JPH04136529A - 流体力学式リターダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前文に記載の、
特に産業車両に取付けられる流体力学式リターダ（Ｒｅ
ｔａｒｄｅｒ）に関する。 ［０００２］

【従来の技術】

この種のリターダはドイツ国公告明細書第２２３８７２
６号（英国特許明細書第１３８０８４７号）から公知で
ある。ここではリターダは熱交換器及び作動流体の収集
槽と、コンパクトな構成で共通のハウジング内に組み込
まれている。熱交換器及び収集槽は作動空間の下方にあ
り、作動空間及び軸受けからの漏出オイルを受容する更
に別の槽がハウジング内にある。作動空間の充填のため
のポンプを伴わないリターダが問題になっている。リタ
ーダの充填は、収集槽が空気圧力の下に置かれて導管系
全体が作動流体で満たされることによって行なわれ、そ
の際循環は回転子によって行なわれる。制動過程が終了
した後、導管系は再び空になるが、その際回転子が作動
流体を熱交換器及び収集槽に押し戻す。 ［０００３］ ドイツ国特許明細書第３５４５６６０号（第５図）（米
国特許明細書第４７７３５１３号）からも、作動流体が
同様にポンプなしで、回転子の吹き出し作用のみで循環
せしめられるリターダは公知である。リターダの出口か
ら導管が、分離して配設された熱交換器に通じており、
そこから再びリターダに戻る。制動過程の開始のために
作動流体が、分離された収集槽から循環導管に供給され
る。 ［０００４］ この公知のリターダの特色は特に、流体の噴流を作動空
間に吹き込んで衝立状のヴ工−ルを形成することによっ
て通気損失を軽減するようにした点にあり、上記ヴ工−
ルはエネルギーを消費する空気の円環状の渦流の形成を
特に作動空間の半径方向外側の部分で阻止する。上記第
５図による構成の特色は、熱交換器中の流体の表面から
、循環する空気と作動流体との混合物により、作動空間
で流体のヴ工−ルを形成し得るだけの量の流体がさられ
れることにある。 ［０００５］ この構成の欠点は、充填過程で先ずリターダの作動空間
が満たされることは言うまでもないが、その後先ず熱交
換器への導管が、そして熱交換器自体と戻り導管が満た
されねばならないことである。従ってリターダ内部に制
動作用をなす過負荷圧力が生じるまでに大変に多くの時
間が掛かる。 ［０００６］ 前記のドイツ国公告明細書第２２３８７２６号（英国特
許明細書第１３８０８４７号）の場合も制動作用が完全
に現われる前に先ず導管系全体が満たされて過負荷圧力
状態に置かれなければならない。これはコンパクトな構
造のこの公知のリターダの場合はまだ忍ぶことができる
かもしれないが、リターダが、作動空間自体と熱交換器
又は作動流体の収集槽との間にかなりの間隔があくよう
に車両の駆動システムに納められる場合は、リターダの
制動力が遅れて徐々にしか現われず、これは重大な作動
上の欠点となる。 ［０００７］

【発明が解決しようとする課題】

本発明の課題は、リターダが熱交換器から空間的に離さ
れている場合にも、循環ポンプなしで、迅速に制動力が
生じることと制動体止時の確実な作動とを最小の構成費
用で保証する、リターダの制御系を創出することにある
。 ［０００８］

【課題を解決するための手段及び作用】この課題は特許
請求の範囲の請求項１の特徴部分に記載の特徴により解
決される。本発明によれば、リターダの出口と入口の間
にあり、冷却器として働く熱交換器を通って導かれる冷
却循環導管が、横断面の異なる二つの導管に分けられて
いる。分流の分離と合流は夫々リターダの出口又は入口
のすぐ近くで行なわれ、分流は夫々それ自身のみで冷却
される。大きい方の分流用の導管には分岐点と熱交換器
の間及び熱交換器とリターダの前の合流点の間に夫々逆
止弁が取付けられている。 ［０００９］ これにより下記の利点が達成される。リターダの作動空
間は公知のように、作動流体の収集槽に圧縮空気が導入
され、これにより導管系全体が圧力下に置かれることに
より充填される。制動過程の終了後、即ち車両運転者か
ら発せられる信号により収集槽中の圧縮空気が除かれる
と、収集槽は制動回転子の吹き出し圧力により再び作動
流体で満たされる。しかしながら冷却循環導管が分けら
れていることにより、導管系の作動流体の全量が収集槽
に押しやられるのではない・即ち冷却循環導管を横断面
の異なる二つの導管に分けることにより制動過程の終了
後も作動流体の一部の持続的な循環が横断面の小さい方
の導管を通じて維持される。大きい方の分流用の導管に
、リターダの出口の分岐点の後ろとリターダの入口の合
流点の前に逆止弁を配設することにより、横断面が大き
い方のこの導管が制御過程の終了液温たされたままであ
ることが保証されるので、新たな制動指令の際、リター
ダの迅速な反応が可能である。これに対し横断面が小さ
い方の導管は制動体止時にも制動回転子によって生せし
められる吹き出し圧力の下にあるのでこの導管を通って
持続的な循環が行なわれる。 ［００１０１ 作動流体の大部分が上記の収集槽中に押しやられたため
、ドイツ国公告明細書第２２３８７２６号（英国特許明
細書第１３８０８４７号）から公知の通気弁を通って外
気がリターダの作動空間に追加流入する。このため小さ
い方の分流用の導管には常に流体と空気の混合物が循環
しており、この混合物は制動過程の間のように、持続的
に冷却装置、特に既存の熱交換器によって冷却される。 これにはリターダが制動体止時にも追加的に冷却され、
リターダでの蓄熱は起こり得ないという利点がある。こ
れによってまた、例えば変速機のような隣接する集合体
からリターダの諸部分に流れて来る熱の排出も保証され
ている。また外部からリターダのハウジングに作用する
熱、例えば内燃機関が遮音カプセルを持つ場合に内燃機
関からの熱もこうして常に排出される。制動体止時に循
環せしめられる作動流体の分流の、リターダの作動空間
への導入は、ドイツ国特許明細書第３５４５６６０号（
米国特許明細書第４７７３５１３号）に述べられている
ように行なうことができる。 ［００１１］ 小さい方の分流用の導管のリターダの入口の合流点の前
に配設された制御弁により、制動回転子が回転し十分に
高い吹き出し圧力をリターダの出口に生せしめる場合に
のみ、この導管を通って循環が行なわれるようになって
いる。これにより、車両が静止状態にある時にリターダ
の作動空間が作動流体で満たされ、再始動の際車両がリ
ターダの重発進による高い抵抗下に置かれることのなよ
うにしている。更に本発明の構成によれば、熱交換器及
び収集槽を位置的に自由に高い位置にも低い位置にも配
置することができ、またリターダ自体からより離して配
置することもできるという利点もある。 ［００１２］ 本発明の有利な構成は特許請求の範囲の他の請求項に挙
げられている。請求項２によれば、リターダヘの入口に
ある二つの導管の合流点の前で、小さい方の分流用の導
管に、この導管を通って導かれる分流の制御弁として働
く２／２−流路弁が取付けられている。この弁は熱交換
器がリターダの上方に配設されねばならない場合に備え
られる。この弁の役割は、小さい方の作動流体分流用の
導管中の作動流体の循環を維持はするが、リターダの作
動空間が制動体止時に満たされたいようにすることであ
る。請求項３乃至５には、分流が対応する冷却循環導管
に２０：８０の比で振り分けられ、その際両方の分流は
共通の熱交換器を通って導くことができるが、この時こ
の熱交換器は大きさの異なる分離された室を有し、これ
らの室が作動流体の分流用の夫々の導管と接続されてい
ることが述べられている。更に、作動流体用の加圧可能
な収集槽が、熱交換器の流出口で、大きい方の分流用の
導管と接続されるようになっている。請求項６の特徴に
より、制動開始のために作動流体を収集槽から冷却循環
導管中に押しやった空気が、直接自由空間へ放出された
いようになっている。即ちこの空気中には、制動終了毎
に外部空間に持ち出されかねない作動流体の微細な粒子
が含まれている。これは環境汚染や作動流体の急速な損
失を招来しかねない。これに代わって、空気は収集槽か
ら圧力を軽減されて別の導管を介して再びリターダが送
られ、そこで始めて、廃棄装置を介して外部空間に放出
される。請求項７及び８の特徴は、小さい方の分流用の
導管のリターダ入口の合流点の前に配設された制御弁が
弁ピストンを持ちこの弁ピストンには「開」方向にリタ
ーダの出口の圧力が加えられていることを述べている。 リターダの内部からの更に別な導管がこの制御弁に接続
されていて、負圧が発生した場合に弁ピストンがやはり
「開」方向に加圧されるようになっているが、夫々「閉
」方向に作用しているばねの力に対抗するものである。 ［００１３］ こうした処置により、回転子が静止状態にある時、即ち
車両が静止している時には、小さい方の分流用の導管か
らも作動流体がリターダの作動空間に流入し得ないこと
になるが、これはばねの閉鎖力が弁を閉じるためである
。制動回転子が回転し、十分に高い吹き出し圧力をリタ
ーダの出口に生せしめると、小さい方の分流の制御弁が
少なくとも一部開かれ、少量の作動流体の循環が開始さ
れる。制御弁が少なくとも一部開くということは、作動
空間の内部即ち所謂「中核リング」に十分高い負圧が生
じた場合にも起こるが、こうした負圧は回転子の作動流
体の更に大きな部分量を循環させ冷却することができる
ことの合図である。請求項９の特徴、即ち大きい方の分
流の導管の分岐点の後ろと合流点の前にある逆上弁を異
なる開弁力を持つように調節することにより、作動流体
の収集槽に制動のために圧力が加えられている時始めて
、大きい方の分流用の導管中に作動流体の確実な循環が
生せしめられる。これらの逆止弁に異なった開弁力を選
択させることにより正しい循環の方向が保証されるため
、リターダがその出口を越えて満たされることは起こり
得ない。 ［００１４］

【実施例】

以下本発明を図面に基づき二つの実施例でより詳細に説
明する。図１には、例えば産業車両の図示されていない
駆動装置に連結されていて、回転羽根車２と固定羽根車
３を有し該回転羽根車と該固定羽根車が共通のハウジン
グ４内に配設されて、共通の円環状の作動空間５を形成
しているリターダ１が示されている。固定羽根車の半径
方向外側の領域に冷却循環導管用の接続部（出口開口６
）があり該冷却循環導管はリターダのすぐ後ろの分岐点
８で二つの導管１０及び１１に分けられる。二つの導管
１０及び１１は異なる横断面を持ち、導管１０が最大循
環作動流体の約８０％、導管１１が約２０％を受容する
。二つの導管１０．１１は熱交換器１２に通じているが
、該熱交換器は本実施例ではリターダ自体から若干能し
て配設されているのみならずリターダの上方にある。熱
交換器１２は導管１０及び１１に接続された二つの室１
３．１４を有しており、これら二つの室の熱容量は夫々
に接続されている導管及び該導管中を流れる流体の量に
基づいて設計されている。熱交換器１２の二つの室１３
．１４は同じ媒質により周囲を洗われるが、通例これは
駆動モーターの冷却水である。熱交換器の水が貫流する
室は１５で示されている。導管１０は熱交換器１２の出
口から再びリターダ１へ戻るカ飄その際合流点９を通過
し、そこで導管１１を通って同じく熱交換器１２から流
出する流体との合流が行なわれ、その後共通の冷却剤導
管がリターダの入口開ロアに達している。 ［００１５］ 作動流体用の収集槽１６が導管１０即ち横断面の大きい
方の導管と、熱交換器１２の大きい方の室１４からの出
口で連結されている。この収集槽に、圧縮空気制御弁１
７及び結合導管２０を介して収集槽を正圧下に置くこと
の出来る圧縮空気導管１９が通じている。圧縮空気制御
弁の制御は、例えば運転者の制動指令又はその他の信号
を可変の圧力に変換する制御器１８を介して行なわれる
。合流点９の前で横断面が小さい方の導管１１に、２／
２−流路弁として構成された制御弁２２が配設されてい
る。弁ピストン２３は該制御中でばね２６により、静止
状態では閉鎖位置にある。リターダ１の出口開口６に、
「開」の作用方向を持つ流体圧力を制御弁２２に導くこ
とのできる追加の制御用導管２４が接続されている。更
に別な制御導管２５が固定羽根車３の作動空間５の内部
を、制御弁２２の弁ピストン２３の相対する側に接続し
ている。 ［００１６］ 作動空間５の内部に、排気導管２８を介して、フロート
２９と自由空間に通じる圧力リリーフ３０を持つそれ自
体としては公知の排気弁２７が接続されている。この排
気弁に更に排気導管２１が接続されており、該排気導管
は圧力制御弁１７に通じていて、この圧力制御弁の静止
位置において作動流体用の収集槽１６と接続せしめられ
る。 ［００１７］ 横断面が大きい方の導管１０には分岐点８のすぐ後ろに
、ばね負荷式の逆止弁３１が配設されている。更に別の
逆止弁３２が同じ導管１０の合流点９のすぐ前にある。 この二つの逆上弁は出口開口６から熱交換器へ又は熱交
換器から入口開ロアへの流れの方向のみが可能なように
配設されている。二つの逆止弁３１，３２はばね負荷式
の弁本体の代わりに、自重による着座式の弁本体を有し
ていてもよい。 ［００１８］ 制動過程は以下のように進行する。制動指令が制御器１
８から発せられると、圧縮空気が導管１９から収集槽１
６に達する。これにより作動流体が、収集槽１６から導
管１０中に押しやられ、そこから入口間ロアを介してリ
ターダの作動空間に流入する。こうして開始された制動
過程の間、回転羽根車２が作動流体を出口開口６の方へ
送り、そこから、夫々熱交換器１２へ向う二つの導管１
０及び１１中に送る。その際収集槽１６が全制動過程の
間空気圧力の下にあるために、循環系全体が作動流体で
満たされる。その際二つの導管１０及び１１を通って作
動流体の全循環量が流れ、駆動装置の冷却水が貫流する
共通の熱交換器の、但し相互に分離された室にて冷却さ
れ、再び戻される。その際回転羽根車２によって生せし
められる流体圧力が高いため、熱交換器へ向かう大きい
方の導管中の逆止弁３１は開かれており、またｔＪＸさ
い方の導管１１中の制御弁２２の弁ピストン２３も開弁
位置に押圧されている。 ［００１９］ 制御中に制動力を下げる必要がある場合には、制御器１
８によって収集槽１６中の空気圧力の軽減が行なわれる
。これにより回転羽根車は、回転羽根車が発生せしめる
吹き出し圧力によって、導管１０を介して、循環する作
動流体の一部を収集槽１６中に押し戻す。その際吹き出
し圧力は大きい方の導管中の逆止弁３１を開いたままに
しておくことができる。制動過程が終了し、収集槽１６
への空気の供給が中断されると、作動流体は、その圧力
が逆止弁３１の閉弁力に達するまで、大きい方の導管１
０及び熱交換器１２の室１４を通って収集槽１６に送ら
れる。その際になお循環系の中にある流体は、その後は
常時小さい方の導管１１゜熱交換器１２のこの導管に附
属した室１３を通り、制御弁２２を通って再びリターダ
に送られる。このように放出過程が進行する際、作動空
間５の内部に部分的に真空が生じ、この真空が導管２５
を介して弁ピストン２３に作用し、制御弁２２を少なく
とも一部開いたままにする。これにより導管１１には制
動体止時にも作動流体の恒常的な循環が生じるので制動
過程の後リターダ及び作動流体自体の追加冷却が行なわ
れる。その際収集槽１６から押し出された空気は排気弁
２７中に押しやられ、そこから作動空間の内部に戻され
る。排気弁２７は更に、導管２１を介して収集槽から空
気中に達した流体粒子を分離するのに役立つので、余分
な空気は出口３０を介して、脱湿されて漏出することが
できる。逆止弁３１及び３２のこの配設で重要なことは
、横断面の大きい方の導管１０が制動体止時に満たされ
たままになっていることであり、そのために制動開始の
際には収集槽１６から、リターダ自体と導管１１を再び
完全に）筒たすための流体量のみが新たに供給されれば
よいことになる。制動終了後、経験によれば高い圧力で
作動流体中に溶解している空気は、制動体止時にもやは
り満たされている導管１０から再び収集槽１６中に漏出
することができ、そこから該空気は導管２１を介して再
び排気弁２７中に達することができる。制動体止時にも
作動流体と空気の混合物の循環が続くことの更に別な利
点は、外から流入する熱の連続的な排出のみならず、通
気によりそれ自体は公知の如く損失出力が軽減されるこ
と、及びとりわけ損失出力が一定になることである。 ［００２０］ 図２には図１による実施例と同じリターダが、図１とは
反対に熱交換器１作動流体の収集槽及び圧縮空気制御弁
がリターダよりも下方に配設されている循環図式を伴っ
て、示されている。ここで各部分にはすべて図１と同じ
番号が付されている。逆止弁３１及び３２はこの実施例
では、導管１０の熱交換器１２の室１３への入口の近く
に配設されている。リターダの作用は図１による実施例
の作用と全く同一の経過をたどり、他方、逆上弁の別な
配設によりここでも、導管１０が分岐点８と合流点９の
間で制動体止時に完全に満たされたままであることが保
証されている。図１による実施例で必要であった制御弁
２２は熱交換器が下方に配置される場合はなくてすむが
、それは、この場合にリターダの内部に向かう小さい分
流用の導管１１が空になる危険がないからである。 ［００２１］ 図示されている二つの実施例において、熱交換器及び収
集槽がリターダ自体から遠く離れている場合、取付けの
実情により必要ならば導管１０及び１１は可撓性の接続
導管３３例えばチューブによる接続によって中断されて
いてもよい。３４により（図示されていない更に別のセ
ンサー同様）システム全体の−９又は幾つかの箇所に配
設可能な温度検出器が示されているが、該温度検出器の
信号は制御器１８にて更に加工されてもよい。 ［００２２］

【発明の効果】

上述の如く本発明によれば、制動過程の終了後も作動流
体の一部が循環しているのでリターダが異常に加熱され
るようなことはなく、又循環路は制動過程の終了後も作
動流体で満たされているから制動時リターダの軽快且つ
迅速な反応を可能にすることができる。又、本発明によ
れば、作動流体用の収集槽や熱交換器をリターダの上方
にも下方にも設置することが可能であり、且つ作動流体
の損失が少なく、環境汚染をすることのない高性能の流
体力学式リターダを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 熱交換器と収集槽がリターダより高い位置にある本発明
の一実施例を示す図である。

【図２】 熱交換器と収集槽がリターダより低い位置にある本発明
の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１　　リターダ ２　　回転羽根車 ３　　固定羽根車 ４　　ハウジング ５　　作動空間 ６　　出口開口 ア　　人口開口 ８　　分岐点 ９　　合流点 １０．１１，１９，２０，２１，２４，２５．２８　　
　導管１２　　熱交換器 １３．１４．１５　　　宜 二士コ ３１゜ 収集槽 圧縮空気制御弁 制御器 制御弁 弁ピストン ばね 排気弁 フロート 圧力リリーフ ３２　　逆止弁 接続導管 温度検出器

【書類名】

【図１】 図面

【図２】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共通のハウジング（４）内に配置され相共
   に円環状の作動空間（５）を形成する少なくとも夫々一
   つの回転羽根車（２）と固定羽根車（３）を有し、該作
   動空間はリターダの連結及び遮断のために作動流体を満
   たしたり空にしたりすることが可能であり、更に、作動
   空間（５）から冷却器（熱交換器（１２））に至りそこ
   から再び戻ってくる外部の冷却循環導管と作動流体の収
   集槽（１６）を有していて、該収集槽には冷却循環導管
   に通じる充填排出導管（１０、１１）が接続されていて
   、該収集槽は作動空間（５）の充填のために圧縮空気に
   より加圧可能であり、作動流体の循環は回転羽根車（２
   ）によって生ぜしめられる流体力学式リターダに於いて
   、更に ａ）リターダから出る外部の冷却循環導管が、横断面の
   異なる二つの導管（１０、１１）に分かれていて、 ｂ）リターダから流出する作動流体の流れの二つの分流
   への分配及びそれら二つの分流の合流はリターダの出口
   開口（６）又は入口開口（７）の近くで行なわれ、 ｃ）二つの導管（１０、１１）を通って流れる作動流体
   の各部分は夫々相互に分離して冷却され、 ｄ）導管（１０、１１）には、両導管（１０、１１）の
   分岐点（８）の後ろと合流点（９）の前に夫々一つ逆上
   弁（３１、３２）が配設されていることを特徴とする流
   体力学式リターダ。
2. 【請求項２】横断面の小さい方の導管（１１）の、横断
   面の大きい方の導管（１０）との合流点（９）のすぐ前
   に、制御弁（２２）として構成された２／２−流路弁が
   配設されていることを特徴とする、請求項１に記載のリ
   ターダ。
3. 【請求項３】制動運転時にリターダから流出する作動流
   体の流れが、８０対２０の比で二つの導管（１０、１１
   ）に分かれるようになっていることを特徴とする、請求
   項１又は２に記載のリターダ。
4. 【請求項４】作動流体の冷却のために共通の熱交換器（
   １２）が備えられており、該熱交換器の作動流体によっ
   て貫流される部分は大きさの異なる分離された二つの室
   （１３，１４）に分かれていて、分流用の夫々の導管（
   １０，１１）と結ばれていることを特徴とする、請求項
   １乃至３の何れかに記載のリターダ。
5. 【請求項５】圧縮空気により加圧可能な収集槽（１６）
   が熱交換器（１２）の出口側が大きい方の分流用の導管
   （１０）と接続されていることを特徴とする、請求項１
   乃至４の何れかに記載のリターダ。
6. 【請求項６】作動流体の収集槽（１５）の加圧のために
   圧力制御弁（１７）が備えられていて、収集槽（１６）
   の圧力解除の際には空気は導管（２１）を介してリター
   ダ（１）に戻されるようになっていることを特徴とする
   、請求項１乃至５の何れかに記載のリターダ。
7. 【請求項７】小さい方の分流用の導管（１１）の、リタ
   ーダの入口開口（７）との合流点（９）の前に配設され
   ている制御弁（２２）に、「開」の作用方向を持つリタ
   ーダの出口開口（６）の圧力が加えられるようになって
   いることを特徴とする、請求項１乃至６の何れかに記載
   のリターダ。
8. 【請求項８】制御弁（２２）の弁ピストン（２３）が復
   帰力（ばね２６）により閉鎖位置に押圧され、リターダ
   の作動空間（５）の負圧によって「開の作用方向に押圧
   されるようになっていることを特徴とする、請求項１乃
   至７の何れかに記載のリターダ。
9. 【請求項９】大きい方の分流用の導管（１０）に配設さ
   れている逆止弁（３１，３２）の開弁力が異なるように
   調節されていて、流れの方向に熱交換器（１２）の前に
   ある逆止弁（３１）の開弁力が、リターダヘの入口開口
   （７）の前にある逆止弁（３２）の開弁力より大きくな
   るように設定されていることを特徴とする、請求項１乃
   至８の何れかに記載のリターダ。