EP3253631A1 - Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische maschine - Google Patents

Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische maschine

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EP3253631A1
EP3253631A1 EP16700837.4A EP16700837A EP3253631A1 EP 3253631 A1 EP3253631 A1 EP 3253631A1 EP 16700837 A EP16700837 A EP 16700837A EP 3253631 A1 EP3253631 A1 EP 3253631A1
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EP
European Patent Office
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working medium
working
space
container
line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16700837.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ravi Schade
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3253631A1 publication Critical patent/EP3253631A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B60T10/00—Control or regulation for continuous braking making use of fluid or powdered medium, e.g. for use when descending a long slope
    • B60T10/02—Control or regulation for continuous braking making use of fluid or powdered medium, e.g. for use when descending a long slope with hydrodynamic brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1485—Special measures for cooling or heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/041—Removal or measurement of solid or liquid contamination, e.g. filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/044—Removal or measurement of undissolved gas, e.g. de-aeration, venting or bleeding
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/715—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor having braking means

Definitions

  • the invention relates to a working medium circuit for a hydrodynamic machine, which is arranged in a drive train with a drive motor, as used in motor vehicles such. Buses and trucks is installed.
  • Such hydrodynamic machines in particular retarders, always have a working medium circuit in which the working medium can circulate.
  • the retarder comprises a stator and a rotor which form a toroidal working space.
  • the working medium circuit essentially comprises a working medium container, an inflow line, an emptying line and a cooler. Furthermore, means are provided by means of which for a first operating state, in particular braking operation, the working medium from the working fluid container can be brought into the working space, and for a second operating state, in particular non-braking operation, the working fluid from the working space can be brought back into the working fluid container.
  • a circulatory flow is formed in the working medium circuit, through which the working medium heated in the working space by the hydrodynamic flow is pumped to the cooler and from there back into the working space.
  • the venting of the hydrodynamic circuit takes place via a built-in working medium circuit ventilation and bleeding unit, which vent into the atmosphere.
  • the ventilation and venting is important in order to switch quickly from one operating state to the other and to prevent mixing of the air with the working fluid, which when switching the work space must either vented or vented.
  • To prevent the working medium enters the environment different means are known. Furthermore, to prevent the working fluid is contaminated, which the operational readiness is at least reduced.
  • the object of the invention is to propose a working medium circuit having an improved operational readiness.
  • the working medium circuit for a hydrodynamic machine which is arranged in a drive train with a drive motor, comprises at least one rotor and Statorschaufelrad, which are arranged in a common housing and together form a toroidal working space, which is used to turn on and off the hydrodynamic machine
  • Working medium can be filled and emptied, wherein the working medium circuit a working fluid container, an inflow line, an emptying line, a heat exchanger, and means by which for a first operating state, in particular the braking operation, the working medium from the working fluid container can be brought into the working space, and for a second operating state, in particular the non-braking operation, the working medium from the working space can be brought back into the working medium container, wherein the circulation of the working fluid is effected by the rotor blade wheel.
  • a vent line for ventilation of the working space via a vent line is at least indirectly connected to a non-pressurized space having a vent to the environment and in which can collect working fluid.
  • the working medium of the hydrodynamic machine may be oil and the space may be the oil reservoir of the drive motor or the transmission.
  • the ventilation of the working space is simplified. Thus, it can be provided to connect the ventilation of the working space with the air space of the transmission or drive motor and so to use the ventilation of the transmission or drive motor for the work space.
  • connection can be made internally via the retarder, transmission housing or combustion engine housing or via an external line.
  • This solution is conceivable both for retarders with a common oil budget with the gearbox or internal combustion engine, as well as for retarders with a separate oil sump or oil balance.
  • the oils used by transmission and retarder or internal combustion engine and retarder are chosen such that they are at least intermixable with each other.
  • the space can be connected, at least indirectly, to the working medium container via a compensation line. This way, the oil quantities of the two oil households can be balanced out via an internal duct or an external pipe.
  • the space is arranged at a geodetically higher level than the working fluid container and is connected to the working fluid container that the working fluid from this atmospherically connected container flows into the working fluid container by gravity, so that no separate pump is needed.
  • a valve can be arranged in the compensation line in order to be able to influence the inflow into the working medium container and to be able to separate this connection.
  • the means for switching the operating states comprises a pump.
  • the pump By means of the pump, once the working space can be filled with working fluid and on the other hand, the leakage losses occurring during braking operation can be compensated.
  • the pump has at least three control ranges, a first control range during filling of the hydrodynamic engine, a second control range during braking operation and a third in non-braking operation.
  • a filter may be connected upstream, so that it is always ensured that the oil quality required for the retarder operation is ensured.
  • the pump may be a retarder- or transmission-side positive displacement pump, by means of which both units are supplied with oil.
  • a switchable quick emptying line can be provided for quickly emptying the working space.
  • the space, the oil reservoir of the drive motor and the working medium container comprises and a common container is formed.
  • the pump can also be connected / connected to the oil circuit such that an oil flow is continuously pumped from the space of the drive motor or the transmission and / or working medium container through the heat exchanger of the retarder for cooling.
  • FIG. 2 shows an oil circuit with adjustable pump
  • Figure 3 shows an oil circuit with unregulated pump
  • Figure 1 shows a first embodiment of the invention, in which case an oil circuit is shown for a hydrodynamic machine with ventilation.
  • the hydrodynamic machine or the retarder each comprises a rotor and Statorschaufelrad 18,19, which are arranged in a common housing and together form a toroidal working space 2. For switching on and off, the retarder can be filled and emptied with working fluid.
  • the working medium circuit consists of a working medium container 5, an inflow line 13, an emptying line 14, a heat exchanger 6, and means 20, 1 1 by means of which for a first operating state, in particular the braking operation, the working medium from the working fluid container 5 in the working space 2 can be brought is, and for a second operating state, in particular the non-braking operation, the working medium from the working space 2 can be brought back into the working medium container 5, wherein the circulation of the working medium is effected by the rotor blade 18,
  • the retarder control means Compressed air 20 takes place, which acts on the working medium in the working medium container 5 and through which the working medium, via a riser 21, is pressed into the working space 2.
  • Fig. 1 can also be carried out without the valve unit (10), then the circuit takes place solely via the pressurizing device.
  • an oil separation device may be provided and finally the venting takes place via the venting valve 9.
  • an oil separation device Before or in the ventilation unit (9), an oil separation device can be placed or integrated.
  • a compensation line 8 is provided with a switching valve 7. It is advantageous if the space or at least the oil level of the room is arranged geodetically higher than the working fluid reservoir or its oil level, so that a leveling can be done without further aids.
  • an oil circuit section with a controllable pump 1 1 is shown.
  • a positive displacement pump 1 1 is used to fill the working space 2 and to provide a desired oil pressure in the working space 2, for setting and regulating the Retarderbremsmomentes.
  • the outlet of the positive displacement pump 1 1 is connected to the outlet channel 14 of the working medium circuit.
  • This connection causes a hydraulic pressure equilibrium to be established during operation between the outlet of the positive displacement pump 11 and the outlet of the hydrodynamic circuit.
  • the level in the hydrodynamic circuit is influenced and thus the retarder braking torque provided.
  • both a controllable and a non-controllable pump can be used.
  • a controllable pump has the advantage that in non-braking operation, the mechanical power consumption of the pump 1 1 can be reduced.
  • hydrodynamic oil retarders with common oil budget with the gearbox can be dispensed with gearboxes with their own pump 1 1 on the retardereigene or gearbox own positive displacement pump.
  • the one pump then takes over both the lubricating and cooling oil supply of the transmission as well as the provision of the working medium that is required for the braking operation in the working space 2.
  • FIG. 3 shows a further oil circuit with an unregulated pump, an additional switchable connecting line from the inflow line 13 into the working medium container 5 being provided for faster emptying of the working space. About this can be supported once emptying or a regulation of the degree of filling of the Retarderarbeitsraums 2 done.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine, die in einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor angeordnet ist, die zumindest je ein Rotor- und Statorschaufelrad (18,19) umfasst, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (2) bilden, der zum Ein- und Ausschalten der hydrodynamischen Maschine mit Arbeitsmedium füll- und entleerbar ist, wobei der Arbeitsmediumkreislauf einen Arbeitsmediumbehälter (5), eine Zuflussleitung (13), eine Entleerleitung (14), einen Wärmetauscher (6), sowie Mittel (20, 11), mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere den Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter (5) in den Arbeitsraum (2) bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere den Nicht-Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum (2) zurück in den Arbeitsmediumbehälter (5) bringbar ist, wobei der Umlauf der Arbeitsflüssigkeit durch das Rotorschaufelrad (18) bewirkt wird. Um eine verbesserte Betriebsbereitschaft zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass zur Be- und Entlüftung der Arbeitsraum (2) über eine Entlüftungsleitung (3) zumindest mittelbar mit einem Raum (4) verbunden ist, der eine Entlüftung (9) gegenüber der Umgebung aufweist und in dem sich Arbeitsmedium sammeln kann.

Description

Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine
Die Erfindung betrifft einen Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine, die in einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor angeordnet ist, wie sie in Kraftfahrzeugen wie z.B. Bussen und LKW verbaut wird. Derartige hydrodynamische Maschinen, insbesondere Retarder, weisen immer einen Arbeitsmediumkreislauf auf, in dem das Arbeitsmedium zirkulieren kann.
Dem Fachmann sind derartige Retarder in unterschiedlicher Ausführung bekannt. Im Wesentlichen umfasst der Retarder einen Stator und einen Rotor welche einen torusförmigen Arbeitsraum bilden. Der Arbeitsmediumkreislauf umfasst im Wesentlichen einen Arbeitsmediumbehälter, eine Zuflussleitung, eine Entleerleitung und einen Kühler. Weiterhin sind Mittel vorhanden, mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter in den Arbeitsraum bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere Nicht-Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum zurück in den Arbeitsmediumbehälter bringbar ist.
Im Bremsbetrieb selbst bildet sich im Arbeitsmediumkreislauf eine Kreislaufströmung aus, durch die das im Arbeitsraum durch die hydrodynamische Strömung erhitzte Arbeitsmedium zum Kühler und von dort zurück in den Arbeitsraum gepumpt wird.
Die Entlüftung des hydrodynamischen Kreislaufes erfolgt über eine im Arbeitsmediumkreislauf eingebaute Be- und Entlüftungseinheit, welche in die Atmosphäre entlüften. Insbesondere ist die Belüftung und Entlüftung wichtig, um schnell von einem Betriebszustand in den anderen schalten zu können und um ein vermischen der Luft mit dem Arbeitsmedium zu verhindern, wobei beim Schalten der Arbeitsraum entweder entlüftet oder belüftet werden muss. Zur Verhinderung das Arbeitsmedium in die Umgebung gelangt sind unterschiedliche Mittel bekannt. Weiterhin ist zu verhindern, dass das Arbeitsmedium verschmutzt wird, wodurch die Betriebsbereitschaft zumindest vermindert wird.
Als Arbeitsmedium für Retarder sind Öle oder wässrige Lösungen, insbesondere Kühlwasser aus dem Fahrzeugkühlkreislauf, bekannt. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen ist es erforderlich ein Austreten von Arbeitsmedium in die Umge- bung zu verhindern und die Wechselintervalle für das Arbeitsmedium zu verlängern.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Arbeitsmediumkreislauf vorzuschlagen, der eine verbesserte Betriebsbereitschaft aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Lösungsvarianten sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen beschrieben.
Der Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine, die in einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor angeordnet ist, umfasst zumindest je ein Rotor- und Statorschaufelrad, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden, der zum Ein- und Ausschalten der hydrodynamischen Maschine mit Arbeitsmedium füll- und entleerbar ist, wobei der Arbeitsmediumkreislauf einen Arbeitsmediumbehälter, eine Zuflussleitung, eine Entleerleitung, einen Wärmetauscher, sowie Mittel, mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere den Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter in den Arbeitsraum bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere den Nicht-Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum zurück in den Arbeitsmediumbehälter bringbar ist, wobei der Umlauf der Arbeitsflüssigkeit durch das Rotorschaufelrad bewirkt wird.
Weiterhin ist vorgesehen, dass zur Be- und Entlüftung der Arbeitsraum über eine Entlüftungsleitung zumindest mittelbar mit einem drucklosen Raum verbunden ist, der eine Entlüftung gegenüber der Umgebung aufweist und in dem sich Arbeitsmedium sammeln kann. Des Weiteren kann das Arbeitsmedium der hydrodynamischen Maschine Öl sein und der Raum kann der Ölbehälter des Antriebsmotors oder des Getriebes sein. Die Be- und Entlüftung des Arbeitsraums wird dadurch vereinfacht. So kann vorgesehen sein, die Be- und Entlüftung des Arbeitsraumes mit dem Luftraum des Getriebes oder Antriebsmotors zu verbinden und so die Be- und Entlüftungseinrichtung des Getriebes oder Antriebsmotors auch für den Arbeitsraum zu nutzen.
Dabei kann die Verbindung intern über das Retarder-, Getriebegehäuse bzw. Verbrennungsmotorgehäuse oder über eine externe Leitung erfolgen. Diese Lösung ist sowohl für Retarder mit einem gemeinsamen Ölhaushalt mit dem Getriebe oder Verbrennungsmotor denkbar, als auch für Retarder mit einem separaten Ölsumpf oder Ölhaushalt. Dabei sind die eingesetzten Öle von Getriebe und Retarder bzw. Verbrennungsmotor und Retarder derart gewählt, dass diese zumindest miteinander vermischbar sind.
Des Weiteren kann bei der Ausführungsvariante mit separatem Ölsumpf des Retarders, der Raum zumindest mittelbar über eine Ausgleichsleitung mit dem Arbeitsmediumbehälter verbunden sein. So können die Ölmengen der beiden Ölhaushalte über einen internen Kanal oder einer externen Leitung miteinander ausgeglichen werden.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Raum auf einem geodätisch höherem Niveau angeordnet ist als der Arbeitsmediumbehälter und derart mit dem Arbeitsmediumbehälter verbunden ist, dass das Arbeitsmedium aus diesem atmosphärisch verbundenen Behälter in den Arbeitsmediumbehälter schwerkraftbedingt abfließt, so dass keine separate Pumpe benötigt wird.
Weiterhin kann in der Ausgleichsleitung ein Ventil angeordnet sein, um den Zufluss in den Arbeitsmediumbehälter beeinflussen zu können und um diese Verbindung trennen zu können.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass das Mittel zum Schalten der Betriebszu- stände eine Pumpe umfasst. Mittels der Pumpe kann einmal der Arbeitsraum mit Arbeitsmedium befüllt werden und andererseits die im Bremsbetrieb auftretenden Leckageverluste ausgeglichen werden. In einer bevorzugten Ausführung weist die Pumpe zumindest drei Regelbereiche auf, einen ersten Regelbereich während des Befüllens der hydrodynamischen Maschine, einen zweiten Regelbereich während des Bremsbetriebs und einen dritten im Nicht-Bremsbetrieb. Weiterhin kann in einer Ausführung der Pumpe ein Filter vorgeschaltet sein, so dass immer sichergestellt ist, dass die für den Retarderbetrieb erforderliche Ölqualität gewährleistet ist.
Weiterhin kann bei hydrodynamischen Öl-Retardern mit gemeinsamen Ölhaushalt mit dem Getriebe, die Pumpe eine retarder- oder getriebeseitige Verdrängerpumpe sein, mittels der beide Aggregate mit Öl versorgt werden.
Weiterhin kann zur Schnellentleerung des Arbeitsraums eine schaltbare Schnel- lentleerungsleitung vorgesehen sein.
Zudem ist auch eine Variante denkbar, bei der der Raum, den Ölbehälter des Antriebsmotors und den Arbeitsmediumbehälter umfasst und ein gemeinsamer Behälter gebildet wird.
Die Pumpe kann im Nicht-Bremsbetrieb des Retarders auch derartig mit dem Ölkreislauf verbunden/verschaltet sein, dass zur Kühlung kontinuierlich ein Ölstrom vom Raum des Antriebsmotors oder des Getriebes und/oder Arbeitsmedi- umbehälters durch den Wärmetauscher des Retarders gepumpt wird. Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Arbeitsmediumkreislaufs und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.
In diesen zeigen: Figur 1 ein Ölkreislauf für eine hydrodynamische Maschine mit Entlüftung
Figur 2 ein Ölkreislauf mit regelbarer Pumpe
Figur 3 ein Ölkreislauf mit ungeregelter Pumpe Figur 1 zeigt eine erste Ausführung der Erfindung, wobei hier ein Ölkreislauf für eine hydrodynamische Maschine mit Entlüftung dargestellt ist. Die hydrodynamische Maschine bzw. der Retarder umfasst je ein Rotor- und Statorschaufelrad 18,19, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 2 bilden. Zum Ein- und Ausschalten ist der Retarder mit Arbeitsmedium füll- und entleerbar.
Der Arbeitsmediumkreislauf besteht aus einem Arbeitsmediumbehälter 5, einer Zuflussleitung 13, einer Entleerleitung 14, einem Wärmetauscher 6, sowie Mitteln 20, 1 1 mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere den Brems- betrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter 5 in den Arbeitsraum 2 bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere dem Nicht- Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 2 zurück in den Arbeitsmediumbehälter 5 bringbar ist, wobei der Umlauf der Arbeitsmediums durch das Rotorschaufelrad 18 bewirkt wird, In dieser Ausführung ist vorgesehen, dass die Retarderregelung mittels Druckluft 20 erfolgt, die auf das Arbeitmedium im Arbeitsmediumbehälter 5 wirkt und durch die das Arbeitsmedium, über eine Steigleitung 21 , in den Arbeitsraum 2 gedrückt wird.
Über die Schaltstellung der Ventile der Ventileinheit 10 werden die Leitungen für den Befüll-, den Bremsbetrieb oder Entleerbetrieb geschaltet. So erfolgt der Umlauf im Bremsbetrieb über die Zuflussleitung 13 und die Entleerleitung 14 über den Wärmetauscher 6 und den Arbeitsraum 2.
Alternativ kann die in Fig. 1 dargestellte Ausführung auch ohne die Ventileinheit (10) ausgeführt werden, dann erfolgt die Schaltung allein über die Druckbeaufschlagungsvorrichtung. Die Entlüftung des Arbeitsraums 2 erfolgt über die Entlüftungsleitung 3, über die eine Verbindung vom Zentrum des Arbeitsraumquerschnittes 2 in den Raum 4 hergestellt wird. Im Raum 4 kann eine Olabscheidevorrichtung vorgesehen sein und die Entlüftung erfolgt schließlich über das Entlüftungsventil 9.
Vor oder in der Be- und Entlüftungseinheit (9) kann eine Olabscheidevorrichtung platziert bzw. integriert sein. Zum Ausgleich von Ölverlusten, die über die Entlüftungsleitung in den Raum 4 gelangen ist eine Ausgleichsleitung 8 mit einem Schaltventil 7 vorgesehen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Raum oder zumindest der Ölspiegel des Raums geodätisch höher angeordnet ist, als der Arbeitsmediumspeicher bzw. dessen Ölspiegel, so dass ein Niveauausgleich ohne weitere Hilfsmittel erfolgen kann.
In Fig 2 ist ein Ölkreislaufausschnitt mit einer regelbaren Pumpe 1 1 dargestellt. Bei hydrodynamischen Öl-Retardern mit eigenem Ölhaushalt wird eine Verdrängerpumpe 1 1 zur Befüllung des Arbeitsraumes 2 und zur Bereitstellung eines gewünschten Öldruckes im Arbeitsraum 2 eingesetzt, zum Einstellen und Regeln des Retarderbremsmomentes.
Dazu wird der Auslass der Verdrängerpumpe 1 1 mit dem Auslasskanal 14 des Arbeitsmediumkreislaufes verbunden. Durch diese Verbindung wird bewirkt, dass sich im Betrieb zwischen dem Auslass der Verdrängerpumpe 1 1 und dem Auslass des hydrodynamischen Kreislaufes ein hydraulisches Druckgleichgewicht einstellt. Dadurch wird der Füllstand im hydrodynamischen Kreislauf beeinflußt und damit das bereitgestellte Retarder-Bremsmoment.
Als Verdrängerpumpe kann sowohl eine regelbare wie auch eine nicht regelbare Pumpe eingesetzt werden. Eine regelbare Pumpe hat den Vorteil, dass im Nicht- bremsbetrieb die mechanische Leistungsaufnahme der Pumpe 1 1 reduziert werden kann.
Bei hydrodynamischen Öl-Retardern mit gemeinsamen Ölhaushalt mit dem Getriebe, kann bei Getrieben mit eigener Pumpe 1 1 auf die retardereigene oder getriebeeigene Verdrängerpumpe verzichtet werden. Die eine Pumpe übernimmt dann sowohl die Schmier- und Kühlölversorgung des Getriebes wie auch die Bereitstellung des Arbeitsmediums das für den Bremsbetrieb im Arbeitsraum 2 benötigt wird.
Zur Kühlung ist ein Wärmetauscher 6 in den Arbeitsmediumkreislauf eingebaut, wobei der Wärmetauscher 6 auch zur Kühlung des gemeinsamen Olhaushaltes verwendet werden kann. Figur 3 zeigt einen weiteren Ölkreislauf mit ungeregelter Pumpe, wobei zur schnelleren Entleerung des Arbeitsraums eine zusätzliche schaltbare Verbindungsleitung von der Zuflussleitung 13 in den Arbeitsmediumbehalter 5 vorgesehen ist. Über diese kann einmal die Entleerung unterstützt werden oder eine Regelung des Füllgrades des Retarderarbeitsraums 2 erfolgen.
Bezuqszeichenliste
1 Retarder
2 Arbeitsraum
3 Be- und Entlüftungsleitung
4 Ölbehälter Antriebsmotor oder Getrieb
5 Arbeitsmediumspeicher
6 Wärmetauscher
7 Ölausgleichsventil
8 Ausgleichsleitung
9 Be- und Entlüftung
10 Ventile
1 1 Pumpe
13 Zuflussleitung
14 Entleerleitung
15 Filter
16 Schaltventil für Kühlung im Nicht-Bremsbetrieb
17 Rückflussleitung
18 Rotor
19 Stator
20 Druckbeaufschlagungsvorrichtung
21 Steigkanal

Claims

Patentansprüche
1 . Arbeitsmediunnkreislauf für eine hydrodynamische Maschine, die in einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor angeordnet ist, die zumindest je ein Rotor- und Statorschaufelrad (18,19) umfasst, die in einem gemeinsamen Ge- häuse angeordnet sind und miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (2) bilden, der zum Ein- und Ausschalten der hydrodynamischen Maschine mit Arbeitsmedium füll- und entleerbar ist, wobei der Arbeitsmediumkreislauf einen Arbeitsmediumbehälter (5), eine Zuflussleitung (13), eine Entleerleitung (14), einen Wärmetauscher (6), sowie Mittel (20, 1 1 ) , mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere den Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter (5) in den Arbeitsraum (2) bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere den Nicht-Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum (2) zurück in den Arbeitsmediumbehälter (5) bringbar ist, wobei der Umlauf der Arbeitsflüssigkeit durch das Rotorschaufel- rad (18) bewirkt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Be- und Entlüftung der Arbeitsraum (2) über eine Entlüftungsleitung (3) zumindest mittelbar mit einem drucklosen Raum (4) verbunden ist, der eine Entlüftung (9) gegenüber der Umgebung aufweist und in dem sich Ar- beitsmedium sammeln kann.
2. Arbeitsmediumkreislauf nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Arbeitsmedium der hydrodynamischen Maschine Öl ist und der Raum (4) der Ölbehälter des Antriebsmotors oder der Ölbehälter des Getrie- bes ist.
3. Arbeitsmediumkreislauf nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Raum (4) zumindest mittelbar über eine Ausgleichsleitung (8) mit dem Arbeitsmediumbehälter (5) verbunden ist.
4. Arbeitsmediumkreislauf nach Anspruch 1 ,
daduch gekennzeichnet,
dass der Raum (4) auf einem geodätisch höherem Niveau angeordnet ist als der Arbeitsmediumbehalter (5) und derart mit dem Arbeitsmediumbehalter (5) verbunden, dass das Arbeitsmedium aus diesem atmosphärisch verbundenen Behälter in den Arbeitsmediumbehälter (5) bis zu einem definierten Öl- niveau schwerkraftbedingt abfließt.
5. Arbeitsmediumkreislauf nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Ausgleichsleitung (8) ein Ventil (7) angeordnet ist.
6. Arbeitsmediumspeicher nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (1 1 ) eine Pumpe umfassen.
7. Arbeitsmediumkreislauf nach Anspruch 6,
daduch gekennzeichnet,
dass die Pumpe (1 1 ) zumindest drei Betriebszustände aufweist, in dem die Pumpenleistung eines ersten Betriebszustandes während des Befüllens der hydrodynamischen Maschine, eines zweiten Betriebszustandes während des Bremsbetriebs angepasst werden kann und eines weiteren Betriebszustandes während des Nicht-Bremsbetriebs.
8. Arbeitsmediumkreislauf nach Anspruch 6,
daduch gekennzeichnet,
dass der Pumpe (1 1 ) ein Filter (15) vorgeschaltet ist.
9. Arbeitsmediumkreislauf nach Anspruch 6,
daduch gekennzeichnet,
dass zur Schnellentleerung des Arbeitsraums (2) eine schaltbare Schnellent- leerungsleitung vorgesehen ist.
10. Arbeitsmediumspeicher nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Raum (4), der Ölbehälter des Antriebsmotors und der Arbeitsmedi- umbehälter (5), von einem gemeinsamen Behälter gebildet werden.
EP16700837.4A 2015-02-04 2016-01-18 Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische maschine Withdrawn EP3253631A1 (de)

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DE102015201910.1A DE102015201910A1 (de) 2015-02-04 2015-02-04 Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine
PCT/EP2016/050870 WO2016124380A1 (de) 2015-02-04 2016-01-18 Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische maschine

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