DE2018652C3

DE2018652C3 -

Info

Publication number: DE2018652C3
Application number: DE2018652A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Bultmann; Hans-Joachim Dr.-Ing. Foerster; Hans Hanke; Wolfgang Dipl.-Ing. 7154 Althuette Zaiser
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1970-04-18
Filing date: 1970-04-18
Publication date: 1979-10-04
Also published as: JPS5217304B1; FR2089781A5; US3774734A; DE2018652A1; GB1326500A; DE2018652B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Bremseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die US-PS 34 23 134 ist eine hydrodynamische Bremseinrichtung bekannt, bei der der Austritt des Arbeitskreislaufes über einen Wärmetauscher in einem äußeren Kreislauf mit dem Eintritt des Arbeitskreislaufes verbunden ist. Der äußere Kreislauf ist über ein durch die Betätigungseinrichtung für den Betriebsbremskreis betätigbares Steuerventil entweder mit einem Druckspeicher und einer mit diesem verbundenen Füllpumpe oder mit einem Vorratsbehälter verbindbar. Durch die GB-PS 10 07 421 ist es ferner bekannt, zur Druckregelung in einer hydrodynamischen Bremse ein Steuerventil der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verwenden. Bei der Bremseinrichtung gemäß der GB-PS 10 07 421 sind im Gegensatz zur gattungsgemäßen Art die Füllpumpe und der Wärmetauscher im äußeren Kreislauf hintereinandergeschaltet.

Bei hydrodynamischen Bremseinrichtiingen insbesondere der genannten Art ist im allgemeinen der Arbeitskreislauf während der Bremsung gefüllt und in der bremsfreien Zeit entleert. Um d^;c Ansprechzeit der hydrodynamischen Bremse klein zu halten, ist es erforderlich, den Füll- bzw. F.ntlceriingsvorgang möglichst schnell ablaufen zu lassen. Dieses Problem wird bei den bekannten Einrichtungen dadurch erschwert,

daß auch die im Wärmetauscher befindliche Bremsflüssigkeit bei den Füll- bzw. Entleervorgängen mitbewegt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung der gattungsgemäßen, sich aus der Zusammenschau der obengenannten Druckschriften ergebenden Art so auszubilden, daß kurze Füll- bzw. Entleerzeiten erreichbar werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, daß in der Ruhestellung des Steuerventils das Abschaltventil den Wärmetauscher von der hydrodynamischen Bremse trennt, so daß dieser nicht durch den im is Arbeitskreislauf entstehenden Unterdruck leergesaugt werden kann. Er bleibt infolgedessen gefüllt, so daß beim nächsten Bremsvorgang lediglich der Arbeitskreislauf selbst wieder gefüllt werden muß.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Abschaltventil dem Eintritt in die hydrodynamische Bremse zugeordnet und einerseits von der Kraft einer Feder und andererseits vom Druck am Eintritt der hydrodynamischen Bremse beaufschlagbar. Hierfür ist im einzelnen vorgesehen, dab das Abschaltventil als ein Kolbenschieber mit zwei Teilkolben ausgebildet ist, und daß die Kraft der Feder auf die Stirnseite eines Teilkolbens wirkt, der im Ruhezustand die Leitung vom Wärmetauscher her verschließt, während der von der Stirnseite des anderen Teilkolbens begrenzte Raum über eine Drosselbohrung mit dem Raum zwischen beiden Teilkolben in Verbindung steht, der ständig mit dem Eintritt der hydrodynamischen Bremse verbunden ist Auf diese Weise wirkt der andere Teilkolben als Steuerkolben, der beim Überschreiten eines bestimmten, durch die Feder auf der anderen Seite vorgegebenen Druckes am Retarder eintritt, die Leitung vom Kühler her freigibt.

Eine andere vorteilhafte Möglichkeit liegt darin, daß das Abschaltventil dem Eintritt der hydrodynamischen Bremse zugeordnet und entgegen der Kraft einer Feder vom Druck am Ausgang des Wärmetauschers beaufschlagbar ist. Hierfür ist es dann im einzelnen von Vorteil, wenn das Abschaltventil als ein Kolbenschieber mit zwei Teilkolben ausgebildet ist und wenn die Kraft der Feder auf die Stirnseite des einen Teilkolbens wirkt, der im Ruhezustand die zum Eintritt der hydrodynamischen Bremse führende Leitung verschließt, während der von der Stirnseite des anderen Teilkolbens begrenzte Raum über eine Drosselbohrung mit dem w Raum zwischen den beiden Teilkolben in Verbindung steht, der ständig mit dem Ausgang des Wärmetauschers verbunden ist. Die Wirkungsweise ist im Grunde dieselbe, wie sie vorstehend beschrieben wurde, nur dient als Führungsgröße jetzt der Druck am Austritt der Bremse bzw. am Kühleraustritt.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Steuerventil als Schieber ausgebildet ist, dessen Kolbenschieber einen entsprechend dem Druck im Betriebsbremskreis beaufschlagbaren ersten Teilkolben, einen den Austritt in den w> Vorratsbehälter steuernden zweiten und einen vom Druck um Austritt der hydrodynamischen Bremse beaufschlagbaren dritten Teilkolben aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird dann darin gesehen, daß die wirksame ·>> Kolbcnfläche des ersten Teilkolbens größer als die wirksame Fläche des dritten Teilkolbens ist, d. h. also, daß eine entsprechende Kraftübersetzung zwischen dem Druck im Fahrzeug-Bremskreis und dem Druck an der hydrodynamischen flremse entsteht.

Nach emer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dem ersten Teilkolben eine Feder so zugeordnet, daß ein geringer Druck am Austritt der hydrodynamischen Bremse ständig aufrechterhalten ist. Diese Feder kann auf der Membranseite des ersten Teilkolbens liegen. Eine Anordnung an anderer Stelle sowie eine Darstellung dieser Kraft nicht als Feder, sondern z. B. als Differenzdruck, wäre ebenso denkbar. Erreicht wird dadurch auf jeden Fall, daß am Austritt der Bremse ein bestimmter Druck verbleibt, d. h. es läuft auf jeden Fall nur der Arbeitskreislauf, nicht aber z. B. die Rohrleitung bzw. die die Bremse umgebende Spirale leer.

Eine andere Möglichkeit, die Ansprechzeit des Retarders herabzusetzen, besteht darin, daß in den von der Stirnseite des dritten Teilkolbens begrenzten Raum eine zu einem drucklosen Behälter führende Bohrung mündet, die durch den dritten Teilkolben nach einem' vorbestimmten Weg dieses Kolbens in Betätigungsrichtung verschließbar ist. Auf diese V/eise erfolgt die Bewegung des als Regelventil dienendem Kolbenschieber zunächst ungedrosselt, d. h. also schnell, so daß sich sehr schnell ein Druck aufbaut und die Bremse gefüllt wird. Nach Überschreiten dieses Weges tritt dann die übliche Drosselung, d.h. also Dämpfung, ein. Eine andere Möglichkeit zur Erreichung eines ganz ähnlichen Effektes liegt darin, daß im Raum auf der Stirnseite des dritten Teilkolbens ein in Richtung Teilkolben federbelasteter Zusatzkolben angeordnet ist, wobei der dem dritten Teilkolben abgewandte, vom Zusatzkolben begrenzte Raum mit der Atmosphäre verbunden ist. Auf diese Weise geht zunächst — wenn im Betriebs-Bremskreis Druck aufgebaut wird — der ganze als Regelventil wirkende Kolbenschieber in seine Endstellung, so daß der Austritt völlig abgeschlossen wird. Erst beim Druckaufbau in dem Raum zwischen dem dritten Teilkolben und dem Zusatzkolben — der infolge der Drosselbohrung relativ langsam erfolgt — geht der ganze Kolbenschieber in seine normale Regelstellung zurück.

üs sei abschließend bemerkt, daß Teilmerkmale der Unteransprüche sich z.B. aus der US-PS 2946416 bereits entnehmen lassen. Jedoch stehen die dort offenbarten Schieber in einem anderen Zusammenhang und sie dienen auch nicht dem erfindungsgemäßen Zweck. Der Anspruch 6 soll nur im Rahmen eines echten Unteranspruchs Geltung haben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine hydrodynamische Bremseinrichtung im Schema,

F i g. 2 und 3 die hydrodynamische Bremse im Längs- und Querschnitt und

Fig.4 eine Einzelheit einer anderen Ausführungsform am Steuerventil.

Nach F i g. I ist die hydrodynamische Bremse 10 nach Art einer hydrodynamischen Kupplung ausgebildet und beschaufelt. Sie weist ein feststehendes Schaufelrad 11 und ein mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeuges rotierendes Schaufelrad 12 auf, Eine umgebende Spirale 13 dient als Austritt aus der Bremse. Von ihr fiihrt eine Leitung zum Wärmetauscher 14 und von da aus über ein Abschaltventil 15 zum Eintritt 16 der Bremse.

Zum Füllen der Bremse dient eine Füllpumpe 17, deren Druckleitung 18 über ein Steuerventil 19 zum Austritt 13 der Bremse führt. Das Steuerventil 19 ist über eine Leitung 20 mit einem Bremsventil 21

verbunden, das mit dem Bremspedal 22 in Verbindung steht.

Das Steuerventil 19 ist als eir Kolbenschieber ausgebildet und weist einen ersten Teilkolben 23, einen zweiten Teilkolben 24 und einen dritten Teilkolben 25 auf. Der erste Teilkolben 23 ist mit einer Rollmembran 26 versehen und wird auf seiner Stirnseite vom Druck aus dem Bremsventil 21 beaufschlagt. Der zweite Teilkolben 24 steuert den Rücklauf 27 zum Vorratsbehälter 28. Der dritte Teilkolben 25 ist mit einer Drosselbohrung 29 versehen, durch den sich der Druck im Raum 30 in den Raum 31 auf der Stirnseite des dritten Teilkolbens ,25 übertragen kann. In der Bewegungsbahn des dritten Teilkolbens 25 mündet eine Bohrung 47 in den Raum 31.

Bei unbetätigter Bremse befindet sich das Steuerventil 19 in seiner linken und das Abschaltventil 15 in seiner rechten Endstellung. Dabei fördert die Pumpe 17 unmittelbar über den Raum 30 in die Rücklaufleitung 27. so daß am Austritt 13 der Bremse kein Druck herrscht. Der Arbeitskreislauf der Bremse ist infolgedessen leer und von dem im äußeren Kreislauf befindlichen Wärmetauscher 14 getrennt. Es ist also unmöglich, daß aus diesem äußeren Kreislauf noch Flüssigkeit herausgesaugt und durch die Schleuderwirkung der Bremse über den Austritt 13 zum Steuerventil 19 zurück und von dort durch die Rücklaufleitung 27 in den Vorratsbehälter gefördert wird.

Wird das Bremspedal 22 betätigt, so bewegt sich der Kolbenschieber des Steuerventils 19 entsprechend dem Druck auf seinen ersten Teilkolbcn 23 nach rechts. Der zweite Teilkolben 24 sperrt damit den Rücklauf 27. so daß sich im Raum 30 ein Druck aufbauen kann, durch den der Arbeitskreislauf der Bremse 10 vom Austritt 13 her gefüllt wird. Mit geringer Verzögerung baut sich derselbe Druck auch im Raum 31 auf. so daß dann das Steuerventil auf der vorgegebenen Stellung gehalten wird. Die überschüssige Fördermenge der Pumpe 17 fließt über die Steuerkante des zweiten Teilkolbens 24 in den Rücklauf 27.

Im Arbeitskreislauf der Bremse hat sich nun ein rj-.j .ι. 2ji~cbcu: der -.ich über ^A:" ' "^;···"- " ■·*"< ί·« Drosselbohrung 33 auch auf die Stirnseite 34 des Kolbenschiebers im Abschaltventil 15 auswirkt und diesen in seine linke Endstellung bringt. Dadurch wird der äußere Kreislauf durch den Wärmetauscher 14 freigegeben, so daß die im Arbeitskreislauf der Bremse entstehende Wärme durch den Wärmetauscher 14 abgeführt werden kann.

Wenn der Druck am Bremsventil 21 wegfällt, se drückt im Steuerventil 19 der Druck im Raum 31 den Kolbenschieber wieder in die linke Endlage zurück. Der Raum 30 wird danach vom Druck entlastet und die Bremse 10 schleudert sich selbst leer. Wenn dabei der Druck am Eintritt 16 unter einen bestimmten Wert sinkt schaltet das Abschaltventil 15 den äußeren Krcislaul durch den Wärmetauscher 14 wieder ab.

Hei dem Ausführungsbeispiel gemäß den !' i g. 2 und :

ist in einem gemeinsamen Gehäuse 35 sowohl die Bremse 10 als auch die F-'Ullpumpc 17, das Steuerventi 19 und das Abschaltventil 15 angeordnet. Die Schaltung erfolgt grundsätzlich in der bei Fig. I beschriebener Art. Der Zylinderraum 36, der den ersten Tcilkolben 2:

des als Steuerventil dienenden Kolbenschieber auf nimmt, ist mit einem elastischen Anschlag 37 versehen Das Abschaltventil 15 ist etwas anders angeordnet. Scir Teilkolben 38 wird von einer Feder 39 beaufschlagt ti η ·: hält den Eintritt 16 zum Arbeitskrcislauf geschlossen Der andere Teilkolben 40 wird durch die Bohrung 41 vom Druck am Austritt des Wärmetauschers beaufschlagt. Dieser Druck entspricht unter Berücksichtigung der Leituiigswiderstände dem Druck am Austritt 13 dei Bremse.

jo Nach Fig. 4 ist dem dritten Teilkolbcn 25 de? Steuerventils 19 ein topfförmig ausgebildeter Zusatz kolben 42 zugeordnet. Dieser ist mit einer relatii schwachen Feder 43 im Gehäuse abgestützt. Der Raun· 44 ist auf seiner Rückseite durch die Leitung 45 geger

J5 Null entlastet. Erhält jetzt der hier nicht dargestellte erste Teilkolben 23 Druck, so geht der gesamte Kolbenschieber des Steuerventils 19 zunächst nacl· rechts, bis der Zusatzkolben 42 zum Anschlag kommt Dadurch wird sofort der Rücklauf 27 abgeschlossen, se daß der Arbeitskreislauf gefüllt wird. Erst danach baui sich durch die Drosselbohrung 29 im Raum 46 — det Ro

ncirh F ι σ 1 pnlcnrtphl

drückt den Kolbenschieber des Steuerventils 19 in seine Regelstellung zurück.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

), Hydrodynamische Bremseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer hydrodynamischen Bremse, die in ihrem Arbeitskreislauf mindestens ein feststehendes und ein mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeuges verbundenes Schaufelrad aufweist, wobei der Austritt des Arbeitskreislaufes über einen Wärmetauscher in einem äußeren Kreislauf mit dem Eintritt "> des Arbeitskreislaufes verbunden ist und mit einer zur Füllung dienenden, ebenfalls mit dem Antrieb rotierenden Füllpumpe sowie mit einem vom Druck im Betriebs-Bremskreis beaufschlagbaren Steuerventil, das in seiner Ruhestellung den Ausgang der '5 Füllpumpe mit einem Vorratsbehälter verbindet und in seiner entsprechend dem Druck im Bremskreis eingestellten Arbeitsstellung den Ausgang vom Vorratsbehälter trennt und die von der Füllpumpe geförderte Flüssigkeit der hydrodynamischen Bremse zuteilt ü/id hierbei den Druck in der Bremse selbsttätig regelt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (19) mit dem Austritt (13) der hydrodynamischen Bremse (10) verbunden ist und daß im äußeren Kreislauf der hydrodynamisehen Bremse zwischen dem Wärmetauscher (14) und dem Eintritt (16) in öie hydrodynamische Bremse ein Abschaltventil (15) angeordnet ist, das in seiner Ruhestellung die Verbindung sperrt und sie erst oberhalb eines bestimmten Druckes im äußeren Kreislauf der hydrodynamischen Bremse freigibt.
2. Hydrodynamische Bremseinrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeiri-jet, daß das Abschaltventil (15) dem Eintritt (/S) in die Bremse zugeordnet und einerseits von der Kra'' einer Feder und & andererseits vom Druck am Eintritt (16) beaufschlagbar ist.
3. Hydrodynamische Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (15) als ein Kolbenschieber mit zwei ⁴" Teilkolben ausgebildet ist und daß die Kraft der Feder auf die Stirnseite eines Teilkolbens wirkt, der im Ruhezustand die Leitung vom Wärmeaustauscher (14) her verschließt, während der von der Stirnseite (34) des anderen Teilkolbens begrenzte Raum über eine Drosselbohrung (33) mit dem Raum zwischen den beiden Teilkolben in Verbindung steht, der ständig mit dem Eintritt (16) der hydrodynamischen Bremse verbunden ist.
4. Hydrodynamische Bremseinrichtung nach An- so spruch !,dadurch gekennzeichnet,daß das Abschaltventil (15) dem Eintritt (16) der hydrodynamischen Bremse zugeordnet und entgegen der Kraft einer Feder (39) vom Druck am Ausgang des Wärmetauschers (14) beaufschlagbar ist.
5. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil als ein Kolbenschieber mit zwei Teilkolben ausgebildet ist und daß die Kraft der Feder (39) auf die Stirnseite des einen Teilkolbens (38) wirkt, der im Ruhezustand *° die zum Eintritt (16) der hydrodynamischen Bremse führende Leitung verschließt, während der von der Stirnseite des anderen Teilkolbens begrenzte Raum über eine Drosselbohrung (41) mit dem Raum zwischen den beiden Teilkolben in Verbindung sieht, ''"' der stündig mit dem Ausgang des Wiirmetauschers verbunden ist.
6. Hydrodynamische Bremseinrichtung nach

einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (19) als ein Schieberventil ausgebildet ist, dessen Kolbenschieber einen entsprechend dem Druck im Betriebsbremskreis beaufschlagbaren ersten Teilkolben (23), einen den Austritt (27) in den Vorratsbehälter (28) steuernden zweiten (24) und einen vom Druck am Austritt (13) der hydrodynamischen Bremse beaufschlagbaren dritten Teilkolben (25) aufweist
7. Hydrodynamische Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Kolbenfläche des ersten Teilkolbens (23) größer als die wirksame Kolbenfläche des dritten Teilkolbens (25) ist.
8. Hydrodynamische Bremseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Teilkolben (23) eine Feder so zugeordnet ist, daß ein geringer Druck am Austritt (13) der hydrod>namischen Bremse ständig aufrechterhalten ist.
9. Hydrodynamische Bremseinrichtung nach Einern oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den von der Stirnseite des dritten Teilkolbens (25) begrenzten Raum (31) eine zu einem drucklosen Behälter führende Bohrung (47) mündet, die durch den dritten Teilkolben nach einem vorbestimmten Weg dieses Kolbens in Betätigungsrichtung verschließbar ist.
10. Hydrodynamische Bremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mi Raum auf der Stirnseite des dritten Teilkolbens (25) ein in Richtung Teilkolben federbelasteter Zusatzkolben (42) angeordnet ist, wobei der dem dritten Teilkolben (25) abgewandte, vom Zusatzkolben (42) begrenzte Raum (44) mit der Atmosphäre verbunden ist.