SE523010C2 - Hydrodynamisk broms - Google Patents

Description

25 30 35 523 010 é . - - . nu e a . ouøu den ledningskrets som är inrättad att återcirkulera oljan till det toroidformade utrymmet efter kylning. Olja från en oljesump tillförs även kontinuerligt till det toroidformade utrymmet under bromsning med retardem. Oljan från oljesumpen pumpas här upp till det höga tryck som råder i ledningskretsen som återcirkulerar oljan till det toroidformade utrymmet efter kylning. Därmed ställs höga krav på pumpen då den måste ha kapacitet att ge oljan från olj esumpen ett minst lika högt tryck som oljan i nämnda ledningskrets. Höga krav ställs här även på ledningskretsen i anslutning till pumpen för att läckage inte ska uppstå.

SAMMANFATTNING AV UPPF INN INGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en hydrodynamisk broms som medger en tillförsel av mediet från förrådsutrymmet till det toroidformat utrymme hos den hydrodynamiska bromsen medelst en relativt enkel och därmed mindre kostsam ledningskrets.

Detta syfte uppnås med den hydrodynamiska bromsen av det inledningsvis närrmda slaget, vilken kännetecknas de särdrag som anges i patentkravets 1 kärmetecknande del. Genom att utnyttja en separat andra ledningskrets för mediet vilken sträcker sig från förvaringsutrymmet till ett separat andra inlopp hos det toroidformade utrymmet behöver mediet i den andra ledningskretsen inte ges samma höga tryck medietryck som råder i det första ledningskretsen. Risken för läckage i en sådan andra separat ledningskrets där mediet transporteras med ett relativt måttligt övertryck är avsevärt lägre än i en ledningskrets där ett högt medietryck råder. Den andra ledningskretsen kan här ha en relativt enkel konstruktion och tillhandahållas till en relativt låg kostnad.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar det andra inloppet åtminstone ett tillförselhål som är beläget i ett område där under en bromsningsprocess väsentligen alltid är lägre än mediets tryck i den första ledningskretsen. Ju lägre trycket är i det toroidforrnade utrymmet vid det andra inloppet desto mindre kapacitet erfordras för att leda mediet från förvaringsutrymmet där det vanligtvis råder ett atmosfärstryck till det toroidforrnade utrymmet. Med fördel motsvarar trycket i nämnda område hos det toroidformade utrymmet under de flesta bromsningsprocesser väsentligen ett atmosfärstryck. Därmed råder väsentligen ingen tiyckskillnad mellan inloppet i det toroidformade utrymmet och förvaringsutrymmet.

Därmed erfordras en relativt liten kapacitet för att transportera mediet till det 10 15 20 25 30 35 523 o1oi 3 . . ~ | .- toroidforrnade utrymmet och risken för läckage i den andra ledningskretsen är därmed även liten.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är nämnda tillförselhål beläget väsentligen centralt i det toroidformade utrymmet. De centrala området hos det toroidforrnade utrymmet uppvisar i regel ett tryck som inte skiljer sig väsentligt från atmosfärstryck. Det är därför lämpligt att den andra ledningskretsen tillför mediet till det toroidforrnade utrymmet i nämnda centrala område. Det andra inloppet kan vara beläget vid ett fritt ändparti hos en skovel. Statorns och rotoms skovlar har ett fritt ändparti som väsentligen sträcker sig fram till i ett centralt beläget plan som sträcker sig genom det toroidformade utrymmet mellan statom och rotorn.

F öreträdesvis är det andra inloppet beläget i statom. Eftersom statom till skillnad från rotorn är stationär är det mindre komplicerat att anordna den andra ledningskretsen så att den sträcker sig genom en skovel hos statorn än hos rotom.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar den andra ledningskretsen en pump för att transportera mediet till det toroidforrnade utrymmet. En sådan pump erfordrar en relativt liten kapacitet och kan ges en relativt enkel konstruktion då skillnaden mellan mediets tryck i förvaringsutrymmet och i området vid det andra inloppet hos det toroidformade utrymmet är järnförelsevis liten.

En sådan pump kan därför tillhandahållas till en relativt begränsad kostnad. Nämnda pump är med fördel en kugghjulspump. Kugghjulspurnpar har en relativt enkel konstruktion med ett fåtal ingående delar. Kugghjulspumpar utnyttjas konventionellt i hydrodynamiska bromsar som retardrar i motorfordon. Kugghj ulspumpen är här förbunden med och drivs av samma axeln som rotom. Kugghjulspumpen är därmed förbunden med fordonets drivlina och drivs kontinuerligt med fordonet och pumpar därvid mediet fortlöpande från förrådsutrymmet. Kugghjulspumpen pumpar mediet till det toroidforrnade utrymmet då retardern är aktiverad och förbi det toroidformade utrymmet tillbaka till förrådsutrymmet då retardem inte är aktiverad.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar det första inloppet till det toroidforrnade utrymmet åtminstone ett tillförselhål som belägeti ett radiellt yttre område hos statorn. Med en sådan placering av det första inloppet behöver det parti av den första ledningskretsen vilket ansluter till inloppet inte sträcka sig radiellt invändigt om det toroidfonnade utrymmet. Företrädesvis är även utloppet från det toroidformade utrymmet beläget i ett radiellt yttre område hos statorn. . . ~ ~ .- 15 20 25 30 35 523 010 f' 4 . . - . .- u u." Med en sådan placering av utloppet behöver inte heller det parti av den första ledningskretsen vilket är anslutet till utloppet ha en sträckning radiellt invändigt om det toroidformade utrymmet. Den hydrodynamiska bromsen kan med både inloppet och utloppet hos den forsta ledningskretsen beläget i ett radiellt yttre område hos statom göras mindre utrymmeskrävande.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARN A I det följ ande beskrivs såsom ett exempel som en föredragen utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar ett snitt av en retarder enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar en stator enligt föreliggande uppfinning och F ig. 3 visar ett snitt genom ett parti av statom i Fi g. 2.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN F ig. 1 visar en hydrodynamisk broms i form av en retarder hos ett motordrivet fordon.

Retardem innefattar en stator 1 och en rotor 2. Statorn 1 har en ringformig fördjupning 3 med ett flertal skovlar 4 som är anordnade med likformiga mellanrum längs den ringformiga fördjupningen 3. Rotorn 2 har en motsvarande konstruktion med en ringformig fördjupning 5 som innefattar ett flertal skovlar 6 vilka likaledes är anordnade med likformiga mellanrum längs den ringformiga fördj upningen 5. Statorns 1 och rotoms 2 fördjupningar 3, 5 är koaxiellt anordnade i förhållande till varandra så att de tillsammans bildar ett toroidformat utrymme 7. Rotorn 2 innefattar ett axelparti 8 som är fast förbundet med en roterbar axel 9. Den roterbara axeln 9 är i sin tur förbunden med en lämplig drivaxel hos fordonets drivlina. Rotom 2 kommer därmed att rotera tillsammans med fordonets drivlina.

Den i F ig.1 visade retardem innefattar ett hölje som består av en första del 10 och en andra del l 1. Den första delen 10 innefattar en kropp i vilken bl.a. statom 1 och rotorn 2 är anordnade. Den andra delen ll har en lockformig konstruktion och är lösgörbart monterbar längs ett förbindningsområde 12 med den första delen 10 så att de i ett monterat tillstånd bildar ett slutet hölje. I förbindningsområdet 12 är en packning 13 anordnad så att höljet bildar en tät inneslutning. Den första delen 10 innefattar ett 10 15 20 25 30 35 523 010 ~ . - . a» flertal urtagningar 14-23, som var och en har en öppning i ett väsentligen gemensamt plan A, vilket visas av den streckade linjen A-A i Pig. 1. Den första delens 10 och den andra delens 11 förbindningsområde 12 har även en sträckning i nämnda plan A.

Urtagningarna 14-23 är var och en inrättade att mottaga en komponent som innefattas i retardem. Urtagningarna 14-23 har en forrn och storlek som är anpassade för den specifika komponent som de mottar. En första sådan urtagning 14 innefattar en första backventil 24. En andra urtagning 15 innefattar en utloppsbackventil 25. En tredje urtagning 16 innefattar en kugghj ulspump 26. En fjärde urtagning 17 innefattar en andra backventil 27. En femte urtagning 18 innefattar en snabbtömningsventil 28. En sjätte urtagning 19 innefattar en reglerventil 29. En sjunde urtagning 20 innefattar en inloppsbackventil 30. En åttonde urtagning 21 innefattar en fyllningsventil 31. En nionde urtagning 22 innefattar en insugningsventil 32 för fyllning av en ackumulatom 33. En tionde urtagning 23 innefattar själva ackumulatom 33. Den första delen 10 och den andra delen ll bildar således ett tätt hölje som innefattar en oljesump 34 för lagring av olja.

Retardem innefattar en forsta ledningskrets 35 med ett första parti 35a som leder oljan från ett utlopp hos det toroidformade utrymmet 7 till utloppsbackventilen 25. Ett andra parti 35b av den första ledningskretsen leder oljan från utloppsbackventilen 25 till en värmeväxlare 36 för kylning av oljan. Ett tredje parti 35c av den första ledningskretsen leder den kylda oljan till inloppsbackventilen 30 eller altemativt till reglerventilen 29 beroende på om retardem är aktiverad eller inte. Ett fjärde parti 35d av den första ledningskretsen leder oljan till ett inlopp hos det toroidforrnade utrymmet 7. Retardem innefattar en andra ledningskrets 37 med ett första parti 37a genom vilket oljan sugs från oljesumpen 34 till kugghjulspumpen 26. Ett andra parti 37b av den andra ledningskretsen 37 leder oljan fram till den första backventilen 24 och till den andra backventil 27. Då retardem är inte är aktiverad leds oljan via den första backventilen 24 och ett tredje parti 37c av den andra ledningskretsen till den första ledningskretsens andra parti 35b. Om retardem är aktiverad led oljan i stället via den andra backventilen 27 och ett fjärde parti 37d av den andra ledningskretsen till ett inlopp i det toroidformade utrymmet 7. Retardern innefattar även en tredje ledningskrets 38 som förbinder ackumulatom 33 med det fjärde partiet 35d hos den första ledningskretsen.

Den tredje ledningskretsen 38 innefattar fyllningsventilen 31 och ackumulatoms insugningsventil 32. Den första delen 10 av höljet innefattar i anslutning till . - - - ._ 10 15 20 25 30 35 523 010 . . - . a. urtagningama 14-23 upptagna kanaler som bildar delar av ovan beskrivna ledningskretsar 35, 37, 38.

En första styrventil 39 är inrättad att medelst ett styrtryck styra säkerhetsventilens 18 funktion så att man vid behov snabbt kan tömma det toroidforrnade utrymmet 7 på olj a. En proportionalventil 40 är inrättad att medelst ett styrtryck styra reglerventilens 19 funktion för att aktivera retardern och reglera dess bromsverkan. En andra styrventil 41 är inrättad att medelst ett styrtryck styra ackumulatorns 33 funktion så att en snabbfyllning av det toroidforrnade utrymmet erhålls med olja för att åstadkomma en snabb bromsverkan av retardem. Samtliga dessa tre styrventiler 39, 40, 41 och värmeväxlaren 36 är belägna utvändigt om höljet. ' Då fordonets förare inte begär någon bromsverkan av fordonet tillhandahåller proportionalventilen 40 inget styrtryck till reglerventilen 29 som öppnar helt så att eventuell olja i den första ledningskretsens tredje delsträcka 37c avtappas, via en passage 42, till oljesumpen 34. Därmed passerar ingen olja förbi inloppsbackventilen 30, som kräver ett relativt högt oljetryck för att öppna och leda olja till det toroidforrnade utrymmet 7. Eftersom ingen olja här leds till det toroidforrnade utrymmet 7 erhålls väsentligen ingen bromsverkan. En mindre oönskad bromsverkan erhålls dock genom en s.k. tomgångsförlust som beror på att rotorn cirkulerar den befintliga luften i det toroidforrnade utrymmet 7.

Drivaxeln 9 driver även kugghjulspumpen 26 som kontinuerligt pumpar olja från oljesumpen 34 under drift av fordonet. Från kugghjulspumpen 26 leds oljan med ett övertryck till den andra ledningskretsens andra parti 37b. Den första backventilen 24 har en fjäder med en förspänning så att den öppnar vid ett övertryck av cirka 0,5 bar.

Den andra backventilen 27 har en fjäder med en förspänning så att den öppnar vid ett övertryck av cirka 2 bar. Då reglerventilen 29 är öppen råder väsentligen inget övertryck i den första ledningskretsen 35. Det råder således inget övertryck i den första ledningskretsens andra parti 35b vilket annars förhöj er öppningstrycket för den första backventilen 24. Eftersom den första backventilen 24 öppnar vid ett lägre tryck än den andra backventilen 27 leds oljan, som transporteras från oljesumpen 34 av kugghjulspumpen 26, endast via den första backventilen 24 och den andra ledningskretsens tredje parti 37c till den första ledningskretsens andra parti 35b som således är belägen efter det toroidforrnade utrymmet 7 i oljans strömningsriktning. . . . . .- l0 l5 20 25 30 35 523 010 7 n . . . .e Därefter leds oljan via värmeväxlaren 36, den första ledningskretsens tredje parti 35c och reglerventilen 29 tillbaka till oljesumpen 34.

Då fordonets förare begär en bromsverkan av fordonet tillhandahåller proportionalventilen 40 ett styrtryck till reglerventilen 29 vilket styrtryck är större än inloppsbackventilens 30 förspänning. Den andra styrventilen 41 aktiverar ackumulatom 33 så att den, via den tredje ledningskretsen 38 och fyllningsventilen 31, leder olja med ett högt tryck till den första ledningskretsens fjärde parti 35d och till det toroidfonnade utrymmet 7. Ackumulatorn 33 initierar en oljetillförsel medelst ett övertryck så att en snabbt fyllning av det toroidfonnade utrymmet 7 erhålls så att en motsvarande snabb bromsverkan av retardem erhålls. Efter oljans cirkulation i det toroidforrnade utrymmet 7 leds den med ett högt tryck ut via ett utlopp i statom l till den första ledningskretsens första parti 35a. Utloppsbackventilen 25 öppnas av det höga oljetrycket och oljan leds till den första ledningskretsens andra parti 35b. Oljans har här ett övertryck av åtminstone 5 bar. Oljan i den första ledningskretsens andra parti 35b leds även in i den andra ledningskretsens tredje partiet 37c och utöver där en tryckverkan på det första backventilen 24 mot ett stängt läge. Det erforderliga öppningstrycket för den första backventilen 24 blir därmed högre än motsvarande öppningstryck för den andra backventilen 27 som hade en förspärming av cirka 2 bar.

Därmed kommer all olja som transporteras av kugghjulspurnpen 26 från oljesumpen 34 att ledas via den andra backventilen 27 och den andra ledningskretsens fjärde parti 37d till ett inlopp hos det toroidfonnade utrymmet 7.

Inloppet hos det toroidfonnade utrymmet 7 är med fördel centralt anordnat i det toroidfonnade utrymmet 7. I den centrala delen av det toroidfonnade utrymmet råder under väsentligen alla drifistillstånd ett relativt lågt tryck. Genom att utnyttja ett separat ledningsparti 37d för tillförsel av oljan från oljesumpen 34 med atmosfärstryck till det toroidfonnade utrymmet 7 behöver denna olja inte pumpas upp till det höga tryck som råder i den första ledningskretsens fjärde parti 35d. En mindre kostsam kugghjulspump 26 med en mindre pumpkapacitet kan därför användas. Den andra ledningskretsens fjärde parti 37d kan även ges en relativt enkel konstnrktion då den endast behöver dimensioneras för att leda olja av ett relativt litet övertryck.

Oljan leds från den första ledningskretsens andra parti 35b till värmeväxlaren 36 där den kyls. Retarderns bromsverkan regleras medelst styrtrycket från proportionalventilen 40. Reglerventilens 29 position justeras medelst styrtrycket från - . ; . .- l0 20 25 30 35 523 010 o - - . .- proportionalventilen 40 så att en bestämd mängd av den kylda oljan efter värmeväxlaren 36 leds tillbaka till oljesumpen 34 medan den resterande mängden leds förbi inloppsbackventilen 30 och till det toroidformade utrymmet 7. Därmed erhålls en reglering av den oljemängd som cirkuleras i det toroidforrnade utrymmet 7 så att en önskad bromsverkan erhålls.

F ig. 2 visar en stator 1 med en ringforrnig fördjupning 3 som innefattar ett flertal skovlar 4 vilka är anordnade med likformiga mellanrum längs den ringformiga fördjupningen 3. Den första ledningskretsens fjärde parti 35d avslutas med ett första inlopp till det toroidformade utrymmet 7, vilket inlopp innefattar ett flertal tillförselhål 42 som är belägna i ett radiellt yttre orr1råde hos statom 1 på den sida av skovlarna 4 där det råder ett relativt lågt tryck. I ett likaledes radiellt yttre område hos statom l men på den motsatta sidan av skovlarna 4 är utmatningshål 43 anordnade vilka innefattas i ett utlopp för att medge en utmatning av oljan från det toroidformade utrymmet 7. På denna sida av skovlarna 4 råder ett högt oljetryck. Oljan tillförs således till det toroidformade utrymmet 7 i områden med ett lågt tryck och matas ut via områden med ett högt tryck. Genom denna tryckskillnad uppnås ett stort oljeflöde genom det toroidformade utrymme 7. Ett stort olj eflöde genom det toroidformade utrymmet 7 har den positiva effekten att oljan inte överhettas och att en effektiv kylning av retardem erhålls i anslutning till det toroidforrnade utrymmet 7.

Den andra ledningskretsen 37 tillhandahåller således en transport av oljan från oljesumpen 34 till ett andra inlopp hos det toroidformade utrymmet 7 i retardems aktiva tillstånd. Det andra inloppet innefattar ett tillförselhål 44 som är separat anordnad i förhållande till det första inloppets tillförselhål 42. Genom att utnyttja en helt separat andra ledningskrets 37 för att tillföra den kalla oljan från oljetråget 34 till det toroidformade utrymmet 7 behöver oljan inte pumpas upp till det tryck som råder i den första ledningskretsen 35. Övertrycket i den första ledningskretsen 35 är i regel större än 5 bar. Det andra inloppets tillförselhål 44 mynnar i ett fritt ändparti hos en av statoms 1 skovlar 4. Det andra inloppets tillförselhål 44 tillhandahåller därmed en tillförsel av oljan i ett centralt område av det toroidforrnade utrymmet 7. Här råder väsentligen ett atmosfärstryck väsentligen oberoende av retardems driftstillstånd.

Tryckskillnaden mellan oljesumpen 34 och det centrala området i det toroidformade utrymmet 7 där oljan från oljesumpen tillförs är således marginell. En relativt enkel kugghjulspump 26 med en mindre pumpkapacitet kan därför användas. Den andra ledningskretsen 37 som transporterar oljan till det andra inloppets tillförselhål 44 kan » - . . -a 10 523 010 9 därmed som helhet ges en relativt enkel konstruktion då den inte behöver leda olja med ett stort övertryck. Risken för läckage i den andra ledningskretsen 37 är därvid avsevärt reducerad.

Fig. 3 visar ett snitt genom ett parti hos statom 1 i F ig. 2. Den andra ledningskretsens fjärde parti 37d övergår här i ett tilltörselhål 44 som sträcker sig genom en skovel 4 hos statorn 1. Tillförselhålet 44 har en mynning vid ett fritt ändparti väsentligen mitt på skoveln 4. Oljan tillförs därvid till ett relativt centralt beläget område av det toroidforrnade utrymmet 7.

Uppñnningen är på intet sätt begränsad till den beskrivna utföringsforrnen utan kan varieras fiitt inom patentkravens ramar.

~ Q . . .-

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 523 o1o 10 ø Q u ~ .- o..- Patentkrav

1. Hydrodynamisk broms, varvid den hydrodynamiska bromsen innefattar en stator (1) som har en ringformig fördjupning (3) med ett flertal skovlar (4), en rotor (2) som har en motsvarande ringfonnig fördjupning (5) med ett flertal skovlar (6), varvid rotorns (2) och statoms (1) ringfonniga fördjupningar (3, 5) är så anordnade att de bildar ett toroidfonnat utrymme (7), ett medium som är inrättat att tillföras till det toroidforrnade utrymme (7) för att en bromsverkan ska erhållas, en första ledningskrets (35) som tillhandahåller en transport av mediet från ett utlopp hos det toroidforrnade utrymmet (7) till ett första inlopp hos det toroidforrnade utrymmet (7) och en andra ledningskrets (37), som tillhandahåller en transport av mediet från ett förvaringsutrymme (34) till det toroidforrnade utrymmet (7), kännetecknad av att den andra ledningskretsen (37) tillhandahåller en transport av mediet till det toroidforrnade utrymmet (7), via ett andra inlopp (44), som är separat anordnat i förhållande till det första inloppet (42) hos den första ledningskretsen (3 5).

2. Hydrodynamisk broms enligt krav 1, kärmetecknad av att det andra inloppet innefattar åtminstone ett tillförselhål (44) som är beläget i ett andra område där trycket, under en bromsningsprocess väsentligen alltid är lägre än mediets tryck i den första ledningskretsen (35).

3. Hydrodynamisk broms enligt krav 2, kännetecknad av att trycket i det andra området motsvarar väsentligen ett atmosfärstryck.

4. Hydrodynamisk broms enligt krav 2 eller 3, kärmetecknad av att det andra inloppets tíllförselhål (44) är beläget väsentligen centralt i det toroidforrnade utrymmet (7).

5. Hydrodynamisk broms enligt krav 4, kännetecknad av att det andra inloppets tillförselhål (44) är beläget vid ett fritt ändparti hos en skovel (4).

6. Hydrodynamisk broms enligt krav 5, kännetecknad av att det andra inloppets tillförselhål (44) är beläget i statorn (1).

7. Hydrodynamisk broms enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den andra ledningskretsen (3 5) innefattar en pump (26) för att transportera mediet till det toroidforrnade utrymmet (7). - - Q - .- 10 523 010 ll n » . . .u n...

8. Hydrodynamisk broms enligt krav 7, kännetecknad av att nämnda pump är en kugghjulspurnp (26).

9. Hydrodynamisk broms enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det första inloppet till det toroidformade utrymmet (7) innefattar åtminstone ett tilltörselhål (42) som är beläget i ett radiellt yttre område hos statom (l).

10. Hydrodynamisk broms enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda utlopp från det toroidforrnade utrymmet (7) innefattar åtminstone ett utmatníngshål (43) som är beläget i ett radiellt yttre område hos statorn (1). u u . » .-