DE10150682A1

DE10150682A1 - Hydrodynamisches Bremssystem mit einem Retarder

Info

Publication number: DE10150682A1
Application number: DE2001150682
Authority: DE
Inventors: Klaus Vogelsang
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: DE10150682B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Bremssystem DOLLAR A - mit einem Retarder, insbesondere mit einem Sekundärretarder; DOLLAR A - mit einem externen Arbeitsmediumkreislauf; DOLLAR A - der externe Arbeitsmediumkreislauf umfaßt einen Ladebehälter, der zumindest mittelbar arbeitsmediumführend an einen Speisungsanschluß des Retarders angeschlossen ist, zum Zuführen von Arbeitsmedium aus dem Ladebehälter in den Arbeitsraum des Retarders. DOLLAR A Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: DOLLAR A - Es ist ein Schnelladebehälter vorgesehen, zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum des Retarders; DOLLAR A - der Schnelladebehälter ist arbeitsmediumführend an einen Speisungsanschluß des Retarders und/oder an den externen Arbeitsmediumkreislauf angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Bremssystem mit einem Retarder, insbesondere einem Sekundärretarder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hydrodynamische Bremssysteme mit Retardern sind bekannt. Da sich das Arbeitsmedium im Retarder während des Bremsbetriebes aufheizt, ist in der Regel ein externer Arbeitsmediumkreislauf vorgesehen von einem Retarderauslaß über einen Wärmetauscher, in dem die vom Arbeitsmedium aufgenommene Wärme wieder abgeführt wird, hin zu einem Retardereinlaß, durch welchen das Arbeitsmedium wieder in den Arbeitsraum des Retarders befördert wird.
Es ist bekannt, daß Retarder im Nicht-Bremsbetrieb ungewollt eine Bremsleistung aufbringen. Dies geht auf die im Arbeitsraum vorhandene Luft sowie auf den im Arbeitsraum verbliebenen Rest des Arbeitsmediums zurück. Man spricht hierbei allgemein von Ventilationsverlusten. Um diese Verluste möglichst gering zu halten, wird der Arbeitsraum des Retarders im Nicht-Bremsbetrieb vollständig oder bis auf eine bestimmte Restmenge des Arbeitsmediums entleert. Sobald Bremsbetrieb gefordert ist, muß der Arbeitsraum des Retarders möglichst schnell wieder aufgefüllt werden. Erst mit Erreichen eines vorgegebenen Füllungsgrades wird vom Retarder das gewünschte Bremsmoment zur Verfügung gestellt. Es ist daher wünschenswert, daß dieses Füllen sehr zügig geschieht. Insbesondere wenn große Volumen aufzufüllen sind, dauert der Befüllungsvorgang bei bekannten hydrodynamischen Bremssystemen mit einem Retarder zu lange.
Um Ventilationsverluste im Nicht-Bremsbetrieb zu minimieren, können Rotor und Stator des Retarders im Nicht-Bremsbetrieb voneinander entfernt werden, insbesondere durch axiales Verschieben des Rotors gegenüber dem Stator. Beispielsweise sei DE 197 04 407 A genannt. Diese Möglichkeit der Verschiebung von Rotor und Stator zueinander bedingt einen größeren Bauraum des Retarders und eine deutliche Vergrößerung der Räume im Retarder. Neben den Räumen mit einem zu regelnden Volumen von Arbeitsmedium sind hier nämlich zusätzliche Toträume ausgebildet, die ein zusätzliches Totvolumen an Arbeitsmedium aufnehmen. Auch diese Toträume müssen beim Übergang vom Nicht- Bremsbetrieb zum Bremsbetrieb möglichst schnell aufgefüllt werden. So besteht insbesondere hinsichtlich der Retarder mit Rotorverschiebung Handlungsbedarf hinsichtlich einer Füllgeschwindigkeitserhöhung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydrodynamisches Bremssystem mit einem Retarder darzustellen, wobei der Retarder beim Übergang vom Nicht-Bremsbetrieb in den Bremsbetrieb möglichst schnell aufgefüllt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein hydrodynamisches Bremssystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Steuern eines Bremssystems mit einem hydrodynamischen Retarder gemäß Anspruch 5 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben besonders vorteilhafte Ausgestaltungen.
Das erfindungsgemäße hydrodynamische Bremssystem mit einem Retarder umfaßt einen externen Arbeitsmediumkreislauf. In den Arbeitsmediumkreislauf ist ein Ladebehälter geschaltet, der zumindest mittelbar arbeitsmediumführend an einen Speisungsanschluß des Retarders angeschlossen ist. Somit kann Arbeitsmedium aus dem Ladebehälter in den Arbeitsraum des Retarders geführt werden. Das erfindungsgemäße hydrodynamische Bremssystem umfaßt weiterhin einen zusätzlichen Schnelladebehälter, aus welchem ebenfalls Arbeitsmedium in den Arbeitsraum des Retarders geführt werden kann. Der Schnelladebehälter ist dabei an einen Speisungsanschluß des Retarders und/oder an den externen Arbeitsmediumkreislauf angeschlossen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung kann der gesamte Arbeitsmediumkreislauf frei von Pumpen ausgeführt werden, was zum einen engergetisch günstig ist und zum anderen eine große Reaktionsgeschwindigkeit bei Zustandsänderung, zum Beispiel bei Änderung des Bremsmomentes und des Füllungsgrades des Retarders, ermöglicht.
Der externe Kreislauf umfaßt insbesondere einen Wärmetauscher zum Abführen der Wärme aus dem Arbeitsmedium, welche dem Arbeitsmedium im Bremsbetrieb im Retarder zugeführt wird. Dabei ist der Wärmetauscher im externen Kreislauf angeordnet, insbesondere hinter einem an einem Retarderauslaß angeschlossenen Drosselorgan. Zusätzlich oder alternativ kann dort auch ein Rückschlagventil vorgesehen sein. Der Schnelladebehälter ist vorteilhaft an einem Speisungspunkt im externen Kreislauf angeschlossen, wobei der Speisungspunkt zwischen dem Retarderauslaß und dem Wärmetauscher liegt.
Vorteilhaft ist ein Steuermittel, insbesondere ein 3/2-Wegeventil am Schnelladebehälter angeschlossen, um den Schnelladebehälter zu aktivieren. Der Schnelladebehälter kann als Druckzylinder mit einem Druckkolben ausgebildet sein. Der Druckzylinder kann mit Arbeitsmedium befüllt werden, wobei der Druckkolben beim Befüllen durch die Beaufschlagung mit dem Arbeitsmediumdruck in eine Richtung, vorzugsweise in Richtung des angeschlossenen 3/2-Wegeventiles, im Druckzylinder verschoben wird. Der Schnelladebehälter befindet sich dann in einer "Scharfstellung". Die arbeitsmedium-abgewandte Seite des Druckkolbens wird bei Aktivierung des Druckzylinders, insbesondere mittels eines 3/2-Wegeventiles, mit einem Steuermedium beaufschlagt, so daß das Arbeitsmedium aufgrund der Verschiebekraft durch die Beaufschlagung des Druckkolbens mit dem Steuermediumdruck aus dem Druckzylinder gepresst wird. Das Steuermedium kann dabei in einem seperaten Kreislauf vom Arbeitsmedium getrennt sein, und es ist möglich, die Aktivierung mittels desselben oder eines anderen Mediums durchzuführen, beispielsweise sei Wasser als Arbeitsmedium und Öl als Steuermedium genannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines Bremssystems mit einem hydrodynamischen Retarder umfaßt die folgenden Schritte:
Mittels eines externen Kreislaufes, in welchen ein Wärmetauscher geschaltet ist, wird die im Retarder dem Arbeitsmedium zugeführte Wärme abgeführt. Mittels eines im externen Kreislauf angeschlossenen Ladebehälters mit Arbeitsmedium werden Volumendifferenzen des Arbeitsmediums im externen Kreislauf ausgeglichen. Mittels einer Druckregelung des Arbeitsmediumdruckes im Ladebehälter wird das Bremsmoment des Retarders im Bremsbetrieb gesteuert.
Im Nicht-Bremsbetrieb wird der Retarder erfindungsgemäß vollständig oder bis auf eine definierte Restarbeitsmediummenge entleert. Beim Aktivieren des Retarders, d. h. beim Übergang vom Nicht-Bremsbetrieb zum Bremsbetrieb, wird dem Retarder und/oder dem externen Kreislauf Arbeitsmedium aus einem zusätzlichen entsprechend angeschlossenen Schnelladebehälter zugeführt.
Besonders vorteilhaft wird der Schnelladebehälter während des nach seiner Entladung folgenden Bremsbetriebes wieder aufgeladen, insbesondere direkt mit Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumkreislauf. Der Erfinder hat nämlich erkannt, daß bei geschickter Auswahl der Lage des Einspeisungspunktes, wie oben beschrieben, der Druck im Einspeisungspunkt beim Bremsbetrieb schnell ansteigt, wenn zur Erzeugung des geforderten Bremsmomentes der Ladebehälter Arbeitsmedium nachführt, das heißt wenn aufgrund der Regelung des Druckes im Ladebehälter Arbeitsmedium aus dem Ladebehälter in den Arbeitsmediumkreislauf beziehungsweise in den Arbeitsraum des Retarders nachgespeist wird. Dieser Druckanstieg wird dazu ausgenutzt, den Schnelladebehälter wieder zu füllen, wobei das Volumen des in den Schnelladebehälter abgeführten Arbeitsmediums aufgrund der Druckregelung des Ladebehälters in den Arbeitsmediumkreislauf nachgeführt wird, so daß nachteilige Auswirkungen auf das Bremsmoment aufgrund fehlenden Arbeitsmediums im Arbeitsmediumkreislauf beziehungsweise im Retarderarbeitsraum verhindert werden.
Der Schnelladebehälter kann durch ein Steuerventil, insbesondere ein 3/2- Wegeventil, gesteuert werden.
Vorteilhaft ist der Schnelladebehälter als "Druckwaage" mit einem Druckkolben ausgebildet. Wenn dadurch, daß im Speisungspunkt im Bremsbetrieb ein höherer Druck herrscht als während des Einschaltvorganges, der Schnelladebehälter mit Arbeitsmedium während des Bremsbetriebes aufgefüllt wird, wird der Kolben im Druckzylinder zurückgeschoben. Beim Aktivieren des Schnelladebehälters wird dann durch Beaufschlagung der entgegengesetzten Kolbenseite mit einem Steuerdruck das Arbeitsmedium aus dem Schnelladebehälter verdrängt und in den externen Kreislauf bzw. in den Retarder eingespeist.
Der Druck im Ladebehälter wird vorzugsweise mittels eines Steuerventiles, insbesondere mittels eines Proportionalventiles, gesteuert bzw. geregelt. Dabei ist es möglich, daß eines oder beide Steuerventile - Steuerventil zum Steuern des Druckes im Ladebehälter und Steuerventil zum Steuern des Schnelladebehälters - durch ein vom Arbeitsmedium getrenntes Steuermedium gesteuert werden. Selbstverständlich ist es aber möglich, für Arbeitsmedium und Steuermedium das selbe Fluid zu verwenden.
Um im Nicht-Bremsbetrieb die Ventilationsverluste des Retarders zu verringern, wird der Rotor des Retarders vorteilhaft im Nicht-Bremsbetrieb vom Stator des Retarders entfernt, insbesondere gegenüber dem Stator axial verschoben. Vorteilhaft geschieht diese Verschiebung in Abhängigkeit der Befüllung selbsttätig. Der Rotor ist zum Beispiel auf einem Gewinde gelagert, so daß er durch eine relative Drehbewegung gegenüber des mit Gewinde versehenen Bauteiles vom Stator abgefahren beziehungsweise bei entgegengerichtetem Drehsinn an diesen herangefahren wird.
Durch vollständiges Entleeren oder durch Entleeren bis auf eine definierte Menge Restarbeitsmedium wird, aufgrund des abnehmenden hydrodynamischen Bremsmomentes und der abnehmenden hydrostatischen Druckbeaufschlagung des Rotors durch Arbeitsmedium auf der dem Stator abgewandten Seite, die Schubkraft vermindert, die den Rotor in Richtung Stator bewegt (Befüllungsvorgang) beziehungsweise den Rotor in einem definierten axialen Abstand, der zum Beispiel durch ein Anstoßelement bestimmt sein kann, vom Stator entfernt hält (im Bremsbetrieb). Bei der Anforderung des Bremsbetriebes wird der Retarder gefüllt, die Schubkraft auf den Rotor aufgrund des zunehmenden hydrodynamischen Bremsmomentes und/oder hydrostatischen Druckes wird vergrößert und der Rotor auf einen definierten axialen Abstand an den Stator herangefahren und während des Bremsbetriebes dort gehalten.
Für die Verschiebung sind insbesondere zusätzliche Räume (Toträume) im Retarder erforderlich, die beim Befüllen des Retarders mit Arbeitsmedium gefüllt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Volumen des Schnelladebehälters gleich oder annähernd gleich dem Volumen der Toträume bemessen. Um eine besonders einfache und schnelle Befüllung des Retarders zu bewirken, wird das Arbeitsmedium, welches sich bei geladenem Schnelladebehälter in diesem eingeschlossen ist, ungeregelt dem Arbeitsraum des Retarders, welcher die genannten Toträume umfaßt, zumindest mittelbar zugeführt. Dies bedeutet, daß der Schnelladebehälter frei von einer Druckregelung ausgeführt ist und das zugeführte Arbeitsmediumvolumen auschließlich durch das aus dem Schnelladebehälter verdrängte Volumen bestimmt wird. In einer vorzuziehenden Ausführung ist dafür der Schnelladebehälter als Druckzylinder ausgeführt, dessen Druckkolben durch Beaufschlagung mit einem druckführenden Medium, welches Steuermedium in einem seperaten Steuerkreislauf sein kann, derart bewegt wird, daß das Arbeitsmedium aus dem Schnelladebehälter herausgedrückt wird. Da die Zuführung des Arbeitsmediums aus dem Schnelladebehälter in den Retarder ungeregelt erfolgt, kann die Druckbeaufschlagung des Kolbens vorteilhaft durch ein Schaltventil ausgelöst werden, z. B. 3/2-Wegeventil, das gegenüber zum Beispiel einem Proportionalventil kostengünstiger ist und zuverlässiger arbeitet.
Die Zuführung des Arbeitsmediumvolumens, das für das geforderte Bremsmoment des Retarders notwendig ist, erfolgt geregelt aus dem Ladebehälter, dessen Druck vorteilhaft über ein Proportionalventil geregelt wird, da somit eine stufenlose Einstellung des Bremsmomentes möglich ist. Um im Nicht-Bremsbetrieb den Arbeitsraum des Retarders auf eine vorbestimmte Restarbeitsmenge oder auch vollständig zu entleeren, ist es vorteilhaft, daß das vom Rotor erfaßte Arbeitsmedium durch einen mit einem definierten Abstand radial zur Rotorachse im Rotorgehäuse vorgesehenen Auslaß transportiert wird und dem Ladebehälter im externen Kreislauf mittelbar oder unmittelbar zugeführt wird. Bei einer mittelbaren Zuführung kann dabei das durch den Auslaß transportierte Arbeitsmedium vorteilhaft einem atmosphärisch verbundenen Behälter zugeführt werden. Der atmosphärisch verbundene Behälter liegt vorzugsweise auf einem geodätisch höheren Niveau als der Ladebehälter und ist derart mit dem Ladebehälter verbunden, daß das Arbeitsmedium aus diesem atmosphärisch verbundenen Behälter in den Ladebehälter schwerkraftbedingt abfließt.
Um einen vorgegebenen Arbeitsmediumstrom - Kühlmassenstrom - im Nicht-Bremsbetrieb durch den Arbeitsraum des Retarders zu leiten, kann eine definierte Menge an Arbeitsmedium dem Retarder zugeführt und über den Auslaß im Rotorgehäuse abgeführt werden. Diese Kühlung ist besonders effektiv hinsichtlich des Energieaufwandes zur Aufrechterhaltung dieses Kühlkreislaufes, wenn der externe Kreislauf und insbesondere der Leitungsabschnitt, welcher am Auslaß im Rotorgehäuse angeschlossen ist, frei von Elementen mit externer Energiezufuhr sind.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt ein Steuerschema eines Ausführungsbeispieles eines hydrodynamischen Bremssystems mit einem Retarder;
Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Anbindung des Schnelladebehälters an den externen Kreislauf;
Fig. 3 zeigt eine anders gestaltete aber gleichwirkende Anbindung wie in Fig. 2.
Das hydrodynamische Bremssystem umfaßt einen Retarder 1 mit einem Rotor 1.1 und einem Stator 1.2. Der Rotor 1.1 dreht um die Rotorachse 1.3 und ist im Rotorgehäuse 1.4 angeordnet, während der Stator 1.2 im Statorgehäuse 1.6 angeordnet ist. Es ist der Nicht-Bremsbetriebszustand dargestellt, da der Rotor 1.1 vom Stator 1.2 axial entfernt ist.
Am Retarder 1 ist ein externer Arbeitsmediumkreislauf 10 angeschlossen. Das Arbeitsmedium tritt im Bremsbetrieb durch den Retarderauslaß 6 aus, durchströmt das Drosselorgan 14 und das Rückschlagventil 15, wird im Wärmetauscher 13 gekühlt und strömt über das Rückschlagventil 20 und das Drosselorgan 21 zum Speisungsanschluß 5 des Retarders 1. Anschließend wird es wieder dem Arbeitsraum 1.7 des Retarders zugeführt.
Der externe Kreislauf 10 umfaßt weiterhin einen Ladebehälter 11 mit Arbeitsmedium, der über ein Leitungsstück 22, welches vorzugsweise senkrecht oder nahezu senkrecht angeordnet ist, an die Speisungsleitung 23 angeschlossen ist. Die Speisungsleitung 23 ist arbeitsmediumsleitend mit dem Speisungsanschluß 5 des Retarders 1 verbunden. In die Speisungsleitung 23 sind das gesagte Rückschlagventil 20 und das Drosselorgan 21 geschaltet.
Der Druck im Ladebehälter 11 wird über ein Steuerventil 17, das vorzugsweise als Proportionalventil ausgebildet ist, eingestellt. Über den Druck im Ladebehälter 11 ist das Bremsmoment des Retarders 1 stufenlos regelbar. Das Steuerventil 17 kann dabei mit einem Steuermedium mit dem Druck Pv beaufschlagt werden, welches vom Arbeitsmedium getrennt ist.
Ein Schnelladebehälter 12 in Form eines Druckzylinders mit einem Druckkolben ist druckleitend im Einspeisungspunkt 12.1 an den externen Arbeitsmediumkreislauf 10 angeschlossen. Der Schnelladebehälter 12 ist mit Arbeitsmedium geladen. Bei Beginn eines Bremsvorganges wird eine Seite des Druckkolbens mittels eines Steuermediums mit dem Druck P_V, welcher insbesondere 5-8 bar beträgt, beaufschlagt, indem das 3/2- Wegeventil entsprechend auf Durchlaß geschaltet wird. Durch Beaufschlagung des Kolbens im Schnelladebehälter 12 mit dem Steuerdruck wird der Kolben derart verschoben, daß das Arbeitsmedium aus dem Schnelladebehälter 12 herausgedrückt und in das Leitungssystem des externen Arbeitsmediumkreislaufs 10 eingespeist wird. Dadurch kann ein schnelles Auffüllen des Retarders 1 mit Arbeitsmedium gewährleistet werden.
Während des nachfolgenden Bremsbetriebes steigt der Druck im Einspeisungspunkt 12.1 des externen Kreislaufes 10 über den Druck an dieser Stelle während des Einschaltvorganges an, so daß der Schnelladebehälter 12 automatisch erneut gefüllt wird, weil der Ladebehälter 11 Arbeitsmedium nachführt. Somit wird der Schnelladebehälter 12 noch während des Bremsbetriebes in einen solchen Zustand gebracht, daß er für die nächste Einschaltphase beim erneuten Bremsbeginn verfügbar ist.
Um zu verhindern, daß zu schnell Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumkreislauf in den Schnelladebehälter 12 bei dessen Wiederbefüllung abgeführt wird, was nachteilig eine Verzögerung des Druckaufbaues im Einspeisungspunkt 12.1 bei einer gewünschten Erhöhung des Bremsmomentes oder gar einen Druckabfall zur Folge haben könnte, kann vorteilhaft in der Leitung zwischen Schnelladebehälter 12 und Einspeisungspunkt 12.1 ein Rückschlagventil 27 mit Öffnungsrichtung in Richtung des Einspeisungspunktes 12.1 vorgesehen sein, dem ein Leitungszweig mit einem Drosselelement 28 parallel geschaltet ist. Eine solche Ausführung ist in Fig. 2 dargestellt. Beim Entladen des Schnelladebehälters 12 wird dieses Rückschlagventil 27 aufgedrückt und ein großer Leitungsquerschnitt, der durch den Öffnungsquerschnitt des Rückschlagventils 27 und den Durchflußquerschnitt des Drosselelementes 28 bestimmt ist, wird zum schnellen Einspeisen des Arbeitsmediums aus dem Schnelladebehälter 12 in den Einspeisungspunkt 12.1 zur Verfügung gestellt. Beim Wiederbefüllen des Schnelladebehälters 12 hingegen ist das Rückschlagventil 27 geschlossen und der Leitungsquerschnitt, der zum Wiederbefüllen des Schnelladebehälters 12 zur Verfügung steht, wird ausschließlich durch den Strömungsquerschnitt des Drosselelementes 28 bestimmt. Ist das Drosselelement regelbar ausgeführt, so kann dieser Strömungsquerschnitt wahlweise eingestellt werden und insbesondere die Wiederbefüllungszeit des Schnelladebehälters 12 in Abhängigkeit des Druckes im Einspeisungspunkt 12.1 eingestellt werden.
Eine andere Ausführung gemäß Fig. 3 sieht vor, daß in der Leitung zwischen Schnelladebehälter 12 und Einspeisungspunkt 12.1 ein Rückschlagventil mit Öffnungsrichtung in Richtung des Einspeisungspunktes 12.1 vorgesehen ist, wobei im Rückschlagventil ein ständig geöffneter Mindestquerschnitt 27.1 eingebracht ist, der die Funktion des oben genannten Drosselelementes übernimmt.
Die Lage des Einspeisungspunktes 12.1 kann derart gewählt sein, daß das Ladevermögen des Schnelladebehälters 12 im wesentlichen nur während des Zeitraumes der Retardereinschaltung zur Verfügung steht. Eine bevorzugte Lage ist dafür in Fließrichtung gesehen zwischen dem Retarderauslaß 6 und dem Wärmetauscher 13.
Der dargestellte externe Arbeitsmediumkreislauf 10 umfaßt weiterhin einen atmosphärisch verbundenen Behälter 18. Dieser ist auf einem geodätisch höheren Niveau gelagert als der Ladebehälter 11. Im Rotorgehäuse 1.4 ist ein Auslaß 1.5 vorgesehen, durch den das im Nicht-Bremsbetrieb vom drehenden Rotor 1.1 erfaßte Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 1.7 des Retarders 1 heraustransportiert wird. Dieses Arbeitsmedium wird dem atmosphärisch verbundenen Behälter 18 über die Leitung 25 eingespeist. Von dort fließt es schwerkraftbedingt zurück in den Ladebehälter 11. In die Leitung zwischen Behälter 18 und Ladebehälter 11 ist vorteilhaft ein Rückschlagventil 26 geschaltet, das schwerkraftbedingt öffnet und bei einem Druckanstieg im Ladebehälter 11 auf einen vorgegebenen Druck schließt. Um zu verhindern, daß im Bremsbetrieb mit höherem Druck beaufschlagtes Arbeitsmedium über die Leitung 25 in den atmosphärisch verbundenen Behälter 18 gefördert wird, ist in der Leitung 25 ein Rückschlagventil 24 vorgesehen, welches im Bremsbetrieb schließt.
In dem hydrodynamischen Bremssystem kann jede Art von Retarder eingesetzt sein. Beispielsweise seien Primärretarder, Sekundärretarder, ölbetriebene Retarder, mit dem Arbeitsmedium der Fahrzeugkühlanlage betriebene Retarder (Wasserpumpenretarder), lagerlos ausgeführte Retarder (fliegend gelagerte Retarder) und mit (eigener) Lagerung ausgeführte Retarder genannt. Bezugszeichenliste 1 Retarder
1.1 Rotor
1.2 Stator
1.3 Rotorachse
1.4 Rotorgehäuse
1.5 Auslaß
1.6 Statorgehäuse
1.7 Arbeitsraum
5 Speisungsanschluß
6 Retarderauslaß
10 Externer Arbeitsmediumkreislauf
11 Ladebehälter
12 Schnelladebehälter
12.1 Einspeisungspunkt
13 Wärmetauscher
14 Drosselorgan
15 Rückschlagventil
16 3/2-Wegeventil
17 Steuerventil
18 Atmosphärisch verbundener Behälter
19 Hydraulischer Abschnitt
20 Rückschlagventil
21 Drosselorgan
22 Leitungsstück
23 Speisungsleitung
24 Rückschlagventil
25 Leitung
26 Rückschlagventil
27 Rückschlagventil
27.1 geöffneter Mindestquerschnitt
28 Drosselelement

Claims

1. Hydrodynamisches Bremssystem

1. 1.1 mit einem Retarder (1), insbesondere mit einen Sekundärretarder;

2. 1.2 mit einem externen Arbeitsmediumkreislauf (10);

3. 1.3 der externe Arbeitsmediumkreislauf (10) umfaßt einen Ladebehälter (11), der zumindest mittelbar arbeitsmediumführend an einen Speisungsanschluß (5) des Retarders (1) angeschlossen ist, zum Zuführen von Arbeitsmedium aus dem Ladebehälter (11) in den Arbeitsraum (1.7) des Retarders (1);

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 1.4 es ist ein zusätzlicher Schnelladebehälter (12) vorgesehen, zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum (1.7) des Retarders (1);

2. 1.5 der Schnelladebehälter (12) ist arbeitsmediumführend an einen Speisungsanschluß des Retarders (1) und/oder an den externen Arbeitsmediumkreislauf (10) angeschlossen.

2. Hydrodynamisches Bremssystem gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 2.1 der Ladebehälter (11) ist druckgeregelt, insbesondere mittels eines Proportionalventiles, zur stufenlosen Einstellung des Bremsmomentes des Retarders (1);

2. 2.2 der Schnelladebehälter (12) ist frei von einer Druckregelung ausgeführt.

3. Hydrodynamisches Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 3.1 der Arbeitsraum (1.7) des Retarders (1) umfaßt einen zusätzlichen im Brembetrieb mit Arbeitsmedium aufzufüllenden Totraum;

2. 3.2 das arbeitsmediumaufnehmende Volumen des Schnelladebehälters (12) ist gleich dem Totraumvolumen.

4. Hydrodynamisches Bremssystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß Stator (1.2) und Rotor (1.1) des Retarders (1) axial zueinander verschiebbar sind, insbesondere daß der Rotor (1.1) axial verschiebbar gegenüber dem ortsfesten Stator (1.2) ist.

5. Hydrodynamisches Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 5.1 der externe Kreislauf (10) umfaßt einen Wärmetauscher (13) zum Abführen von Wärme aus dem Arbeitsmedium;

2. 5.2 der Wärmetauscher (13) ist im externen Kreislauf (10) angeordnet, insbesondere hinter einem an einem Retarderauslaß (6) angeschlossenen Drosselorgan (14) und/oder Rückschlagventil (15);

3. 5.3 der Schnelladebehälter (12) ist an einem Einspeisungspunkt (12.1) im externen Kreislauf (10) angeschlossen;

4. 5.4 der Einspeisungspunkt (12.1) liegt zwischen dem Retarderauslaß (6) und dem Wärmetauscher (13).

6. Hydrodynamisches Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schnelladebehälter (12) ein Steuermittel, insbesondere 3/2-Wegeventil (16) angeschlossen ist, zum Aktivieren des Schnelladebehälters (12).

7. Hydrodynamisches Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnelladebehälter (12) als Druckzylinder mit einem Druckkolben ausgebildet ist.

8. Verfahren zum Steuern eines Bremssystems mit einem hydrodynamischen Retarder (1), insbesondere Sekundärretarder, umfassend die folgenden Schritte:

1. 8.1 mittels eines externen Kreislaufes (10) mit einem Wärmetauscher (13) wird Wärme aus dem im Bremsbetrieb im Retarder (1) erwärmten Arbeitsmedium abgeführt;

2. 8.2 mittels eines im externen Kreislauf (10) angeschlossenen Ladebehälters (11) werden Volumendifferenzen des Arbeitsmediums im externen Kreislauf (10) ausgeglichen, und mittels einer Druckregelung des Arbeitsmediumdruckes im Ladebehälter (11) wird das Bremsmoment des Retarders (1) im Bremsbetrieb gesteuert;

3. 8.3 im Nichtbremsbetrieb wird der Retarder (1) vollständig oder bis auf eine definierte Restarbeitsmediumsmenge entleert;

4. 8.4 beim Aktivieren des Retarders (1) - Übergang vom Nichtbremsbetrieb zum Bremsbetrieb - wird dem Retarder (1) und/oder dem externen Kreislauf (10) Arbeitsmedium aus einem zusätzlichen Schnelladebehälter (12) zugeführt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen des Arbeitsmediums aus dem Schnelladebehälter (12) druckungeregelt erfolgt.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnelladebehälter (12) während des nach seiner Entladung folgenden Bremsbetriebes teilweise oder vollständig wieder aufgeladen wird.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnelladebehälter (12) durch ein Steuerventil, insbesondere ein 3/2-Wegeventil (16) gesteuert wird.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Ladebehälter (11) mittels eines Steuerventiles (17), insbesondere mittels eines Proportionalventiles, gesteuert wird.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder beide Steuerventile (16, 17) durch ein vom Arbeitsmedium getrenntes Steuermedium gesteuert werden.

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Nichtbremsbetrieb der Rotor (1.1) des Retarders (1) und der Stator (1.2) des Retarders (1) axial auseinandergeschoben werden, insbesondere durch Abfahren des Rotors mittels einer Drehverschiebebewegung des Rotors auf einem Gewinde.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Nichtbremsbetrieb das vom Rotor (1.1) erfaßte Arbeitsmedium durch einen mit definiertem Abstand radial zur Rotorachse (1.3) im Rotorgehäuse (1.4) vorgesehenen Auslaß (1.5) transportiert wird und dem Ladebehälter (11) insbesondere mittelbar über einen auf geodätisch höherem Niveau liegenden atmosphärisch verbundenen Behälter (18) zugeführt wird.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Nichtbremsbetrieb eine definierte Menge Arbeitsmedium dem Retarder (1) zugeführt und über den Auslaß (1.5) abgeführt wird.

17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Kreislauf (10) und insbesondere der am Auslaß (1.5) angeschlossene hydraulische Abschnitt (19) frei von externer Energiezufuhr sind.