WO2017162373A1 - Rotor brake - Google Patents

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WO2017162373A1
WO2017162373A1 PCT/EP2017/053232 EP2017053232W WO2017162373A1 WO 2017162373 A1 WO2017162373 A1 WO 2017162373A1 EP 2017053232 W EP2017053232 W EP 2017053232W WO 2017162373 A1 WO2017162373 A1 WO 2017162373A1
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brake
rotor
rotor brake
designed
hydrodynamic
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PCT/EP2017/053232
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Alexander BIRKLE
Hartmut Frenz
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Voith Patent Gmbh
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    • 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
    • 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
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    • B60T1/062—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels acting on transmission parts
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D49/00—Brakes with a braking member co-operating with the periphery of a drum, wheel-rim, or the like
    • F16D49/20—Self-tightening brakes
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    • F16D49/22—Self-tightening brakes with an auxiliary friction member initiating or increasing the action of the 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 invention relates to a rotor brake device for a hydrodynamic transmission unit with a brake pad and a contact element, designed such that upon actuation of the rotor brake, the contact pressure element presses the brake pad against a rotational element of the hydrodynamic gear unit and thus the rotational element can be braked.
  • the invention relates to a hydrodynamic transmission unit with a corresponding rotor brake device, wherein the transmission unit has a hydrodynamic coupling and / or a hydrodynamic converter, as well as at least one mechanical transmission stage.
  • the invention relates to a method for controlling such a transmission unit.
  • a hydrodynamic transmission with a rotor brake device and a corresponding rotor brake device are known, for example, from DE 4226665 A1. It shows a hydrodynamic transmission with a hydrodynamic coupling, a hydrodynamic converter and several mechanical gear stages, as used in particular for rail vehicles.
  • the hydrodynamic torque transmission takes place by the rotation of a primary-side impeller is transferred via the oil filling to a secondary-side impeller. If no torque transmission take place, the oil is discharged from the intermediate space. However, even with an empty space through the turbulence of the air between the two rotor wheels transmit a certain torque, so that the secondary side connected part of the transmission would rotate. For switching in a downstream mechanical gear stage, the secondary side must be able to be braked in certain operating states.
  • the described rotor brake is provided, which indirectly with the secondary shaft hydrodynamic transmission component is connected and thus the secondary side can decelerate and hold.
  • a mechanical switching element having a toothing brought by axial displacement into engagement with the toothing of a gear member to be switched;
  • a mechanical switching element having a toothing, brought by axial displacement into engagement with the toothing of a gear member to be switched;
  • a dog clutch is, for example, a dog clutch. It may happen that a so-called tooth-tooth position between switching element and gear member occurs; that is, the two gears do not slide into each other, but instead the teeth abut each other laterally, so that a proper switching is not possible. This state must be recognized and the switching process must be aborted and completely repeated, which is time consuming. A proper traction operation is then only very time-delayed possible.
  • the object of the invention is to develop a suitable rotor braking device for a hydrodynamic transmission unit, which enables a simplified and more reliable shifting without unnecessary time delay.
  • the rotor brake device is designed so that the brake pad can be moved from a starting position in which the rotor brake is open, first in a braking position in which the brake pad is in contact with the rotating member, and then while maintaining the contact Piece can be moved in the circumferential direction of the rotary member, wherein the rotary member can be moved accordingly.
  • the embodiment according to the invention thus offers the advantage that the rotation element can not only be decelerated by the actuation of the rotor brake, but can additionally be moved in a defined manner in the circumferential direction.
  • the rotor brake only has to be deactivated and activated a few times in a row, in order to prevent the meshing of the rotor brake. Sliding the circuit easily. The actual switching process so the application of axial force on the switching element does not have to be interrupted. As soon as the movement has taken place in the circumferential direction so far that the tooth-before-tooth position is resolved, the switching element moves automatically into the toothing of the gear member.
  • the length of the movement in the circumferential direction and / or the number of activations of the runner brake which are automatically executed when switching can be designed differently.
  • the number of activation deactivation change such a good reliability can be achieved that can be dispensed with a sensor for detecting the proper switching.
  • this offers an additional cost advantage.
  • the pressing element can act directly or indirectly on one or more force-transmitting intermediate elements, such as levers, connecting parts or the like, on the brake pad.
  • the pressing element can build up the necessary force, for example hydraulically, pneumatically, electromagnetically or electrically.
  • the closing principle The rotor brake is not activated when the rotation element is at a standstill. That is, the brake pad is not in contact with the rotary member, the rotor brake is open.
  • This principle is suitable for rotor brake devices with hydraulic contact pressure, especially for systems in which a pressure for the hydraulic system is built up only during operation by the transmission dynamics.
  • the opening principle Here, the rotor brake is closed when the rotation element is stationary, the brake pad is against the rotating element and holds it firmly. If you want to change to traction, the pressure on the contact pressure is reduced to move the brake pad away from the rotating element and to open the rotor brake.
  • a hydraulic contact pressure a system is required which can generate pressure in the hydraulic system independently of the transmission dynamics.
  • Brake lining is generally understood to mean an area which can be brought into contact with the rotating element and is suitable for generating a braking frictional force.
  • the material for the brake lining for example, an impregnated fabric of non-magnetic metal or resin-bonded magnetic metal or sintered friction material is particularly suitable.
  • the rotor brake device can be designed so that both the movement of the brake pad from the starting position to the braking position and the displacement along the circumferential direction of the one pressing member can be controlled.
  • no second actuator is needed, which makes the execution cheaper, more space-saving and easier to control.
  • the rotor brake device has a lever with the brake pad, a pivot point for the lever and a guide for the pivot point, in which it can be moved on. These are designed such that upon activation of the rotor brake by the rotation of the lever about the pivot point of the brake pad can be brought from the starting position to the braking position.
  • the pressing element initiates the force into the lever at an attack point. If the contact force continues to act, the pivot point in the guide may be be moved, whereby the brake pad can perform a movement in the circumferential direction of the rotary member. In this case, the rotation element is moved along by this movement in the circumferential direction.
  • the desired additional function of the rotor brake can be realized in a particularly simple and reliable.
  • the braking force exerted on the rotating element and the path of movement that the brake lining can perform can be selectively influenced constructively by the lever.
  • a simple way to reset the brake can be realized.
  • the lever may be designed so that the point of attack of the hydraulic cylinder is farther from the fulcrum than the brake pad. As a result, the braking force is increased with respect to the force exerted on the lever by the pressing element.
  • the lever may be designed so that the point of attack is located closer to the pivot point than the brake pad. As a result, a larger movement of the brake pad towards the rotational element is possible, as it corresponds to the pure displacement of the piston in the hydraulic cylinder.
  • the guide is present on the lever and the pivot point designed as a pin or pin, which is firmly connected to a support structure for the rotor brake.
  • the fulcrum may be formed as a bolt or pin fixedly connected to the lever, and the guide may be provided on a support structure.
  • a support structure a component is considered, via which the rotor brake can be firmly connected to the transmission unit, so that the contact pressure can be supported.
  • the support structure may be, for example, a kind of brake housing or part of a transmission housing. Or it can also be provided on the transmission unit channel plate as a support structure for the fulcrum.
  • Firmly connected in this context means only that the necessary forces can be transferred.
  • the guide may for example be designed as a slot or recess, as a rail or groove or in a similar manner. Particularly preferably, the guide is designed as a substantially linear guide groove. This can be done very easily.
  • the rotor brake device may have a slotted guide, which guides the movement of the brake pad from the starting position to the braking position and its displacement in the circumferential direction. Also, thus, the function of the device according to the invention can be realized in a simple and reliable manner.
  • the pressing element is designed as a linear-acting actuator, preferably as a hydraulic cylinder.
  • a hydraulic cylinder as a pressing element for the rotor brake offers the enormous advantage over an electromagnetic rotor brake that the already existing oil circuit can be used to control. This eliminates the separate and complex electromagnetic control of the rotor brake, as well as the separate cable harness for it.
  • the hydraulic control By the hydraulic control, a larger displacement and a greater contact pressure of the brake pad is possible, in particular, the two parameters are independent of the design of the magnet. It is only a standard solenoid valve to control and no specially adapted solenoid for the contact more necessary. At the same time the required space is significantly reduced.
  • Hydraulic cylinders are known per se. This has a piston and a housing in which the piston can move back and forth. The hydraulic cylinder is controlled via a pressure chamber into which hydraulic fluid can be supplied via the supply line, so that a pressure is exerted on the piston in order to displace it and apply the contact pressure. Hydraulic cylinders and solenoid valves are available as standard and standard parts, resulting in lower costs than individually designed and manufactured components. The provision of the brake can be realized in an advantageous manner with a hydraulic cylinder which is designed as a double-acting cylinder.
  • Such a hydraulic cylinder has a second pressure chamber, which can be filled with hydraulic fluid, so that the piston is moved in the opposite direction.
  • the brake can be activated or opened.
  • two solenoid valves or a suitable switching valve are used to control in this case.
  • the contact pressure element can also be designed as an electromagnetic contact pressure element in the embodiment according to the invention.
  • the movement of the brake lining in the circumferential direction of the rotary element can be implemented advantageously if the rotor braking device is designed so that the line of action of the force of the pressing element and the line of action of the braking force of the brake lining in the braking position, with straight extension in the direction of the rotary element, a Include angles of less than 90 °.
  • the rotor braking device is designed so that the line of action of the force of the pressing element and the line of action of the braking force of the brake lining in the braking position, with straight extension in the direction of the rotary element, a Include angles of less than 90 °.
  • At least one restoring element in particular at least one restoring spring, is particularly preferably provided, which engages on the lever or on the contact pressure element such that it causes a movement of the brake lining opposite to the displacement in the circumferential direction and / or back to the starting position if the rotor brake is omitted can.
  • the brake pad is moved away from the rotational element, for example, when the pressure in the pressure chamber of a hydraulic cylinder falls below a certain threshold.
  • a return element may be present, which is arranged so that it can move the lever or the pressing element in the direction of the rotary member and thereby cause a brake closing when the pressure in the pressure chamber falls below a certain threshold.
  • the brake is open without applied pressure and in the second version, the brake is closed without applied pressure.
  • the brake can be opened and on the other hand, the necessary contact force for braking are generated.
  • a hydrodynamic transmission unit can be equipped with the rotor brake device according to the invention.
  • the invention therefore also relates to a hydrodynamic gear unit with a hydrodynamic coupling and / or a hydrodynamic converter, as well as with at least one mechanical gear stage.
  • the object is achieved by an embodiment according to claim 13, that is, characterized in that a rotor brake device according to the invention is provided.
  • the corresponding rotor wheel associated with the rotor brake can be held in place and twisted in the circumferential direction if no oil is present in the intermediate space.
  • the switching element connected to the rotary element can be slightly twisted, so that the teeth come in front of the gaps and a sliding into each other is possible. This enables reliable shifting in the mechanical gear stage.
  • the mechanical gear stage may be a reverse gear to reverse the direction of rotation at the same ratio or a mechanical transmission or a combination of both. It is advantageous if the rotor brake with its brake pad can act directly on the impeller of the hydrodynamic coupling or the hydrodynamic converter.
  • the embodiment may be designed such that the rotation element, on which the rotor brake can act, is formed by the rotor wheel on the secondary side of the hydrodynamic coupling or of the hydrodynamic converter.
  • the rotation element, on which the rotor brake can act is non-rotatably connected via a shaft and / or a gear stage with the impeller on the secondary side of the hydrodynamic coupling or the hydrodynamic converter.
  • the gear unit is designed so that the rotor brake device has a hydraulic cylinder as a pressing element and that the rotor brake device is integrated into the channel plate of the hydrodynamic transmission unit.
  • Another advantage results from the integration of the supply line of the hydraulic cylinder in the channel plate, which is already designed so that other transmission elements can be supplied with control pressure or lubricant or equipment.
  • This eliminates extra oil lines for controlling the hydraulic cylinder. Only further lines or channels in the channel plate are needed.
  • the channel plate is connected to the transmission housing. It is designed so that a connection to the oil passage in the gear housing is produced, thus ensuring a continuous supply of hydraulic fluid and a corresponding return.
  • metering or control valves such as solenoid valves, for the various channels, for example, control channels, or sub-circuits may be appropriate.
  • the channel plate can with a cover plate be provided, the channels and supply lines covers and tightly closes. Due to this multi-part design, the channel plate is easier to manufacture. It may be particularly advantageous if the supply line for controlling the hydraulic cylinder is completely integrated in the channel plate. In this case, both the supply of the hydraulic fluid and the pressure chamber is arranged on the piston of the hydraulic cylinder in the channel plate. This results in a particularly simple design without too many attachments. However, it is also according to the invention if only a part of this supply line is integrated in the channel plate.
  • the channel plate serves as a support structure for the brake components. Accordingly, the channel plate must be sufficiently dimensioned and reliably fixed to the transmission housing.
  • the rotor brake device can be preassembled on the channel plate and mounted as a unit with the channel plate, which is a great simplification.
  • a solenoid valve is preferably present, which controls the supply of hydraulic fluid into the pressure chamber or the pressure therein.
  • the hydraulic cylinder has a housing which is completely or at least partially formed by the channel plate. That is, the piston is guided in the channel plate and / or the pressure chamber is at least partially formed by the channel plate.
  • the hydraulic cylinder may comprise a sliding bush, which is completely or at least partially integrated in the channel plate. In this sliding bush, the piston of the hydraulic cylinder is guided.
  • a support which is part of the hydraulic cylinder and forms at least a part of the housing in which the piston can move back and forth, and which is connected to the channel plate.
  • the step b) is advantageously carried out after step a).
  • the step c) can already take place during or before or after step b). Due to the additional, defined rotation of the rotation element, it can be avoided that a tooth-to-tooth position blocks the switching.
  • Many advantages are already at the Rotor brake device described. With a suitable choice of the displacement in the circumferential direction, a single movement may already be sufficient. By free-spinning, it is meant that the rotating member is no longer actively driven and accelerated by a prime mover, such as a motor, but moves substantially only through inertial effects or as previously described by effects from a hydrodynamic transmission component that is already depleted.
  • the steps d) and e) can be repeated once or several times.
  • the switching device is preferably activated, that is, it still acts an axial force on the switching element, which leads to the properly switched when no tooth-before-tooth position is present.
  • a control can be performed, which in any case leads to trouble-free switching - no matter how the teeth are at the beginning of the switching process.
  • a sensor that monitors the successful circuit and confirms it to the controller can be dispensed with.
  • Rotor brake device integrated in the channel plate of a gearbox
  • Rotor brake device integrated in the channel plate of a gearbox
  • a schematic representation of a rotor brake device according to the invention for a hydrodynamic transmission unit is shown.
  • the rotation element 3 of the hydrodynamic transmission unit is shown.
  • Other existing transmission elements such as hydrodynamic components or mechanical transmission stages are not shown.
  • the rotary element 3 may preferably be the rotor wheel on the secondary side of a hydrodynamic coupling or a hydrodynamic converter. But it can also be a rotation element, with the Secondary side of the aforementioned hydrodynamic component via a shaft and optionally one or more mechanical gear stages is rotatably connected. It is important that the impeller can be held, in which the rotation element is braked.
  • This first embodiment has a lever mechanism and only a single pressing element 6.
  • FIG. 1 a represents the starting position of the rotor brake, in which the brake is open
  • FIG. 1 b shows the braking position, in which the brake lining 2 is in contact with the rotary element 3.
  • the pressing element 6 executed here as a hydraulic cylinder - via an attack point on the lever 1, whereby it is rotated about the pivot point 4.
  • the fulcrum 4 is a pin or bolt or the like and is fixed to a support structure.
  • the lever 1 has a guide 5 - here as a substantially rectangular recess, which forms a linear guide groove, executed -, via which it is mounted at the pivot point 4.
  • the support structure is connected to the transmission housing so that the braking forces can be absorbed. For example, it may be part of the transmission housing.
  • the force applied by the pressing element 6 braking force acts on the brake pad 2, which is present on the lever 1, on the still rotating rotary member 3, whereby this is braked.
  • the line of action w1 of the contact pressure element 6 and the line of action w2 of the braking force from the brake pad 2 on the rotary element 3 form an angle ⁇ of significantly less than 90 °, if the lines of action in the direction of the rotary element 3 are extended in a straight line.
  • Fig.1c now shows what happens when the braking force is applied further.
  • the lever 1 shifts along the guide 5 at the pivot point 4 and thereby the brake pad 2 is displaced while maintaining the contact in the circumferential direction.
  • the rotation element is thereby rotated accordingly.
  • the rotation of the rotary member 3 by the rotor braking device can be carried out with or against the normal direction of rotation in traction mode. Both movements, the pressing and the further rotation, are effected by the same pressure element 6.
  • the contact pressure element 6 is relieved, so that the restoring element 7, for example a spiral spring, moves the lever 1 back into the starting position.
  • the rotation element 3 which is connected to the secondary side of the hydrodynamic transmission component, is decelerated and then rotated by the rotor brake device by a defined length in the circumferential direction.
  • the switching device for the mechanical transmission stage is activated, for example, an axial force is applied to the switching member. Due to the active rotation during the braking process, a potentially occurring tooth-before-tooth position in the mechanical gear stage is resolved, so that the circuit can take place.
  • a single operation may be sufficient to allow the circuit. But it is also possible to repeat the braking operation including rotation once or several times to cause sufficient rotation, so that the circuit is done.
  • the switching device remains preferably activated so that the circuit takes place as soon as the tooth-before-tooth position is resolved. With appropriate design of the device and the control method may possibly even be dispensed with a monitoring of the switching position by a separate sensor. Switching is faster and more reliable. The system becomes more robust and the gear unit can be made cheaper.
  • FIGS. 2a-c show a second variant for the embodiment according to the invention. Identical elements are identically labeled. The variant differs from the embodiment shown in FIGS. 1 ac, inter alia, in that the fulcrum 4 a is present on the lever 1 a and the guide 5 a on the supporting structure. In addition, the lever 1 a is designed simpler. Another difference is that the brake pad 2 between the pivot point 4a and the point of contact of the pressing element 6 is located. Due to the short lever arm for the brake pad 2, a high braking force is achieved. The function of the rotor brake device with braking and rotation of the rotary member 3 is similar and shown again in the individual figures ac.
  • Figure 3 illustrates the first embodiment integrated into the channel plate 8 of a gear unit.
  • the pivot point 4 is fixed to the channel plate.
  • the channel plate 8 is connected to the transmission housing so that the channels and supply lines for hydraulic fluid present in the channel plate 8 are connected to the oil supply in the transmission housing. So a continuous supply of hydraulic fluid is possible.
  • the channel plate 8 there is a network of different channels, supply lines or hydraulic circuits. As a result, various transmission element can be supplied with lubricant, with control means or resources.
  • a retarder or a converter can be filled or emptied with hydraulic fluid or a hydraulic cylinder can be controlled with pressure.
  • different valve body for example, for solenoid valves, be grown. There may also be other control elements.
  • the channels in the channel plate 8 are closed by a cover plate 9. As a result, the channel plate 8 can be made simpler and cheaper.
  • the piston of the hydraulic cylinder can be guided in a housing which is at least partially formed by the channel plate. It is equally possible to insert a hydraulic cylinder with its own housing in the channel plate 8.
  • the supply line for the control of the hydraulic cylinder runs completely or partially in the Channel plate. Through the supply line, the pressure chamber of the hydraulic cylinder is filled or emptied under the piston with hydraulic fluid.
  • FIG. 4 shows an illustration analogous to FIG. 3 for the integration of the second rotor brake device into the channel plate 8a of a hydrodynamic transmission unit.
  • Fig.5 and Fig.6 show even more variants for the arrangement of the linear guide 5, 5a.
  • the guide does not have to be linear either.
  • damping to dampen the displacement, or there may be a return element, in particular a spring, which allows the displacement only when a certain force is exceeded.

Abstract

A rotor braking device and a method for controlling a hydrodynamic transmission unit having a brake pad (2) and a pressing element (6), designed in such a way that, when the rotor brake is activated, the pressing element (6) presses the brake pad (2) against a rotational element (3) of the hydrodynamic transmission unit, and thus the rotational element (3) can be braked, wherein the rotor braking device is designed such that the brake pad (2) can be moved from a starting position in which the rotor brake is open first into a braking position in which the brake pad (2) is in contact with the rotational element (3) and then, while the contact is maintained, a piece can be moved in the circumferential direction of the rotational element (3) so that the rotational element (3) can thereby be moved correspondingly along with it.

Description

Läuferbremse  runner brake
Die Erfindung betrifft eine Läuferbremsvorrichtung für eine hydrodynamische Getriebeeinheit mit einem Bremsbelag und einem Anpresselement, derart gestaltet, dass bei Aktivierung der Läuferbremse das Anpresselement den Bremsbelag gegen ein Rotationselement der hydrodynamischen Getriebeeinheit drückt und somit das Rotationselement gebremst werden kann. Zusätzlich betrifft die Erfindung eine hydrodynamische Getriebeeinheit mit einer entsprechenden Läuferbremsvorrichtung, wobei die Getriebeeinheit eine hydrodynamische Kupplung und/oder einen hydrodynamischen Wandler, sowie zumindest eine mechanische Getriebestufe aufweist. Und die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Getriebeeinheit. The invention relates to a rotor brake device for a hydrodynamic transmission unit with a brake pad and a contact element, designed such that upon actuation of the rotor brake, the contact pressure element presses the brake pad against a rotational element of the hydrodynamic gear unit and thus the rotational element can be braked. In addition, the invention relates to a hydrodynamic transmission unit with a corresponding rotor brake device, wherein the transmission unit has a hydrodynamic coupling and / or a hydrodynamic converter, as well as at least one mechanical transmission stage. And the invention relates to a method for controlling such a transmission unit.
Ein hydrodynamisches Getriebe mit einer Läuferbremsvorrichtung und eine entsprechende Läuferbremsvorrichtung sind beispielsweise aus DE 4226665 A1 bekannt. Darin ist ein hydrodynamisches Getriebe mit einer hydrodynamischen Kupplung, einem hydrodynamischen Wandler und mehreren mechanischen Getriebestufen gezeigt, wie sie insbesondere für Schienenfahrzeuge verwendet werden. Die hydrodynamische Drehmomentübertragung erfolgt, indem die Rotation eines primärseitigen Läuferrades über die Ölfüllung auf ein sekundärseitiges Läuferrad übertragen wird. Soll keine Drehmomentübertragung stattfinden, wird das Öl aus dem Zwischenraum abgelassen. Allerdings wird auch bei leerem Zwischenraum durch die Verwirbelung der Luft zwischen den beiden Läuferrädern ein gewisses Drehmoment übertragen, so dass sich der sekundärseitig angeschlossene Teil des Getriebes drehen würde. Zum Schalten in einer nachgeordneten mechanischen Getriebestufe muss die Sekundärseite in bestimmten Betriebszuständen gebremst werden können. Dazu ist die beschriebene Läuferbremse vorgesehen, die mittelbar mit der Sekundärwelle der hydrodynamischen Getriebekomponente verbunden ist und die somit die Sekundärseite abbremsen und festhalten kann. A hydrodynamic transmission with a rotor brake device and a corresponding rotor brake device are known, for example, from DE 4226665 A1. It shows a hydrodynamic transmission with a hydrodynamic coupling, a hydrodynamic converter and several mechanical gear stages, as used in particular for rail vehicles. The hydrodynamic torque transmission takes place by the rotation of a primary-side impeller is transferred via the oil filling to a secondary-side impeller. If no torque transmission take place, the oil is discharged from the intermediate space. However, even with an empty space through the turbulence of the air between the two rotor wheels transmit a certain torque, so that the secondary side connected part of the transmission would rotate. For switching in a downstream mechanical gear stage, the secondary side must be able to be braked in certain operating states. For this purpose, the described rotor brake is provided, which indirectly with the secondary shaft hydrodynamic transmission component is connected and thus the secondary side can decelerate and hold.
Im Stillstand oder bei geringer Drehzahl der Sekundärseite kann dann die nachfolgende mechanische Getriebestufe geschaltet werden. Dazu wird ein mechanisches Schaltglied, das eine Verzahnung aufweist, durch axiales Verschieben in Eingriff mit der Verzahnung eines Getriebegliedes gebracht, das geschaltet werden soll; eine solche Ausführung ist zum Beispiel eine Klauenkupplung. Dabei kann es vorkommen, dass eine sogenannte Zahn-vor- Zahn-Stellung zwischen Schaltglied und Getriebeglied auftritt; das heißt, dass die beiden Verzahnungen nicht ineinander gleiten, sondern stattdessen die Zähne seitlich aneinanderstoßen, so dass ein ordnungsgemäßes Schalten nicht möglich ist. Dieser Zustand muss erkannt werden und der Schaltvorgang muss abgebrochen und komplett wiederholt werden, was zeitaufwändig ist. Ein ordnungsgemäßer Traktionsbetrieb ist dann erst sehr zeitverzögert möglich. At standstill or at low speed of the secondary side then the subsequent mechanical gear stage can be switched. For this purpose, a mechanical switching element having a toothing, brought by axial displacement into engagement with the toothing of a gear member to be switched; such an embodiment is, for example, a dog clutch. It may happen that a so-called tooth-tooth position between switching element and gear member occurs; that is, the two gears do not slide into each other, but instead the teeth abut each other laterally, so that a proper switching is not possible. This state must be recognized and the switching process must be aborted and completely repeated, which is time consuming. A proper traction operation is then only very time-delayed possible.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine geeignete Läuferbremsvorrichtung für eine hydrodynamische Getriebeeinheit zu entwickeln, die ein vereinfachtes und zuverlässigeres Schalten ohne unnötige Zeitverzögerung ermöglicht. The object of the invention is to develop a suitable rotor braking device for a hydrodynamic transmission unit, which enables a simplified and more reliable shifting without unnecessary time delay.
Die Aufgabe wird für die Vorrichtung erfindungsgemäß durch eine Ausführung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bei dieser Ausführung ist die Läuferbremsvorrichtung so gestaltet ist, dass der Bremsbelag von einer Ausgangsstellung, bei der die Läuferbremse offen ist, zunächst in eine Bremsstellung bewegt werden kann, bei der der Bremsbelag mit dem Rotationselement in Kontakt ist, und dann unter Beibehaltung des Kontaktes ein Stück in Umfangsrichtung des Rotationselements verschoben werden kann, wobei das Rotationselement dadurch entsprechend mitbewegt werden kann. Die erfindungsgemäße Ausführung bietet somit den Vorteil, dass das Rotationselement durch die Betätigung der Läuferbremse nicht nur abgebremst, sondern zusätzlich in Umfangsrichtung definiert bewegt werden kann. Sollte nun eine Zahn-vor-Zahn-Stellung auftreten, muss die Läuferbremse nur ein paar Mal im Wechsel deaktiviert und aktiviert werden, um das Ineinander- Gleiten der Schaltung problemlos zu ermöglichen. Der eigentliche Schaltvorgang also das Aufbringen von Axialkraft auf das Schaltglied muss dafür nicht unterbrochen werden. Sobald die Bewegung in Umfangsrichtung soweit erfolgt ist, dass die Zahn-vor-Zahn-Stellung aufgelöst ist, bewegt sich das Schaltglied automatisch in die Verzahnung des Getriebegliedes. The object is achieved for the device according to the invention by an embodiment according to claim 1. In this embodiment, the rotor brake device is designed so that the brake pad can be moved from a starting position in which the rotor brake is open, first in a braking position in which the brake pad is in contact with the rotating member, and then while maintaining the contact Piece can be moved in the circumferential direction of the rotary member, wherein the rotary member can be moved accordingly. The embodiment according to the invention thus offers the advantage that the rotation element can not only be decelerated by the actuation of the rotor brake, but can additionally be moved in a defined manner in the circumferential direction. Should a tooth-to-tooth position occur, the rotor brake only has to be deactivated and activated a few times in a row, in order to prevent the meshing of the rotor brake. Sliding the circuit easily. The actual switching process so the application of axial force on the switching element does not have to be interrupted. As soon as the movement has taken place in the circumferential direction so far that the tooth-before-tooth position is resolved, the switching element moves automatically into the toothing of the gear member.
Je nach Teilung und Geometrie der zu schaltenden Verzahnung kann die Länge der Bewegung in Umfangsrichtung und/oder die Anzahl der Aktivierungen der Läuferbremse die automatisch beim Schalten ausgeführt werden unterschiedlich ausgelegt werden. Bei entsprechender Auslegung der Läuferbremse und der Ansteuerung, insbesondere der Anzahl der Aktivierungs-Deaktivierungs-Wechsel, kann eine so gute Zuverlässigkeit erreicht werden, dass auf einen Sensor zur Erfassung des ordnungsgemäßen Schaltens verzichtet werden kann. Gegenüber der bisher bekannten Ausführung mit einem Sensor zur Kontrolle der Schaltstellung, bevor die Traktion freigegeben wird, bietet das einen zusätzlichen Kostenvorteil. Depending on the pitch and geometry of the toothing to be switched, the length of the movement in the circumferential direction and / or the number of activations of the runner brake which are automatically executed when switching can be designed differently. With an appropriate design of the rotor brake and the control, in particular the number of activation deactivation change, such a good reliability can be achieved that can be dispensed with a sensor for detecting the proper switching. Compared to the previously known design with a sensor to control the switching position before the traction is released, this offers an additional cost advantage.
Das Anpresselement kann direkt oder indirekt über eines oder mehrere kraftübertragende Zwischenelemente, wie zum Beispiel Hebel, Verbindungsteile oder ähnliches, auf den Bremsbelag wirken. Das Anpresselement kann die notwendige Kraft beispielsweise hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch oder elektrisch aufbauen. The pressing element can act directly or indirectly on one or more force-transmitting intermediate elements, such as levers, connecting parts or the like, on the brake pad. The pressing element can build up the necessary force, for example hydraulically, pneumatically, electromagnetically or electrically.
Für die Ansteuerung der Läuferbremse gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Arbeitsweisen: There are basically two different ways of operating the rotor brake:
Zum einen das Schließerprinzip: Dabei ist die Läuferbremse bei Stillstand des Rotationselements nicht aktiviert. Das heißt der Bremsbelag ist nicht in Kontakt mit dem Rotationselement, die Läuferbremse ist offen. Dieses Prinzip eignet sich bei Läuferbremsvorrichtungen mit hydraulischer Anpressung vor allem für Systeme bei denen erst im Betrieb durch die Getriebedynamik ein Druck für das Hydrauliksystem aufgebaut wird. Zum anderen das Öffnerprinzip: Hier ist die Läuferbremse bei Stillstand des Rotationselements geschlossen, der Bremsbelag liegt am Rotationselement an und hält es fest. Soll in den Traktionsbetrieb gewechselt werden, wird der Druck am Anpresselement reduziert, um den Bremsbelag vom Rotationselement weg zu bewegen und die Läuferbremse zu öffnen. Für dieses Prinzip ist im Falle einer hydraulischen Anpressung ein System nötig, das unabhängig von der Getriebedynamik Druck im Hydrauliksystem erzeugen kann. On the one hand, the closing principle: The rotor brake is not activated when the rotation element is at a standstill. That is, the brake pad is not in contact with the rotary member, the rotor brake is open. This principle is suitable for rotor brake devices with hydraulic contact pressure, especially for systems in which a pressure for the hydraulic system is built up only during operation by the transmission dynamics. On the other hand, the opening principle: Here, the rotor brake is closed when the rotation element is stationary, the brake pad is against the rotating element and holds it firmly. If you want to change to traction, the pressure on the contact pressure is reduced to move the brake pad away from the rotating element and to open the rotor brake. For this principle, in the case of a hydraulic contact pressure, a system is required which can generate pressure in the hydraulic system independently of the transmission dynamics.
Unter Bremsbelag ist generell eine Fläche zu verstehen, die mit dem Rotationselement in Kontakt gebracht werden kann und geeignet ist, eine Reibkraft zum Bremsen zu erzeugen. Als Material für den Bremsbelag eignet sich zum Beispiel besonders ein imprägniertes Gewebe aus nicht-magnetischem Metall oder kunstharzgebundenes magnetisches Metall oder Sinter-Reibmaterial. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung, die die Läuferbremsvorrichtung noch einfacher, zuverlässiger oder günstiger machen, finden sich in den Unteransprüchen. Brake lining is generally understood to mean an area which can be brought into contact with the rotating element and is suitable for generating a braking frictional force. As the material for the brake lining, for example, an impregnated fabric of non-magnetic metal or resin-bonded magnetic metal or sintered friction material is particularly suitable. Further advantageous features of the embodiment according to the invention, which make the rotor brake device even easier, more reliable or cheaper, can be found in the dependent claims.
Insbesondere kann die Läuferbremsvorrichtung so gestaltet sein, dass sowohl die Bewegung des Bremsbelages von der Ausgangsstellung in die Bremsstellung als auch die Verschiebung entlang der Umfangsrichtung von dem einen Anpresselement gesteuert werden kann. Dadurch wird kein zweiter Aktuator benötigt, was die Ausführung günstiger, platzsparender und einfacher ansteuerbar macht. In particular, the rotor brake device can be designed so that both the movement of the brake pad from the starting position to the braking position and the displacement along the circumferential direction of the one pressing member can be controlled. As a result, no second actuator is needed, which makes the execution cheaper, more space-saving and easier to control.
Besonders bevorzugt weist die Läuferbremsvorrichtung einen Hebel mit dem Bremsbelag, einen Drehpunkt für den Hebel und eine Führung für den Drehpunkt, in der dieser verschoben werden kann, auf. Diese sind derart gestaltet, dass bei Aktivierung der Läuferbremse durch die Drehung des Hebels um den Drehpunkt der Bremsbelag von der Ausgangsstellung in die Bremsstellung gebracht werden kann. Das Anpresselement leitet dafür an einer Angriffsstelle die Kraft in den Hebel ein. Wirkt die Anpresskraft weiter, so kann der Drehpunkt in der Führung verschoben werden, wodurch der Bremsbelag eine Bewegung in Umfangsrichtung des Rotationselements durchführen kann. Dabei wird das Rotationselement durch diese Bewegung entsprechend in Umfangsrichtung mitbewegt. Durch einen solchen Hebelmechanismus kann die gewünschte zusätzliche Funktion der Läuferbremse besonders einfach und zuverlässig realisiert werden. Durch den Hebel kann zudem die Bremskraft, die auf das Rotationselement ausgeübt wird, und der Bewegungspfad, den der Bremsbelag ausführen kann, gezielt konstruktiv beeinflusst werden. Außerdem ist eine einfache Möglichkeit zur Rückstellung der Bremse realisierbar. Particularly preferably, the rotor brake device has a lever with the brake pad, a pivot point for the lever and a guide for the pivot point, in which it can be moved on. These are designed such that upon activation of the rotor brake by the rotation of the lever about the pivot point of the brake pad can be brought from the starting position to the braking position. The pressing element initiates the force into the lever at an attack point. If the contact force continues to act, the pivot point in the guide may be be moved, whereby the brake pad can perform a movement in the circumferential direction of the rotary member. In this case, the rotation element is moved along by this movement in the circumferential direction. By such a lever mechanism, the desired additional function of the rotor brake can be realized in a particularly simple and reliable. In addition, the braking force exerted on the rotating element and the path of movement that the brake lining can perform can be selectively influenced constructively by the lever. In addition, a simple way to reset the brake can be realized.
Insbesondere kann der Hebel so gestaltet sein, dass die Angriffsstelle des Hydraulikzylinders weiter vom Drehpunkt entfernt ist als der Bremsbelag. Dadurch wird die Bremskraft erhöht gegenüber der auf den Hebel ausgeübten Kraft durch das Anpresselement. Alternativ kann der Hebel so gestaltet sein, dass die Angriffsstelle näher am Drehpunkt angeordnet ist als der Bremsbelag. Dadurch ist eine größere Bewegung des Bremsbelags hin zum Rotationselement möglich, als es dem reinen Verschiebeweg des Kolbens im Hydraulikzylinder entspricht. In particular, the lever may be designed so that the point of attack of the hydraulic cylinder is farther from the fulcrum than the brake pad. As a result, the braking force is increased with respect to the force exerted on the lever by the pressing element. Alternatively, the lever may be designed so that the point of attack is located closer to the pivot point than the brake pad. As a result, a larger movement of the brake pad towards the rotational element is possible, as it corresponds to the pure displacement of the piston in the hydraulic cylinder.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Führung an dem Hebel vorhanden und der Drehpunkt als Bolzen oder Stift ausgeführt, der fest mit einer Stützstruktur für die Läuferbremse verbunden ist. Alternativ kann der Drehpunkt als Bolzen oder Stift ausgeführt sein, der fest mit dem Hebel verbunden ist, und die Führung kann an einer Stützstruktur vorhanden sein. Als Stützstruktur wird ein Bauteil angesehen, über das die Läuferbremse fest mit der Getriebeeinheit verbunden werden kann, so dass die Anpresskraft abgestützt werden kann. Die Stützstruktur kann beispielsweise eine Art Bremsengehäuse oder ein Teil eines Getriebegehäuses sein. Oder es kann auch eine an der Getriebeeinheit vorhandene Kanalplatte als Stützstruktur für den Drehpunkt vorgesehen sein. Es sind allerdings auch weitere Ausführungen denkbar. Fest verbunden heißt in diesem Zusammenhang nur, dass die notwendigen Kräfte übertragen werden können. Die Führung kann beispielsweise als Schlitz oder Aussparung, als Schiene oder Nut oder in ähnlicher weise ausgeführt sein. Besonders bevorzugt ist die Führung als im Wesentlichen lineare Führungsnut ausgebildet. Das lässt sich sehr einfach herstellen. Alternativ zur Ausführung mit einem Hebel kann die Läuferbremsvorrichtung eine Kulissenführung aufweisen, die die Bewegung des Bremsbelages von der Ausgangsstellung in die Bremsstellung und dessen Verschiebung in Umfangsrichtung führt. Auch somit lässt sich die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einfacher und zuverlässiger Weise realisieren. In an advantageous embodiment, the guide is present on the lever and the pivot point designed as a pin or pin, which is firmly connected to a support structure for the rotor brake. Alternatively, the fulcrum may be formed as a bolt or pin fixedly connected to the lever, and the guide may be provided on a support structure. As a support structure, a component is considered, via which the rotor brake can be firmly connected to the transmission unit, so that the contact pressure can be supported. The support structure may be, for example, a kind of brake housing or part of a transmission housing. Or it can also be provided on the transmission unit channel plate as a support structure for the fulcrum. However, other versions are conceivable. Firmly connected in this context means only that the necessary forces can be transferred. The guide may for example be designed as a slot or recess, as a rail or groove or in a similar manner. Particularly preferably, the guide is designed as a substantially linear guide groove. This can be done very easily. Alternatively to the embodiment with a lever, the rotor brake device may have a slotted guide, which guides the movement of the brake pad from the starting position to the braking position and its displacement in the circumferential direction. Also, thus, the function of the device according to the invention can be realized in a simple and reliable manner.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn das Anpresselement als linear wirkender Aktuator, bevorzugt als Hydraulikzylinder ausgeführt ist. Die Verwendung eines Hydraulikzylinders als Anpresselement für die Läuferbremse bietet gegenüber einer elektromagnetischen Läuferbremse den enormen Vorteil, dass der ohnehin bereits vorhandene Ölkreislauf zur Ansteuerung verwendet werden kann. Somit entfällt die separate und aufwändige elektromagnetische Ansteuerung der Läuferbremse, sowie der separate Kabelstrang dafür. Durch die hydraulische Ansteuerung ist ein größerer Verschiebeweg und eine größere Anpresskraft des Bremsbelages möglich, insbesondere sind die beiden Parameter unabhängig von der Ausführung des Magneten. Es ist nur noch ein Standard- Magnetventil zur Ansteuerung und kein speziell angepasster Elektromagnet für die Anpressung mehr notwendig. Gleichzeitig wird der benötigte Bauraum deutlich verkleinert. Durch den Hydraulikzylinder kann eine höhere Anpress- und damit Bremskraft erzeugt werden als mit bisher üblichen Läuferbremsen. Hydraulikzylinder sind an sich bekannt. Dieser weist einen Kolben und ein Gehäuse auf, in dem der Kolben sich hin und her bewegen kann. Angesteuert wird der Hydraulikzylinder über eine Druckkammer, in die über die Versorgungsleitung Hydraulikfluid zugeführt werden kann, so dass ein Druck auf den Kolben ausgeübt wird, um diesen zu verschieben und die Anpresskraft aufzubringen. Hydraulikzylinder und Magnetventile gibt es als Norm- und Standardteile, so dass dadurch geringere Kosten als bei individuell konstruierten und gefertigten Komponenten anfallen. Die Rückstellung der Bremse kann in vorteilhafter Weise mit einem Hydraulikzylinder realisiert werden, der als doppeltwirkender Zylinder ausgeführt ist. Ein solcher Hydraulikzylinder weist eine zweite Druckkammer auf, die mit Hydraulikfluid gefüllt werden kann, so dass der Kolben in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird. Je nachdem in welcher Druckkammer der höhere Druck ansteht, kann die Bremse aktiviert oder geöffnet werden. Bevorzugt werden zur Ansteuerung in diesem Fall zwei Magnetventile oder ein geeignetes Umschaltventil benutzt. A particularly advantageous embodiment results when the pressing element is designed as a linear-acting actuator, preferably as a hydraulic cylinder. The use of a hydraulic cylinder as a pressing element for the rotor brake offers the enormous advantage over an electromagnetic rotor brake that the already existing oil circuit can be used to control. This eliminates the separate and complex electromagnetic control of the rotor brake, as well as the separate cable harness for it. By the hydraulic control, a larger displacement and a greater contact pressure of the brake pad is possible, in particular, the two parameters are independent of the design of the magnet. It is only a standard solenoid valve to control and no specially adapted solenoid for the contact more necessary. At the same time the required space is significantly reduced. By the hydraulic cylinder, a higher Anpress- and thus braking force can be generated as with previously usual rotor brakes. Hydraulic cylinders are known per se. This has a piston and a housing in which the piston can move back and forth. The hydraulic cylinder is controlled via a pressure chamber into which hydraulic fluid can be supplied via the supply line, so that a pressure is exerted on the piston in order to displace it and apply the contact pressure. Hydraulic cylinders and solenoid valves are available as standard and standard parts, resulting in lower costs than individually designed and manufactured components. The provision of the brake can be realized in an advantageous manner with a hydraulic cylinder which is designed as a double-acting cylinder. Such a hydraulic cylinder has a second pressure chamber, which can be filled with hydraulic fluid, so that the piston is moved in the opposite direction. Depending on the pressure chamber in which the higher pressure is present, the brake can be activated or opened. Preferably, two solenoid valves or a suitable switching valve are used to control in this case.
Das Anpresselement kann in der erfindungsgemäßen Ausführung auch als elektromagnetisches Anpresselement ausgeführt sein. The contact pressure element can also be designed as an electromagnetic contact pressure element in the embodiment according to the invention.
Die Bewegung des Bremsbelages in Umfangsrichtung des Rotationselementes lässt sich in vorteilhafter Weise umsetzen, wenn die Läuferbremsvorrichtung so gestaltet ist, dass die Wirklinie der Kraft des Anpresselementes und die Wirklinie der Bremskraft des Bremsbelages in Bremsstellung, bei gerader Verlängerung in Richtung auf das Rotationselement zu, einen Winkel von weniger als 90° einschließen. Dadurch wird eine effektive Kraftausübung auf das Rotationselement erzielt und es ist eine Realisierung der benötigten Bewegungen mit einem Hebelmechanismus und einem einzigen Anpresselement möglich. The movement of the brake lining in the circumferential direction of the rotary element can be implemented advantageously if the rotor braking device is designed so that the line of action of the force of the pressing element and the line of action of the braking force of the brake lining in the braking position, with straight extension in the direction of the rotary element, a Include angles of less than 90 °. As a result, an effective application of force is achieved on the rotary member and it is a realization of the required movements with a lever mechanism and a single contact element possible.
Besonders bevorzugt ist zudem wenigstens ein Rückstellelement, insbesondere wenigstens eine Rückstellfeder, vorhanden, welches derart am Hebel oder am Anpresselement angreift, dass es bei Wegfall der Aktivierung der Läuferbremse eine Bewegung des Bremsbelages entgegengesetzt zu der Verschiebung in Umfangsrichtung und/oder zurück in die Ausgangsstellung bewirken kann. Dadurch wird der Bremsbelag vom Rotationselement wegbewegt, wenn zum Beispiel der Druck in der Druckkammer eines Hydraulikzylinders einen bestimmten Schwellwert unterschreitet. Somit ist eine gezielte Ansteuerung der Bremse mit einem einseitig wirkenden Hydraulikzylinder möglich. Es können auch mehrere Rückstellelemente vorhanden sein, beispielsweise eines um der Verschiebung zwischen Ausgangsstellung und Bremsstellung und ein weiteres um der Bewegung entlang der Umfangsrichtung des Rotationselementes entgegen zu wirken. Ebenso gut kann ein Rückstellelement vorhanden sein, das so angeordnet ist, dass es den Hebel oder das Anpresselement in Richtung des Rotationselements bewegen und dadurch ein Schließen der Bremse bewirken kann, wenn der Druck in der Druckkammer einen bestimmten Schwellwert unterschreitet. Bei der zuerst beschriebenen Version ist die Bremse ohne angelegten Druck offen und bei der zweiten Version ist die Bremse ohne angelegten Druck geschlossen. Bei der zweiten Version kann beispielsweise über einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder zum einen die Bremse geöffnet werden und zum anderen die nötige Anpresskraft zum Bremsen erzeugt werden. Besonders vorteilhaft kann eine hydrodynamische Getriebeeinheit mit der erfindungsgemäßen Läuferbremsvorrichtung ausgestattet sein. Die Erfindung bezieht sich daher auch auf eine hydrodynamische Getriebeeinheit mit einer hydrodynamischen Kupplung und/oder einem hydrodynamischen Wandler, sowie mit zumindest einer mechanischen Getriebestufe. Die Aufgabe wird durch eine Ausführung gemäß Anspruch 13 gelöst, das heißt dadurch dass eine erfindungsgemäße Läuferbremsvorrichtung vorgesehen wird. Das entsprechende der Läuferbremse zugeordnete Läuferrad kann festgehalten und ein Stück in Umfangsrichtung verdreht werden, wenn kein Öl im Zwischenraum vorhanden ist. Sollte eine Zahn-vor-Zahn-Stellung in der mechanischen Getriebestufe auftreten, kann durch einfaches Lösen und erneutes Aktivieren der Läuferbremse das mit dem Rotationselement verbundene Schaltglied etwas verdreht werden, so dass die Zähne vor die Lücken kommen und ein Ineinander-Gleiten möglich wird. Damit ist ein zuverlässiges Schalten in der mechanischen Getriebestufe möglich. Weitere Vorteile sind bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Läuferbremse beschrieben. Insbesondere kann die mechanische Getriebestufe ein Wendegetriebe zur Drehrichtungsumkehr bei gleicher Übersetzung sein oder ein mechanisches Schaltgetriebe oder eine Kombination aus beidem. Von Vorteil ist es, wenn die Läuferbremse mit ihrem Bremsbelag direkt auf das Läuferrad der hydrodynamischen Kupplung oder des hydrodynamischen Wandlers wirken kann. Dazu kann die Ausführung so gestaltet sein, dass das Rotationselement, auf das die Läuferbremse wirken kann, durch das Läuferrad auf der Sekundärseite der hydrodynamischen Kupplung oder des hydrodynamischen Wandlers gebildet ist. In addition, at least one restoring element, in particular at least one restoring spring, is particularly preferably provided, which engages on the lever or on the contact pressure element such that it causes a movement of the brake lining opposite to the displacement in the circumferential direction and / or back to the starting position if the rotor brake is omitted can. As a result, the brake pad is moved away from the rotational element, for example, when the pressure in the pressure chamber of a hydraulic cylinder falls below a certain threshold. Thus, a targeted control of the brake with a single-acting hydraulic cylinder is possible. There may also be several reset elements, for example one around the Displacement between the starting position and braking position and another to counteract the movement along the circumferential direction of the rotary member. Equally well, a return element may be present, which is arranged so that it can move the lever or the pressing element in the direction of the rotary member and thereby cause a brake closing when the pressure in the pressure chamber falls below a certain threshold. In the version described first, the brake is open without applied pressure and in the second version, the brake is closed without applied pressure. In the second version, for example, via a double-acting hydraulic cylinder on the one hand, the brake can be opened and on the other hand, the necessary contact force for braking are generated. Particularly advantageously, a hydrodynamic transmission unit can be equipped with the rotor brake device according to the invention. The invention therefore also relates to a hydrodynamic gear unit with a hydrodynamic coupling and / or a hydrodynamic converter, as well as with at least one mechanical gear stage. The object is achieved by an embodiment according to claim 13, that is, characterized in that a rotor brake device according to the invention is provided. The corresponding rotor wheel associated with the rotor brake can be held in place and twisted in the circumferential direction if no oil is present in the intermediate space. Should a tooth-to-tooth position occur in the mechanical gear stage, by simply loosening and reactivating the rotor brake, the switching element connected to the rotary element can be slightly twisted, so that the teeth come in front of the gaps and a sliding into each other is possible. This enables reliable shifting in the mechanical gear stage. Further advantages are described in the embodiment of the rotor brake according to the invention. In particular, the mechanical gear stage may be a reverse gear to reverse the direction of rotation at the same ratio or a mechanical transmission or a combination of both. It is advantageous if the rotor brake with its brake pad can act directly on the impeller of the hydrodynamic coupling or the hydrodynamic converter. For this purpose, the embodiment may be designed such that the rotation element, on which the rotor brake can act, is formed by the rotor wheel on the secondary side of the hydrodynamic coupling or of the hydrodynamic converter.
Alternativ kann es vorteilhaft sein, dass das Rotationselement, auf das die Läuferbremse wirken kann, über eine Welle und/oder eine Getriebestufe drehfest mit dem Läuferrad auf der Sekundärseite der hydrodynamischen Kupplung oder des hydrodynamischen Wandlers verbunden ist. Dadurch wird die Bremskraft der Läuferbremse indirekt auf das Läuferrad übertragen. Besonders bevorzugt ist die Getriebeeinheit so ausgeführt, dass die Läuferbremsvorrichtung als Anpresselement einen Hydraulikzylinder aufweist und dass die Läuferbremsvorrichtung in die Kanalplatte der hydrodynamischen Getriebeeinheit integriert ist. Neben den oben bereits genannten Vorteilen durch die Verwendung eines Hydraulikzylinders ergibt sich ein weiterer Vorteil durch die Integration der Versorgungsleitung des Hydraulikzylinders in die Kanalplatte, die bereits so ausgeführt ist, dass andere Getriebeelemente mit Steuerdruck oder Schmiermittel oder Betriebsmittel versorgt werden können. Dadurch entfallen extra Ölleitungen für die Ansteuerung des Hydraulikzylinders. Es sind nur weitere Leitungen oder Kanäle in der Kanalplatte nötig. Die Kanalplatte ist mit dem Getriebegehäuse verbunden. Sie ist so ausgeführt, dass eine Anbindung an die Ölführung im Getriebegehäuse hergestellt wird und so eine kontinuierliche Versorgung mit Hydraulikfluid und eine entsprechende Rückführung gewährleistet sind. An der Kanalplatte können Absperr-, Dosier- oder Regelarmaturen, wie beispielsweise Magnetventile, für die verschiedenen Kanäle, zum Beispiel Steuerkanäle, oder Unterkreisläufe angebracht sein. Die Kanalplatte kann mit einer Abdeckplatte versehen sein, die Kanäle und Versorgungsleitungen abdeckt und dicht verschließt. Durch diese mehrteilige Ausführung ist die Kanalplatte einfacher zu fertigen. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Versorgungsleitung zur Ansteuerung des Hydraulikzylinders vollständig in die Kanalplatte integriert ist. Dabei ist sowohl die Zufuhr des Hydraulikfluides als auch die Druckkammer am Kolben des Hydraulikzylinders in der Kanalplatte angeordnet. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Ausführung ohne zu viele Anbauteile. Es ist aber auch erfindungsgemäß, wenn nur ein Teil dieser Versorgungsleitung in die Kanalplatte integriert ist. Alternatively, it may be advantageous that the rotation element, on which the rotor brake can act, is non-rotatably connected via a shaft and / or a gear stage with the impeller on the secondary side of the hydrodynamic coupling or the hydrodynamic converter. As a result, the braking force of the rotor brake is transmitted indirectly to the rotor wheel. Particularly preferably, the gear unit is designed so that the rotor brake device has a hydraulic cylinder as a pressing element and that the rotor brake device is integrated into the channel plate of the hydrodynamic transmission unit. In addition to the above-mentioned advantages through the use of a hydraulic cylinder, another advantage results from the integration of the supply line of the hydraulic cylinder in the channel plate, which is already designed so that other transmission elements can be supplied with control pressure or lubricant or equipment. This eliminates extra oil lines for controlling the hydraulic cylinder. Only further lines or channels in the channel plate are needed. The channel plate is connected to the transmission housing. It is designed so that a connection to the oil passage in the gear housing is produced, thus ensuring a continuous supply of hydraulic fluid and a corresponding return. On the channel plate shut-off, metering or control valves, such as solenoid valves, for the various channels, for example, control channels, or sub-circuits may be appropriate. The channel plate can with a cover plate be provided, the channels and supply lines covers and tightly closes. Due to this multi-part design, the channel plate is easier to manufacture. It may be particularly advantageous if the supply line for controlling the hydraulic cylinder is completely integrated in the channel plate. In this case, both the supply of the hydraulic fluid and the pressure chamber is arranged on the piston of the hydraulic cylinder in the channel plate. This results in a particularly simple design without too many attachments. However, it is also according to the invention if only a part of this supply line is integrated in the channel plate.
Durch die Integration des Hydraulikzylinders in die Kanalplatte wird die bei Aktivierung der Bremse aufgebrachte Bremskraft von der Kanalplatte aufgenommen, da sich das Anpresselement auf dieser abstützt. Die Kanalplatte dient als Tragstruktur für die Bremskomponenten. Dementsprechend muss die Kanalplatte ausreichend dimensioniert und zuverlässig am Getriebegehäuse befestigt sein. Die Läuferbremsvorrichtung kann an der Kanalplatte vormontiert werden und als Einheit mit der Kanalplatte montiert werden, was eine große Vereinfachung darstellt. Für die Ansteuerung der Läuferbremse ist vorzugsweise ein Magnetventil vorhanden, das die Zufuhr von Hydraulikfluid in die Druckkammer bzw. den Druck darin steuert. Due to the integration of the hydraulic cylinder into the channel plate, the braking force applied when the brake is activated is taken up by the channel plate, since the contact pressure element is supported on it. The channel plate serves as a support structure for the brake components. Accordingly, the channel plate must be sufficiently dimensioned and reliably fixed to the transmission housing. The rotor brake device can be preassembled on the channel plate and mounted as a unit with the channel plate, which is a great simplification. For the control of the rotor brake, a solenoid valve is preferably present, which controls the supply of hydraulic fluid into the pressure chamber or the pressure therein.
Bevorzugt weist der Hydraulikzylinder ein Gehäuse auf, welches vollständig oder zumindest teilweise durch die Kanalplatte gebildet wird. Das heißt der Kolben wird in der Kanalplatte geführt und/oder die Druckkammer wird zumindest teilweise durch die Kanalplatte gebildet. Das bietet den Vorteil einer sehr einfachen Ausführung. Zusätzlich oder alternativ kann der Hydraulikzylinder eine Gleitbuchse aufweisen, die vollständig oder zumindest teilweise in die Kanalplatte integriert ist. In dieser Gleitbuchse wird der Kolben des Hydraulikzylinders geführt. Durch die Verwendung einer Gleitbuchse kann die Oberflächenqualität für die Führung und Abdichtung des Kolbens leichter hergestellt werden, als wenn die Aussparung in der Kanalplatte selbst so präzise bearbeitet werden muss. Weiterhin kann eine Halterung vorhanden sein, die Teil des Hydraulikzylinders ist und zumindest einen Teil des Gehäuses bildet, in dem der Kolben sich hin und her bewegen kann, und die mit der Kanalplatte verbunden ist. Dadurch kann auch ein Hydraulikzylinder mit längerem Kolben verwendet werden, ohne dass die Kanalplatte an der Einbausteile besonders dick ausgeführt werden muss. Preferably, the hydraulic cylinder has a housing which is completely or at least partially formed by the channel plate. That is, the piston is guided in the channel plate and / or the pressure chamber is at least partially formed by the channel plate. This offers the advantage of a very simple design. Additionally or alternatively, the hydraulic cylinder may comprise a sliding bush, which is completely or at least partially integrated in the channel plate. In this sliding bush, the piston of the hydraulic cylinder is guided. By the Using a sliding bush, the surface quality for guiding and sealing the piston can be made easier than when the recess in the channel plate itself needs to be machined so precisely. Furthermore, there may be a support which is part of the hydraulic cylinder and forms at least a part of the housing in which the piston can move back and forth, and which is connected to the channel plate. As a result, a hydraulic cylinder with a longer piston can be used, without the channel plate must be made particularly thick on the mounting parts.
Außerdem entfällt der zusätzliche Konstruktions- und Montageaufwand der durch eine ganz separate Läuferbremse verursacht wird. Der damit normalerweise nach dem Stand der Technik verbundene Zusatzaufwand ist relativ teuer, dafür dass die Läuferbremse nur selten und in wenigen Betriebszuständen benötigt wird. Außerdem benötigt sie zusätzlichen Bauraum. Bei der erfindungsgemäßen Lösung gibt es keine außen am Getriebegehäuse angebauten Komponenten und kein separates Gehäuse für die Läuferbremse mehr. In addition, eliminates the additional design and assembly costs caused by a very separate rotor brake. The associated with the state of the art usually additional effort is relatively expensive, for the fact that the rotor brake is required only rarely and in a few operating conditions. In addition, it requires additional space. In the solution according to the invention there are no externally mounted on the gear housing components and no separate housing for the rotor brake more.
Für das Verfahren zur Steuerung einer hydrodynamischen Getriebeeinheit mit einer erfindungsgemäßen Läuferbremsvorrichtung wird die Aufgabe durch eine Ausführung gemäß Anspruch 13 gelöst. Es zeichnet sich dadurch aus, dass folgende Schritte ausgeführt werden: For the method for controlling a hydrodynamic transmission unit with a rotor brake device according to the invention, the object is achieved by an embodiment according to claim 13. It is characterized by the following steps:
a) Abbremsen des bevorzugt freidrehenden Rotationselements durch Aktivierung der Läuferbremsvorrichtung a) braking of the preferably freely rotating rotation element by activation of the rotor brake device
b) Verdrehung des Rotationselements in Umfangsrichtung durch die Läuferbremsvorrichtung b) rotation of the rotary member in the circumferential direction by the rotor braking device
c) Aktivierung einer Schaltvorrichtung für die mechanische Getriebestufe c) Activation of a switching device for the mechanical transmission stage
Der Schritt b) erfolgt vorteilhafterweise nach Schritt a). Der Schritt c) kann bereits während oder vor oder nach Schritt b) erfolgen. Durch die zusätzliche, definierte Verdrehung des Rotationselements lässt es sich vermeiden, dass eine Zahn-vor- Zahn-Stellung das Schalten blockiert. Viele Vorteile sind bereits bei der Läuferbremsvorrichtung beschrieben. Bei geeigneter Wahl des Verschiebeweges in Umfangsrichtung kann eine einmalige Bewegung bereits ausreichend sein. Unter freidrehend ist gemeint, dass das Rotationselement nicht mehr aktiv von einem Antriebsaggregat beispielsweise einem Motor angetrieben und beschleunigt wird, sondern sich im Wesentlichen nur durch Trägheitseffekte oder wie zuvor beschrieben durch Effekte von einer hydrodynamischen Getriebekomponente, die bereits entleert ist, bewegt. The step b) is advantageously carried out after step a). The step c) can already take place during or before or after step b). Due to the additional, defined rotation of the rotation element, it can be avoided that a tooth-to-tooth position blocks the switching. Many advantages are already at the Rotor brake device described. With a suitable choice of the displacement in the circumferential direction, a single movement may already be sufficient. By free-spinning, it is meant that the rotating member is no longer actively driven and accelerated by a prime mover, such as a motor, but moves substantially only through inertial effects or as previously described by effects from a hydrodynamic transmission component that is already depleted.
Besonders bevorzugt werden zusätzlich die folgenden Schritte nacheinander ausgeführt werden: In addition, the following steps are particularly preferably carried out in succession:
d) Deaktivieren der Läuferbremsvorrichtung d) deactivating the rotor brake device
e) erneute Aktivierung der Läuferbremsvorrichtung und dadurch erneute e) renewed activation of the rotor brake device and thereby renewed
Verdrehung des Rotationselements (3)  Rotation of the rotary element (3)
wobei die Schaltvorrichtung für die mechanische Getriebestufe währenddessen aktiviert bleibt. Das heißt, dass das Schaltglied automatisch in die Verzahnung des Getriebegliedes gleitet, sobald keine Zahn-vor-Zahn-Stellung existiert. Durch die Wiederholung ist ein größerer Verschiebeweg in Umfangsrichtung möglich. wherein the switching device for the mechanical gear stage remains activated during this time. This means that the switching element automatically slides into the toothing of the gear member as soon as there is no tooth-to-tooth position. By repeating a larger displacement in the circumferential direction is possible.
Insbesondere können die die Schritte d) und e) einmal oder mehrmals wiederholt werden. Auch hierbei bleibt die Schaltvorrichtung bevorzugt aktiviert, das heißt es wirkt weiterhin eine Axialkraft auf das Schaltglied, die dazu führt das ordnungsgemäß geschaltet wird, sobald keine Zahn-vor-Zahn-Stellung vorliegt. So kann beispielsweise eine Ansteuerung ausgeführt werden, die in jedem Fall zum problemlosen Schalten führt - egal wie die Verzahnungen beim Beginn des Schaltvorgangs stehen. Ein Sensor, der die erfolgreiche Schaltung überwacht und an die Steuerung bestätigt, kann entfallen. In particular, the steps d) and e) can be repeated once or several times. Again, the switching device is preferably activated, that is, it still acts an axial force on the switching element, which leads to the properly switched when no tooth-before-tooth position is present. Thus, for example, a control can be performed, which in any case leads to trouble-free switching - no matter how the teeth are at the beginning of the switching process. A sensor that monitors the successful circuit and confirms it to the controller can be dispensed with.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen: Fig.1a-c Schematische Darstellung eines Rotationselements eines Getriebes und einer ersten erfindungsgemäßen Läuferbremsvorrichtung By way of embodiments, further advantageous embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. The features mentioned can not only be implemented advantageously in the illustrated combination, but also individually combined with each other. The figures show in detail: 1a-c Schematic representation of a rotary element of a transmission and a first rotor brake device according to the invention
Fig.1a Ausgangsstellung (Bremse offen) Fig.1a starting position (brake open)
Fig.1 b Bremsstellung  Fig.1 B brake position
Fig.1c Stellung nach Verdrehung  Fig.1c position after rotation
Fig.2a-c Schematische Darstellung eines Rotationselements eines Getriebes und einer zweiten erfindungsgemäßen Läuferbremsvorrichtung 2a-c Schematic representation of a rotary element of a transmission and a second rotor brake device according to the invention
Fig.2a Ausgangsstellung (Bremse offen) Fig.2a starting position (brake open)
Fig.2b Bremsstellung  Fig.2b brake position
Fig.2c Stellung nach Verdrehung  Fig.2c position after rotation
Fig.3 Schematische Darstellung der ersten erfindungsgemäßen Fig.3 Schematic representation of the first invention
Läuferbremsvorrichtung integriert in Kanalplatte eines Getriebes  Rotor brake device integrated in the channel plate of a gearbox
Fig.4 Schematische Darstellung der zweiten erfindungsgemäßen 4 Schematic representation of the second invention
Läuferbremsvorrichtung integriert in Kanalplatte eines Getriebes  Rotor brake device integrated in the channel plate of a gearbox
Fig.5 Variante der ersten Läuferbremsvorrichtung Fig.6 Variante der zweiten Läuferbremsvorrichtung Fig.5 variant of the first rotor brake device Fig.6 variant of the second rotor brake device
Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben. The figures are described in more detail below.
In Fig.1a-c ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Läuferbremsvorrichtung für eine hydrodynamische Getriebeeinheit gezeigt. Zusätzlich ist das Rotationselement 3 der hydrodynamischen Getriebeeinheit gezeigt. Weitere vorhandene Getriebeelemente wie beispielsweise hydrodynamische Komponenten oder mechanische Getriebestufen sind nicht dargestellt. Das Rotationselement 3 kann bevorzugt das Läuferrad auf der Sekundärseite einer hydrodynamischen Kupplung oder eines hydrodynamischen Wandlers sein. Es kann aber auch ein Rotationselement sein, das mit der Sekundärseite der vorgenannten hydrodynamischen Komponente über eine Welle und gegebenenfalls eine oder mehrere mechanische Getriebestufen drehfest verbunden ist. Wichtig ist, dass das Läuferrad festgehalten werden kann, in dem das Rotationselement gebremst wird. Diese erste Ausführungsform weist einen Hebelmechanismus und nur ein einziges Anpresselement 6 auf. In Fig.1a-c a schematic representation of a rotor brake device according to the invention for a hydrodynamic transmission unit is shown. In addition, the rotation element 3 of the hydrodynamic transmission unit is shown. Other existing transmission elements such as hydrodynamic components or mechanical transmission stages are not shown. The rotary element 3 may preferably be the rotor wheel on the secondary side of a hydrodynamic coupling or a hydrodynamic converter. But it can also be a rotation element, with the Secondary side of the aforementioned hydrodynamic component via a shaft and optionally one or more mechanical gear stages is rotatably connected. It is important that the impeller can be held, in which the rotation element is braked. This first embodiment has a lever mechanism and only a single pressing element 6.
Fig.1a stellt die Ausgangsstellung der Läuferbremse, bei der die Bremse offen ist, und Fig.1 b die Bremsstellung, bei der der Bremsbelag 2 in Kontakt mit dem Rotationselement 3 ist, dar. Wird die Läuferbremsvorrichtung aktiviert, so drückt das Anpresselement 6 - hier als Hydraulikzylinder ausgeführt - über eine Angriffsstelle auf den Hebel 1 , wodurch dieser um den Drehpunkt 4 gedreht wird. Der Drehpunkt 4 ist ein Stift oder Bolzen oder etwas ähnliches und ist fest an einer Stützstruktur vorhanden. Der Hebel 1 weist eine Führung 5 auf - hier als im Wesentlichen rechteckige Aussparung, die eine lineare Führungsnut bildet, ausgeführt -, über die er an dem Drehpunkt 4 gelagert ist. Die Stützstruktur ist so mit dem Getriebegehäuse verbunden, das die Bremskräfte aufgenommen werden können. Beispielsweise kann sie Teil des Getriebegehäuses sein. Die vom Anpresselement 6 aufgebrachte Bremskraft wirkt über den Bremsbelag 2, der auf dem Hebel 1 vorhanden ist, auf das noch rotierende Rotationselement 3, wodurch dieses abgebremst wird. Die Wirklinie w1 des Anpresselementes 6 und die Wirklinie w2 der Bremskraft vom Bremsbelag 2 auf das Rotationselement 3 bilden einen Winkel α von deutlich unter 90°, wenn man die Wirklinien in Richtung des Rotationselementes 3 geradlinig verlängert. Fig.1c zeigt nun, was passiert, wenn die Bremskraft weiter aufgebracht wird. Der Hebel 1 verschiebt sich entlang der Führung 5 am Drehpunkt 4 und dadurch wird der Bremsbelag 2 unter Beibehaltung des Kontaktes in Umfangsrichtung verschoben. Das Rotationselement wird dadurch entsprechend mitgedreht. Die Verdrehung des Rotationselements 3 durch die Läuferbremsvorrichtung kann mit oder gegen die normale Rotationsrichtung im Traktionsbetrieb erfolgen. Beide Bewegungen, das Anpressen und das Weiterdrehen, werden durch das gleiche Anpresselement 6 bewirkt. Bei Deaktivierung der Läuferbremse wird das Anpresselement 6 entlastet, so dass das Rückstellelement 7, zum Beispiel eine Spiralfeder, den Hebel 1 zurück in die Ausgangsstellung bewegt. 1 a represents the starting position of the rotor brake, in which the brake is open, and FIG. 1 b shows the braking position, in which the brake lining 2 is in contact with the rotary element 3. If the rotor braking device is activated, the pressing element 6 executed here as a hydraulic cylinder - via an attack point on the lever 1, whereby it is rotated about the pivot point 4. The fulcrum 4 is a pin or bolt or the like and is fixed to a support structure. The lever 1 has a guide 5 - here as a substantially rectangular recess, which forms a linear guide groove, executed -, via which it is mounted at the pivot point 4. The support structure is connected to the transmission housing so that the braking forces can be absorbed. For example, it may be part of the transmission housing. The force applied by the pressing element 6 braking force acts on the brake pad 2, which is present on the lever 1, on the still rotating rotary member 3, whereby this is braked. The line of action w1 of the contact pressure element 6 and the line of action w2 of the braking force from the brake pad 2 on the rotary element 3 form an angle α of significantly less than 90 °, if the lines of action in the direction of the rotary element 3 are extended in a straight line. Fig.1c now shows what happens when the braking force is applied further. The lever 1 shifts along the guide 5 at the pivot point 4 and thereby the brake pad 2 is displaced while maintaining the contact in the circumferential direction. The rotation element is thereby rotated accordingly. The rotation of the rotary member 3 by the rotor braking device can be carried out with or against the normal direction of rotation in traction mode. Both movements, the pressing and the further rotation, are effected by the same pressure element 6. When deactivating the rotor brake, the contact pressure element 6 is relieved, so that the restoring element 7, for example a spiral spring, moves the lever 1 back into the starting position.
Durch die beschriebene Vorrichtung lässt sich nun ein erfindungsgemäßes Verfahren realisieren. Durch Aktivieren der Läuferbremsvorrichtung an einer hydrodynamischen Getriebeeinheit, die unter anderem auch eine nachgeschaltete mechanische Getriebestufe aufweist, wird das Rotationselement 3, das mit der Sekundärseite der hydrodynamischen Getriebekomponente verbunden ist, abgebremst und dann durch die Läuferbremsvorrichtung noch um ein definiertes Stück in Umfangsrichtung verdreht. Während eines der beiden und/oder nach diesen beiden Schritten wird die Schaltvorrichtung für die mechanische Getriebestufe aktiviert, zum Beispiel wird eine axiale Kraft auf das Schaltglied aufgebracht. Durch das aktive Verdrehen beim Bremsvorgang wird eine eventuell auftretende Zahn-vor-Zahnstellung in der mechanischen Getriebestufe aufgelöst, so dass die Schaltung erfolgen kann. Bei geeigneter Auslegung kann eventuell eine einmalige Betätigung schon ausreichen, um die Schaltung zu ermöglichen. Es ist aber auch möglich, den Bremsvorgang inklusive Verdrehung einmal oder mehrmals zu wiederholen, um ein ausreichendes Verdrehen zu bewirken, so dass die Schaltung erfolgt. Der Schaltvorrichtung bleibt dabei bevorzugt aktiviert, damit die Schaltung erfolgt, sobald die Zahn-vor-Zahn-Stellung aufgelöst ist. Bei passender Gestaltung der Vorrichtung und des Steuerungsverfahrens kann gegebenenfalls sogar auf eine Überwachung der Schaltstellung durch einen separaten Sensor verzichtet werden. Das Schalten erfolgt schneller und zuverlässiger. Das System wird robuster und die Getriebeeinheit kann günstiger ausgeführt werden. By means of the device described, a method according to the invention can now be implemented. By activating the rotor brake device on a hydrodynamic transmission unit which, inter alia, also has a downstream mechanical transmission stage, the rotation element 3, which is connected to the secondary side of the hydrodynamic transmission component, is decelerated and then rotated by the rotor brake device by a defined length in the circumferential direction. During one of the two and / or after these two steps, the switching device for the mechanical transmission stage is activated, for example, an axial force is applied to the switching member. Due to the active rotation during the braking process, a potentially occurring tooth-before-tooth position in the mechanical gear stage is resolved, so that the circuit can take place. With a suitable design, a single operation may be sufficient to allow the circuit. But it is also possible to repeat the braking operation including rotation once or several times to cause sufficient rotation, so that the circuit is done. The switching device remains preferably activated so that the circuit takes place as soon as the tooth-before-tooth position is resolved. With appropriate design of the device and the control method may possibly even be dispensed with a monitoring of the switching position by a separate sensor. Switching is faster and more reliable. The system becomes more robust and the gear unit can be made cheaper.
Die Fig. 2a-c zeigen eine zweite Variante für die erfindungsgemäße Ausführung. Gleiche Elemente sind gleichartig bezeichnet. Die Variante unterscheidet sich von der in den Fig. 1 a-c dargestellten Ausführung unter anderem darin, dass der Drehpunkt 4a am Hebel 1 a vorhanden ist und die Führung 5a an der Stützstruktur. Zudem ist der Hebel 1 a einfacher gestaltet. Ein weiterer Unterschied ist, dass der Bremsbelag 2 zwischen dem Drehpunkt 4a und dem Angriffspunkt des Anpresselements 6 liegt. Durch den kurzen Hebelarm für den Bremsbelag 2 wird eine hohe Bremskraft erreicht. Die Funktion der Läuferbremsvorrichtung mit Abbremsen und Verdrehen des Rotationselements 3 ist gleichartig und nochmal in den Einzelfiguren a-c gezeigt. Auch hier ist wiederum der Winkel aa zwischen der Wirklinie wia und der Wirklinie w2a verlängert zum Rotationselement hin deutlich kleiner als 90°. Fig.3 stellt die erste Ausführungsform integriert in die Kanalplatte 8 einer Getriebeeinheit dar. Der Drehpunkt 4 ist an der Kanalplatte fest vorhanden. Die Kanalplatte 8 ist mit dem Getriebegehäuse so verbunden, dass die in der Kanalplatte 8 vorhandenen Kanäle und Versorgungsleitungen für Hydraulikfluid mit der Ölversorgung im Getriebegehäuse verbunden sind. So ist eine kontinuierliche Versorgung mit Hydraulikfluid möglich. In der Kanalplatte 8 ist ein Netzwerk verschiedener Kanäle, Versorgungsleitungen oder Hydraulikkreisläufen vorhanden. Dadurch können verschiedene Getriebeelement mit Schmiermittel, mit Steuerungsmittel oder Betriebsmittel versorgt werden. Beispielsweise kann ein Retarder oder ein Wandler mit Hydraulikfluid gefüllt oder entleert werden oder ein Hydraulikzylinder kann mit Druck angesteuert werden. An die Kanalplatte 8 können verschiedene Ventilgehäuse, beispielsweise für Magnetventile, angebaut sein. Es können auch noch weitere Steuerungselemente vorhanden sein. Die Kanäle in der Kanalplatte 8 sind mit einer Abdeckplatte 9 verschlossen. Dadurch kann die Kanalplatte 8 einfacher und billiger gefertigt werden. FIGS. 2a-c show a second variant for the embodiment according to the invention. Identical elements are identically labeled. The variant differs from the embodiment shown in FIGS. 1 ac, inter alia, in that the fulcrum 4 a is present on the lever 1 a and the guide 5 a on the supporting structure. In addition, the lever 1 a is designed simpler. Another difference is that the brake pad 2 between the pivot point 4a and the point of contact of the pressing element 6 is located. Due to the short lever arm for the brake pad 2, a high braking force is achieved. The function of the rotor brake device with braking and rotation of the rotary member 3 is similar and shown again in the individual figures ac. Again, the angle a is a between the line of action wi a and the line of action w 2a extended to the rotation element towards significantly smaller than 90 °. Figure 3 illustrates the first embodiment integrated into the channel plate 8 of a gear unit. The pivot point 4 is fixed to the channel plate. The channel plate 8 is connected to the transmission housing so that the channels and supply lines for hydraulic fluid present in the channel plate 8 are connected to the oil supply in the transmission housing. So a continuous supply of hydraulic fluid is possible. In the channel plate 8 there is a network of different channels, supply lines or hydraulic circuits. As a result, various transmission element can be supplied with lubricant, with control means or resources. For example, a retarder or a converter can be filled or emptied with hydraulic fluid or a hydraulic cylinder can be controlled with pressure. To the channel plate 8 different valve body, for example, for solenoid valves, be grown. There may also be other control elements. The channels in the channel plate 8 are closed by a cover plate 9. As a result, the channel plate 8 can be made simpler and cheaper.
Als Anpresselement 6 für die Läuferbremse ist der Hydraulikzylinder in die Kanalplatte 8 integriert. Der Kolben des Hydraulikzylinders kann in einem Gehäuse geführt werden, welches zumindest teilweise durch die Kanalplatte gebildet wird. Es ist genauso gut möglich, einen Hydraulikzylinder mit einem eigenen Gehäuse in die Kanalplatte 8 einzusetzen. Die Versorgungsleitung für die Ansteuerung des Hydraulikzylinders verläuft ganz oder teilweise in der Kanalplatte. Durch die Versorgungsleitung wird die Druckkammer des Hydraulikzylinders unter dem Kolben mit Hydraulikfluid befüllt oder entleert. As a pressing element 6 for the rotor brake of the hydraulic cylinder is integrated into the channel plate 8. The piston of the hydraulic cylinder can be guided in a housing which is at least partially formed by the channel plate. It is equally possible to insert a hydraulic cylinder with its own housing in the channel plate 8. The supply line for the control of the hydraulic cylinder runs completely or partially in the Channel plate. Through the supply line, the pressure chamber of the hydraulic cylinder is filled or emptied under the piston with hydraulic fluid.
In Fig.4 ist eine zu Fig.3 analoge Darstellung gezeigt für die Integration der zweiten Läuferbremsvorrichtung in die Kanalplatte 8a einer hydrodynamischen Getriebeeinheit. FIG. 4 shows an illustration analogous to FIG. 3 for the integration of the second rotor brake device into the channel plate 8a of a hydrodynamic transmission unit.
Fig.5 und Fig.6 zeigen noch mehrere Varianten für die Anordnung der linearen Führung 5, 5a. Erfindungsgemäß muss die Führung auch nicht linear sein. An der Führung 5, 5a oder am Drehpunkt 4,4a kann eine Dämpfung vorhanden sein, um die Verschiebung abzudämpfen, oder es kann ein Rückstellelement, insbesondere eine Feder, vorhanden sein, die die Verschiebung erst bei Überschreiten einer bestimmten Kraft ermöglicht. Fig.5 and Fig.6 show even more variants for the arrangement of the linear guide 5, 5a. According to the invention, the guide does not have to be linear either. At the guide 5, 5a or at the pivot point 4,4a may be present damping to dampen the displacement, or there may be a return element, in particular a spring, which allows the displacement only when a certain force is exceeded.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 , 1 a Hebel 1, 1 a lever
2 Bremsbelag  2 brake pad
3 Rotationselement 3 rotation element
4, 4a Drehpunkt (insbesondere Bolzen oder Stift) 4, 4a pivot point (especially pin or pin)
5, 5a Führung 5, 5a leadership
6 Anpresselement  6 pressing element
7 Rückstellelement  7 return element
8, 8a Kanalplatte 8, 8a channel plate
9 Abdeckplatte w1 , w1 a Wirklinie des Anpresselements  9 Cover plate w1, w1 a Operating line of the pressure element
w2, w2a Wirklinie der Bremskraft , aa Winkel zwischen den Wirklinien w2, w2a line of action of the braking force, aa angle between the lines of action

Claims

Patentansprüche claims
1 . Läuferbremsvorrichtung für eine hydrodynamische Getriebeeinheit mit einem Bremsbelag (2) und einem Anpresselement (6), derart gestaltet, dass bei Aktivierung der Läuferbremse das Anpresselement (6) den Bremsbelag (2) gegen ein Rotationselement (3) der hydrodynamischen Getriebeeinheit drückt und somit das Rotationselement (3) gebremst werden kann, 1 . Rotor brake device for a hydrodynamic transmission unit with a brake lining (2) and a pressure element (6), designed such that upon activation of the rotor brake, the pressure element (6) presses the brake lining (2) against a rotary element (3) of the hydrodynamic transmission unit and thus the rotation element (3) can be braked,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Läuferbremsvorrichtung so gestaltet ist, dass der Bremsbelag (2) von einer Ausgangsstellung, bei der die Läuferbremse offen ist, zunächst in eine Bremsstellung bewegt werden kann, bei der der Bremsbelag (2) mit dem Rotationselement (3) in Kontakt ist, und dann unter Beibehaltung des Kontaktes ein Stück in Umfangsrichtung des Rotationselements (3) verschoben werden kann, so dass das Rotationselement (3) dadurch entsprechend mitbewegt werden kann. in that the rotor brake device is designed so that the brake pad (2) can first be moved from a starting position in which the runner brake is open to a braking position in which the brake pad (2) is in contact with the rotational element (3), and then while maintaining the contact a piece in the circumferential direction of the rotary member (3) can be moved, so that the rotary member (3) can be moved accordingly accordingly.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 2. Apparatus according to claim 1
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Läuferbremsvorrichtung so gestaltet ist, dass sowohl die Bewegung des Bremsbelages (2) von der Ausgangsstellung in die Bremsstellung als auch die Verschiebung entlang der Umfangsrichtung von dem einen Anpresselement gesteuert werden kann. in that the rotor brake device is designed such that both the movement of the brake lining (2) from the starting position to the braking position and the displacement along the circumferential direction can be controlled by the one pressing element.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 3. Device according to claim 1 or 2
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Läuferbremsvorrichtung einen Hebel (1 ,1 a), auf dem der Bremsbelag (2) vorhanden ist, einen Drehpunkt (4,4a) für den Hebel und eine Führung (5,5a) für den Drehpunkt aufweist the rotor brake device has a lever (1, 1a) on which the brake pad (2) is present, a pivot point (4, 4a) for the lever and a guide (5, 5a) for the pivot point
und derart gestaltet ist, dass bei Aktivierung der Läuferbremse durch die Drehung des Hebels (1 ,1 a) um den Drehpunkt (4,4a) der Bremsbelag (2) von der Ausgangsstellung in die Bremsstellung gebracht werden kann, und der Drehpunkt (4,4a) in der Führung (5,5a) verschoben werden kann, um die Bewegung des Bremsbelages (2) in Umfangsrichtung des Rotationselements (3) zu ermöglichen. and is designed such that upon activation of the rotor brake by the rotation of the lever (1, 1 a) about the pivot point (4,4a) of the brake pad (2) can be brought from the starting position to the braking position, and the pivot point (4,4a) in the guide (5,5a) can be moved to allow the movement of the brake pad (2) in the circumferential direction of the rotary member (3).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 4. Apparatus according to claim 3
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Führung (5) an dem Hebel (1 ) vorhanden ist, und der Drehpunkt (4) als Bolzen oder Stift ausgeführt ist, der fest mit einer Stützstruktur, insbesondere mit einer Kanalplatte (8) verbunden ist. in that the guide (5) is present on the lever (1), and the pivot point (4) is designed as a pin or pin which is fixedly connected to a support structure, in particular to a channel plate (8).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 5. Apparatus according to claim 3
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Drehpunkt (4a) als Bolzen oder Stift ausgeführt ist, der fest mit dem Hebel (1 a) verbunden ist, und die Führung (5a) an einer Stützstruktur, insbesondere an einer Kanalplatte (8a) vorhanden ist. the pivot point (4a) is designed as a pin or pin which is fixedly connected to the lever (1a) and the guide (5a) is provided on a support structure, in particular on a channel plate (8a).
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6. Device according to one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Führung (5,5a) als im Wesentlichen lineare Führungsnut ausgebildet ist. the guide (5, 5a) is designed as a substantially linear guide groove.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 7. Apparatus according to claim 1 or 2
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Läuferbremsvorrichtung eine Kulissenführung aufweist, die die Bewegung des Bremsbelages (2) von der Ausgangsstellung in die Bremsstellung und dessen Verschiebung in Umfangsrichtung führt. in that the rotor brake device has a slotted guide which guides the movement of the brake lining (2) from the starting position into the braking position and its displacement in the circumferential direction.
8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 8. Device according to one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Anpresselement (6) als linear wirkender Aktuator, bevorzugt als Hydraulikzylinder, insbesondere als doppeltwirkender Hydraulikzylinder ausgeführt ist. the pressing element (6) is designed as a linear-acting actuator, preferably as a hydraulic cylinder, in particular as a double-acting hydraulic cylinder.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8 9. Apparatus according to claim 8
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Läuferbremsvorrichtung so gestaltet ist, dass die Wirklinie (w1 ) der Kraft des Anpresselementes (6) und die Wirklinie (w2) der Bremskraft des Bremsbelages (2) in Bremsstellung, bei Verlängerung in Richtung auf das Rotationselement (3) zu, einen Winkel (a) von weniger als 90° einschließen. in that the rotor brake device is designed so that the line of action (w1) of the force of the pressing element (6) and the line of action (w2) of the braking force of the brake lining (2) in the braking position, when extended in the direction of the rotary element (3) to an angle (a) include less than 90 °.
10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10. Device according to one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zumindest ein Rückstellelement (7) vorhanden ist, das so angeordnet ist, dass es bei Wegfall der Aktivierung der Läuferbremse eine Bewegung des Bremsbelages (2) entgegengesetzt zu der Verschiebung in Umfangsrichtung und/oder zurück in die Ausgangsstellung bewirken kann. that at least one return element (7) is provided, which is arranged so that it can cause a movement of the brake pad (2) opposite to the displacement in the circumferential direction and / or back to the starting position in the absence of activation of the rotor brake.
1 1 . Hydrodynamische Getriebeeinheit mit einer Läuferbremsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Getriebeeinheit eine hydrodynamische Kupplung und/oder einen hydrodynamischen Wandler, sowie zumindest eine mechanische Getriebestufe aufweist. 1 1. Hydrodynamic transmission unit with a rotor brake device according to one of the preceding claims, wherein the transmission unit has a hydrodynamic coupling and / or a hydrodynamic converter, as well as at least one mechanical transmission stage.
12. Getriebeeinheit nach Anspruch 1 1 12. Transmission unit according to claim 1 1
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Läuferbremsvorrichtung als Anpresselement (6) einen Hydraulikzylinder aufweist und in die Kanalplatte (8,8a) der hydrodynamischen Getriebeeinheit integriert ist. the rotor brake device has a hydraulic cylinder as the contact pressure element (6) and is integrated in the channel plate (8, 8a) of the hydrodynamic transmission unit.
13. Verfahren zur Steuerung einer hydrodynamischen Getriebeeinheit mit einer Läuferbremsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Getriebeeinheit eine hydrodynamische Kupplung und/oder einen hydrodynamischen Wandler, sowie zumindest eine mechanische Getriebestufe aufweist. 13. A method for controlling a hydrodynamic transmission unit with a rotor brake device according to one of the preceding claims, wherein the transmission unit has a hydrodynamic coupling and / or a hydrodynamic converter, and at least one mechanical transmission stage.
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass folgende Schritte ausgeführt werden: a) Abbremsen des bevorzugt freidrehenden Rotationselements (3) durch Aktivierung der Läuferbremsvorrichtung that the following steps are performed: a) braking of the preferably freely rotating rotation element (3) by activation of the rotor brake device
b) Verdrehung des Rotationselements (3) durch die Läuferbremsvorrichtung c) Aktivierung einer Schaltvorrichtung für die mechanische Getriebestufe b) rotation of the rotary element (3) by the rotor braking device c) activation of a switching device for the mechanical transmission stage
14. Verfahren nach Anspruch 13 14. The method according to claim 13
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zusätzlich die folgenden Schritte nacheinander ausgeführt werden: In addition, the following steps are carried out in succession:
d) Deaktivieren der Läuferbremsvorrichtung d) deactivating the rotor brake device
e) erneute Aktivierung der Läuferbremsvorrichtung und dadurch erneute e) renewed activation of the rotor brake device and thereby renewed
Verdrehung des Rotationselements (3)  Rotation of the rotary element (3)
wobei die Schaltvorrichtung für die mechanische Getriebestufe währenddessen aktiviert bleibt. wherein the switching device for the mechanical gear stage remains activated during this time.
15. Verfahren nach Anspruch 14 15. The method according to claim 14
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Schritte d) und e) einmal oder mehrmals wiederholt werden. that steps d) and e) are repeated once or several times.
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