JP4077792B2 - リターダを備えた油圧ブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、リターダ、特に、二次リターダを備えた油圧ブレーキシステムに関する。このリターダは、ロータ移動部を有し、すなわち、ロータは非ブレーキ作動では、いわゆる「鈍い調整」を占める。この鈍い調整でのロータの運動により、出力損失、特に、リターダの空気動力損失は低い値を有するであろう。

ブレーキ作動のいわゆる「鋭敏な調整」では、ロータはステータに対して比較的に近い位置を占め、すなわち、ロータ羽根尖端とステータ羽根尖端との間の空隙は、有利には、わずか数ｍｍだけである。鈍い調整では、空隙値は税敏な調整での空隙値の数倍である。

ブレーキ作動でのステータに対する接近位置から、非ブレーキ作動での離れた位置へのロータの軸線方向の移動運動は、移動できないロータの対する非ブレーキ作動でのリターダ損失を著しく減少できる。

作動室内にある空気や作動媒体の残量によるベンチレーチョン損失を阻止するため、非ブレーキ作動では、リターダは、さらに排出される。他方、所定の作動媒体の残留体積は、最適な動力損失値、すなわち、最小のベンチレーション損失の達成、特に、熱排出に対して残すべきである。

ＷＯ ００／４０８７２は、所定の充填率へのリターダの目標とされる排出のため、ステータの後に配置される排出室内に接続するステータハウジングの後壁に排出口が設けられるリターダを開示する。ピストンで残りの作動媒体を加速し、最適な動力損失作動を達成するまでずっと、内部動力抵抗に対して移動される圧力衝撃シリンダが排出室に接続される。

この構成の欠点は、リターダからの残留作動媒体の戻り移送を起こすために、追加のエネルギーを使用しなくてはならないことである。さらに、述べた構造は複雑で、操作が追加の機械損失と結びつくことである。
ＷＯ ００／４０８７２

本発明の課題は、リターダからの残留作動媒体の戻り移送が従来の技術水準に対して効率的に行われるリターダを備えた油圧ブレーキシステムを提供することである。特に、非ブレーキ作動でのリターダの排出が所定の充填率で特に効率的に達成できるリターダを備えた油圧ブレーキシステムが提供されるであろう。その際、排出は、特に、自動的に、すなわち、単独で行われるであろう。

この課題は、請求項１に記載のリターダを備えた油圧ブレーキステムにより解決される。従属請求項には、特別に有利な構成が記載されている。

本発明によると、リターダと、ロータ室内のロータと、ステータハウジング内のステータとを備えた油圧ブレーキシステムを含み、ロータとステータが相互に作動室を形成する。ロータは、第１位置（ブレーキ作動位置）から第２位置（非ブレーキ作動位置）にステータに対して軸線方向へ移動でき、逆にも移動できる。ロータとステータとの間の軸線方向間隔は、非ブレーキ作動位置では、ブレーキ作動位置での間隔の数倍となる。本発明によると、ロータハウジングは、ロータで捕らえられる作動媒体が作動室から排出口を通り移送されるように、ロータ回転軸線から距離をおいて配置され、非ブレーキ作動位置ではロータに対して開放される排出口を含む。

それで、排出口を通して作動媒体を移送するため、回転するロータ内での作動媒体に作用する遠心力が利用される。そのため排出口は、放射状に遠心力方向と対向して内部に配置されるように、ロータハウンジング内の個所に設けられる。排出口の半径方向位置を越えて、非ブレーキ作動でリターダ作動室に残る所望の残留作動媒体量が調整できる。

有利には、油圧ブレーキシステムは、特に、ブレーキ作動中に加熱される作動媒体の冷却のための外部の作動媒体循環路を含む。循環路内の漏れ、または、体積差を調整するため、作動媒体循環路は、調整タンク内の作動媒体の流体レベルの下方の作動媒体排出口を備える調整タンクを含む。作動室内の作動媒体が調整タンクから供給できるように、調整タンクの作動媒体の排出口は、少なくとも、供給路を経て、少なくとも、リターダの供給接続部に接続される。発明の有利な構成では、ロータハウジングの排出口は、少なくとも、送出路を経て調整タンクに間接的に接続される。その際、この送出路は、調整タンクに直接に接続でき、接続部は調整タンク内の流体レベルの下方に設けられる。しかし、別の構成では、送出路は、調整タンクとリターダの供給路との間で、調整タンクの下方の導管範囲内に接続することもできる。

調整タンクでのロータハウジングの排出口の間接的な接続において、追加の大気連通タンクを外部の循環路に設けると都合がよい。この大気連通タンクは、調整タンクの流体レベルの上方の測地高さに配置される。大気連通タンクは、導管を経て調整タンクに接続され、ロータハウジングの排出口に接続される送出路は、大気連通タンクに接続する。ロータにより非ブレーキ作動中にロータハウジングの排出口を通り、大気連通タンクへ送られる作動媒体は、調整タンク内に重力で逆流することは長所である。それで、特別に少ない流体抵抗が達成でき、それに対して、作動媒体はロータによりロータハウジング内の排出口を通して移送される。送出路が大気連通タンクに接続するので、ロータハウジング内の排出口の後の送出路内に弁を設けると都合が良く、ブレーキ作動で、この導管を確実に遮断できる。この弁がロータハウジング内の排出口に直接配置するか、排出口の後に配置すると特に都合がよい。例えば、遮断弁または逆止弁が適切である。

送出路が、流体レベルの下方の調整タンク内、または、調整タンクの下方の導管内に直接的に接続すると、送出路内の上記弁に代えてノズルを接続できる。このノズルは、特に、能動ブレーキ作動の否定的な影響が見込まれず、同時に、所望の排気が非ブレーキ作動で排出口を経て達成されるように寸法が決められる。

特に、非ブレーキ作動で、リターダの十分な冷却を達成するため、リターダを通る作動媒体に最少マスフローが常時送られると都合がよい。冷却マスフローと称される作動媒体のマスフローは、供給路を経てリターダ作動室内の供給接続部に入り、ロータハウジング内の排出口を経て、再び、出る。供給路内に、常時開放される最小流体断面積を持つ減圧機構が接続されると都合がよい。一方では、減圧機構は最小流体断面積を持つ調整機構として構成されるが、他方では、特に完全に閉鎖できる調整機構または遮断機構として構成でき、その際、それから、この調整機構／遮断機構と平行に最小流体断面積、特に、固定断面を持つノズルが接続される。

同様に、送出路内で、同じく、常時開放の流体断面積を持つノズル機構は、送出路に接続でき、その際、単一の減圧機構が設けられると、特別に少ない流れ抵抗が達成される。

特に、全体の外部の作動媒体循環路が外部エネルギー供給を受けず、すなわち、駆動ポンプまたは油圧ピストンが設けられなければ、リターダの排出は、所望の残留作動媒体量または非ブレーキ作動での冷却において特別に効率的にできる。

次に、本発明を実施例および添付図面に基づき、詳細に説明する。

図１において、ロータ１．１とステータ１．２とを備えるリターダ１は概要で図示されている。さらに、ロータハウンジング１．３と、ステータハウジング１．４が図示されている。非ブレーキ作動状態が示され、すなわち、ロータ１．１は、偏流損失を回避するために、ステータ１．２からロータ回転軸線２の軸線方向で拡大間隔の位置に移動される。

ロータハウンジング１．３内には、ロータ回転軸線２に対する所定間隔で、排出口４が配置される。排出方向は、この実施例ではロータ回転軸線に対して半径方向、すなわち、垂直方向に整列される。明らかなように、突出部または管部材が、ロータ１．１の方向で半径方向にロータハウンジング１．３の内表面を越えて突出する。この突出部の高さは、リターダハウジング内に残る残留作動量を決める。明らかに、排出口を、軸線方向、すなわち、ロータ回転軸線２と平行で、ロータ回転軸線２から離れた所定の位置に構成することもでき、その際、この所定の半径方向位置は、リターダハウジング内に残る残留作動媒体の量を決める。

逆止弁１６は、ロータハウンジング１．３内の排出口４の近くに配置される。ロータ１．１の回転運動により、残りの作動媒体はロータ１．１により捕らえられ、排出口４を通り、開放逆止弁１６と送出路１３を経て、大気連通タンク１５へ送り出される。

図示のように、排出口４は、全部の残留作動媒体量、または、所定の残留作動媒体量でのリターダ１の排出に役立つ。それで、排出口４および送出路１３の断面積は、ブレーキ操作の際に貫流する外部の循環路１０内の導管または流体要素の断面積に対して比較的に小さい。ブレーキ作動中に、作動媒体は供給路１２と、供給接続部５を経て、リターダ１の作動室３内に送られる。さらに、作動媒体はリターダ１から排出口６、その出口側に接続される絞り部２１と導管２３内の逆止弁２２を経て、熱交換器２７へ送出される。リターダ１内の作動媒体に送られる熱量が再び排出される熱交換器２７から、作動媒体は逆止弁２４を備える供給路１２と、絞り部２５を経て、再び、リターダ１に流入する。

外部の循環路１０内には、調整タンク１１が設けられる。調整タンクは、調整タンク１１内の作動媒体の流体レベルの下方の作動媒体排出部１１．１を含む。特に、垂直、または、ほぼ垂直に整列され、作動媒体排出部１１．１を供給路１２と連結する導管１４が、作動媒体排出部１１．１に接続される。調整タンク１１内の作動媒体により、例えば、特に、非ブレーキ作動からブレーキ作動への移行の際、および、逆に、リターダまたは外部の循環路への移行の際に生じる漏洩や体積変化を調整できる。

非ブレーキ操作作動でロータ１．１により捕らえられ、リターダ１から排出口４を経て移送される作動媒体が導入される大気連通タンク１５は、調整タンク１１の上方で測地高さに設置される。大気連通タンク１５は、重力で開放する逆止弁として構成される弁２０を備えた導管１９を経て、調整タンク１１に接続され、作動媒体は大気連通タンク１５から、重力で調整タンク１１内に逆流できる。設定圧力値を越える調整タンク１１内の圧力上昇の際、弁２０は閉じる。

この実施例では送出路１３は大気連通タンク１５に接続するので、送出路１３はブレーキ作動では、逆止弁１６により遮断される。その際、制御スキームで図示するように、逆止弁１６はリターダ１内のブレーキ作動圧力により閉鎖し、非ブレーキ作動の際にリターダ１内のわずかな圧力に対してバネ要素を通して開放され、タンク１５内の作動媒体が流出できるように構成される。

ブレーキ作動で、リターダ１のブレーキトルクを調整する調整タンク１１の圧力は、常時変化可能な比例弁として構成される３／２−方向弁２６により調整される。その際、図示の実施例では、３／２−方向弁２６に作用する制御媒体は、（圧力ＰＶ）で作動媒体から分離される。しかしながら、これは、強制的な処置ではなく、作動媒体が作用する制御弁を、調整タンク１１内の圧力の制御のために同じく良好に設置できる。

図２は、リターダ１を備えた油圧ブレーキシステムの別の実施例を示す。その際、同じ要素には同じ参照符号が付されている。この実施例では、ロータハウンジング１．３の排出口４に接続される送出路１３は、調整タンク１１の作動媒体レベルの下方に接続する。作動媒体レベルと送出路１３との間の間隔はｈで示される。本質的に、第１実施例（図１）と同じ機能態様が生じる。送出路１３を、調整タンク１１の下方の導管１４に接続することも考慮できるであろう。

図３は別の実施例を示す。ここでもまた、送出路１３は調整タンク１１内の作動媒体レベルの下方に接続する。この実施例では、逆止弁１６の代わりに絞り部１７がロータハウジング１．３の排出口４の後方の送出路１３に接続される。絞り部１７は常時開放される断面部分を自由に使用する。絞り部はブレーキ作動で不利な作用を生じることがなく、同時に、非ブレーキ作動でロータ１．１により捕らえられる所望の作動媒体量が排出口４を通り排出される。

図４は別の実施例の制御スキームを示す。この実施例では、送出路１３は図１と同様に大気連通タンク１５に接続し、大気連通タンクは調整タンク１１の上方の接地レベルに配置され、調整タンクから、作動媒体は導管１９と弁２０を通り重力に基づき調整タンク１１内に流出する。調整タンク１１とリターダ１の供給接続部５との間で、常時だが、絞られる導管通路が存在する。さらに、調整タンク１１を供給路１２に連結する、特に、垂直または、ほぼ垂直に延びる導管１４が、 作動媒体レベルの下方で調整タンク１１の排出部１１．１に接続される。

調整タンクを熱交換器２７の前の導管部分と連結する別の導管２９が、調整タンク１１に接続される。導管２９内には、絞り部要素３０と、重力で開放する逆止弁２８とが接続される。ブレーキ作動で逆止弁２８は圧力ヘッドにより閉鎖される。それに対して、導管１４を通る流体連結は本質的にブレーキ作動の場合にだけ作用する。

別の流路では、供給路１２は、２本の平行に配置される分岐路１２．１と１２．２に分岐する。分岐路１２．１と１２．２は、供給接続部５の前で再び集合するが、これらの分岐路はリターダ１内の異なる供給接続部に別々に接続させることも考慮できるであろう。分岐路１２．２はノズル２５と直列の逆止弁２４の配置に基づき、前記実施例の供給路１２と一致する。しかしながら、この実施例では、常時開放される最小断面積または確定断面積を有し、絞り部１８を持つ分岐路１２．１は、分岐路１２．２に対して平行に接続される。この開口断面積は、例えば、絞り部２５に対して非常に小さいと都合がよい。絞り部１８を備えるこの平行な分岐路１２．１により、調整タンク１１から供給接続部５、それで、リターダ作動室３内で常時の導管連結が補償される。明らかに、それに代えて、または、平行な分岐路１２．１に、追加して常時開放される最小断面積を持つ逆止弁２４を設けるか、他の適切な弁に代えることもできるであろう。

分岐路１２．１内の絞り部１８の大きさは、損なわれないブレーキ作動が補償されるように選択される。ロータハウンジング１．３内の排出口４から、逆止弁１６、送出路１３を経て大気連通タンク１５までの導管連結により、排出される作動媒体の圧力の少ない逆流が可能である。この作動媒体は、重力で大気連通タンク１５から調整タンク１１内に流入する。供給接続部５の上方に位置される調整タンク１１の作動媒体レベルと、供給接続部５の測地高さ１１との間の測地高さの差から生じる落差ｈにより、作動媒体の常時逆流がリターダ１内で回転するロータ１．１で補償される。同時に、回転するロータ１．１により、対応する作動媒体量が排出口４を経て移送されるので、この常時の作動媒体貫流により、確実な熱排出が与えられる。その際、この所望の冷媒貫流は、落差高さｈと、貫流する導管内の適切な減圧体動要素の選択により調整できる。このようにして、例えば、ポンプ内または油圧ピストン内、全体の外部の作動媒体循環路１０内での外部エネルギーの供給なしに、確実な冷却作動作が特に効率的に達成される。

冷却機能と並んで、非ブレーキ作動で貫流する作動媒体量は、回転するリターダ部品の潤滑機能も都合良く満たし、貫流は、特に、所定の必須の潤滑媒体量に基づいても確定される。

図５は、別の実施例の制御スキームを示す。図４との相違は、送出路１３が図２、図３と同様に調整タンク１１内の作動媒体レベルの下方に接続されることである。

図６では、別の実施例を図示する。ここでもまた、送出路１３は調整タンク１１の作動媒体レベルの下方に接続する。この実施例では、図３の実施例に対応する送出路１３内の逆止弁１６は、常時開放される流体断面積を持つ絞り部１７により置換される。ここでもまた、図５で図示する実施例と同様に、調整タンク１１からの作動媒体の流体は、調整タンク１１内の作動媒体レベルとリターダ１の供給接続部５との間の測地高度差hに基づき、リターダ１の作動室３で生じる。同時に、回転するロータ１．１で捕られる作動媒体の一部分は、排出口４、絞り部１７および送出路１３を経て調整タンク１１に送られる。それにより、常時の冷媒通路および特に、潤滑媒体通路も補償され、その体積流は流体連結に使用される流体要素および高度差ｈにより調整できる、全体の作動媒体循環はロータ１．１内に供給されるエネルギーから予測され、外部エネルギー供給から独立する。

ブレーキ作動では、リターダ１からの流体循環は、導管２３、熱交換器２７、導管１２および導管１２．２を経てリターダ１へと行われる。非ブレーキ作動では、リターダ１からの冷却循環／潤滑循環は、送出路１３、調整タンク１１、導管２９、熱交換器２７、導管１２および導管１２．１を経てリターダ１へと行われる。導管１４は本質的にリターダ１の充填に役立つ。

本発明による油圧ブレーキシステムでは、あらゆる種類のリターダが使用できる。例えば、主リターダだけ、二次リターダ、油で駆動されるリターダ、車両冷却設備の作動媒体で駆動されるリターダ（ウオーターポンプリターダ）、無軸受構成のリターダ（浮動支承リターダ）および（自己）軸受を備えるリターダが挙げられる。

図７は、再度、本質的に図６の概要図示と一致する本発明の別の構成を拡大構成詳細図で示す。対応する部品は、対応する参照符号が設けられる。その際、
再度、冷却循環および潤滑循環の維持に役立つ非ブレーキ作動の流れは、矢印一点鎖線３１で図示される。この流れは排出口４を通り、リターダを出て、供給接続部５を通り、再びリターダに引き込まれる。

さらに、ブレーキ作動での流れの経路は、矢印一点鎖線３２で図示される。分かるように、この流体は、部分的に非ブレーキ作動の流路に対向した方向である。それで、とりわけ、熱交換器２７では対向方向に貫流し、熱交換器に接続する流入路および流出路でも同じである。一般的に、非ブレーキ作動では、専有の作動媒体、または、追加の作動媒体が貫流される全導管または通路は、ブレーキ作動では作動媒体が貫流される導管または通路より小さい断面積を有する。というのは、ブレーキ作動での作動媒体の体積流は、非ブレーキ作動で貫流する潤滑体積／冷却体積よりも明らかに大きいからである。

図１は、リターダから排出される作動媒体を大気連通タンクに入れる導管を持つ非ブレーキ作動での油圧ブレーキシステムの制御スキームを示す。 リターダから排出される作動媒体が直接調整タンクへ供給されるリターダを備えた油圧ブレーキシステムを示す。 送出路内で最小開口断面積を持ち、リターダから排出される作動媒体が直接調整タンクへ供給されるリターダを備えた油圧ブレーキシステムを示す。 常時、冷却貫流がリターダを通して行われ、排出される作動媒体は大気連通タンクに供給されるリターダを備えた油圧ブレーキシステムを示す。 常時、冷却貫流が行われ、排出される作動媒体は調整タンク内に供給されるリターダを備えた油圧ブレーキシステムを示す。 常時、冷却貫流が行われ、送出路内でノズルが接続されるリターダを備えた油圧ブレーキシステムを示す。 本発明による外部循環路を備えるリターダの構成の概要図を示す。

符号の説明

１ リターダ
１．１ ロータ
１．２ ステータ
１．３ ロータハウジング
１．４ ステータハウジング
２ ロータ回転軸線
３ 作動媒体
４ 排出口
５ 供給接続部
６ 排出口
１０ 作動媒体循環路
１１ 調整タンク
１１．１ 作動媒体排出部
１２ 供給路
１２．１、１２．２ 分岐路
１３ 送出路
１４ 導管
１５ 大気連通タンク
１６ 逆止弁
１７ 絞り部
１８ 減圧機構
１９ 導管
２０ 弁
２１ 絞り部
２２ 逆止弁
２３ 導管
２４ 逆止弁
２５ 絞り部
２６ ３／２−方向弁
２７ 熱交換器
２８ 逆止弁
２９ 導管
３０ 絞り部要素
３１ 非ブレーキ作動での流体経路
３２ ブレーキ作動での流体経路

Claims (10)

1. リターダ（１）、特に、二次リターダと、ロータハウジング（１．３）内のロータ（１．１）と、ステータハウジング（１．４）内のステータ（１．２）とを備え、ロータ（１．１）とステータ（１．２）は相互に作動室（３）を形成し、ロータ（１．１）は第１位置（ブレーキ作動位置）から第２位置（非ブレーキ作動位置）へステータ（１．２）に対して軸線方向に移動でき、逆にも移動でき、非ブレーキ作動位置では、ロータ（１．１）とステータ（１．２）との間の軸線方向間隔はブレーキ作動位置の間隔の数倍である油圧ブレーキシステムにおいて、ロータハウジング（１．３）は、ロータ（１．１）により捕られる作動媒体が作動室（３）から排出口（４）を通して移送されるようにロータ回転軸線（２）から離れて配置されてロータ（１．１）に対して非ブレーキ作動位置へ開放される排出口（４）を含み、かつ排出口は、放射状に遠心力方向と対向して内部に配置されるように、ロータハウンジング内に設けられたことを特徴とする前記油圧ブレーキシステム。
2. 油圧ブレーキシステムは外部の作動媒体循環路（１０）を含み、外部の作動媒体循環路（１０）は、調整タンク（１１）内の作動媒体の流体レベルの下方で、作動媒体排出部（１１．１）を備えた調整タンク（１１）を含み、作動媒体排出部（１１．１）は、少なくとも、供給路（１２）を経て作動室（３）内へ作動媒体を供給するため、少なくとも、リターダ（１）の供給接続部（５）に接続され、ロータハウジング（１．３）の排出口（４）は、少なくとも、送出路（１３）を経て調整タンク（１１）に間接的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の油圧ブレーキシステム。
3. 送出路（１３）は、調整タンク（１１）の流体レベルの下方で調整タンクに直接的に接続し、および／または、調整タンク（１１）の下方で、調整タンク（１１）と供給接続部（５）との間の作動媒体を案内する導管（１４）に直接的に接続することを特徴とする請求項２に記載の油圧ブレーキシステム。
4. 外部の循環路（１０）は、調整タンク（１１）内の流体レベルの上方の測地高さでの大気連通タンク（１５）を含み、大気連通タンク（１５）は導管（１９）を経て調整タンク（１１）に接続され、送出路（１３）は大気連通タンク（１５）に接続することを特徴とする請求項２に記載の油圧ブレーキシステム。
5. 送出路（１３）内には、遮断弁、特に、逆止弁（１６）が接続されることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の油圧ブレーキシステム。
6. 送出路（１３）内には、絞り部（１７）が接続されることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の油圧ブレーキシステム。
7. 供給路（１２．１）内には減圧機構（１８）が接続され、減圧機構（１８）は最小流断面積を含み、作動媒体−冷却マスフローの最小マスフローが調整タンク（１１）からリターダ（１）の作動室（３）内に常時流れることを特徴とする請求項６に記載の油圧ブレーキシステム。
8. 減圧機構（１８）は、最小流断面積を持つ調整機構または、調整機構または遮断機構と平行に接続される絞り部を含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧ブレーキシステム。
9. 送出路（１３）内には、特に、単一の減少機構としての常時開放する流体断面積を持つ絞り部機構が接続されることを特徴とする請求項２から請求項４及び請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の油圧ブレーキシステム。
10. 外部の循環路（１０）は、外部エネルギー供給を受けないことを特徴とする請求項２から請求項９のいずれか１項に記載の油圧ブレーキシステム。

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