WO2009010365A1 - Blendenanordnung insbesondere für eine hydrodynamische bremse - Google Patents

Blendenanordnung insbesondere für eine hydrodynamische bremse Download PDF

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WO2009010365A1
WO2009010365A1 PCT/EP2008/057753 EP2008057753W WO2009010365A1 WO 2009010365 A1 WO2009010365 A1 WO 2009010365A1 EP 2008057753 W EP2008057753 W EP 2008057753W WO 2009010365 A1 WO2009010365 A1 WO 2009010365A1
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WO
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piston
baffle plate
brake
axis
stator
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/057753
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English (en)
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Inventor
Gerhard Buri
Bernhard Grupp
Frank Sauter
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a hydrodynamic brake, comprising a housing in which a rotor and a stator, which together form a torus space, are arranged centered on a first axis, wherein to reduce ventilation losses during idling operation, the rotor and the stator with a movable diaphragm arrangement are provided, which extends radially to the first axis and at least one baffle plate and a piston, according to the preamble of claim 1.
  • Brakes of this type which are also referred to as retarders, have the advantage of converting the energy to be braked into heat without wear.
  • a particular problem is the power loss at idle, which despite emptied work space of the brake as a result of air circulation and other influences can still be annoying.
  • a hydrodynamic brake is known from DE 198 51 951 A1, in which, to prevent the ventilation losses, a spatially variable partition wall reducing the common space is provided, which is designed as a one-piece or multi-part smooth ring segment.
  • a spatially variable partition wall reducing the common space is provided, which is designed as a one-piece or multi-part smooth ring segment.
  • one end of each ring segment is articulated on an axis in the vicinity of the Torusinnenwand, and the other end of each ring segment is connected to an adjusting device, which pivoting of the ring segments in the direction of Torusinnenwand with oil-filled brake or in the direction of the longitudinal axis of the brake when the brake is depleted with oil.
  • the ring segment is connected to the adjusting device via a driver with a spring-loaded, adjustable piston.
  • the piston is movable orthogonal to an axis of the rotor and can be controlled by a conventional adjusting device, that is, it is spring and pressure controlled, wherein
  • the hydrodynamic brake is arranged in a housing and has a rotor and a stator, which together form a torus space.
  • the rotor and the stator are centered on a first axis.
  • An orifice assembly is provided in the torus space to reduce the ventilation losses during idle operation of the brake.
  • the diaphragm arrangement of the hydrodynamic brake has at least one piston and a baffle plate, wherein the piston is movable according to the invention radially to the first axis.
  • the piston and the baffle plate are coupled together by a piston entrainment such that movement of the piston causes movement of the baffle plate also radially to the axis of the rotor.
  • the baffle plate has a circular edge against the torus space and is pulled into a slot in the housing when the brake is activated by the piston.
  • the slot and the Torusraum together form a pressure chamber, wherein one end of the piston has contact with the pressure chamber.
  • the piston is controlled by the internal pressure of the hydrodynamic brake.
  • a connection opening with a second axis is substantially parallel in the housing provided for the first axis.
  • the direction of movement of the piston and thus also of the baffle plate is substantially orthogonal to a line between the first and second axes.
  • two substantially semicircular baffle plates are arranged opposite one another.
  • the power loss reduction of the diaphragm arrangement is significantly improved, since the entire edge of the rotor or stator can be covered by the diaphragm arrangement.
  • the ends of the at least one baffle plate bends, which are shaped such that they embrace the stator when they protrude into the Torusraum, which thus acts as a radial guide of the baffle plate. Since the guide is on the edge of the wear-resistant stator, the housing is protected, which is advantageous because the housing is normally formed in a softer material than the stator.
  • the baffle plate gets a radial support at positions in the Torusraum, and the baffle plate is not set by eddy currents in the Torusraum in oscillation. The bends can be made wider to have a larger sliding surface against the housing when no support on the stator is possible, thus further reducing the wear of the housing. Laterally, that is in the direction of the first axis, the baffle plate of the GeHouse not. Slotted wall and / or the stator out.
  • a bore for receiving the piston is in the slot of the baffle plate intended. Furthermore, the bore penetrates the housing wall or is made from the inside only to the desired depth. In a penetrating bore, the bore is closed from the outside with a cap of any kind, such as a lid or a screw. Also, the piston has a bore in which a spring is arranged. The spring acts with a force on the piston in the direction of the axis and is connected to the piston by a non-positive or positive connection.
  • a frictional connection for example, with a stepped bore in the piston and a positive connection can be realized for example by means of an undercut in the bore.
  • the function of the diaphragm assembly can be controlled after mounting the hydrodynamic brake by the cap is opened and the spring is pulled back and forth.
  • the spring, piston and baffle plate are correctly mounted, all three parts will move with the spring.
  • a non-penetrating bore saves parts and process steps during assembly and thus becomes more cost-effective.
  • the piston entrainment of the baffle plate has an angled portion which is shaped in such a way that the radial movement path of the baffle plate is limited by the stator and thus impedes the baffle plate to push too far into the door space.
  • the bend protects the baffle plate to dive too deep in the Torusraum and thereby destroy the stator and rotor.
  • the hydrodynamic brake is either in an active or passive state, wherein in an active state of the brake, the torus space is filled with a flow fluid and the baffle plate is retracted in its slot and emptied in a passive state, the Torusraum of the fluid flow and inserted the baffle plate in the Torusraum is.
  • the baffle plate is retracted in the slot and it is advantageous if the baffle assembly is fixed to prevent noise and wear from a rattling baffle plate.
  • Three simple alternatives to fix the baffle plate pulled in the slot are:
  • baffle plate is supported against the radial slot wall to fix the baffle plate
  • baffle plate is only supported against the slot ends and after an elastic deformation of the baffle plate of the piston is supported against the cap.
  • the baffle plate is inserted in the torus space and is inserted so far until the piston rests against the stator.
  • the diaphragm arrangement is controlled by the operating pressure of the hydrodynamic brake.
  • the pressure of the torus space and the slot are the same, and during a braking operation, the pressure in the torus space is increased by the filling of the torus space with fluid flow and thus the pressure on the piston end, which is directed against the torus space, increased.
  • the pressure in the Torusraum is so high that the spring force which presses the piston in the direction Torusraum is overcome, the piston is pressed into the piston guide. Since the piston is arranged radially to the axis of the rotor, no extra pressure channel or no pressure guidance to the piston is necessary to perform the control of the piston.
  • the internal pressure of the torus space is kept so low that the force acting on the piston from the internal pressure of the torus space becomes less than the spring force acting on the piston. there the piston will push the baffle plate into the torus space.
  • Fig. 1 is a section through a hydrodynamic brake in the active state
  • Fig. 4 is a section through a part of the Torusraums and
  • Fig. 5 is a cross section through a piston
  • a hydrodynamic brake 1 is shown in an active state.
  • the brake 1 has a housing 2, in which a stator 4 and a rotor, not shown, form a torus space 5.
  • the rotor and the stator 4 is arranged centered on a first axis 6.
  • the rotor and the stator 4 are provided with a movable diaphragm arrangement 8, which extends radially to the first axis 6.
  • the diaphragm assembly 8 has two baffle plates 9, which are each connected to a piston 1 1 by a Kolbenmit $9 14.
  • the piston 1 1 is radial to the first axis 6 along its longitudinal axis movable and is arranged in a piston bore 12.
  • a radial movement of the piston 1 1 causes a radial movement of the baffle plate 9 which is also radial relative to the first axis 6. Furthermore, the piston 1 1 is provided with a spring 13 which presses the piston 11 in the direction of the torus 5 with a spring force.
  • the baffle plate 9 When the brake is active, the baffle plate 9 is arranged in a slot 10 and, as shown in FIG. 2, the baffle plate 9 is inserted between the rotor and stator 4 in the case of passive brake 1 in the torus space 5. Since the piston end 15 is exposed to the internal pressure of the Torusraums 5, the pressure on the piston end 15 is increased when the Torusraum 5 is filled with fluid flow. When the pressure on the piston 1 1 is so high that the spring force of the spring 13 is overcome, the piston is pressed into the piston bore 12 and thus also the baffle plate 9 in the slot 10th
  • baffle plates 9 are provided.
  • the baffle plates 9 are arranged opposite each other and the direction of movement 17 of the baffle plates 9 and the piston 1 1 are orthogonal to a line 23 between the first 6 and a second axis 7.
  • the second axis 7 is the axis of a connection opening 16, for example a transmission output. Due to the orthogonal design to the line 23, the space of the brake 1 can be kept as low as possible, since the diaphragm assembly 8 thus takes up little or no space between the Torusraum 5 and the connection opening 16th
  • FIG. 3 shows a cross section through the center of a piston 1 1 and a baffle plate 9 of the hydrodynamic brake 1.
  • the piston bore 12 penetrates the housing 2 and is closed by a closure cover 18.
  • the piston 1 1 is provided with a stepped bore 19 with the step 20. In the stepped bore 19, a spring 13 is arranged.
  • the stage 20 is designed such that the spring 13 is non-positively connected to the piston 1 1.
  • the spring 13 is supported against the closure cap 18.
  • the baffle plate 9 is inserted by the low pressure in the Torusraum 5 between the rotor 3 and stator 4.
  • the baffle plate 9 has an angled portion 21, which is shaped such that in the inserted position between the rotor 3 and the stator 4, the stator 4 surrounds. As a result, the baffle plate 9 can be supported against the stator 4 instead of on the softer housing 2 and thus the wear is reduced. Furthermore, a larger contact surface is generated against the housing 2 when the baffle plate 9 is in the slot 10, which also leads to a reduced wear of the housing 2.
  • Fig. 5 shows a section through the piston 1 1 in the amount of Kolbenmit Cyprus 14 of the baffle plate 9 in the direction of the Torusraum 5.
  • the Kolbenmit Cyprus 14 has an angled portion 22.
  • the bend 22 is formed such that the movement path of the baffle plate 9 is limited by the stator 4.
  • the baffle plate 9 does not completely fall into the Torusraum 5 and thereby cause damage to the rotor 3 and / or stator 4.
  • the embodiment of the invention is not only suitable for hydrodynamic brakes, but also for other hydrodynamic flow machines, torque converters, clutches and the like.

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Abstract

Die Hydrodynamische Bremse ist in einem Gehäuse angeordnet und weist einen Rotor und einen Stator auf, die zusammen einen Torusraum bilden. Der Rotor und der Stator sind auf einer ersten Achse zentriert. Eine Blendenanordnung ist im Torusraum vorgesehen, um die Ventilationsverluste im Leerlaufbetrieb der Bremse zu reduzieren. Die Blendenanordnung der hydrodynamischen Bremse weist zumindest einen Kolben und eine Stauscheibe auf, wobei der Kolben erfindungsgemäß radial zur ersten Achse bewegbar ist. Der Kolben und die Stauscheibe sind durch eine Kolbenmitnahme derart zusammengekoppelt, dass eine Bewegung des Kolbens eine Bewegung der Stauscheibe ebenso radial zur Achse des Rotors bewirkt. Die Stauscheibe weist gegen den Torusraum eine zirkuläre Kante auf und wird bei Aktivieren der Bremse in einem Schlitz im Gehäuse vom Kolben hineingezogen.

Description

Blendenanordnunq insbesondere für eine hydrodynamische Bremse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse, mit einem Gehäuse, in welchem ein Rotor und ein Stator, die zusammen einen Torusraum bilden, zentriert auf einer ersten Achse angeordnet sind, wobei zur Verminderung von Ventilationsverlusten im Leerlaufbetrieb der Rotor und der Stator mit einer beweglichen Blendenanordnung versehen sind, welche sich radial zur ersten Achse erstreckt und mindestens eine Stauscheibe und einen Kolben aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bremsen dieser Art, die auch als Retarder bezeichnet werden, haben den Vorzug, die abzubremsende Energie ohne Verschleiß in Wärme umzuwandeln. Ein besonderes Problem ist jedoch die Verlustleistung im Leerlauf, welche trotz entleertem Arbeitsraum der Bremse in Folge der Luftzirkulation und anderer Einflüsse noch störend sein kann.
Es ist bekannt, im Leerlaufzustand Strömungshindernisse, wie z.B. Blenden, zwischen dem Stator und Rotor, die jeweils mit Schaufelkränzen versehen sind, anzuordnen, um die Zirkulation von Luft und ggf. restlichem Strömungsmittel zu verhindern.
Die DE 26 05 229 B1 beschreibt eine hydrodynamische Bremse, die eine Vorrichtung zur Verhinderung von Ventilationsverlusten bei nicht gefüllter Bremse aufweist. Dabei wird ein elastisch federnder Ring mit etwa rechteck- förmigem Querschnitt verwendet, der im Bremsbetrieb hinter die Toruskontur zurückgezogen wird und im Leerlaufbetrieb in den Spalt zwischen Statortorus und Rotortorus hineinragt. Die Verschiebung in eine radial äußere und eine radial innere Endstellung erfolgt dabei über eine Kniehebelanordnung, die von einem Druckkolben betätigt wird. Obwohl diese Vorrichtung relativ einfach im Aufbau ist, hat sie sich nicht durchgesetzt, weil die Breite des elastisch federnden Ringes stark begrenzt ist und damit die Reduzierung der Verluste im Leer- laufbetrieb nicht ausreicht.
Aus der DE 198 51 951 A1 ist eine hydrodynamische Bremse bekannt, bei der zur Verhinderung der Ventilationsverluste eine den gemeinsamen To- rusraum verkleinernde ortsveränderliche Trennwand vorgesehen ist, die als ein- oder mehrteiliges glattes Ringsegment ausgebildet ist. Jeweils ein Ende eines jeden Ringsegmentes ist an einer Achse in der Nähe der Torusinnenwand gelenkig befestigt, und das jeweils andere Ende eines jeden Ringsegments ist mit einer Verstelleinrichtung verbunden, welche ein Verschwenken der Ringsegmente in Richtung Torusinnenwand bei ölgefüllter Bremse bzw. in Richtung Längsachse der Bremse bei ölentleerter Bremse ermöglicht. Das Ringsegment ist mit der Verstelleinrichtung über einen Mitnehmer mit einem federbelasteten, verstellbaren Kolben verbunden. Der Kolben ist orthogonal zu einer Achse des Rotors bewegbar und kann durch eine herkömmliche Verstelleinrichtung gesteuert werden, dass heißt er ist feder- und druckgesteuert, wobei der Druck durch Druckkanäle zum Kolben geführt wird.
Um den vollen Effekt der Reduzierung der Strömungsverluste zu erreichen, müssen zwei Ringsegmente im Torusraum eingebaut werden, beide Ringsegmente nehmen Platz entlang die ganzen Torusinnenwand in Anspruch, Platz, welcher anders zu einer Vergrößerung des Bremseffekts der hydrodynamische Bremse benutzt werden könnte. Des Weiteren wird die Reduzierung der Strömungsverluste kleiner im Bereich der Achse eines Ringsegments, da dort kein oder nur wenig Fläche vom Ringsegment bei einer ölentleerten Bremse in den Torusraum hineinragt.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine hydrodynamische Bremse und ein Verfahren zur Steuerung einer hydrodynamischen Bremse darzustellen, welche einen effektiveren und immer noch einfachen Aufbau zur Reduzierung der Strömungsverluste aufweist und womit eine vereinfachte Steuerung der hydrodynamische Bremse realisiert wird. Ausgehend von einer Bremse der eingangs näher genannten Art, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den in Anspruch 1 und 9 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die hydrodynamische Bremse ist in einem Gehäuse angeordnet und weist einen Rotor und einen Stator auf, die zusammen einen Torusraum bilden. Der Rotor und der Stator sind auf einer ersten Achse zentriert. Eine Blendenanordnung ist im Torusraum vorgesehen, um die Ventilationsverluste im Leerlaufbetrieb der Bremse zu reduzieren. Die Blendenanordnung der hydrodynamischen Bremse weist zumindest einen Kolben und eine Stauscheibe auf, wobei der Kolben erfindungsgemäß radial zur ersten Achse bewegbar ist. Der Kolben und die Stauscheibe sind durch eine Kolbenmitnahme derart zusammengekoppelt, dass eine Bewegung des Kolbens eine Bewegung der Stauscheibe ebenso radial zur Achse des Rotors bewirkt. Die Stauscheibe weist gegen den Torusraum eine zirkuläre Kante auf und wird bei Aktivieren der Bremse vom Kolben in einen Schlitz im Gehäuse hineingezogen. Der Schlitz und der Torusraum bilden zusammen einen Druckraum, wobei ein Ende des Kolbens Kontakt mit dem Druckraum aufweist. Der Kolben wird durch den inneren Druck der hydrodynamischen Bremse gesteuert.
Durch die zur ersten Achse radiale Bewegung der Stauscheibe ist es möglich zwei Stauscheiben einander gegenüber zu platzieren und somit kann der ganze Rand bzw. Umfang des Rotors bzw. Stators von der Blendenanordnung abgedeckt werden und daher wird eine höhere Verlustleistungsreduzierung erreicht. Des Weiteren wird keine separate Leitung für die Kolbensteuerung notwendig, sonder den Kolben wird direkt durch den inneren Druck der hydrodynamischen Bremse gesteuert.
In eine bevorzugte Ausführungsform der Blendenanordnung ist im Gehäuse eine Anschluss-Öffnung mit einer zweiten Achse im wesentlich parallel zur ersten Achse vorgesehen. Die Bewegungsrichtung des Kolbens und somit auch der Stauscheibe ist im wesentlichen orthogonal zu einer Linie zwischen der ersten und zweiten Achse. Durch diese Auslegung kann die Wand zwischen dem vom Stator und Rotor gebildeten Torusraum und der Anschlussöffnung dünn gehalten werden, da kein Platz für die Stauscheibe in der Wand vorgesehen werden muss. Somit kann der Rotor und Stator einen größeren Radius bekommen und der Bremseffekt der Bremse erhöht werden, ohne dass die Bremse mehr Bauraum in Anspruch nimmt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Blendenanordnung sind zwei im wesentlichen halbkreisförmige Stauscheiben einander gegenüber angeordnet. Mit zwei halbkreisförmigen Stauscheiben wird die Verlustleistungsreduzierung der Blendenanordnung deutlich verbessert, da der ganze Rand des Rotors bzw. Stators von der Blendenanordnung abgedeckt werden kann.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der hydrodynamischen Bremse weisen die Enden der wenigstens einen Stauscheibe Abwinklungen auf, welche derart geformt sind, dass sie beim Hereinragen in den Torusraum den Stator umgreifen, welcher damit als radiale Führung der Stauscheibe wirkt. Da die Führung auf der Kante des verschleißfesten Stators erfolgt, wird das Gehäuse geschont, was vorteilhaft ist, da das Gehäuse normalerweise in einem weicheren Material als der Stator ausgebildet ist. Die Stauscheibe bekommt eine radiale Abstützung an Positionen im Torusraum, und die Stauscheibe wird nicht durch Wirbelströme im Torusraum in Schwingung gesetzt. Die Abwinklungen können breiter gemacht werden, um eine größere Gleitfläche gegen das Gehäuse aufzuweisen, wenn keine Abstützung am Stator möglich ist, um somit den Verschleiß des Gehäuses weiter zu verringern. Seitlich, dass heißt in Richtung der ersten Achse, wird die Stauscheibe von der Gehäusebzw. Schlitzwand und/oder des Stators geführt.
Eine Bohrung zur Aufnahme des Kolbens ist im Schlitz der Stauscheibe vorgesehen. Des Weiteren durchdringt die Bohrung die Gehäusewand oder ist von innen nur bis zur gewünschten Tiefe ausgeführt. Bei einer durchdringenden Bohrung wird die Bohrung von außen mit einer Verschlusskappe irgendwelcher Art, beispielsweise einen Deckel oder eine Schraube, geschlossen. Auch der Kolben weist eine Bohrung auf, in welcher eine Feder angeordnet ist. Die Feder wirkt mit einer Kraft auf den Kolben in Richtung der Achse und ist mit dem Kolben durch eine kraft- oder formschlüssige Verbindung verbunden. Eine kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise mit einer Stufenbohrung im Kolben und eine formschlüssige Verbindung kann beispielsweise mittels eines Freistiches in der Bohrung realisiert werden.
Bei einer durchdringenden Bohrung kann die Funktion der Blendenanordnung nach Montage der hydrodynamischen Bremse kontrolliert werden dadurch, dass die Verschlusskappe geöffnet wird und die Feder hin und her gezogen wird. Wenn die Feder, der Kolben und die Stauscheibe korrekt montiert sind, werden alle die drei Teile sich mit der Feder bewegen. Eine nicht durchdringende Bohrung anderseits, spart Teile und Prozessschritte bei der Montage ein und wird somit kostengünstiger.
Die Kolbenmitnahme der Stauscheibe weist eine Abwinklung auf, welche derart ausgeformt ist, dass der radiale Bewegungsweg der Stauscheibe durch den Stator begrenzt wird und behindert somit die Stauscheibe, zu weit im To- rusraum hineinzuragen. Insbesondere bei einem falsch oder nicht montierten Kolben schützt die Abwinklung die Stauscheibe davor, zu tief im Torusraum einzutauchen und dadurch der Stator und Rotor zu zerstören.
Die hydrodynamische Bremse ist entweder in einem aktiven oder passiven Zustand, wobei in einem aktiven Zustand der Bremse der Torusraum mit einer Strömungsflüssigkeit gefüllt und die Stauscheibe in ihrem Schlitz eingezogen ist und in einem passiven Zustand der Torusraum von der Strömungsflüssigkeit geleert und die Stauscheibe im Torusraum eingeführt ist. Während eines aktiven Zustands der Bremse ist die Stauscheibe im Schlitz eingezogen und es ist vorteilhaft wenn die Blendenanordnung fixiert ist, um Geräusch und Verschleiß von einer klappernden Stauscheibe zu vermeiden. Drei einfache Alternativen um die im Schlitz eingezogene Stauscheibe zu fixieren sind:
• dass sich der Kolben gegen die Verschlusskappe bzw. das Gehäuse abstützt, um eine feste radiale Position der Stauscheibe zu erreichen;
• dass sich die Stauscheibe gegen die radiale Schlitzwand abstützt, um die Stauscheibe zu fixieren;
• dass sich die Stauscheibe erst gegen die Schlitzenden abstützt und nach einer elastischen Deformation der Stauscheibe der Kolben sich gegen die Verschlusskappe abstützt.
Während eines passiven Zustands der Bremse ist die Stauscheibe im Torusraum eingeführt und wird so weit eingeführt bis der Kolben gegen den Stator anliegt.
Die Blendenanordnung wird vom Betriebsdruck der hydrodynamischen Bremse gesteuert. Der Druck des Torusraums und des Schlitzes sind gleich, und während eines Bremsvorgangs wird der Druck im Torusraum erhöht durch die Befüllung des Torusraumes mit Strömungsflüssigkeit und somit wird auch der Druck auf das Kolben-Ende, welches gegen den Torusraum gerichtet ist, erhöht. Wenn der Druck im Torusraum so hoch wird, dass die Federkraft, welche den Kolben im Richtung Torusraum drückt, überwunden wird, wird der Kolben in die Kolbenführung eingedrückt. Da der Kolben radial zur Achse des Rotors angeordnet ist, ist kein extra Druck-Kanal oder keine Druck-Führung zum Kolben notwendig, um die Steuerung des Kolbens durchzuführen. In einem passiven Zustand der Bremse wird der innere Druck des Torusraums so niedrig gehalten, dass die vom inneren Druck des Torusraums auf den Kolben wirkende Kraft geringer wird als die auf dem Kolben wirkende Federkraft. Dabei wird der Kolben die Stauscheibe in den Torusraum hineindrücken.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schnitt durch eine hydrodynamische Bremse im aktiven Zustand
Fig. 2 ein Schnitt durch eine hydrodynamische Bremse im passiven Zustand,
Fig. 3 ein Querschnitt durch einen Kolben und eine Stauscheibe,
Fig. 4 ein Schnitt durch einen Teil des Torusraums und
Fig. 5 ein Querschnitt durch einen Kolben
Da hydrodynamischen Bremsen der eingangs näher genannten Art dem Fachmann geläufig sind, sind in den Figuren nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile mit Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist eine hydrodynamische Bremse 1 in einem aktiven Zustand dargestellt. Die Bremse 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Stator 4 und ein nicht gezeigter Rotor einen Torusraum 5 bilden. Der Rotor und der Stator 4 ist zentriert auf einer ersten Achse 6 angeordnet. Zur Verminderung von Ventilationsverlusten im Leerlaufbetrieb der Bremse 1 sind der Rotor und der Stator 4 mit einer beweglichen Blendenanordnung 8 versehen, welche sich radial zur ersten Achse 6 erstreckt. Die Blendenanordnung 8, weist zwei Stauscheiben 9 auf, welche je mit einem Kolben 1 1 durch eine Kolbenmitnahme 14 verbunden sind. Der Kolben 1 1 ist radial zur ersten Achse 6 entlang seiner Längsachse bewegbar und ist in einer Kolbenbohrung 12 angeordnet. Eine radiale Bewegung des Kolbens 1 1 bewirkt eine ebenso zur ersten Achse 6 radiale Bewegung der Stauscheibe 9. Des Weiteren ist der Kolben 1 1 mit einer Feder 13 vorgesehen, welche mit einer Federkraft den Kolben 11 in Richtung des Torus- raums 5 drückt.
Die Stauscheibe 9 ist bei aktiver Bremse in einem Schlitz 10 angeordnet und wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Stauscheibe 9 bei passiver Bremse 1 im Torus- raum 5 zwischen dem Rotor und Stator 4 eingeschoben. Da das Kolbenende 15 dem inneren Druck des Torusraums 5 ausgesetzt wird, wird der Druck auf den Kolbenende 15 erhöht, wenn der Torusraum 5 mit Strömungsflüssigkeit gefüllt wird. Wenn der Druck auf den Kolben 1 1 so hoch ist, dass die Federkraft der Feder 13 überwunden wird, wird der Kolben in die Kolbenbohrung 12 hineingedrückt und somit auch die Stauscheibe 9 in dem Schlitz 10.
In der gezeigten Ausführung in Fig. 1 und 2 sind zwei Stauscheiben 9 vorgesehen. Die Stauscheiben 9 sind einander gegenüber angeordnet und die Bewegungsrichtung 17 der Stauscheiben 9 und deren Kolben 1 1 sind orthogonal zu einer Linie 23 zwischen der ersten 6 und einer zweiten Achse 7. Die zweite Achse 7 ist die Achse einer Anschluss-Öffnung 16, beispielsweise für einen Getriebeabtrieb. Durch die orthogonale Auslegung zur Linie 23 kann der Bauraum der Bremse 1 so gering wie möglich gehalten werden, da die Blendenanordnung 8 somit geringen oder keinen Platz in Anspruch nimmt zwischen dem Torusraum 5 und der Anschluss-Öffnung 16.
Durch das Vorsehen der Blendenanordnung 8 kann durch eine nachhaltige Störung des Strömungskreislaufs der Luft in der entleerten hydrodynamischen Bremse 1 eine Verlustleistungsreduzierung erreicht werden. Die erfindungsgemäße radiale Bewegung der Blendenanordnung 8 ermöglicht, dass ein großer Teil des Umfangs des Rotors und des Stators 4 von der Blendenanordnung 8 abgedeckt wird und erhöht somit den Effekt der Blendenanordnung 8. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt mittig durch einen Kolben 1 1 und eine Stauscheibe 9 der hydrodynamischen Bremse 1. Die Kolbenbohrung 12 durchdringt das Gehäuse 2 und ist mit einem Verschlussdeckel 18 geschlossen. Der Kolben 1 1 ist mit einer Stufenbohrung 19 mit der Stufe 20 vorgesehen. In der Stufebohrung 19 ist eine Feder 13 angeordnet. Die Stufe 20 ist derart ausgelegt, dass die Feder 13 mit dem Kolben 1 1 kraftschlüssig verbunden ist. Die Feder 13 stützt sich gegen den Verschlussdeckel 18 ab. Im passiven Zustand der Bremse wird die Stauscheibe 9 durch den niedrigen Druck im Torusraum 5 zwischen Rotor 3 und Stator 4 eingeschoben.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Teil des Torusraums 5. Die Stauscheibe 9 weist eine Abwinklung 21 auf, welche derart geformt ist, dass sie in eingeschobener Lage zwischen Rotor 3 und Stator 4 den Stator 4 umgreift. Dadurch kann sich die Stauscheibe 9 gegen den Stator 4 abstützen statt auf dem weicheren Gehäuse 2 und somit wird der Verschleiß verringert. Des Weiteren wird eine größere Anlagefläche gegen das Gehäuse 2 erzeugt, wenn sich die Stauscheibe 9 im Schlitz 10 befindet, was auch zu einem verringerten Verschleiß des Gehäuses 2 führt.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Kolben 1 1 in Höhe der Kolbenmitnahme 14 der Stauscheibe 9 in Blickrichtung auf den Torusraum 5. Die Kolbenmitnahme 14 weist eine Abwinklung 22 auf. Die Abwinklung 22 ist derart ausgeformt, dass der Bewegungsweg der Stauscheibe 9 vom Stator 4 begrenzt wird. Somit kann, z.B. durch eine Fehl- oder Falschmontage des Kolbens 1 1 , die Stauscheibe 9 nicht vollständig in den Torusraum 5 hineinfallen und dadurch Schaden am Rotor 3 und/oder Stator 4 verursachen.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich nicht nur für hydrodynamische Bremsen, sonder auch für andere hydrodynamische Strömungsmaschinen, Drehmomentwandler, Kupplungen und dergleichen. Bezuqszeichen
1 Hydrodynamische Bremse
2 Gehäuse
3 Rotor
4 Stator
5 Torusraum
6 erste Achse
7 zweite Achse
8 Blendenanordnung
9 Stauscheibe
10 Schlitz
1 1 Kolben
12 Kolbenbohrung
13 Feder
14 Kolbenmitnahme
15 Kolbenende
16 Anschluss-Öffnung
17 Bewegungs-Richtung der Stauscheibe
18 Verschlussdeckel
19 Stufenbohrung
20 Stufe
21 Abwinklung der Stauscheibe
22 Abwinklung der Kolbenmitnahme
23 Linie zwischen erster und zweiter Achse

Claims

Patentansprüche
1. Hydrodynamische Bremse (1), aufweisend einen Rotor (3) und einen Stator (4), die zusammen einen Torusraum (5) bilden und zentriert auf einer ersten Achse (6) angeordnet sind, und bei der zur Verminderung von Ventilationsverlusten im Leerlaufbetrieb der Rotor (3) und der Stator (4) mit einer beweglichen Blendenanordnung (8) versehen sind, welche sich radial zur ersten Achse (6) erstreckt und mindestens eine Stauscheibe (9) und einen Kolben
(11 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11 ) radial zur ersten Achse (6) bewegbar und derart mit einer auf der Stauscheibe (9) vorgesehenen Kolbenmitnahme (14) gekoppelt ist und dass eine Bewegung des Kolbens (11) eine Bewegung der Stauscheibe (9) radial zur ersten Achse (6) des Rotors (3) bewirkt.
2. Hydrodynamische Bremse (1) nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n zeichnet, dass in einem Gehäuse (2) eine Anschluss-Öffnung (16) mit einer zweiten Achse (7) im wesentlich parallel zur ersten Achse (6) vorgesehen ist und die Bewegungsrichtung (17) der Stauscheibe im wesentlichen orthogonal zu einer Linie (23) zwischen der ersten und zweiten Achse (6, 7) ist.
3. Hydrodynamische Bremse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, dass zwei im wesentlich halbkreisförmigen Stauscheiben (9) einander gegenüber angeordnet sind.
4. Hydrodynamische Bremse (1 ) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch g ekennzeichnet, dass die Enden der wenigstens einen Stauscheibe (9) Abwinklungen (21) aufweisen, welche derart geformt sind, dass die Abwinklungen (21) den Stator (4) umgreifen und als Führung der Stauscheibe (9) wirken.
5. Hydrodynamische Bremse (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11 ) kraft- oder formschlüssig mit einer Feder (13) verbunden ist, die eine Federkraft auf den Kolben (11) in Richtung der ersten Achse (6) ausübt.
6. Hydrodynamische Bremse (1) nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenmitnahme (14) eine Abwinklung (22) aufweist, und die Stauscheibe (9) nur bis zur Abwinklung (22) der Kolbenmitnahme zwischen den Rotor (3) und den Stator (4) eingeschoben werden kann.
7. Hydrodynamische Bremse (1) nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem aktiven Zustand der Bremse (1) die Stauscheibe (9) am Gehäuse (2) anliegt und/oder der Kolben (11) an dem Gehäuse (2) bzw. einer Verschlusskappe (18) anliegt.
8. Hydrodynamische Bremse (1) nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem passiven Zustand der Bremse (1) der Kolben (11) gegen den Stator (4) anliegt.
9. Verfahren zur Steuerung einer hydrodynamischen Bremse (1), aufweisend einen Rotor (3) und einen Stator (4), die zusammen einen Torusraum (5) bilden und zentriert auf einer ersten Achse (6) angeordnet sind, und bei der zur Verminderung von Ventilationsverlusten im Leerlaufbetrieb der Rotor (3) und der Stator (4) mit einer beweglichen Blendenanordnung (8) versehen sind, welche sich radial zur ersten Achse (6) erstreckt und mindestens eine Stauscheibe (9) und einen Kolben (11 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem aktiven Zustand der Bremse (1) der innere Druck des Torus- raums (5) derart auf dem Kolben (11) wirkt, dass der Kolben (11) in einer Kolbenbohrung (12) gedrückt wird und dadurch die Stauscheibe (9) vom Kolben (11 ) in ihrem Schlitz (10) hineingezogen wird.
10. Verfahren zur Steuerung einer hydrodynamischen Bremse (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem passiven Zustand der Bremse (1) der innere Druck des Torusraums (5) derart auf dem Kolben (11 ) wirkt, dass der Kolben (11 ) aus der Kolbenbohrung (12) gedrückt wird und dadurch die Stauscheibe (9) vom Kolben (11) in den Torusraum (5) hineingedrückt wird.
11. Verfahren zur Steuerung einer hydrodynamischen Bremse (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem passiven Zustand der Bremse (1) der innere Druck des Torusraums (5) derart auf dem Kolben (11 ) wirkt, dass der Kolben (11 ) aus der Kolbenbohrung (12) durch eine Feder (13) gedrückt wird und dadurch die Stauscheibe (9) vom Kolben (11 ) in den Torusraum (5) hineingedrückt wird.
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