. Dies
ist erforderlich, um ein möglichst hohes Bremsmoment
entsprechend der Befüllung des Retarders zu erzielen. Das
Statorschaufelrad ist erfindungsgemäß derart aufgebaut, daß
dieses sich aus mehreren Segmenten, wenigstens jedoch zwei
Segmenten, zusammensetzt. Im Bremsbetrieb sind dabei die
einzelnen Segmente derart zueinander anordbar, daß diese
eine bauliche Einheit in Form eines im wesentlichen
rotationssymmetrisch aufgebauten Statorschaufelrades mit
entsprechend ausgerichteter Beschaufelung wie bei einem
konventionell bekannten einteiligen Statorschaufelrad
bilden. Das Statorschaufelrad setzt sich dabei aus
feststehenden und auslenkbaren Segmenten zusammen. Die
feststehenden Segmente sind im Nicht-Bremsbetrieb und im
Bremsbetrieb gegenüber dem Rotorschaufelrad ortsfest, d. h.
in ihrer Lage unveränderlich, angeordnet. Nach Auslenkung
der auslenkbaren Segmentteile überdecken dann lediglich die
feststehenden Segmentteile mit deren zum Rotorschaufelrad
komplementären Beschaufelung die Beschaufelung des
Rotorschaufelrades und entsprechend der Größe der
Auslenkung noch Teile der ausgelenkten Segmente das
Rotorschaufelrad. Die Überdeckung erfolgt jedoch nicht mehr
flächendeckend, so daß keine Möglichkeit zur Ausbildung
einer stabilen Meridianströmung zwischen Rotor- und
Statorschaufelrad besteht. Diese Störungen auf geringen
Bereichen des Statorschaufelrades haben bereits zur Folge,
daß die Gesamtventilationsverluste um ein wesentliches
gesenkt werden können, ohne daß das gesamte
Statorschaufelrad in seiner Lage gegenüber dem
Rotorschaufelrad verändert werden muß.
In der Regel reicht bereits die Auslenkung eines Segmentes.
Vorzugsweise wird man jedoch das Statorschaufelrad
möglichst symmetrisch aufbauen, so daß die Auslenkung von
zwei Segmenten angestrebt wird.
Die Auslenkung der Segmente kann dabei zum einen
entsprechend ihrer Auslenkungsrichtung und ihrer Lagerung
durch zusätzlich von außen aufgebrachte Kräfte, welche
pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch erzeugt werden
können, oder aber durch Ausnutzung der Schwerkraft und bei
Befüllung durch Ausnutzung der Strömungskräfte erfolgen.
Die Auslenkung kann dabei automatisch bei Entleerung und
das Einlenken automatisch bei Befüllung vonstatten gehen
oder aber manuell erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch eine
automatische Lösung angestrebt, wobei die Möglichkeit der
Einbeziehung der Wirkung der Schwerkraft einen wesentlichen
Vorteil gegenüber anderen Lösungen, welche einen hohen
steuer- bzw. regelungstechnischen Aufwand erfordern,
bietet.
Im Fall der Ausnutzung der Schwerkraft ist eine
entsprechende Ausführung und Lagerung mit der Vorgabe und
Festlegung der Verschiebungsrichtung der Statorsegmentteile
erforderlich, so daß beispielsweise während des
Entleervorganges das auslenkbare Statorsegment in Richtung
der Gravitationskraft aufgrund der Verringerung der durch
die Betriebsflüssigkeit erzeugten Strömungskräfte auf das
Statorschaufelrad, die die Gewichtskraft des
Statorsegmentes nicht mehr kompensieren können, ausgelenkt
wird. Bei Inbetriebnahme des Retarders, d. h. bei Befüllung
mit Betriebsflüssigkeit, wird dann bei Vergrößerung der
auftretenden Strömungskräfte dahingehend, daß die
Gewichtskraft des Statorsegmentes von den Strömungskräften
kompensiert wird, das Statorsegment wieder in eine ein
hohes Bremsmoment erzeugende Lage zurückgesetzt. Dazu wird
mittels der Betriebsflüssigkeit eine Kraftkomponente
erzeugt, die das Statorsegment entgegen der
Gravitationskraft wieder in eine Lage gegenüber dem
feststehenden Statorsegment versetzt, in der das
feststehende Statorsegment und das auslenkbare
Statorsegment zusammen eine Baueinheit in Form des
Statorschaufelrades bilden und somit die Erzeugung hoher
Bremsmomente aufgrund der nahezu koaxialen Lage gegenüber
dem Rotorschaufelrad erlauben. Die durch die
Rotorschaufelradrotation in der Betriebsflüssigkeit
erzeugten Strömungskräfte werden dabei zum einen, wie
bereits erwähnt, in eine Kraftkomponente, die entgegen der
Gravitationskraft gerichtet ist, und zum andern in eine
Komponente, die zur Erzeugung des Bremsmomentes dient,
zerlegt. Ist die Größe der Strömungskräfte bzw. der
Kraftkomponente, die entgegen der Gravitationskraft wirkt,
geringer als die Gewichtskraft des Statorschaufelrades,
bewegt sich das Statorsegment in Richtung der
Gravitationskraft in die Lage zurück, die es beispielsweise
aufgrund des Gleichgewichtes von Lagerkraft und
Gewichtskraft einnimmt. Eine Ausnutzung der
Gravitationskraft ist beispielsweise in den folgenden
Fällen möglich:
- 1. Das Statorschaufelrad umfaßt wenigstens ein Segment, welches, in Einbaulage gesehen, in Richtung bzw. Wirkungsrichtung der Gravitationskraft verschiebbar ist, wobei das Segment in Einbaulage in vertikaler Richtung oder aber auch in der Axialmittelebene angeordnet sein kann.
- 2. Das Statorschaufelrad weist neben einem feststehenden Statorsegment ein auslenkbares Segment auf, welches außerhalb seines Schwerpunktes drehbar gelagert ist.
Mit der erfindungsgemäßen Ausführung eines Retarders ist es
möglich, die für die Leerlaufverlustleistung
verantwortliche Luftventilation erheblich zu stören und
dadurch die Verlustleistung zu reduzieren, was sich,
bezogen auf ein Gesamtantriebsmanagement, in einer
Verringerung des Energiebedarfes widerspiegelt.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wird nachfolgend
anhand von Figuren erläutert. Darin ist im übrigen
folgendes dargestellt:
Fig. 1a und 1b zeigen eine Ausführung eines
erfindungsgemäß ausgeführten Retarders, bei welcher
das Statorschaufelrad in zwei feststehende und zwei in
Umfangsrichtung des Statorschaufelrades, hier im
besonderen tangential auslenkbare Segmente unterteilt
ist;
Fig. 2a und 2b zeigen eine Ausführung eines
erfindungsgemäßen Retarders, bei welcher das
Statorschaufelrad in zwei feststehende und zwei in
radialer Richtung, bezogen auf die Lage der
Statorachse, auslenkbare Segmente;
Fig. 3a und 3b zeigen eine Ausführung eines
erfindungsgemäßen Retarders, bei welcher das
Statorschaufelrad in ein feststehendes Segment und ein
auslenkbares Segment, welches um eine Achse außerhalb
von dessen Schwerpunktachse drehbar gelagert ist,
unterteilt.
In den Fig. 1a und 1b ist eine Ausführung eines
erfindungsgemäß gestalteten Retarders dargestellt, bei
welcher das Statorschaufelrad zwei in Umfangsrichtung, hier
im besonderen in tangentialer Richtung, auslenkbare
Segmente aufweist. Die Fig. 1a verdeutlicht die Ausführung
des erfindungsgemäß ausgeführten Retarders im Bremsbetrieb.
Die Fig. 1a-1 zeigt eine sehr vereinfachte Seitenansicht
des erfindungsgemäß ausgeführten Retarders im Bremsbetrieb.
Ein Retarder 1 umfaßt ein wenigstens mittelbar mit einer
Antriebswelle 2 verbindbares und drehbar gelagertes
Rotorschaufelrad 3 und ein Statorschaufelrad 4.
Statorschaufelrad 4 und Rotorschaufelrad 3 sind derart
ausgeführt und gelagert, daß beide im Bremsbetrieb eine
zueinander koaxiale Lage einnehmen. Rotorschaufelrad 3 und
Statorschaufelrad 4 bilden mit ihren zueinander weisenden
beschaufelten Teilen den Arbeitsraum für eine
Betriebsflüssigkeit im Bremsbetrieb.
Die Fig. 1a-2 verdeutlicht eine Darstellung entsprechend
der Ansicht A-A aus Fig. 1a-1. Diese Ansicht verdeutlicht
die Sicht auf den beschaufelten Teil des
Statorschaufelrades. Das Statorschaufelrad 4 umfaßt zwei
koaxial zum Rotorschaufelrad angeordnete feststehende
Statorsegmente 5 und 6, die auch zu einer Baueinheit
zusammengefaßt sein können, und zwei im Bremsbetrieb
koaxial zum Rotorschaufelrad angeordnete auslenkbare
Statorsegmente 7 und 8. Die Statorsegmente 7 und 8 sind in
der dargestellten Ausführung in Einbaulage des
Statorschaufelrades, bezogen auf die Statorachse A, über-
bzw. unterhalb dieser angeordnet. Die Verschiebung bzw.
Auslenkung der Statorsegmente 7 bzw. 8 erfolgt hier in
Einbaulage betrachtet in horizontaler Richtung, d. h. nahezu
parallel zur Statorachse A.
Die Fig. 1b verdeutlicht den in den Fig. 1a
dargestellten erfindungsgemäß ausgeführten Retarder im
Leerlaufbetrieb. Die Fig. 1b-2 zeigt hier wieder
entsprechend der Fig. 1a-2 eine Ansicht auf den
beschaufelten Teil des Statorschaufelrades 4. Die Figur
verdeutlicht, daß die beiden Statorsegmente 5 und 6 in
ihrer Lage unverändert gegenüber der Statorachse A
verblieben sind, während die beiden auslenkbaren Segmente 7
bzw. 8 eine Verschiebung in horizontaler Richtung, bezogen
auf die Einbaulage des Retarders, erfahren haben. Die
Verschiebung wird im dargestellten Fall mittels Federkraft
realisiert. Dazu sind die beiden auslenkbaren Segmente 7
und 8 mit Federkraft beaufschlagt; hier durch jeweils eine
Feder 9 bzw. 10. Die Fig. 1b-1 verdeutlicht lediglich eine
Schnittansicht B-B auf einen erfindungsgemäß ausgeführten
Retarder im Nicht-Bremsbetrieb in sehr vereinfachter und
schematischer Darstellung.
Während des Nicht-Bremsbetriebes, d. h. bei Entleerung des
Retarders von der Betriebsflüssigkeit, wird die noch
erfolgende Luftventilation zwischen dem Rotorschaufelrad 3
und dem Statorschaufelrad 4 behindert. Im Nicht-
Bremsbetrieb wird durch die Auslenkung der Segmente 7 bzw.
8 nur noch ein geringer Teil an Luftmassen zwischen dem
Rotorschaufelrad 3 und den, dem Rotorschaufelrad in der
Beschaufelung noch komplementär zugeordneten, Segmenten 5
und 6 des Statorschaufelrades bewegt. Das Statorschaufelrad
4 überdeckt somit im Leerlaufbetrieb nur einen Teil der
Beschaufelung des Rotorschaufelrades 3, und zwar mit seinen
Segmenten 5 und 6, sowie auch einen Teil entsprechend der
Auslenkung der Segmente 7 und 8. Die ausgelenkten Segmente
7 bzw. 8 bewirken eine Behinderung der Ausbildung einer
stabilen Meridianströmung und damit proportional dazu eine
starke Reduzierung der Leerlaufverlustleistung.
Die Beaufschlagung der Segmente 7 bzw. 8 mit einer Kraft zu
deren Verschiebung kann dabei auf unterschiedliche Art und
Weise erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, daß
manuell bei Befüllung bzw. Entleerung die gewünschten
Kräfte zur Verschiebung an den Segmenten 7 oder 8 wirksam
werden. Das Aufbringen der Kräfte kann dabei pneumatisch
oder hydraulisch erfolgen. Das Segment kann somit vor bzw.
bei der Entleerung oder aber auch erst unmittelbar nach der
Entleerung aus seiner ein hohes Bremsmoment erzeugenden
Lage in die ausgelenkte Lage geschoben werden. Eine andere
Möglichkeit besteht darin, beispielsweise die Segmente
derart mit Federkraft zu beaufschlagen (beispielsweise wie
in der Fig. 1b-2 anhand der Federelemente 9 bzw. 10), daß
bei Befüllung des Retarders, d. h. bei Inbetriebnahme,
mittels der Betriebsflüssigkeit eine Kraftkomponente
erzeugt wird, die die ausgelenkten Segmente entgegen der
durch die Federn aufgebrachten Kräfte in eine ein hohes
Bremsmoment erzeugende Lage, d. h. in die koaxiale Lage zum
Rotorschaufelrad überführen. Die durch die
Rotorschaufelradrotation in der Betriebsflüssigkeit
erzeugten Strömungskräfte werden dann zum einen in eine
Kraftkomponente zerlegt, die entgegen der von den Federn 9
bzw. 10 aufgebrachten Kräfte gerichtet ist, und zum andern
in eine Komponente, die zur Erzeugung des Bremsmomentes
dient. Die den Federkräften entgegengerichtete
Kraftkomponente der Strömungskraft bewirkt dabei eine
Verschiebung der Segmente 7 bzw. 8 in die für ein hohes
Bremsmoment erforderliche Lage. Vorzugsweise sind in dieser
Lage die Segmente derart zueinander angeordnet, daß die
Ansicht auf die Beschaufelung des Statorschaufelrades einem
konventionell gestalteten Statorschaufelrad entspricht. In
dieser Lage kann sich dann auch eine stabile
Meridianströmung zwischen Rotor- und Statorschaufelrad
ausbilden, welche durch keinerlei Unsymmetrien im Aufbau
des Statorschaufelrades gestört wird.
Die in den Fig. 1a und 1b dargestellte Ausführung eines
erfindungsgemäßen Retarders kann beispielsweise auch derart
gestaltet sein, daß die Segmente 7 bzw. 8, in Einbaulage
des Retarders betrachtet, in vertikaler, d. h. in oder
entgegen der Wirkungsrichtung der Gravitationskraft
verschieb- bzw. auslenkbar sind. In diesem Fall ist bei
einer automatischen Aus- bzw. Einlenkung der Statorsegmente
7 bzw. 8 die Größe der Gravitationskraft zu
berücksichtigen. Eine wesentliche Voraussetzung zur
Erzeugung des Bremsmomentes ist dann, daß die
Strömungskräfte die Gewichtskraft der einzelnen
Statorsegmente 7 bzw. 8 zu kompensieren haben. Beim
Entleeren des Retarders nehmen die Strömungskräfte ab.
Überwiegt die Gewichtskraft der Statorsegmente 7 bzw. 8
gegenüber der Strömungskraft erfolgt eine automatische und
selbsttätige Auslenkung der Statorsegmente 7 bzw. 8 in
Richtung der Gravitationskraft.
Die in der Fig. 1a und 1b dargestellte Ausführung sowie
die zusätzlich beschriebene, hier jedoch nicht dargestellte
Variante sind nur zwei, jedoch bevorzugte, Ausführungen
eines Statorschaufelrades, bei welchem der Stator zwei
Segmente aufweist, die im wesentlichen in Umfangsrichtung
des Statorschaufelrades auslenkbar sind. Weitere
Möglichkeiten sind denkbar.
Die Fig. 2 verdeutlicht eine Ausführung eines
erfindungsgemäß gestalteten Retarders, bei welchem das
Statorschaufelrad auslenkbare Segmente, welche in radialer
Richtung auslenkbar sind, aufweist. Auch hier verdeutlichen
die Fig. 2a den Bremsbetrieb und die Fig. 2b den
Nicht-Bremsbetrieb. Der Grundaufbau entspricht im
wesentlichen dem in Fig. 1 beschriebenen, weshalb für
gleiche Elemente die gleichen Bezugszahlen verwendet
werden. Die Fig. 2a-1 zeigt dabei eine Seitenansicht des
Retarders in sehr vereinfachter und schematischer Art und
Weise im Bremsbetrieb. Der Retarder 1 umfaßt auch hier ein
mit einer Antriebswelle 2 wenigstens mittelbar verbindbares
und drehbar gelagertes Rotorschaufelrad 3 und ein
Statorschaufelrad 4. Im Bremsbetrieb, d. h. bei Befüllung
mit Betriebsflüssigkeit, nehmen Statorschaufelrad 4 und
Rotorschaufelrad 3 eine nahezu koaxiale Lage zueinander
ein, um ein möglichst hohes Bremsmoment zu erzeugen. Die
Beschaufelung des Statorschaufelrades 4 überdeckt in diesem
Fall die Beschaufelung des Rotorschaufelrades 3. In der
Fig. 2a-2 ist eine Ansicht B-B entsprechend der Fig. 2a-1
dargestellt, d. h. eine Ansicht auf die Beschaufelung des
Statorschaufelrades 4. Das Statorschaufelrad 4 ist auch
hier symmetrisch aufgebaut. Es umfaßt zwei feststehende in
ihrer Lage gegenüber dem Rotorschaufelrad nicht
veränderbare Statorsegmente 5 und 6, sowie zwei in ihrer
Lage gegenüber dem Rotorschaufelrad 3 veränderbare
Statorsegmente 11 und 12. Die Statorsegmente 5 und 6 sind
gegenüber der Statorachse A, welche mit der Symmetrieachse
des Rotorschaufelrades S1 zusammenfällt, ortsfest gelagert.
Die Statorsegmente 11 bzw. 12 sind gegenüber der
Statorachse A in radialer Richtung auslenkbar. Zu diesem
Zweck sind die Statorelemente 11 bzw. 12 derart ausgeführt,
daß diese in einer Gleitführung 13 bzw. 14 in radialer
Richtung, d. h. in diesem Fall in vertikaler Richtung,
bezogen auf die Einbaulage verschiebbar sind. Im
Bremsbetrieb werden jedoch die Statorsegmente 11 bzw. 12
gegenüber den feststehenden Statorsegmenten 5 bzw. 6 derart
angeordnet, daß diese die feststehenden Statorsegmente 5
bzw. 6 zu einem kompletten Statorschaufelrad derart
ergänzen, daß die Erzielung eines hohen Bremsmomentes
möglich ist.
Die Fig. 2b verdeutlichen die Ausführung entsprechend
den Fig. 2a im Nicht-Bremsbetrieb. In diesem Fall
erfolgt die Verschiebung der Segmente 11 bzw. 12 in
vertikaler Richtung. Dazu ist es erforderlich, daß
zumindest in vertikaler Richtung auf das Segment 12 Kräfte
aufgebracht werden müssen. Dies kann beispielsweise durch
ein Federelement 15 erfolgen. Das heißt, bei Entleerung des
Retarders verringern sich die Strömungskräfte, so daß die
Vorspannkraft des Federelementes 15 überwiegt.
Die Auslenkung des Segmentes 11 kann beispielsweise allein
aufgrund der Schwerkraft des Segmentes 11 in Richtung der
Gravitationskraft erfolgen. Die Segmente 11 bzw. 12 sind
derart ausgeführt und beispielsweise jeweils mit einem
Führungsteil 16 bzw. 17 versehen, welche in den
Führungsbahnen 13 bzw. 14 geführt werden. Die Verschiebung
des Segmentes 11 kann aber auch beispielsweise mittels
Federkraft, wie hier dargestellt, mittels einer Feder 18,
realisiert werden.
Die Fig. 2b-1 verdeutlicht eine Schnittansicht B-B
entsprechend Fig. 2b-2, jedoch im Leerlaufbetrieb. Diese
Figur dient wiederum lediglich der Verdeutlichung einer
Störung des Kreislaufes zwischen Rotor- und
Statorschaufelrad.
Auch hier überdeckt nur ein Teil der Beschaufelung des
Statorschaufelrades die Beschaufelung des
Rotorschaufelrades. In diesem Fall ist es die Beschaufelung
der Statorsegmentteile 6 und 5 sowie je nach erfolgter
Auslenkung der Segmente 11 bzw. 12 deren Teil, welcher
trotz Verschiebung noch die Beschaufelung des
Rotorschaufelrades überdeckt.
Im allgemeinen kann auch hier die Verschiebung der
Statorsegmente 11 bzw. 12 durch äußere Kräfte erfolgen.
Diese können beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch
aufgebracht oder aber durch Federkraft erzeugt werden. Eine
andere Möglichkeit besteht auch darin, bei vorgesehener
Auslenkung in Einbaulage des Retarders in vertikaler
Richtung die Wirkung der Gravitationskraft zu nutzen.
In diesem Fall erfolgt die Lagerung und die Realisierung
der Verschiebemöglichkeit der Statorsegmente 11 bzw. 12
derart, daß die Verschiebung entgegen der Gravitationskraft
mit Unterstützung durch Kräfte von außen erfolgt, während
bei Verschiebung in Richtung der Gravitationskraft alleine
die Gewichtskraft der Statorsegmente wirksam wird.
Die Ausführung entsprechend den Fig. 2a und 2b ist
ebenfalls nur eine bevorzugte für eine Verschiebung der
Statorsegmente in radialer Richtung, bezogen auf die
ansonsten im Bremsbetrieb koaxiale Lage des
Statorschaufelrades bzw. aller Teile des
Statorschaufelrades gegenüber dem Rotorschaufelrad 3.
Denkbar ist auch hier eine Verschiebung der Segmente 11
bzw. 12 in Einbaulage in radialer, jedoch in Einbaulage
betrachtet horizontaler Richtung. Die Ausführung bzw. der
Einbau des Statorschaufelrades erfolgt je nach
Einsatzerfordernis.
In den Fig. 3a und 3b ist eine weitere Ausführung eines
erfindungsgemäßen Retarders dargestellt, bei welchem das
Statorschaufelrad in ein feststehendes und ein um eine
feste Drehachse schwenkbares Segment unterteilt ist. Auch
hier verdeutlicht die Fig. 3a-1 einen erfindungsgemäßen
Retarder 1, welcher ein mit einer Antriebswelle 2
verbindbares und drehbar gelagertes Rotorschaufelrad 3 und
ein Statorschaufelrad 4 umfaßt. Rotorschaufelrad 3 und
Statorschaufelrad nehmen im Bremsbetrieb entsprechend der
Fig. 3a-1 eine zueinander koaxiale Lage ein, d. h. die
Beschaufelung des Statorschaufelrades überdeckt die
Beschaufelung des Rotorschaufelrades 3. Die Fig. 3a-2
verdeutlicht wiederum eine Ansicht auf die Beschaufelung
des Statorschaufelrades. Dieses umfaßt ein feststehendes
Segment 5 und ein auslenkbares Segment 19. Das
Statorschaufelrad 4 ist dazu im wesentlichen in zwei Teile
unterteilt. Das feststehende Segment 5 und das auslenkbare
Statorsegment 19 ergänzen sich im Bremsbetrieb derart, daß
diese im Bremsbetrieb ein, in der Beschaufelung eine
Einheit bildendes Statorschaufelrad bilden. Dies bedeutet,
daß im Bremsbetrieb beide Segmentteile derart zueinander
angeordnet sind, daß diese das Aussehen eines
konventionellen Statorschaufelrades wiedergeben. Das
bedeutet, daß das Statorschaufelrad 4 im Bremsbetrieb einen
rotationssymmetrischen Aufbau aufweist. Im Bremsbetrieb
wird die Betriebsflüssigkeit im Arbeitsraum, welcher von
Rotorschaufelrad 3 und von Statorschaufelrad gebildet wird,
in diesem umgewälzt, und aufgrund des feststehenden
Statorschaufelrades wird der Antrieb, welcher mit dem
Rotorschaufelrad 3 gekoppelt ist, abgebremst. Bei
Entleerung des Retarders 1 von der Betriebsflüssigkeit
erfolgt dann nur noch ein Umwälzen von Luft zwischen dem
Rotor- und dem Statorschaufelrad. Zur Reduzierung der
Ventilationsverluste wird auch hier der Kreislauf bei
entleertem Retarder gestört, indem das Statorsegment 19
ausgelenkt wird. Das Statorsegment 19 ist dazu um einen
außerhalb seines Schwerpunktes SP1 angeordneten Lagerpunkt
L1 drehbar gelagert. Die Auslenkung des Statorsegmentes 19
kann auch hier im Nicht-Bremsbetrieb, d. h. bei Entleerung
des Retarders, durch die Schwerkraft des Statorsegmentes 19
erfolgen oder aber mit Unterstützung durch zusätzliche
Kräfte von außen. Das Wiedereinrücken in eine ein hohes
Bremsmoment erzeugende Lage kann dann ebenfalls automatisch
aufgrund der sich mit der Befüllung vergrößernden
Strömungskräfte der im Retarder umgewälzten Flüssigkeit
oder aber durch zusätzliche von außen aufgebrachte Kräfte,
beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch, erfolgen. Auch
hier überdeckt im Nicht-Bremsbetrieb nur der feststehende
Segmentteil 5 mit seiner Beschaufelung das Rotorschaufelrad
3. Das auslenkbare Statorsegment 19 überdeckt nur noch
entsprechend der Größe seiner Auslenkung das
Rotorschaufelrad 3, wobei jedoch aufgrund der Auslenkung
des Statorsegmentes 19 die Überdeckung der Beschaufelung
zwischen dem noch überdeckenden Bereich von Statorsegment
19 und Rotorschaufelrad nicht komplementär ist. Dies hat
eine Störung der Luftströmung zwischen Rotorschaufelrad 3
und Statorschaufelrad 4 zur Folge, was sich in einer
Verringerung der Leerlaufverlustleistung niederschlägt.
Die drehbare Lagerung L1 des Statorsegmentes 19 wird dabei
vorzugsweise im Bereich des Außenumfanges des
Statorsegmentes bzw. außerhalb dessen angeordnet, um eine
möglichst große Auslenkung des Statorsegmentes 19 gegenüber
dem Rotorschaufelrad 3 zu ermöglichen.
Die Fig. 3b-1 verdeutlicht wiederum eine Seitenansicht auf
den Retarder mit ausgelenktem Statorsegment. Hier wird noch
einmal verdeutlicht, daß im Leerlaufbetrieb, d. h. bei
entleertem Retarder, die Luftzirkulation zwischen Stator-
und Rotorschaufelrad durch die Auslenkung eines
Statorsegmentes erheblich gestört wird.
Die Unterteilung in die Statorsegmente und deren Formen
erfolgt entsprechend den Einsatzbedingungen für den
konkreten Einsatzfall.
Claims (13)
1. Hydrodynamischer Retarder
- 1.1 mit einem wenigstens mittelbar mit einer Antriebswelle koppelbaren Rotorschaufelrad;
- 1.2 mit einem Statorschaufelrad;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - 1.3 das Statorschaufelrad umfaßt wenigstens zwei Segmente - ein erstes Statorsegment und ein zweites Statorsegment -;
- 1.4 das erste Statorsegment ist in seiner Lage gegenüber der Rotorschaufelradachse ortsfest;
- 1.5 das zweite Statorsegment ist derart ausgeführt und gelagert, daß es gegenüber der Statorschaufelradachse aus einer mit dem ersten Statorsegment das Statorschaufelrad bildenden Lage auslenkbar ist.
2. Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Statorsegment in
Umfangsrichtung des Statorschaufelrades auslenkbar
ist.
3. Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Statorsegment in
radialer Richtung bezogen auf die
Statorschaufelradachse auslenkbar ist.
4. Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Statorsegment in
tangentialer Richtung bezogen auf das
Statorschaufelrad auslenkbar ist.
5. Hydrodynamischer Retarder nach 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Statorsegment derart
gelagert ist, daß es beim Entleeren des Retarders
selbsttätig aus der mit dem ersten Statorsegment das
Statorschaufelrad bildenden Lage ausgeschwenkt wird.
6. Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Statorsegment derart gelagert ist, daß es bei Füllung
des Retarders selbsttätig in eine mit dem ersten
Statorsegment das Statorschaufelrad bildende Lage
geschwenkt wird.
7. Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1
bis 6, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 7.1 dem zweiten Statorsegment ist wenigstens ein Kraftelement zugeordnet ist;
- 7.2 das Kraftelement bringt Kräfte zur Auslenkung auf das zweite Statorsegment auf.
8. Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kraftelement eine Feder ist.
9. Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kraftelement ein hydraulisch
oder pneumatisch betriebener Kolben ist.
10. Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Statorsegment in einer Gleitführung führend gelagert
ist.
11. Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1
bis 9, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 11.1 das zweite Statorsegment ist auf einer Achse drehbar gelagert;
- 11.2 die Achse ist exzentrisch zur im Bremsbetrieb gedachten Statorschaufelradachse angeordnet.
12. Hydrodynamischer Retarder nach einem der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Statorschaufelrad hinsichtlich der Anzahl und
Anordnung der einzelnen Statorschaufelradsegmente
symmetrisch aufgebaut ist.
13. Hydrodynamischer Retarder nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Statorschaufelrad zwei zweite
Statorsegmente umfaßt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944446287 DE4446287C2 (de) | 1994-12-23 | 1994-12-23 | Hydrodynamischer Retarder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944446287 DE4446287C2 (de) | 1994-12-23 | 1994-12-23 | Hydrodynamischer Retarder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4446287A1 true DE4446287A1 (de) | 1995-06-08 |
DE4446287C2 DE4446287C2 (de) | 1996-07-04 |
Family
ID=6536911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944446287 Expired - Fee Related DE4446287C2 (de) | 1994-12-23 | 1994-12-23 | Hydrodynamischer Retarder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4446287C2 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19646597A1 (de) * | 1996-11-12 | 1998-05-14 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Hydrodynamische Bremse |
DE10155178A1 (de) * | 2001-11-12 | 2003-05-22 | Schenck Pegasus Gmbh | Hydraulische Bremse, insbesondere für Leistungsprüfstände |
DE10303414A1 (de) * | 2003-01-29 | 2004-08-12 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamische Maschine |
WO2009013083A1 (de) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Hydrodynamischer retarder mit tangentialem zu- und abströmprinzip |
EP2481943A1 (de) * | 2011-01-31 | 2012-08-01 | Voith Patent GmbH | Hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder |
US8528709B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-09-10 | Voith Patent Gmbh | Hydrodynamic machine, especially hydrodynamic retarder |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005050219B3 (de) * | 2005-10-20 | 2007-06-14 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamische Maschine |
DE102014225558A1 (de) | 2014-12-11 | 2016-06-16 | Voith Patent Gmbh | Hydrodynamischer Retarder mit verstellbaren Segmenten |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4028128A1 (de) * | 1989-09-08 | 1991-03-21 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Vorrichtung zur reduzierung von leerlaufverlusten bei hydrodynamischen bremsen |
DE4420204A1 (de) * | 1994-06-09 | 1994-11-03 | Voith Turbo Kg | Hydrodynamischer Retarder |
-
1994
- 1994-12-23 DE DE19944446287 patent/DE4446287C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4028128A1 (de) * | 1989-09-08 | 1991-03-21 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Vorrichtung zur reduzierung von leerlaufverlusten bei hydrodynamischen bremsen |
DE4420204A1 (de) * | 1994-06-09 | 1994-11-03 | Voith Turbo Kg | Hydrodynamischer Retarder |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-VDI Richtlinie 2153, S.23 DE-Z.: Hydrodynamik in der Antriebstechnik, Vereinigte Fachverlage, Krauskopf-Ingenieur-Digest1987, S.270ff * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19646597A1 (de) * | 1996-11-12 | 1998-05-14 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Hydrodynamische Bremse |
DE19646597B4 (de) * | 1996-11-12 | 2005-11-24 | Zf Friedrichshafen Ag | Hydrodynamische Bremse |
DE19646597C5 (de) * | 1996-11-12 | 2012-10-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Hydrodynamische Bremse |
DE10155178A1 (de) * | 2001-11-12 | 2003-05-22 | Schenck Pegasus Gmbh | Hydraulische Bremse, insbesondere für Leistungsprüfstände |
DE10303414A1 (de) * | 2003-01-29 | 2004-08-12 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamische Maschine |
DE10303414B4 (de) * | 2003-01-29 | 2006-01-05 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamische Maschine |
WO2009013083A1 (de) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Hydrodynamischer retarder mit tangentialem zu- und abströmprinzip |
US8528709B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-09-10 | Voith Patent Gmbh | Hydrodynamic machine, especially hydrodynamic retarder |
EP2481943A1 (de) * | 2011-01-31 | 2012-08-01 | Voith Patent GmbH | Hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4446287C2 (de) | 1996-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3441877A1 (de) | Kraftuebertragungsaggregat zum antrieb einer drehzahlvariablen arbeitsmaschine | |
DE2017617A1 (de) | Vorrichtung zum Herabsetzen der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges | |
DE3230664A1 (de) | Torsionsschwingungsdaempfer mit axialer steuerblech-abstuetzung | |
DE4446287A1 (de) | Hydrodynamischer Retarder | |
DE19646597C5 (de) | Hydrodynamische Bremse | |
DE4420204A1 (de) | Hydrodynamischer Retarder | |
WO2010102692A1 (de) | Antriebsstrang mit einer auf der getriebeabtriebsseite angeordneten hydrodynamischen maschine | |
EP1762737A2 (de) | Hydrodynamische Kupplung | |
DE10338010B3 (de) | Hydrodynamischer Retarder | |
EP0078874A2 (de) | Winde für einen Personen- oder Lastenaufzug | |
DE2135268C3 (de) | Hydrodynamische Bremse | |
EP1159548B1 (de) | Hydrodynamischer retarder mit axial verschiebbarem rotor und rückstelleinrichtung | |
EP0066122A2 (de) | Differentialgetriebe | |
DE1530596A1 (de) | Dauerbremse fuer Fahrzeuge,insbesondere Kraftfahrzeuge | |
EP0641499B1 (de) | Elektrischer rotatorischer kraftfahrzeugs-antriebsmotor | |
DE8529980U1 (de) | Hydrodynamische Bremse | |
DE19922651A1 (de) | Radantrieb für ein Mobilfahrzeug | |
DE19807277B4 (de) | Hydrodynamische Maschine mit Schaufelrädern, die eine kegelstumpfförmige Lauffläche aufweisen | |
DE102014225558A1 (de) | Hydrodynamischer Retarder mit verstellbaren Segmenten | |
DE19835119C1 (de) | Hydrodynamische Maschine mit Brems- und Pumpfunktion | |
DE4306743A1 (de) | Antriebsanordnung für Nutzkraftfahrzeuge | |
DE2605800A1 (de) | Getriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge | |
DE2526663C2 (de) | Hydrodynamische Bremse | |
EP0372498B1 (de) | Drehmoment-Übertragungsgetriebe | |
DE2937564A1 (de) | Regler-antrieb fuer automatische getriebe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: VOITH TURBO GMBH & CO. KG, 89522 HEIDENHEIM, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |