DE10150682A1

DE10150682A1 - Hydrodynamic braking system with retarder has additional quick-loading container for 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

The braking system has a retarder (1) and an external circuit including a loading container (11) to supply fluid to the working cavity (1.7) of the retarder. An additional quick-loading container (12) also takes fluid to the working cavity of the retarder. The quick-loading container takes the fluid to a feed connection of the retarder and/or to the external circuit.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Bremssystem mit einem Retarder, insbesondere einem Sekundärretarder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a hydrodynamic braking system with a Retarders, in particular a secondary retarder according to the preamble of claim 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. Hydrodynamic braking systems with retarders are known. Since that Working medium in the retarder heats up during braking is in the Usually an external working medium circuit provided by one Retarder outlet via a heat exchanger in which the working medium absorbed heat is dissipated again, to a retarder inlet, through which the working medium back into the work space of the Retarders is promoted.

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. It is known that retarders unintentionally a non-braking operation Apply braking power. This is due to the existing one in the work area Air and on the rest of the working medium remaining in the work area back. One speaks here generally of ventilation losses. Around To keep losses as low as possible, the retarder's Non-braking operation completely or up to a certain remaining amount of Emptied working medium. As soon as braking operation is required, the The retarder's working space should be refilled as quickly as possible. First when a predetermined filling level is reached, the retarder does this desired braking torque provided. It is therefore it is desirable that this filling be done very quickly. In particular if large volumes have to be filled, the filling process continues known hydrodynamic braking systems with a retarder too Long.

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. To minimize ventilation losses in non-braking mode, rotors and stator of the retarder in non-braking mode apart opposite, in particular by axially displacing the rotor the stator. For example, DE 197 04 407 A may be mentioned. This Possibility of shifting rotor and stator relative to each other a larger space for the retarder and a significant enlargement of the rooms in the retarder. In addition to the rooms to be regulated This is because volumes of working medium are additional dead spaces trained that an additional dead volume of working medium take up. These dead spaces must also be Brake operation to be filled up as quickly as possible for braking operation. So exists in particular with regard to the retarders with rotor displacement Action needed to increase the filling speed.

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. The object of the invention is to provide a hydrodynamic braking system to represent a retarder, the retarder during the transition from Non-braking mode is filled up as quickly as possible in braking mode.

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. This task is accomplished by a hydrodynamic braking system Claim 1 and a method for controlling a braking system with a hydrodynamic retarder according to claim 5 solved. The dependent ones Claims describe particularly advantageous configurations.

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. The hydrodynamic braking system according to the invention with a retarder includes an external working medium circuit. In the Working medium circuit is connected to a loading container, at least indirectly leading to a supply connection of the retarder connected. This allows working medium to come in from the charging container the working area of the retarder. The invention The hydrodynamic braking system also includes an additional one Fast charging container, from which also working medium in the Working room of the retarder can be managed. The quick charge container is thereby to a supply connection of the retarder and / or to the external working medium circuit connected. Due to the Execution according to the invention can the entire working medium circuit run free of pumps, which, on the one hand, is economically favorable and on the other hand a high reaction speed Change of state, for example when the braking torque changes and the degree of filling of the retarder.

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. The external circuit includes in particular a heat exchanger for Removing the heat from the working medium, which is the working medium is fed into the retarder during braking. Here is the heat exchanger arranged in the external circuit, especially behind one on one Retarder outlet connected throttle body. Additionally or alternatively a check valve can also be provided there. The Quick charge container is advantageous at a feeding point in the external Circuit connected, the feeding point between the Retarder outlet and the heat exchanger is.

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. A control means, in particular a 3/2-way valve, is advantageous Quick charge container connected to the quick charge container activate. The quick charge container can be used as a pressure cylinder with a Pressure piston be formed. The printing cylinder can work with medium be filled, whereby the pressure piston when filling through the One-way exposure to working medium pressure preferably in the direction of the connected 3/2-way valve, in Printing cylinder is moved. The quick charge container is then located in a "focus". The side of the Pressure piston is activated when the pressure cylinder, in particular by means of of a 3/2-way valve, with a control medium, so that the Working medium due to the displacement force caused by the loading of the pressure piston with the control medium pressure from the pressure cylinder is pressed. The control medium can be in a separate circuit be separated from the working medium and it is possible to activate using the same or a different medium, for example, water as a working medium and oil as a control medium called.

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. The method according to the invention for controlling a brake system with a hydrodynamic retarder comprises the following steps:
The heat supplied to the working medium in the retarder is removed by means of an external circuit in which a heat exchanger is connected. Volume differences of the working medium in the external circuit are compensated for by means of a loading container with working medium connected in the external circuit. The braking torque of the retarder is controlled in braking mode by means of a pressure control of the working medium pressure in the loading container.

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. In the non-braking mode, the retarder is completely or according to the invention emptied down to a defined amount of residual working medium. When activating the retarder, d. H. in the transition from non-braking operation to Brake operation, the retarder and / or the external circuit Working medium from an additional connected accordingly Fast charging container supplied.

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. The rapid charging container is particularly advantageous during the after Discharged following braking operation, in particular directly with working fluid from the working fluid cycle. The inventor has namely recognized that when the location of the Infeed point, as described above, the pressure in the Infeed point rises quickly when braking, when to Generation of the required braking torque of the loading container Track working medium, that is if due to the regulation of the Pressure in the loading container working medium from the loading container in the Working medium circuit or in the working area of the retarder is replenished. This increase in pressure is used for the Refill the quick charge container, the volume of which is in the Rapid charging container discharged working medium due to the Pressure control of the loading container in the working medium circuit is tracked, so that adverse effects on the braking torque due to the lack of working medium in the working medium circuit or in the retarder workspace.

Der Schnelladebehälter kann durch ein Steuerventil, insbesondere ein 3/2- Wegeventil, gesteuert werden. The quick charging container can be controlled by a control valve, in particular a 3 / 2- Directional control valve to be controlled.

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. The quick charge container is advantageous as a "pressure balance" with a Pressure piston formed. If the fact that in the feeding point in Brake operation is at a higher pressure than during Switching on, the quick charging container with working medium during the brake operation is filled, the piston in the pressure cylinder pushed back. When activating the quick charge container, then by applying a pressure to the opposite side of the piston Control pressure displaces the working medium from the quick charge container and fed into the external circuit or into the retarder.

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. The pressure in the loading container is preferably controlled by means of a control valve, in particular by means of a proportional valve, controlled or regulated. It is possible that one or both control valves - control valve for Control the pressure in the loading container and control valve to control the Rapid charging container - by a separate one from the working medium Control medium can be controlled. Of course, it is possible for Working medium and control medium to use the same fluid.

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. To increase the ventilation losses of the retarder in non-braking mode decrease, the rotor of the retarder is advantageous in the non-braking mode away from the stator of the retarder, especially opposite the stator axially shifted. This shift advantageously takes place in dependence filling automatically. For example, the rotor is on a thread stored so that it with a relative rotation relative to the Threaded component driven from the stator or is approached in the opposite direction of rotation.

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. By complete emptying or by emptying to a defined one Amount of residual working medium will, due to the decreasing hydrodynamic braking torque and the decreasing hydrostatic pressurization of the rotor by working medium the side facing away from the stator reduces the thrust force that the The rotor moves in the direction of the stator (filling process) or the Rotor at a defined axial distance, for example by a Abutment element can be determined, keeps away from the stator (in Braking operation). When braking operation is requested, the retarder filled, the thrust on the rotor due to the increasing hydrodynamic braking torque and / or hydrostatic pressure is enlarged and the rotor at a defined axial distance to the The stator is brought up and held there during braking.

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. Additional spaces (dead spaces) are particularly important for the shift Retarders required when filling the retarder with working medium be filled. In a particularly advantageous embodiment of the Invention, the volume of the quick charge container is the same or approximate equal to the volume of the dead spaces. To be a particularly simple one and to quickly fill the retarder, it will Working medium, which is in this when the quick charging container is loaded enclosed, uncontrolled the working space of the retarder, which the mentioned dead spaces, at least indirectly supplied. This means, that the quick charge container is free of pressure control and the volume of working medium supplied exclusively from the Rapid charging container displaced volume is determined. In a preferred version is the quick charge container as Printing cylinder executed, the pressure piston by acting on it a pressure-carrying medium, which control medium in a separate Control circuit can be moved such that the working medium the quick charge container is pushed out. Since the feeding of the Working medium from the quick charging container into the retarder unregulated takes place, the pressurization of the piston can advantageously by Switch valve are triggered, for. B. 3/2-way valve, the opposite to Example of a proportional valve is cheaper and more reliable is working.

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. The supply of the working medium volume that is required for the Braking torque of the retarder is necessary, is regulated from the Loading container, the pressure of which is advantageously regulated by a proportional valve is, since a continuous adjustment of the braking torque is possible. To set the retarder's workspace to one in non-braking mode it is to empty the predetermined remaining amount of work or completely advantageous that the working medium detected by the rotor with a a defined distance radially to the rotor axis in the rotor housing provided outlet is transported and the loading container in the external Circulation is supplied indirectly or directly. With an indirect The working medium transported through the outlet can be supplied advantageously be fed to an atmospheric container. The atmospheric container is preferably on a geodetically higher level than the loading container and is like that with the Load container connected that the working medium from this atmospherically connected container in the loading container flows out due to gravity.

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. To a given working medium flow - cooling mass flow - in To direct non-braking operation through the retarder's work area a defined amount of working medium is fed to the retarder and over the outlet in the rotor housing are discharged. This cooling is particularly effective in terms of energy expenditure for maintenance this cooling circuit when the external circuit and in particular the Line section which is connected to the outlet in the rotor housing, are free of elements with external energy supply.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment are explained.

Fig. 1 zeigt ein Steuerschema eines Ausführungsbeispieles eines hydrodynamischen Bremssystems mit einem Retarder; Fig. 1 shows a control scheme of an embodiment of a hydrodynamic braking system with a retarder;

Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Anbindung des Schnelladebehälters an den externen Kreislauf; Fig. 2 shows an advantageous connection shows the fast charge container to the external circuit;

Fig. 3 zeigt eine anders gestaltete aber gleichwirkende Anbindung wie in Fig. 2. FIG. 3 shows a differently designed but equivalent connection as 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. The hydrodynamic braking system comprises a retarder 1 with a rotor 1.1 and a stator 1.2 . The rotor 1.1 rotates about the rotor axis 1.3 and is arranged in the rotor housing 1.4 , while the stator 1.2 is arranged in the stator housing 1.6 . The non-braking operating state is shown since the rotor 1.1 is axially removed from the stator 1.2 .

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. An external working medium circuit 10 is connected to the retarder 1 . The working medium exits in braking operation through the retarder outlet 6 , flows through the throttle element 14 and the check valve 15 , is cooled in the heat exchanger 13 and flows via the check valve 20 and the throttle element 21 to the supply connection 5 of the retarder 1 . Then it is returned to the working space 1.7 of the retarder.

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. The external circuit 10 further comprises a charging container 11 with working medium, which is connected to the feed line 23 via a line piece 22 , which is preferably arranged vertically or almost vertically. The feed line 23 is connected to the feed connection 5 of the retarder 1 in a manner that conducts the working medium. In the feed line 23 said check valve 20 and the throttle body 21 are connected.

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. The pressure in the loading container 11 is set via a control valve 17 , which is preferably designed as a proportional valve. The braking torque of the retarder 1 is infinitely variable via the pressure in the loading container 11 . The control valve 17 can be acted upon by a control medium with the pressure Pv, which is separated from the working medium.

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. A quick-charging container 12 in the form of a pressure cylinder with a pressure piston is connected to the external working medium circuit 10 in a pressure-conducting manner at the feed point 12.1 . The quick charging container 12 is loaded with working medium. At the beginning of a braking process, one side of the pressure piston is acted upon by a control medium with the pressure P _V , which is in particular 5-8 bar, by switching the 3/2-way valve accordingly to passage. By applying the control pressure to the piston in the quick charging container 12 , the piston is displaced such that the working medium is pressed out of the quick charging container 12 and fed into the line system of the external working medium circuit 10 . This ensures that the retarder 1 is quickly filled with working medium.

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. During the subsequent braking operation, the pressure in the feed point 12.1 of the external circuit 10 rises above the pressure at this point during the switch-on process, so that the quick-charging container 12 is automatically refilled because the charging container 11 replenishes working medium. Thus, the quick charge container 12 is brought into such a state during braking that it is available for the next switch-on phase when braking is started again.

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. To prevent working medium from being discharged too quickly from the working medium circuit into the quick-charging container 12 when it is refilled, which could disadvantageously result in a delay in the build-up of pressure in the feed point 12.1 with a desired increase in the braking torque or even a drop in pressure, can be advantageous in the line A check valve 27 with an opening direction in the direction of the feed point 12.1 may be provided between the quick-charging container 12 and the feed point 12.1 , to which a line branch with a throttle element 28 is connected in parallel. Such an embodiment is shown in Fig. 2. When the quick-charging container 12 is unloaded, this check valve 27 is pressed open and a large line cross-section, which is determined by the opening cross-section of the check valve 27 and the flow cross-section of the throttle element 28 , is made available for the rapid feeding of the working medium from the quick-charging container 12 into the feed point 12.1 . On the other hand, when the quick-charge container 12 is refilled, the check valve 27 is closed and the line cross section which is available for refilling the quick-charge container 12 is determined exclusively by the flow cross section of the throttle element 28 . If the throttle element is designed to be controllable, this flow cross-section can be set optionally and in particular the refilling time of the quick-charging container 12 can be set as a function of the pressure at the feed point 12.1 .

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. Another embodiment according to FIG. 3 provides that a non-return valve with an opening direction towards the feed point is provided 12.1 in the line between the quick-charging container 12 and feed point 12.1, in which the non-return valve is a continuously open minimum cross-section is introduced 27.1, that of the above-mentioned throttle element, the function takes over.

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. The location of the feed point 12.1 can be selected such that the charging capacity of the quick-charging container 12 is essentially only available during the period of the retarder activation. A preferred position for this is seen in the flow direction between the retarder outlet 6 and the heat exchanger 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. The external working medium circuit 10 shown further comprises an atmospheric container 18 . This is stored at a geodetically higher level than the loading container 11 . An outlet 1.5 is provided in the rotor housing 1.4 , through which the working medium detected by the rotating rotor 1.1 in the non-braking mode is transported out of the working space 1.7 of the retarder 1 . This working medium is fed to the atmospheric container 18 via line 25 . From there it flows back into the loading container 11 due to gravity. In the line between the container 18 and the loading container 11 , a check valve 26 is advantageously connected, which opens due to gravity and closes to a predetermined pressure when the pressure in the loading container 11 increases. In order to prevent that in the braking operation, a higher pressure working medium is conveyed via line 25 into the atmospheric container 18 , a check valve 24 is provided in line 25 , which closes in braking operation.

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
Any type of retarder can be used in the hydrodynamic braking system. For example, primary retarders, secondary retarders, oil-operated retarders, retarders operated with the working medium of the vehicle cooling system (water pump retarders), retarders designed without bearings (retarders mounted on the fly) and retarders designed with (own) storage are mentioned. LIST OF REFERENCES 1 Retarder
1.1 rotor
1.2 stator
1.3 rotor axis
1.4 rotor housing
1.5 outlet
1.6 stator housing
1.7 workspace
5 supply connection
6 retarder outlet
10 External working medium circuit
11 loading containers
12 quick charge containers
12.1 Infeed point
13 heat exchangers
14 throttle device
15 check valve
16 3/2-way valve
17 control valve
18 Atmospheric container
19 Hydraulic section
20 check valve
21 throttle device
22 pipe section
23 supply line
24 check valve
25 line
26 check valve
27 check valve
27.1 open minimum cross section
28 throttle element

Claims

1. Hydrodynamic braking system

1. 1.1 with a retarder ( 1 ), in particular with a secondary retarder;

2. 1.2 with an external working medium circuit ( 10 );

3. 1.3 the external working medium circuit ( 10 ) comprises a loading container ( 11 ), which is at least indirectly connected to a supply port ( 5 ) of the retarder ( 1 ) to supply working medium from the loading container ( 11 ) to the working space ( 1.7 ) the retarder ( 1 );

characterized by the following features:

1. 1.4 there is an additional quick charging container ( 12 ) for feeding working medium into the working space ( 1.7 ) of the retarder ( 1 );

2. 1.5 the quick charge container ( 12 ) is connected to a supply port of the retarder ( 1 ) and / or to the external working medium circuit ( 10 ).

2. Hydrodynamic braking system according to claim 1, characterized by the following features:

1. 2.1 the loading container ( 11 ) is pressure-controlled, in particular by means of a proportional valve, for the stepless adjustment of the braking torque of the retarder ( 1 );

2. 2.2 the quick charge container ( 12 ) is free of pressure control.

3. Hydrodynamic braking system according to one of claims 1 or 2, characterized by the following features:

1. 3.1 the working space ( 1.7 ) of the retarder ( 1 ) comprises an additional dead space to be filled with working medium during braking operation;

2. 3.2 the volume of the quick-charging container ( 12 ) holding the working medium is equal to the dead space volume.

4. Hydrodynamic braking system according to claim 3, characterized in that the stator ( 1.2 ) and rotor ( 1.1 ) of the retarder ( 1 ) are axially displaceable to one another, in particular that the rotor ( 1.1 ) is axially displaceable relative to the stationary stator ( 1.2 ).

5. Hydrodynamic braking system according to one of claims 1 to 4, characterized by the following features:

1. 5.1 the external circuit ( 10 ) comprises a heat exchanger ( 13 ) for removing heat from the working medium;

2. 5.2 the heat exchanger ( 13 ) is arranged in the external circuit ( 10 ), in particular behind a throttle element ( 14 ) and / or check valve ( 15 ) connected to a retarder outlet ( 6 );

3. 5.3 the quick charge container ( 12 ) is connected to a feed point ( 12.1 ) in the external circuit ( 10 );

4. 5.4 the feed point ( 12.1 ) lies between the retarder outlet ( 6 ) and the heat exchanger ( 13 ).

6. A hydrodynamic braking system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that is / attached particular 3 2-way valve (16) to the quick-charging container (12) a control means for activating the rapid charging container (12).

7. Hydrodynamic braking system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the quick charging container ( 12 ) is designed as a pressure cylinder with a pressure piston.

8. A method for controlling a brake system with a hydrodynamic retarder ( 1 ), in particular a secondary retarder, comprising the following steps:

1. 8.1 by means of an external circuit ( 10 ) with a heat exchanger ( 13 ), heat is removed from the working medium heated in braking operation in the retarder ( 1 );

2. 8.2 by means of a charging container ( 11 ) connected in the external circuit ( 10 ), volume differences of the working medium in the external circuit ( 10 ) are compensated, and by means of pressure regulation of the working medium pressure in the charging container ( 11 ) the braking torque of the retarder ( 1 ) is controlled in braking mode ;

3. 8.3 in non-braking operation, the retarder ( 1 ) is emptied completely or to a defined amount of residual working medium;

4. 8.4 when activating the retarder ( 1 ) - transition from non-braking operation to braking operation - the retarder ( 1 ) and / or the external circuit ( 10 ) is supplied with working medium from an additional quick-charging container ( 12 ).

9. The method according to claim 8, characterized in that the supply of the working medium from the quick charging container ( 12 ) is pressure-controlled.

10. The method according to any one of claims 8 or 9, characterized in that the quick charging container ( 12 ) is partially or completely recharged during the braking operation following its discharge.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the quick charging container ( 12 ) is controlled by a control valve, in particular a 3/2-way valve ( 16 ).

12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the pressure in the loading container ( 11 ) by means of a control valve ( 17 ), in particular by means of a proportional valve, is controlled.

13. The method according to any one of claims 11 to 12, characterized in that one or both control valves ( 16 , 17 ) are controlled by a control medium separate from the working medium.

14. The method according to any one of claims 8 to 13, characterized in that the non-braking operation of the rotor ( 1.1 ) of the retarder ( 1 ) and the stator ( 1.2 ) of the retarder ( 1 ) are pushed apart axially, in particular by moving the rotor by means of a rotary displacement movement of the rotor on a thread.

15. The method according to any one of claims 8 to 14, characterized in that in the non-braking mode, the working medium detected by the rotor ( 1.1 ) is transported through an outlet ( 1.5 ) provided at a defined distance radially to the rotor axis ( 1.3 ) in the rotor housing ( 1.4 ) and the Loading container ( 11 ) is fed in particular indirectly via an atmosphere-connected container ( 18 ) which is at a geodetically higher level.

16. The method according to claim 15, characterized in that a defined amount of working medium is supplied to the retarder ( 1 ) in the non-braking mode and is discharged via the outlet ( 1.5 ).

17. The method according to any one of claims 8 to 16, characterized in that the external circuit ( 10 ) and in particular the hydraulic section ( 19 ) connected to the outlet ( 1.5 ) are free from external energy supply.