JP4115937B2

JP4115937B2 - 流体式リターダの排出を促進する方法および流体式リターダ

Info

Publication number: JP4115937B2
Application number: JP2003514143A
Authority: JP
Inventors: カイ・カモッサ; アッヒム・ネハー; カール・モンドルフ; ディーテル・ラウクマン; ヴェルナー・アダムス
Original assignee: ヴォイス・ターボ・ゲーエムベーハー・ウント・コ・カーゲー
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2022-07-08
Also published as: WO2003008832A1; US20040238301A1; ATE339631T1; JP2004535537A; EP1404986A1; DE10133342A1; DE50208150D1; EP1404986B1

Description

本発明は、流体式リターダの作動室の排出を促進する方法、特に請求項1の前文に記載の特徴を有する方法、および流体式リターダに関する。

流体式リターダは、たとえば非特許文献１または非特許文献２から公知であり、それらの開示内容は全て本出願明細書に組み込まれている。このようなリターダは、特に自動車または動作が大きく変化する装置に適用される場合、作動流体を有する羽根付きの作動循環系を充填したり排出したりすることによって、スイッチオンおよびスイッチオフがなされる。排出は、ロータの羽根の回転のポンプ作用に基づいて、作動室への作動媒体の供給を遮断することによって行われる。しかし、この方法の重大な欠点は、ロータの回転速度に依存していることで、リターダの作動室が一つには制動後に完全には排出されないこと、およびさらに排出が充分に迅速には行われないことにある。したがって、リターダをスイッチオフした場合でも、たとえば循環する残留オイル量によって残留モーメントが存在することがある。残留モーメントに起因する制動モーメントはきわめて僅かではあるが、回転速度が高い場合には著しい障害になり、リターダが許容できないほど高温まで加熱されることがある。通気損を避けるために、既に一連の解決方法が知られている。それには特に、ステータボルトを使用すること、ならびに循環系統を完全に真空にする可能性が含まれる。その上、特許文献１から、回転速度が低い場合、ブレーキの非作動中にリターダの作動室が充填されることを防止するため、吐出口と吐出弁との間の空間が意図的に排出される流体式リターダが公知である。これは、この空間に圧力パルスを印加することによって実現される。もちろん、この方法は、排出が行われた後の通気損に影響する役割しか果たさず、本来の排出プロセス時間への影響はない。
VDI Handbuch Getriebetechnik II,VDI-Richtlinien VDI 2153,Hydrodynamische Leistungsubertragung Begriffe-Bauformen-Wirkungsweisen, Kapitel 7,Bremsen Dubbel,Taschenbuch fur den Maschinebbau,18.Aufgabe,Seiten R49 bis R53 ドイツ特許明細書第198 60 706 A1号

したがって本発明の課題は、リターダの回転速度に関わらず、常に流体式リターダの作動室の、できる限りの迅速な排出、または制動モーメントを所望のとおり低減して部分的な排出が達成される装置を提供することにある。

本発明による解決方法の特徴は、請求項1および請求項18の特徴部分にある。有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

本発明によって、ロータとステータとの間に形成されている流体式リターダの作動室からの作動媒体の排出の促進は、好ましくは加圧された気体状媒体の取込みによって、あるいは条件付きで、排出中のロータの回転または吐出弁の開放により調整される、排出プロセス中の作動室内での変速作用によって達成される。これと共に容積押し退けに基づいて、作動室内に存在する作動媒体に圧力が加わり、それによって体積流れが作動媒体吐出口を通って拡大される。

したがって本発明の解決方法では、低減された制動モーメントの調整、または流体式リターダの作動停止までの時間が大幅に短縮される。したがって、このプロセスに左右される他の系統、特にアンチスキッドシステムは最適な動作が可能である。

その際に、回転に起因する出力作用を利用し尽くすことができるので、排出プロセスが促進される。加圧による取込み、すなわち準押し込みは、排出プロセスの促進の他に、適正な、または所望の排出レベルの達成にも役立つ。

その際、作動室内への加圧された気体状媒体の取込みは、排出プロセスの開始と同時に、またはそれからやや遅延して行われる。排出プロセス中の時間は、開始から完全な排出の達成まで、または規定された僅かな充填度に達するまでである。その際、排出プロセスの開始は、たとえば、制動モーメントを減少させるための、またはリターダの動作を停止させるためのドライバーによる要望信号の送出、または自動車ガイド用コンピュータの要請によって特徴付けられる。これらの信号の制御装置内での適宜な処理時間を考慮に入れる必要がある。

気体状媒体としては、まず空気が使用され、自動車または固定装置の駆動系統にリターダを搭載する場合は他の系統からの空気が利用される。その際、一つには、制御機能、特に弁制御からの排気が使用される。

気体状媒体は圧力緩和状態にあり、作動室内への取込み前に初めて、たとえば圧縮機内で圧縮される。特に有利な実施形態では、気体状媒体は、前記流体式リターダが搭載されている駆動系統の調整装置またはその他の系統の空気圧制御の廃産物として、既に圧縮された状態で存在する。この場合は、追加の圧力ガス発生器またはタンクは装備されない。この系統内に存在する構成部品が使用される。

本発明の他の態様では、取込みおよびその際に生ずる押し退け作用を制御可能である。そうするために、加圧された気体状媒体を、圧力の高さおよび/または量に関して変更可能である。加圧された気体状媒体の作動室内への取込みは、好ましくはパルス式で、ただし少なくとも一つのパルスで行われる。

特に有利な実施形態では、気体状媒体の取込みは、製造コストを低減するために、リターダの作動室への既存の管路および開口部を介して行われる。その際、取込みは、
a)作動室内への作動媒体取入口を介して、
b)羽根底内に、また羽根底から前記羽根車の外側に向かって室内につながっているステータおよび/またはロータの羽根内に少なくとも一つの通気管を備えたリターダの実施形態の場合は、この通気管を経て行われる。

作動媒体吐出口の下流側に接続され、吐出弁が連結されている吐出室の前方にある拡張された作動室を有するリターダの実施形態の場合は、加圧された作動室内に取込まれる気体状媒体は、そのパラメータである濃度、圧力、および/または温度、および/または容積に関して、吐出室内に存在する作動媒体の容積押し退けが少なくとも部分的に、好ましくは完全に達成されるような特性がある。

装置に関して、流体式リターダは、リターダハウジングと、作動室を協同で形成するステータおよびロータと、作動室への少なくとも一つの作動媒体取入口および作動室からの作動媒体吐出口とを有している。本発明では、加圧された気体状媒体を作動室内に送込み、または取込む手段を備えている。この手段は、媒体供給源を作動室内の気体状媒体のための取入口と連結する少なくとも一つの連結管を含んでいる。

加圧された気体状媒体を作動室内に送込み、または取込む手段は圧力ガス発生手段を含み、場合によっては圧縮された気体状媒体用のタンクと、圧力ガス発生手段、または気体状媒体の取入口を有するタンクを作動室と連結可能である少なくとも一つの連結管とを含んでいる。圧力ガスの給送は自給自足式に行うことができる。その場合は、圧力ガス発生手段は少なくとも一つの圧縮機を含み、圧縮された気体状媒体用のタンクは圧力媒体容器として構成される。その際に、通常、連結管にはタンクと作動室との間の連結を制御する手段が備えられる。

他の系統またはリターダ自体の排気を活用する場合は、圧力発生手段自体はそれ自体によって、特にその調整装置、例えば空気圧制御の調整装置または弁装置によって形成され、圧縮された排気形態のその廃産物は、圧縮された気体状媒体を構成する。この場合は別個のタンクは不要であり、適宜な連結管を備えるだけでよい。

気体状媒体の取入口として、たとえば作動媒体取入口、または個々の羽根車の羽根内に配置された、いずれにせよプロファイル通気のために存在する管路のような、既存の部材または管路を利用できれば特に有利である。この場合は、対応する取入口もしくはプロファイル通気管の機能を割当てる手段を備えるだけでよい。

気体状媒体の取入口が作動媒体取入口から形成されている場合は、作動媒体取入口と連結された導管を、作動媒体を移送する導管、または加圧された気体状媒体を作動室に取込むための手段と選択的に連結する手段が備えられる。これは最も簡単な場合には、作動媒体取入口と結合された導管と、前記導管と連結され、少なくとも二つの切換え位置、すなわち第1切換え位置および第2切換え位置を有する弁装置とを備え、第2切換え位置では作動媒体取入口への作動媒体の給送は遮断される。そこで連結管は、前記連結管と連結された弁装置と作動媒体取入口との間で、作動媒体取入口と連結された導管と連結される。

他の可能性は、連結管を取入管に連結し、取入管を経た作動媒体の給送を作動媒体給送装置内の連結管と取入管の分岐部で遮断することである。

通気管を経て圧力媒体が流入させられる場合、通気管には、気体状媒体の通気管、または取入口としての機能を制御する手段が備えられる。この機能は最も簡単な場合は、通気管と連結された通気系統の導管、および通気管と連結された導管、または加圧された気体状媒体を作動室内に取込む手段と選択的に連結する手段とによって実現され、通気管と連結された導管には少なくとも二つの切換え位置、すなわち第1切換え位置および第2切換え位置を有する弁装置が備えられ、第2切換え位置では通気管は遮断される。そこで連結管は、前記連結管と連結された弁装置と通気管との間の通気管の始端で通気管と連結された導管と連結される。

本発明による解決方法はさらに、ブレーキが非作動状態にある作動室、および場合によってはこの作動室の下流側に配置された吐出室内の拡張された作動室内の出力損を最小限にするために最適な充填度に調整する手段を有する流体式リターダの実施形態の場合は少なくとも部分的な排出のために、およびほぼ完全な排出のために使用することができる。さらに、最適な充填度を調整する手段は拡張された作動室がある実施形態の場合は、測地学的に高くされた位置に配置され、かつ/または拡張された作動室がない実施形態の場合は、半径方向内側にあり、したがって遠心力に抗して作動室内に配置されている作動媒体吐出口を含んでいることで、制動装置が排出されている場合は所定の最適な充填度になると作動流体がもはや作動室内から流出することがでない。その際に、最適な充填度を調整するための吐出管を高さhの位置に水平に配置することができるので、リターダは完全には排出されず、非制動状態でも常に一定量のリターダ作動流体がリターダ内に残される。吐出管を高さhの位置に水平に配置する実施形態の代替として、吐出口を作動室または拡張された作動室内の高さhの位置に垂直に届く管としてもよい。この場合、本発明による解決方法は、作動室からの吐出口、または拡張された作動室がある実施形態の場合はその作動室からの吐出口と吐出弁との間の空間を意図的に排出して、回転速度が低い場合、ブレーキの非作動中にリターダの作動室が充填されることを防止し、また回転速度が高い場合は極めて少ない出力損を達成するために利用される。

次に、本発明の解決方法について図面を参照して説明する。

図1には、本発明による解決方法の第1実施形態をきわめて簡略化した断面図が示されている。流体式リターダ1は、リターダハウジング2と、ステータ3と、ロータ4とを含んでいる。ステータ3とロータ4とは、トーラス状になった作動室5を形成している。流体式リターダ1の動作中、作動室内では制動モーメントを発生させる目的で作動媒体が循環させられる。そのため、ステータ3はハウジングまたは所定位置に固定されている。ロータ4は回転可能に支承され、回転する推進部材または駆動部材と回動自在に結合されている。制動モーメントを発生させるには、通常はオイルである作動媒体を作動室5内に取込む必要がある。これは、作動室5への少なくとも一つの作動媒体取入口6を経て行われる。制動モーメントの低減は、トーラス状の作動室からの部分的な排出により行われ、これは、トーラス状作動室5からの排出による非ブレーキ作動状態への過渡状態である。そのために流体式リターダ1は、トーラス状作動室5からの少なくとも一つの作動媒体吐出口7を備えている。作動媒体取入口は、通常はロータ4に設けられ、一方、作動媒体吐出口7はステータ3に設けられる。図示した例では、取入口6はステータ3に設けられている。その場合、作動媒体取入口6または作動媒体吐出口7が、ロータ3またはステータ4の羽根10または羽根11の羽根底8または羽根底9内の、羽根10または羽根11がない領域に設けられるか、羽根10，11の少なくとも一つのブレード内部に設けられるかは重要ではない。その際の作動媒体取入口6または作動媒体吐出口7の具体的な実施形態は当業者の裁量による。図示した例では、ブレーキのために制御空気が弁装置36を経て作動媒体45の表面に案内され、この作動媒体は取込み管46と取入管15とを経て、リターダの作動室5内で圧縮される。この作動媒体は、ロータのポンプ作用によって再び作動媒体吐出口7と、拡張された作動室65と、戻り管37と、熱交換器38とを経て分岐部47へと案内され、それによってブレーキ−冷却−循環系統が完結し、分岐部47にかかる圧力とロータのポンプ作用とが保持される。作動媒体の置換とリターダの制動モーメントとは、基本的に制御空気の圧力によって左右される。

流体式リターダ1を作動停止させるには、すなわち制動プロセスを所望のとおり終了するには、流体式リターダ1をスイッチオフするために作動媒体45の表面への制御圧を解除して、作動媒体取入口6を経た作動媒体の作動室5への流入が遮断される。戻り管37と熱交換器38とを経て分岐部47に達した作動媒体は、取込み管46を経て分岐部47にかかる圧力がそれ以上ないので、基本的に、もはや取入管15を経てリターダには流入せず、取込み管を経て作動媒体タンク39内に流入する。作動室5内にある作動循環系は、ロータの回転によるポンプ作用によって、自動的に戻り管37を経て作動媒体タンク39内へと排出される。このことは、流体式リターダ1によってもたらされる制動モーメントの所望の低減の場合にも同様に当てはまる。しかし、より重要であるのは、低減された制動モーメントの調整、または流体式リターダ1の完全な作動停止までの時間であり、たとえばアンチスキッドシステムのような別の系統の最適な動作状態を保証するために、この時間はできるだけ短縮される必要がある。制動モーメントの低減または流体式リターダ1の作動停止の際の排出プロセスを促進するために、本発明では気体状媒体が作動室5内に押し込まれる。すなわち、加圧された気体状媒体が作動室5内に取込まれる。これによって作動室内での容積押し退けが可能になり、それによって作動媒体の、作動室5から作動媒体吐出口7への移動が促進される。この目的のため、好ましくは加圧された気体状媒体を作動室5内に送込み、または取込むための手段12が設けられ、これは12で示され、気体状媒体の供給源と、作動室5、特に気体状媒体の取入口17との接続を可能にする少なくとも一つの連結管13とを含んでいる。加圧された気体状媒体を作動室5内に送込み、もしくは取込むための手段12は多様に実施することができる。これは基本的に、気体状媒体がどの供給源から供給されるかによって左右される。その可能性については、図4aおよび図4bに、より詳細に記載されている。気体状媒体として好ましくは空気が使用される。

図1に示した第1実施形態では、加圧された気体状媒体を作動室5、特に気体状媒体の供給源に取込むための手段12が、連結管13を介して作動媒体取入口6と連結されており、それによって、この取入口は気体状媒体の取入口17として機能する。そのために作動媒体取入口6を、作動媒体を給送する取入管15と、加圧された気体状媒体を作動室5内に取込むための手段12とに選択的に接続する手段14が設けられている。選択的な接続のためのこの手段14は、最も簡単な場合は、流路弁形式の弁装置16を含んでおり、図示した例では、この機能は吐出位置にある弁装置36に委ねられている。その際に、連結管13は作動媒体取入口6と直に接続されてもよく、あるいは作動媒体の一部を給送する取入管に接続されてもよい。このことは、作動媒体を給送する取入管の一部もしくは気体状媒体を給送するための取入室も共用できることを意味している。しかし、その場合は、この領域を、気体状媒体を給送するために耐圧構造とする必要がある。

図1に示された実施形態では、この場合、好ましくは空気の形態の加圧された気体状媒体の作動室5への取込みが、通常は制動モーメントを発生させるために流体式リターダ1を作動させる場合に、リターダ1の充填に必要な作動媒体取入口6を介して行われることだけが重要である。したがって、この場合には、この動作状態では使用されない既存の給送管路を利用することが可能となる。その際に、取入口またはトーラス状作動室5への作動媒体取入口自体をどのような形態とするかは重要ではなく、特に図1に概略的に示すように、これが羽根底8および羽根底9内に配置されるか、ロータ4の羽根11内に配置されるかは重要ではない。

これに対して図2は、図1に示されている解決方法を補足して、またはその代替として使用できる、本発明による解決方法を変更する別の実施形態を開示している。流体式リターダ1の基本構造は、図1に示されたものと対応している。したがって、同一の部品には同一の参照符号が用いられている。この場合も流体式リターダ1.2は、作動室5.2を協同で形成するステータ3.2およびロータ4.2を含んでいる。作動室5.2には、少なくとも一つの作動媒体取入口6.2と作動媒体吐出口7.2とが連結されている。この場合も、加圧された気体状媒体を作動室5.2内に取込む手段12.2は、作動室5.2内の気体状媒体のための取入口17.2を経て接続されている。この場合、図1に示された実施形態とは異なり、気体状媒体用の取入口17.2は、作動室5.2から排出する目的のために作動室5.2を外側の空間、例えばリターダハウジング2内の空間と連結する開口部もしくは管路18によって形成されている。図示した例では、そのためにステータ3.2の羽根10.2は、コア室21、すなわち作動室5.2の内室22をリターダハウジング2.2内の空間と連結する通気管20を支持する少なくとも一つの通気羽根19を備えている。その場合、通気管(単数)20もしくは通気管(複数)20.1〜20.nは、それぞれ通気羽根19の羽根端部から羽根底8.2まで、またステータ3.2の壁23を貫いて延在している。その場合、加圧された気体状媒体を作動室5内に取込む手段12は、リターダハウジング2内に一体形成することができる。自動車に適用する場合に、いずれにせよ存在する圧力媒体源を活用すれば、前記手段は好ましくはリターダハウジング2の外側に位置させられるが、流体式リターダ1と耐圧性に連結される。この場合も、流体式リターダ1のいずれにせよ存在する部品および管路が利用されるが、これらは低減された制動モーメントを実現するための条件としての作動室5.2の部分的な排出のための、もしくは作動室5.2の排出のための動作状態では、別の用途には使用されない。なぜならば、これらの管路および空間、この場合は充填プロセス中のプロファイル通気のための管路は、それぞれ別の動作状態で使用され、したがって動作状態でのさまざまな利用の競合は生じないからである。管路20を手段12と接続するため、通気管(単数)20または通気管(複数)を逃がし室41、たとえばリターダハウジング2.2内の空間、またはその外部の空間と選択的に接続する手段40が設けられている。これらは、最も簡単な場合は弁装置42として構成される。

したがって、図1および図2に示されている双方の解決方法は、特に有利な解決方法を提示するものである。しかし、図3に示すように、加圧された気体状媒体を作動室5.3内に取込む手段12.3を、気体状媒体の別個の取入口17.3を経て、作動室5.3と接続することも考えられる。この場合には、気体状媒体を供給するために別個の導管連結部品が設けられ、これは図1および図2に示すような個々の導管部品に機能を割当てる手段は必要ない。特に図2に示された解決方法の場合も、プロファイル通気系統の導管連結部だけが使用され、加圧された気体状媒体を作動室5内に取込む手段12を通気羽根19内の開口部または管路18に接続するために、導管連結部またはその一部の利用を制御するための、たとえば弁装置40の形式の手段24が設けられている。

図4aおよび図4bは、加圧された気体状媒体を作動室5内に取込む手段12.4aもしくは12.4bの二つの可能な実施形態を、きわめて簡略化して概略的に示している。この場合は、気体状媒体の供給源は、それぞれ連結管13.4aおよび13.4bを経て作動室5.4a、もしくは5.4b内への気体状媒体の取入口17.4aもしくは取入口17.4bと接続されている。この場合、連結管という概念は、導管だけを意味するものとして理解されるべきではなく、固定部品内に案内されている管路、導管連結部と管路の組合せ、すなわち手段12.4および12.4bと取入口17.4aもしくは17.4bとの接続だけを意味するものである。

図4aに示されている可能性の場合、好ましくは加圧された気体状媒体を作動室5.4aに取込む手段(12.4a)は、連結管13.4aを介して取入口17.4aと接続されている空気室25の形態のタンク形式の供給源を含んでいる。加圧された気体状媒体を得るために圧縮装置26が設けられている。その場合、空気室は自動車の圧縮空気タンクでもよく、あるいは加圧された空気が給送される別個の部品でもよい。この場合、給送される空気は、制御機能と弁機能を実現するのに必要な排気でよい。しかし、これは中間タンクなしで直接作動室に送られるようにすることもできる。

手段12.4bの実施形態の別の可能性が図4bに示されている。これは圧力パルスを発生する手段27を含んでいる。圧力パルス発生手段27は、圧力を加えるピストン29を備えた圧力パルスシリンダ28を含んでいる。圧力パルスシリンダの適切な位置、および適切な構造、特に長さと直径の比率によってピストンを省くこともできる。パルスシリンダの役割は、体積容量パルスを作動室5.4bにもたらすことである。圧力パルスが印加されると、この場合はオイルである作動媒体が作動媒体吐出口7.4bを経て排出される。パルスシリンダ28の作動に必要な、圧力タンク形式の機械状の媒体の供給源への空気接続30は、この場合は導管31によってのみ暗示されている。この場合も圧力タンクは、いずれにせよ自動車に存在する圧縮空気室または圧縮空気タンクによって形成することができる。

図4cは図1に示した実施形態に基づいて、弁制御装置、特に取込口と吐出口の弁装置36の組合せからの排気の利用の可能性を示している。図1の場合は、逃がし室41、特に周囲に逃がして放出される気流は、この場合はフロート弁43と焼結フィルタ44との間の空間に吹き込まれる。焼結フィルタ44内に発生する停滞圧は、排気の一部を、フロート弁を経てリターダ1.4の作動室5.4c内に流入させることができる。構造は、その他の点では図1に記載したものと対応する。

図5は、最適な充填度32を調整する手段32を含む流体式リターダ1.5におけるその他の利用分野を示している。さらに、リターダ軸64とロータ4の回転軸線63とが示されている。このリターダ1.5の場合、ステータ3.5の背壁に作動媒体吐出口7.5があり、これはステータ3.5内に配置された拡張された作動室65につながっている。ステータ3.5の背部に配置された拡張された作動室65はさらに吐出口34を含んでおり、これは溢れ縁とも呼ばれ、この場合は水平に配置され、吐出弁35.5が連結されている吐出室33.5につながっている。水平に配置された吐出口34は高さhの位置にある。吐出口が床に配置されている従来のリターダとは異なり、このような態様によって非制動状態では完全に排出されることは決してなく、常に所定量の残余オイルがリターダの作動室5.5内で、すなわちロータ4.5とステータ3.5との間で循環する。高さhを適切に選択することによって、非制動状態で作動室5.4内に気体状媒体と共に残留する作動媒体の量を厳密に調整することができる。このような態様によって、非制動状態で予め定められた充填を、ひいては出力損の原因になる、別の方法で調整された気流の妨害を調整することができる。この気流は、所定の回転速度で最小限、ひいては空間損に関して最適なλ値を生ずるように変更することができる。本発明によって、この空間、すなわち吐出空間33.5も、回転速度がきわめて高い場合に、残留オイル量が少ないことによる出力損をさらに最小限に抑えるために、加圧して少なくも部分的に排出するようにされる。

回転速度が低い状況での動作範囲の場合に、既に作動室内に最適に残されている作動媒体量は、回転速度がより高い場合にはさらに多くなることがある。その場合、剰余作動媒体は回転速度が上がっても影響されない。すなわちロータのポンプ作用がより大きくなるので、吐出口の領域に送出される。

図6aはたとえば、通気管20.6aを逃がし室41.6aまたは手段12.6aと選択的に接続するための弁装置42として使用できる、パルス弁50の可能な実施形態の例を示している。これは可動ピストン49を含んでおり、そのピストン面は、通気管20.6aまたは通気管(複数)と、周囲への通気口48との間の開口断面、あるいは連結管13.6aまたはこれに接続された手段12.6aと通気管20.6aまたは通気管(複数)との開口断面を開放する。その場合、通気管20.6aと周囲48への通気口、すなわち逃がし室41.6aとの連通は、休止状態では通気スリット51を介して行われる。連結管13.6aからの圧力パルス中は吹き込みスリット52が開き、通気スリット51が閉じるか、少なくともその開口断面が決定的に減少するので、圧力パルスは通気管20.6aを経て作動室(ここでは図示せず)に到達し、そこで作動媒体もしくは動作媒体が押し退けられる。

これに対して図6bは、可動部品なしで動作するパルス弁50の別の実施形態を示している。そのために、連結管路13.6bは通気管20.6bと周囲への通気口48との間のアングル内に延在し、通気管20.6bと位置合わせされた開口部はノズル状に構成されており、ノズル状の端部領域と、通気管20.6bと通気口48との連結部の壁領域との間には、僅かな開口断面しか残されていない。ノズル状の端部領域は吹き込みノズル53を形成している。通気管20.6bと周囲への通気口48との連結は、休止状態では通気スリット51によって行われる。連結管13.6bからの圧力パルス中は、吹き込みノズル53からの急激な流れが、通気管20.6bと周囲への通気口48との連通を極めて動的に遮断するので、圧力パルスは通気管20.6bを経て作動室内に到達し、そこで作動媒体の押し退けが可能になる。場合によって取り付けられる周囲への管路内のスロットル54はこの動作態様を補助的に支え、吹き込みノズル53の効率への要求基準を低くし、またはなくしさえするので、パルス弁50の製造コストを節減することができる。

図7は、作動室5.5を加圧して排出するために、弁制御装置からの排気が引き込まれるリターダの制御方式の例を示している。リターダ1.7を制御するため、サーボ弁59と比例弁61とを含む弁制御ユニット58が設けられている。リターダ1.7には、作動媒体タンク39.7が連結されている。作動室5.7は、取入口と吐出口とを経てタンクと接続されている。リターダの充填は、比例弁を介して制御される可変圧によって、作動媒体タンク39.7内の作動媒体レベルに影響を及ぼす。作動媒体タンク39.7は、開口断面を空気圧制御可能な遮断弁56によって変更可能である連結管を介して平衡室55と連通可能である。サーボ弁59は、制御管62を介して空気圧制御の遮断弁56を閉鎖する。この遮断弁は、作動媒体タンク39.7と平衡室55との間の連結管を制御し、作動媒体タンク39.7への可変圧によってリターダ1.7を作動させる比例弁の方向に圧縮空気を開放する。制動プロセスを終了するには、サーボ弁59はその初期位置に戻り、比例弁61を介して作動媒体タンク39.7内の制御圧が解除される。同時に、連結管13.7内の緩衝容積を含めた制御管62が通気され、パルス弁50.7を介して作動室5.7と吐出室33.7とが加圧されて排出される。

図8は、弁制御装置からの排気を利用する別の実施形態を示している。リターダの制御装置は図7に示したものと対応し、図8では作動室5.8を通気するために排気が管路20にではなく、取込み管15.8内に取込まれるのだけが異なっている。

本発明により構成された解決方法の第1実施形態の簡略化された概略図である。本発明により構成された解決方法の第2実施形態の簡略化された概略図である。本発明により構成された解決方法の第3実施形態の簡略化された概略図である。加圧された気体状媒体を作動室に取込むための手段の可能な実施形態を示す図である。加圧された気体状媒体を作動室に取込むための手段の可能な実施形態を示す図である。加圧された気体状媒体を作動室に取込むための手段の可能な実施形態を示す図である。吐出室を有するリターダの実施形態の場合の、本発明による解決方法の可能な利用例を示す図である。パルス弁装置の可能な実施形態を示す図である。パルス弁装置の可能な実施形態を示す図である。弁制御装置からの排気を気体状媒体として利用する、本発明による解決方法の実施形態を示す図である。気体状媒体を給送管に取込む、図7に示した実施形態を示す図である。

符号の説明

1，1.2，1.3，1.4a，1.4b，1.5 流体式リターダ
2，2.2，2.3，2.4a，2.4b，2.5 リターダハウジング
3，3.2，3.3，3.4a，3.4b，3.5 ステータ
4，4.2，4.3，4.4a，4.4b，4.5 ロータ
5，5.2，5.3，5.4a，5.4b，5.5 作動室
6，6.2，6.3，6.4a，6.4b，6.5 作動媒体取入口
7，7.2，7.3，7.4a，7.4b，7.5 作動媒体吐出口
8，9 羽根底
10 ステータの羽根
11 ロータの羽根
12，12.2，12.3，12.4a，12.4b，12.5 加圧された気体状媒体を作動室に取込む手段
13，13.2，13.3，13.4a，13.4b，13.5，13.6a，13.6b 連結管
14 作動媒体取入口6を手段12または作動媒体源と選択的に接続する手段
15 取入管
16 弁装置
17，17.2，17.3，17.4a，17.4b，17.5 気体状媒体の取入口
18 開口部または管路
19 通気羽根
20，20.6a，20.6b 通気管
21 コア室
22 内室
23 壁
24 導管連結部またはその一部の利用を制御する手段
25 タンク
26 圧縮装置
27 圧力パルス発生手段
28 圧力パルスシリンダ
29 圧力印加ピストン
30 空気接続
31 導管
32 最適な充填度を調整する手段
33 吐出室
34 吐出口
35 吐出弁
36 弁装置
37 吐出管
38 熱交換器
39 作動媒体タンク
40，40.6a 通気管を逃がし室と接続する手段
41，41.6a，41.6b 逃がし室
42 弁装置
43 フロート弁
44 焼結弁
45 作動媒体の表面
46 取込み管
47 分岐部
48 周囲への通気
49 パルス弁のピストン
50 パルス弁
51 通気スリット
52 吹き込みスリット
53 吹き込みノズル
54 スロットル
55 平衡室
56 空気圧制御の遮断弁
57 緩衝容積
58 弁制御ユニット
59 サーボ弁
60 連結管
61 比例弁
62 制御管
63 リターダの回転軸
64 リターダの軸線
65 拡張された作動室

Claims

ロータ(4;4.2;4.3;4.4a;4.4b;4.5)と、ステータ(3;3.2;3.3;3.4a;3.4b;3.5)とから構成された流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)の作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)からの作動媒体の排出を促進する方法であって、
排出プロセス中に、気体状媒体が前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内に取込まれ、容積押し退けが誘発される方法であり、
前記気体状媒体が前記作動媒体の取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)を経て前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内へと取込まれ、
加圧された前記気体状媒体が、前記作動室 (5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5) 内に取込まれることを特徴とする方法。
ロータ (4;4.2;4.3;4.4a;4.4b;4.5) と、ステータ (3;3.2;3.3;3.4a;3.4b;3.5) とから構成された流体式リターダ (1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5) の作動室 (5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5) からの作動媒体の排出を促進する方法であって、
排出プロセス中に、気体状媒体が前記作動室 (5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5) 内に取込まれ、容積押し退けが誘発される方法であり、
ステータおよび / またはロータ (3;3.2;3.3;3.4a;3.4b;3.5 ， 4;4.2;4.3;4.4a;4.4b;4.5) の羽根 (10 ， 11) が、羽根底 (8 ， 9) 内に、また前記羽根底から羽根車の外側に向かって室内につながっている少なくとも一つの通気管 (20) を備え、前記気体状媒体が前記通気管 (20) を経て前記作動室 (5;5.4a;5.4b;5.5) 内に取込まれ、
加圧された前記気体状媒体が、前記作動室 (5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5) 内に取込まれることを特徴とする方法。
気体状媒体の圧力の高さを変更することによって、前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内に残る前記作動媒体の量が調整されることを特徴とする請求項1 または請求項 2に記載の方法。
前記気体状媒体は、ロータの羽根車の回転によって吸引されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか１項に記載の方法。
前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内への前記媒体の取込みは、前記排出プロセスの開始と同時に、またはそれからやや遅延して行われることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか１項に記載の方法。
前記排出プロセスは、制動モーメントを減少させるための、ドライバーによる要望信号の送出、または自動車ガイド用コンピュータの要請によって開始させられることを特徴とする請求項5に記載の方法。
前記排出プロセスは、リターダの動作を停止させるための、ドライバーによる要望信号の送出、または自動車ガイド用コンピュータの要請によって開始させられることを特徴とする請求項5に記載の方法。
前記気体状媒体は非圧縮状態にあり、前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内への取込み前に初めて圧縮されることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか１項に記載の方法。
前記気体状媒体は、前記流体式リターダが搭載されている駆動系統の調整装置、またはその他の系統の空気圧制御の廃産物として圧縮状態で存在することを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか１項に記載の方法。
前記気体状媒体として空気が使用されることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか１項に記載の方法。
前記気体状媒体は、空気圧制御のために使用される弁装置の排出空気からなることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の方法。
前記加圧された気体状媒体を、圧力の高さおよび/または量に関して変更可能にすることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか１項に記載の方法。
前記変更は予め定められた時間間隔で行われることを特徴とする請求項12に記載の方法。
前記加圧された気体状媒体の前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内への取込みはパルス動作で行われるが、少なくとも一つのパルス動作で行われることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか１項に記載の方法。
作動媒体吐出口(7;7.2;7.3;7.4a;7.4b;7.5)の下流側に接続され、吐出弁(35)が連結されている吐出室(33)を有する前記リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)において、
加圧されて前記作動室 (5;5.4a;5.4b;5.5) 内に送り込まれる前記気体状媒体は、前記吐出室内に存在する前記作動媒体の少なくとも部分的な容積押し退けが付加的に行われるような、濃度、温度、圧力、容積で、および / またはパルス数によって、前記作動室 (33) 内に送り込まれることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか１項に記載の方法。
ハウジング(2)と、
作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)を協同で形成する、ステータハウジング内のステータ(3;3.2;3.3;3.4a;3.4b;3.5)およびロータ(4;4.2;4.3;4.4a;4.4b;4.5)と、
少なくとも一つの作動媒体取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)および作動媒体吐出口(7;7.2;7.3;7.4a;7.4b;7.5)と、
容積押し退けを生ずるために気体状媒体を前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内に送り込む手段(12;12.2;12.3;12.4a;12.4b;12.5)と
を有する流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)であって、
前記気体状媒体のための取入口(17;17.2;17.3;17.4a;17.4b;17.5)は、前記作動媒体取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)から形成されることを特徴とする流体式リターダ。
前記気体状媒体として空気が使用されることを特徴とする請求項16に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記気体状媒体として、制御機能および/または弁制御からの排気が使用されることを特徴とする請求項17に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
加圧された前記気体状媒体を前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内に送り込むための前記手段(12;12.2;12.3;12.4a;12.4b;12.5)は、
圧力ガス発生手段と、
前記圧力ガス発生手段を、作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内への気体状媒体のための取入口(17;17.2;17.3;17.4a;17.4b;17.5)に連結可能な、少なくとも一つの連結管(13)と、を含むことを特徴とする請求項16または請求項17に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
圧縮された前記気体状媒体のためのタンクを少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項19に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記圧力ガス発生手段は少なくとも一つの圧縮機を含み、
前記圧縮された気体状媒体のための前記タンクは、圧力媒体タンクとして構成されることを特徴とする請求項22に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記連結管(13)は、前記タンクと前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)との接続・非接続状態の切換えを制御する手段を備えることを特徴とする請求項21に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記圧力ガス発生手段は空気圧制御の調整装置または弁装置から形成され、圧縮された排気の形態のそこからの廃産物が前記圧縮された気体状媒体を構成することを特徴とする請求項20に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記作動媒体取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)と連結された導管と、
前記作動媒体取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)と連結された導管を、作動媒体を移送する導管(15)または前記加圧された気体状媒体を前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)に送り込むための前記手段(12;12.2;12.3;12.4a;12.4b;12.5)と選択的に連結する手段と、を備えることを特徴とする請求項23に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記作動媒体取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)と連結された導管と、
前記導管と連結され、少なくとも二つの切換え位置、すなわち第1切換え位置および第2切換え位置を有する弁装置と、を備え、
前記第2切換え位置では、前記作動媒体取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)への作動媒体の給送は遮断され、
前記連結管(13)は、前記連結管に連結された前記弁装置と前記作動媒体取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)との間で前記作動媒体取入口(6;6.2;6.3;6.4a;6.4b;6.5)と連結された導管と連結されることを特徴とする請求項24に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
双方の羽根車-ステータ(3;3.2;3.3;3.4a;3.4b;3.5)またはロータ(4;4.2;4.3;4.4a;4.4b;4.5)のうちの一方の羽根(10，11)は、前記作動室の内室 (22)を前記ステータ(3;3.2;3.3;3.4a;3.4b;3.5)、またはロータ(4;4.2;4.3;4.4a;4.4b;4.5)の外側に位置する室と連結する通気管(20)を支持する少なくとも一つの通気羽根(19)を備え、
前記気体状媒体のための取入口(17;17.2;17.3;17.4a;17.4b;17.5)は、前記作動室の内室内につながる開口または管路(18)によって形成されることを特徴とする請求項16ないし請求項25のいずれか１項に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記通気管(20)には、前記通気管(20)または取入口(17;17.2;17.3;17.4a;17.4b;17.5)としての機能を制御する手段(24)が連結されていることを特徴とする請求項26に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記通気管(20)と連結された通気系統の導管と、
前記通気管(20)と連結された導管、または前記加圧された気体状媒体を前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内に送り込む手段(12;12.2;12.3;12.4a;12.4b;12.5)と選択的に連結する手段(24)と、を備えることを特徴とする請求項26または請求項27に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記通気管(20)と連結された導管と、前記導管と連結され、少なくとも二つの切換え位置、すなわち第1切換え位置および第2切換え位置を有する弁装置と、を備え、
前記第2切換え位置では前記通気管(20)は遮断され、
前記連結管(13)は、前記連結管に連結された前記弁装置と前記通気管(20)の開始端の通気開口との間で前記通気管(20)と連結された導管と連結されることを特徴とする請求項28に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記気体状媒体を圧縮する前記手段はシリンダを具備してなることを特徴とする請求項16ないし請求項29のいずれか１項に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記気体状媒体を前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)内に送り込む手段(12;12.2;12.3;12.4a;12.4b;12.5)は制御可能であることを特徴とする請求項16ないし請求項30のいずれか１項に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記気体状媒体を前記作動室内に送り込む手段(12;12.2;12.3;12.4a;12.4b;12.5)は、圧力パルスを発生する手段を具備してなることを特徴とする請求項16ないし請求項27のいずれか１項に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記圧力パルスを発生する手段は、圧力パルスシリンダ(28)を具備してなることを特徴とする請求項32に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記圧力パルスシリンダ(28)は、圧力を加えるピストン(29)を具備してなることを特徴とする請求項33に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
拡張された作動室がない実施形態の場合は、半径方向内側にあり、したがって遠心力に抗して前記作動室内に配置されている前記作動媒体吐出口(7;7.2;7.3;7.4a;7.4b;7.5)を含むことを特徴とする請求項16ないし請求項34のいずれか１項に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記ステータの背後に配置され、かつ前記作動室から拡張された作動室がある実施形態の場合は、測地学的に高くされた位置に配置されることで、制動装置から流体が排出されている場合は所定の最適な充填度になると作動流体がもはや前記作動室内に存在しないようにする吐出口を含むことを特徴とする請求項 16 ないし請求項 34 のいずれか１項に記載の流体式リターダ (1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5) 。
前記作動媒体吐出口または前記吐出口は、溢れ縁高さｈの位置に水平に配置されることを特徴とする請求項35 または請求項 36に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記作動室からの前記作動媒体吐出口、または前記拡張された作動室からの前記吐出口は、前記作動室(5;5.2;5.3;5.4a;5.4b;5.5)または前記拡張された作動室内の溢れ縁高さhの位置に垂直に届く管を含むことを特徴とする請求項35 または請求項 36に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。
前記作動室または前記拡張された作動室の後部に配置された吐出室 33には、吐出弁 35が連結されている吐出口 34が連結されていることを特徴とする請求項35ないし請求項38のいずれか１項に記載の流体式リターダ(1;1.2;1.3;1.4a;1.4b;1.5)。