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Title:
HYDRODYNAMIC PERMANENT BRAKE FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/094244
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydrodynamic permanent brake (10) for a motor vehicle. The hydrodynamic permanent brake (10) has a housing (15), an input side (20), a first disc carrier (25), a second disc carrier (30), and a disc packet (35) with at least one first disc (155) and a second disc (160). The housing (15) can be at least partly filled with a liquid (40). The first disc carrier (25) is rotatably mounted about a rotational axis (55) and is connected to the input side (20) so as to transmit a torque, and the second disc carrier (30) is rotationally fixed to the housing (15). The disc packet (35) is arranged radially between the first disc carrier (25) and the second disc carrier (30), and an axial gap (195) which can be filled with a liquid (40) is arranged between the first disc (155) and the second disc (160), wherein the first disc (155) is designed to rotate the liquid (40) about the rotational axis (55), and the second disc (160) is designed to brake the rotating liquid (40).

Inventors:
WERNER OLAF (DE)
DAIKELER RENÉ (DE)
Application Number:
PCT/DE2023/100743
Publication Date:
May 10, 2024
Filing Date:
October 06, 2023
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECH AG & CO KG (DE)
International Classes:
B60T1/087; B60T10/02; F16D57/02
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Claims:
Patentansprüche Hydrodynamische Dauerbremse (10) für ein Kraftfahrzeug,

- wobei die hydrodynamische Dauerbremse (10) ein Gehäuse (15), eine Eingangsseite (20), einen ersten Lamellenträger (25), einen zweiten Lamellenträger (30) und ein Lamellenpaket (35) mit wenigstens einer ersten Lamelle (155) und einer zweiten Lamelle (160) aufweist,

- wobei das Gehäuse (15) mit einer Flüssigkeit (40) zumindest abschnittsweise füllbar ist,

- wobei der erste Lamellenträger (25) drehbar um eine Drehachse (55) gelagert ist und mit der Eingangsseite (20) drehmomentschlüssig verbunden ist,

- wobei der zweite Lamellenträger (30) drehfest mit dem Gehäuse (15) verbunden ist,

- wobei radial zwischen dem ersten Lamellenträger (25) und dem zweiten Lamellenträger (30) das Lamellenpaket (35) angeordnet ist,

- wobei axial zwischen der ersten Lamelle (155) und der zweiten Lamelle (160) ein mit der Flüssigkeit (40) füllbarer Axialspalt (195) angeordnet ist,

- wobei die erste Lamelle (155) ausgebildet ist, die Flüssigkeit (40) in eine Rotation um die Drehachse (55) zu versetzen und die zweite Lamelle (160) ausgebildet ist, die in Rotation versetzte Flüssigkeit (40) abzubremsen. Hydrodynamische Dauerbremse (10) nach Anspruch 1 ,

- aufweisend einen Hydraulikkreislauf (45) mit einem mit der Flüssigkeit (40) füllbaren Hydraulikreservoir (60), einem Mischer (75), einer ersten Leitung (90), einer zweiten Leitung (95) und einer dritten Leitung (100),

- wobei der Mischer (75) einen ersten Eingangsanschluss (110), einen zweiten Eingangsanschluss (115) und einen Ausgangsanschluss (120) aufweist, - wobei der erste Eingangsanschluss (110) über die erste Leitung (90) mit dem Hydraulikreservoir (60) verbunden ist,

- wobei der zweite Eingangsanschluss (115) mit der zweiten Leitung (95) mit verbunden sind,

- wobei über die zweite Leitung (95) ein Gas (65) führbar ist,

- wobei der Ausgangsanschluss (120) mit einem Gehäuseinnenraum (50) des Gehäuses (15) über die dritte Leitung (100) fluidisch verbunden ist,

- wobei der Mischer (75) ausgebildet ist, Gas (65) der Flüssigkeit (40) beizumengen. Hydrodynamische Dauerbremse (10) nach Anspruch 2,

- wobei der Mischer (75) ein zwischen einer ersten Ventilposition und einer zur ersten Ventilposition unterschiedlichen zweiten Ventilposition verstellbares Mischerventil (140) aufweist,

- wobei in der zweiten Ventilposition der erste Eingangsanschluss (110) und der zweite Eingangsanschluss (115) mit dem Ausgangsanschluss (120) durch das Mischerventil (140) fluidisch verbunden sind und der Mischer (75) ausgebildet ist, in der zweiten Ventilposition Gas (65) der Flüssigkeit (40) beizumengen,

- wobei in der ersten Ventilposition der erste Eingangsanschluss (110) mit dem Ausgangsanschluss (120) durch das Mischerventil (140) fluidisch verbunden und der zweite Eingangsanschluss (115) fluidisch von dem Ausgangsanschluss (120) abgetrennt ist, sodass die Beimengung des Gases (65) zu der Flüssigkeit (40) unterbrochen ist. Hydrodynamische Dauerbremse (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Hydraulikkreislauf (45) eine Rücklaufleitung (105) und einen in die Rücklaufleitung (105) eingebundenen Gasabscheider (85) aufweist, - wobei die Rücklaufleitung (105) den Gehäuseinnenraum (50) mit dem Hydraulikreservoir (60) fluidisch verbindet,

- wobei der Gasabscheider (85) ausgebildet ist, ein in der Flüssigkeit (40) vorhandenes Gas (65) abzuscheiden. Hydrodynamische Dauerbremse (10) nach Anspruch 2 oder 3,

- wobei der Hydraulikkreislauf (45) eine Rücklaufleitung (105) und einen in die Rücklaufleitung (105) eingebundenen Wärmetauscher (80) aufweist,

- wobei die Rücklaufleitung (105) den Gehäuseinnenraum (50) mit dem Hydraulikreservoir (60) fluidisch verbindet,

- wobei der Wärmetauscher (80) ausgebildet ist, eine Wärme zur Kühlung der Flüssigkeit (40) aus der Flüssigkeit (40) abzuführen. Hydrodynamische Dauerbremse (10) nach Anspruch 5,

- wobei der Wärmetauscher (80) fluidisch zwischen dem Hydraulikreservoir (60) und dem Gasabscheider (85) angeordnet ist,

- oder

- wobei der Wärmetauscher (80) fluidisch zwischen dem Gasabscheider (85) und dem Gehäuseinnenraum (50) angeordnet ist. Hydraulische Dauerbremse (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

- wobei der Hydraulikkreislauf (45) eine Förderpumpe (76) aufweist,

- wobei die Förderpumpe (76) in die dritte Leitung (100) eingebunden ist,

- wobei die Förderpumpe (76) ausgebildet ist, in aktiviertem Zustand Gas (65) und/oder die Flüssigkeit (40) zu fördern

- und/oder wobei der Hydraulikkreislauf (45) eine Verwirbelungseinrichtung (78) aufweist, - wobei die Verwirbelungseinrichtung (78) in die dritte Leitung (100) eingebunden ist,

- wobei die Förderpumpe (78) ausgebildet ist, das Gas (65) in der Flüssigkeit zu verwirbeln. Hydraulische Dauerbremse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- wobei die erste Lamelle (155) axialfest am ersten Lamellenträger (25) und die zweite Lamelle (160) axialfest am zweiten Lamellenträger (30) angeordnet sind,

- wobei der Axialspalt (195) eine vordefinierte konstante axiale Spaltbreite (h) aufweist. Hydraulische Dauerbremse (10) nach Anspruch 8,

- wobei die Spaltbreite (h) von wenigstens einschließlich 0,05 mm bis einschließlich 0,5 mm beträgt. Hydraulische Dauerbremse (10) nach Anspruch 9, wobei eine Reynoldszahl (Re) der Flüssigkeit (40) im Axialspalt (195) kleiner einschließlich 2300 ist.

Description:
Hydrodynamische Dauerbremse für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Dauerbremse mit einem Lamellenpaket gemäß Patentanspruch 1.

Es sind Retarder für Kraftfahrzeuge bekannt. Die Retarder werden zumeist in Nutzfahrzeugen eingesetzt. Der Retarder ist dabei eine verschleißlose Dauerbremse. Der Retarder entlastet eine Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs und erhöht eine aktive Sicherheit sowie eine Wirtschaftlichkeit von Nutzerfahrzeugen. Retarder werden in einem Antriebsstrang eines Nutzfahrzeugs eingebaut, um bei langen Bergabfahrten die Betriebsbremse zu entlasten. Dabei wandelt der Retarder einen Teil der Bewegungsenergie des Fahrzeugs in Wärme um. In modernen Frontlenker-Lkws werden meist hydrodynamische Sekundärretarder eingesetzt. Die Bremsleistung der Sekundärretarder ist dabei abhängig von der Fahrgeschwindigkeit. Hydrodynamische Retarder arbeiten mit Öl, das bei Bedarf in eine Turbine geleitet wird. Die Turbine beschleunigt das Öl und eine Zentrifugalkraft drückt das Öl nach außen. Durch die Form der Rotorschaufeln wird das Öl in einen Stator gelenkt. Der Stator ist stehend und der Stator lenkt das Öl wieder zurück, wodurch es den Rotor und in weiterer Folge auch das Fahrzeug abbremst. Dabei wird das Öl stark erhitzt, wodurch der Zwang besteht, das Öl abzukühlen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine alternative hydrodynamische Dauerbremse bereitzustellen, die insbesondere geeignet ist, besonders klein und kompakt ausgebildet zu sein, um in einen vollelektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingebaut zu werden.

Diese Aufgabe wird mittels einer hydrodynamische Dauerbremse gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Es wurde erkannt, dass eine verbesserte hydrodynamische Dauerbremse für ein Kraftfahrzeug dadurch bereitgestellt werden kann, dass die hydrodynamische Dauerbremse ein Gehäuse, eine Eingangsseite, einen ersten Lamellenträger, einen zweiten Lamellenträger und ein Lamellenpaket mit wenigstens einer ersten Lamelle und einer zweiten Lamelle aufweist. Das Gehäuse ist mit einer Flüssigkeit zumindest abschnittsweise füllbar. Der erste Lamellenträger ist drehbar um eine Drehachse gelagert und ist mit der Eingangsseite drehmomentschlüssig verbunden. Der zweite Lamellenträger ist drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Radial zwischen dem ersten Lamellenträger und dem zweiten Lamellenträger ist das Lamellenpaket angeordnet. Axial zwischen der ersten Lamelle und der zweiten Lamelle ist ein mit der Flüssigkeit füllbarer Axialspalt angeordnet. Der Axialspalt ist vorzugsweise unveränderlich ausgebildet. Die erste Lamelle ist ausgebildet, die Flüssigkeit in eine Rotation um die Drehachse zu versetzen und die zweite Lamelle ist ausgebildet, die in Rotation versetzte Flüssigkeit abzubremsen.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die hydrodynamische Dauerbremse besonders kompakt ausgebildet ist. Ferner können die erste und zweite Lamelle scheibenförmig ausgebildet sein und sind dadurch besonders einfach und kostengünstig herstellbar. Dadurch ist die hydrodynamische Dauerbremse kostengünstiger und einfacher herstellbar als konventioneller Retarder mit Pumpenrad und Turbinenrad. Ferner kann die hydrodynamische Dauerbremse durch die Anzahl der im Lamellenpaket angeordneten Lamellen einfach an die notwendige Bremsleistung angepasst werden.

In einer weiteren Ausführungsform weist die hydrodynamische Dauerbremse einen Hydraulikkreislauf mit einem mit der Flüssigkeit füllbaren Hydraulikreservoir, , einem Mischer, einer ersten Leitung, einer zweiten Leitung und einer dritten Leitung auf. Der Mischer weist einen ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss auf. Der erste Eingangsanschluss ist über die erste Leitung mit dem Hydraulikreservoir verbunden. Der zweite Eingangsanschluss ist mit der zweiten verbunden. Der Ausgangsanschluss ist mit einem Gehäuseinnenraum des Gehäuses über die dritte Leitung fluidisch verbunden. Der Mischer ist ausgebildet, Gas der Flüssigkeit beizumengen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die in dem Axialspalt angeordnete Flüssigkeit über ihre Viskosität gesteuert werden kann. Durch die Beimengung des Gases zu der Flüssigkeit wird die Viskosität der Flüssigkeit verändert. Dadurch kann ein Bremsmoment bzw. die Bremsleistung der hydrodynamischen Dauerbremse durch die Variation des im Axialspalt befindlichen Fluids auf einfache Weise durch die Beimischung des Gases zu der Flüssigkeit variiert werden. Je mehr Gas dabei der Flüssigkeit beigemischt wird, desto geringer ist die maximale Bremsleistung bzw. das Bremsmoment. Dabei kann der Mischer beispielsweise als Mehr-Wege-Ventilblock oder durch einzelne Ventile ausgebildet sein, die beispielsweise in der ersten und zweiten Leitung jeweils angeordnet sind. Auch kann der Mischer integriert in der hydrodynamischen Dauerbremse ausgebildet sein.

Der Mischer weist ein zwischen einer ersten Ventilposition und einer zur ersten Ventilposition unterschiedlichen zweiten Ventilposition verstellbares Mischerventil auf. In der zweiten Ventilposition ist der erste Eingangsanschluss und der zweite Eingangsanschluss mit dem Ausgangsanschluss durch das Mischerventil fluidisch verbunden. Der Mischer ist ausgebildet, in der zweiten Ventilposition Gas der Flüssigkeit beizumengen. In der ersten Ventilposition ist der erste Eingangsanschluss mit dem Ausgangsanschluss durch das Mischerventil fluidisch verbunden. Der zweite Eingangsanschluss ist fluidisch von dem Ausgangsanschluss abgetrennt, sodass die Beimengung des Gases zu der Flüssigkeit unterbrochen ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sich durch die Unterbrechung der Gaszufuhr und somit das Einstellen der Gasbeimengung zur Flüssigkeit ausschließlich die Flüssigkeit im Axialspalt befindet und dadurch das Bremsmoment bzw. die maximale Bremsleistung der hydrodynamischen Dauerbremse besonders hoch ist.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Hydraulikkreislauf eine Rücklaufleitung und einen in die Rücklaufleitung eingebundenen Gasabscheider auf. Die Rücklaufleitung verbindet den Gehäuseinnenraum mit dem Hydraulikreservoir fluidisch. Der Gasabscheider ist ausgebildet, ein in der Flüssigkeit vorhandenes Gas abzuscheiden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die im Hydraulikreservoir vorhandene und gespeicherte Flüssigkeit im Wesentlichen ohne Gas bzw. Gasbläschen ist, sodass, wenn in der ersten Ventilposition Flüssigkeit aus dem Hydraulikreservoir in den Axialspalt gefördert wird, das maximale Bremsmoment schnell bereitgestellt wird. In einer weiteren Ausführungsform weist der Hydraulikkreislauf eine Rücklaufleitung und einen in die Rücklaufleitung eingebundenen Wärmetauscher auf. Die Rücklaufleitung verbindet den Gehäuseinnenraum mit dem Hydraulikreservoir fluidisch. Der Wärmetauscher ist ausgebildet, eine Wärme zur Kühlung der Flüssigkeit aus der Flüssigkeit abzuführen. Vorzugsweise wird die Wärme beispielsweise an eine Umgebung der hydrodynamischen Dauerbremse abgegeben. Alternativ wäre auch möglich, dass die Wärme in einen Kühlkreislauf eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs abgeführt wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sichergestellt ist, dass die Flüssigkeit nicht überhitzt. Ferner wird die beim Abbremsen der Eingangsseite entstehende Wärme kontrolliert abgeführt. Dadurch ist ein langer Dauerbetrieb der hydrodynamischen Dauerbremse sichergestellt.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Wärmetauscher fluidisch zwischen dem Hydraulikreservoir und dem Gasabscheider angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass keine Gasbläschen in der Flüssigkeit angeordnet sind und dadurch eine hohe Kühlleistung des Wärmetauschers sichergestellt ist. In einer weiteren Ausführungsform kann der Wärmetauscher fluidisch zwischen dem Gasabscheider und dem Gehäuseinnenraum angeordnet sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass im Gasabscheider die Flüssigkeit bereits abgekühlt ist und das Abscheiden des Gases bei niedrigen Temperaturen erfolgen kann.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Hydraulikkreislauf eine Förderpumpe auf. Die Förderpumpe ist in die dritte Leitung eingebunden. Die Förderpumpe ist ausgebildet, in aktiviertem Zustand Gas und/oder die Flüssigkeit zu fördern. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass gezielt mittels der Aktivierung der Förderpumpe auf einfache Weise die hydrodynamische Dauerbremse eingeschaltet und bei Deaktivierung der Förderpumpe die hydrodynamisch Dauerbremse deaktiviert werden kann. Zusätzlich oder alternativ und/oder weist der Hydraulikkreislauf eine Verwirbelungseinrichtung auf, wobei die Verwirbelungseinrichtung in die dritte Leitung eingebunden ist, wobei die Verwirbelungseinrichtung ausgebildet ist, das Gas in der Flüssigkeit zu verwirbeln. Dabei kann die Verwirbelungseinrichtung beispielsweise als Leitrad oder als Förderpumpe ausgebildet sein. Von besonderem Vorteil ist, wenn die erste Lamelle axialfest am ersten Lamellenträger und die zweite Lamelle axialfest am zweiten Lamellenträger angeordnet sind, wobei der Axialspalt eine vordefinierte konstante axiale Spaltbreite aufweist. Die Spaltbreite ist dadurch unveränderlich und konstant über unterschiedliche Bremslasten hinweg. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass ein Berührkontakt zwischen der ersten Lamelle und der zweiten Lamelle vermieden wird. Dadurch können die beiden Lamellen beispielsweise aus dem gleichen Material, beispielsweise Stahl, scheibenförmig hergestellt werden. Dadurch ist die hydrodynamische Dauerbremse besonders einfach und kostengünstig herstellbar.

Von besonderem Vorteil ist, wenn die Spaltbreite von wenigstens einschließlich 0,05 mm bis einschließlich 0,5 mm beträgt. Dadurch wird ein kompaktes Lamellenpaket bereitgestellt, das eine hohe Bremsleistung erzielt.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine Reynoldszahl der Flüssigkeit im Axialspalt kleiner einschließlich 2300. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Strömung der Flüssigkeit im Wesentlichen laminar im Axialspalt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer hydrodynamischen Dauerbremse gemäß einer ersten Ausführungsform;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines in Figur 1 markierten Ausschnitts A der in Figur 1 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse;

Figur 3 eine Schnittansicht entlang einer in Figur 1 gezeigten Schnittebene B-B durch die in Figur 1 gezeigte hydrodynamische Dauerbremse;

Figur 4 einen Ausschnitt der in Figur 3 gezeigten Schnittansicht entlang der Schnittebene B-B; Figur 5 ein Bremsmoment der hydrodynamischen Dauerbremse aufgetragen über eine Beimischung des Gases zu einer Beimischung des Gases zu der Flüssigkeit;

Figur 6 eine schematische Darstellung einer hydrodynamischen Dauerbremse gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Figur 7 eine schematische Darstellung einer hydrodynamischen Dauerbremse gemäß einer dritten Ausführungsform; und

Figur 8 eine schematische Darstellung einer hydrodynamischen Dauerbremse gemäß einer vierten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer hydrodynamischen Dauerbremse 10 gemäß einer ersten Ausführungsform für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug.

Die hydrodynamische Dauerbremse 10 weist ein Gehäuse 15, eine Eingangsseite 20, einen ersten Lamellenträger 25, einen zweiten Lamellenträger 30, ein Lamellenpaket 35, eine Flüssigkeit 40 und einen Hydraulikkreislauf 45 auf.

Das Gehäuse 15 begrenzt innenseitig einen Gehäuseinnenraum 50, wobei in dem Gehäuseinnenraum 50 zumindest der erste Lamellenträger 25, der zweite Lamellenträger 30 sowie das Lamellenpaket 35 angeordnet sind. Die Eingangsseite 20 kann außerhalb des Gehäuseinnenraums 50 angeordnet sein. Die Eingangsseite 20 kann beispielsweise drehmomentschlüssig, insbesondere drehfest, mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit Antriebswellen eines Kraftfahrzeugs, verbunden sein. Das Gehäuse 15 ist außenseitig drehfest mit dem Kraftfahrzeug, beispielsweise mit einer Karosserie oder einem Rahmen des Kraftfahrzeugs verbunden. Das Gehäuse 15 ist somit ortsfest im Fahrzeug angeordnet. Der erste Lamellenträger 25 ist beispielhaft drehbar um eine Drehachse 55 gelagert. In der Ausführungsform ist beispielhaft der erste Lamellenträger 25 radial innenseitig zu dem zweiten Lamellenträger 30 angeordnet. Der erste Lamellenträger 25 und der zweite Lamellenträger 30 bilden gemeinsam einen Ringspalt 36 aus, wobei in dem Ringspalt 36 beispielhaft das Lamellenpaket 35 angeordnet ist. Der zweite Lamellenträger 30 ist in der Ausführungsform drehfest mit dem Gehäuse 15 verbunden und somit nicht-rotierbar um die Drehachse 55 ausgebildet.

Der Hydraulikkreislauf 45 weist ein mit der Flüssigkeit 40 füllbares Hydraulikreservoir 60, ein mit einem Gas 65 füllbares Gasreservoir 70, einen Mischer 75, ein Steuergerät 77, einen Wärmetauscher 80, vorzugsweise einen Gasabscheider 85, eine erste Leitung 90, eine zweite Leitung 95, eine dritte Leitung 100 und eine Rücklaufleitung 105 auf. Vorzugsweise kann der Hydraulikkreislauf 76 eine Förderpumpe 76 und/oder eine angetriebene oder eine passive Verwirbelungseinrichtung 78 aufweist. Auf die Förderpumpe 76 und/oder die Verwirbelungseinrichtung 78 kann aber auch verzichtet werden. Auch kann die Förderpumpe 76 die Verwirbelungseinrichtung 78 ausbilden.

Das Steuergerät 77 ist datentechnisch mit dem Mischer 75 und der Förderpumpe 76 verbunden. Das Steuergerät 77 ist ausgebildet, sowohl den Mischer 75 als auch die Förderpumpe 76 zusteuern.

Der Mischer 75 weist einen ersten Eingangsanschluss 110 und einen zweiten Eingangsanschluss 115 auf. Ferner weist der Mischer 75 einen Ausgangsanschluss 120 auf. Der erste Eingangsanschluss 110 kann mittels der ersten Leitung 90 fluidisch mit dem Hydraulikreservoir 60 verbunden sein. Ferner kann der zweite Eingangsanschluss 115 fluidisch über die zweite Leitung 95 mit dem Gasreservoir 70 verbunden sein. Auch könnte die zweite Leitung 95 mit einer Umgebung des Fahrzeugs verbunden sein. In der Ausführungsform kann beispielsweise das Hydraulikreservoir 60 und das Gasreservoir 70 in einem gemeinsamen Behälter 125 angeordnet sein. Dabei ist das Gasreservoir 70 beispielhaft oberhalb des Hydraulikreservoirs 60 angeordnet, wobei das Gasreservoir 70 und das Hydraulikreservoir 60 jeweils einen Bereich in dem Behälter einnehmen. Dabei kann die zweite Leitung 95 oberhalb der ersten Leitung 90 an dem Behälter 125 angeschlossen sein.

Die Förderpumpe 76 ist ausgangsseitig des Mischers 75 in der dritten Leitung 100 angeordnet. Dabei ist eine Förderpumpeneingangsseite der Förderpumpe 76 mit dem Ausgangsanschluss 120 fluidisch verbunden. Ausgangsseitig ist die Förderpumpe 76 über die dritte Leitung 100 mit dem Gehäuseinnenraum 50 verbunden.

Der erste Lamellenträger 25 kann vorzugsweise hohlkörperartig, insbesondere als Hohlwelle, ausgebildet sein. Dabei mündet bevorzugt die dritte Leitung 100 radial innenseitig zu dem ersten Lamellenträger 25 in dem Gehäuseinnenraum .

In der Rücklaufleitung 105 können der Gasabscheider 85 und der Wärmetauscher 80 angeordnet sein. Die Rücklaufleitung 105 mündet in dem Behälter 125 beispielhaft. Eine Entlüftungsleitung 130 verbindet den Gasabscheider 85 mit dem Gasreservoir 70. Dabei kann die Entlüftungsleitung 130 den Wärmetauscher 80 überbrücken.

In der Ausführungsform ist beispielhaft der Gasabscheider 85 zwischen dem Gehäuse 15 und dem Wärmetauscher 80 angeordnet. Der Wärmetauscher 80 ist in der Rücklaufleitung 105 dem Behälter 125 vorgeschaltet und somit dem Gasabscheider 85 nachgeschaltet. Die Entlüftungsleitung 130 überbrückt den Wärmetauscher 80.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines in Figur 1 markierten Ausschnitts A der in Figur 1 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse 10.

Der Mischer 75 weist eine ein Mischerventil 140 beispielhaft auf. Der erste Eingangsanschluss 110 des Mischers 75 ist mit einem ersten Ventilanschluss 141 fluidisch verbunden. Ein zweiter Ventilanschluss 145 ist fluidisch mit dem zweiten Eingangsanschluss 115 fluidisch verbunden. Ein dritter Ventilanschluss 150 ist mit dem Ausgangsanschluss 120 fluidisch verbunden. Das Mischerventil 140 weist eine erste Ventilposition und eine zur ersten Ventilposition unterschiedliche zweite Ventilposition auf. Das Mischerventil 140 ist zwischen der ersten Ventilposition und der zweiten Ventilposition vorzugsweise stufenlos oder zumindest nahezu stufenlos verstellbar.

In der ersten Ventilstellung ist der erste Ventilanschluss 141 fluidisch mit dem dritten Ventilanschluss 150 und somit der erste Eingangsanschluss 110 mit dem Ausgangsanschluss 120 fluidisch verbunden. Der zweite Ventilanschluss 145 ist fluidisch vom ersten Ventilanschluss 141 und vom dritten Ventilanschluss 150 abgetrennt.

In der zweiten Ventilposition, die unterschiedlich zu der ersten Ventilposition ist, ist der erste Ventilanschluss 141 fluidisch mit dem dritten Ventilanschluss 150 verbunden.

Dadurch ist auch der erste Eingangsanschluss 110 mit dem Ausgangsanschluss 120 fluidisch verbunden. Des Weiteren ist in der zweiten Ventilposition der zweite Ventilanschluss 145 zusätzlich mit dem dritten Ventilanschluss 150 verbunden, sodass der zweite Eingangsanschluss 115 mit dem Ausgangsanschluss 120 fluidisch verbunden ist.

Figur 3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer in Figur 1 gezeigten Schnittebene B-B durch die in Figur 1 gezeigte hydrodynamische Dauerbremse 10.

Der erste Lamellenträger 25 ist radial innenseitig zu dem zweiten Lamellenträger 30 angeordnet. Der erste Lamellenträger 25 und der zweite Lamellenträger 30 bilden den Ringspalt bezogen auf die Drehachse 55 aus. In dem Ringspalt 36 ist das Lamellenpaket 35 angeordnet.

Das Lamellenpaket 35 weist wenigstens eine erste Lamelle 155 und eine zweite Lamelle 160 auf. Vorzugsweise weist das Lamellenpaket 35, wie in Figur 3 beispielhaft gezeigt, mehrere erste Lamellen 155 und mehrere zweite Lamellen 160 auf, die abwechselnd in axialer Richtung angeordnet sind. Die ersten Lamellen 155 sind drehmomentschlüssig mit dem ersten Lamellenträger 25 verbunden. Dazu kann beispielsweise der erste Lamellenträger 25 eine erste Außenverzahnung 165 aufweisen. Jede der ersten Lamellen 155 weist radial innenseitig eine erste Innenverzahnung 170 auf, wobei die erste Innenverzahnung 170 korrespondierend zur ersten Außenverzahnung 165 ausgebildet ist. Die erste Innenverzahnung 170 und die erste Außenverzahnung 165 greifend kämmend ineinander ein. Dadurch sind die ersten Lamellen 155 drehbar um die Drehachse 55 auf dem ersten Lamellenträger 25 gelagert.

Der zweite Lamellenträger 30 weist eine zweite Innenverzahnung 175 auf. Jede der zweiten Lamellen 160 weist eine zweite Außenverzahnung 180 auf. Die zweiten Lamellen 160 greifen kämmend mit der zweiten Außenverzahnung 180 in die zweite Innenverzahnung 175 ein und sind dadurch drehmomentschlüssig mit dem zweiten Lamellenträger 30 verbunden.

Der erste Lamellenträger 25 ist in der Ausführungsform als Hohlkörper um die Drehachse 55 ausgebildet. Ferner weist der erste Lamellenträger 25 wenigstens einen ersten Durchlass 185, vorzugsweise eine erste Anordnung von ersten Durchlässen 185, auf. Der erste Durchlass 185 erstreckt sich in radialer Richtung und ist axial überlappend zu dem Lamellenpaket 35 angeordnet. Unter einer axialen Überlappung wird verstanden, dass bei Projektion zweier Komponenten, beispielsweise des Lamellenpakets 35 und des ersten Durchlasses 185, in radialer Richtung in eine Projektionsebene, in der beispielsweise die Drehachse 55 angeordnet ist, sich in der Projektionsebene die beiden Komponenten, beispielsweise der erste Durchlass 185 und das Lamellenpaket 35, überdecken. Der erste Durchlass 185 ist beispielsweise als radiale Durchgangsöffnung in dem ersten Lamellenträger 25 ausgebildet.

In dem zweiten Lamellenträger 30 ist wenigstens ein zweiter Durchlass 190 angeordnet. Der zweite Durchlass 190 mündet radial innenseitig an dem Ringspalt und ist als Durchgangsöffnung in dem zweiten Lamellenträger 30 ausgebildet. Der zweite Durchlass 190 erstreckt sich dabei in radialer Richtung. Vorzugsweise sind mehrere zweite Durchlässe 190 in dem zweiten Lamellenträger 30 angeordnet. Ferner überlappt der zweite Durchlass 190 in axialer Richtung mit dem Lamellenpaket 35. Die erste Lamelle 155 und/oder die zweite Lamelle 160 können jeweils als belagslose Lamelle ausgebildet sein. Insbesondere ist möglich, dass sowohl die erste Lamelle 155 als auch die zweite Lamelle 160 jeweils als Stahllamelle ausgebildet sind. Zusätzlich kann stirnseitig in der ersten Lamelle 155 oder der zweiten Lamelle 160 eine Struktur beispielsweise aus Rillen angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Struktur beidseitig stirnseitig an der ersten Lamelle 155 und/oder an der zweiten Lamelle 160 angeordnet.

Figur 4 zeigt einen Ausschnitt der in Figur 3 gezeigten Schnittansicht entlang der Schnittebene B-B.

Die erste Lamelle 155 und die zweite Lamelle 160 sind in jedem Betriebszustand der hydrodynamischen Dauerbremse 10 in axialer Richtung beabstandet angeordnet. Dabei ist zwischen jeder der ersten Lamellen 155 und der nächstliegend angeordneten zweiten Lamellen 160 jeweils ein Axialspalt 195 angeordnet. Der Axialspalt 195 weist eine Spaltbreite h in axialer Richtung auf. Die Spaltbreite h weist vorzugsweise einen Wert von einschließlich 0,05 mm bis einschließlich 0,5 mm auf.

Von besonderem Vorteil ist, wenn in dem Lamellenpaket 35 abwechselnd die erste Lamelle 155 und die zweite Lamelle 160 angeordnet sind, wobei jeweils zwischen jeder der ersten und zweiten Lamellen 155, 160 jeweils der Axialspalt 195 angeordnet ist. Der Axialspalt 195 ist zumindest teilweise mit Flüssigkeit 40 verfallt.

Im Folgenden werden die Figuren 1 bis 4 gemeinsam erläutert. Ferner wird die Wirkweise anhand eines einzelnen Lamellenpaars aus der ersten Lamelle 155 und der zweiten Lamelle 160 beispielhaft erläutert.

Im Betrieb der hydrodynamischen Dauerbremse 10 wird über die Eingangsseite 20 ein Drehmoment M in die hydrodynamische Dauerbremse 10 eingeleitet. Ferner treibt die Eingangsseite 20 den drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite 20 verbundenen ersten Lamellenträger 25 an. Durch die drehmomentschlüssige, insbesondere drehfeste Kopplung der ersten Lamelle 155 über die erste Innenverzahnung 170 mit der ersten Außenverzahnung 165 rotiert die erste Lamelle 155, insbesondere alle ersten Lamellen 155, mit einer mittleren Winkelgeschwindigkeit w1 um die Drehachse 55.

Der zweite Lamellenträger 30 ist drehtest mit dem Gehäuse 15 verbunden. Durch die Kopplung der zweiten Lamelle 160 über die zweite Außenverzahnung 180 und der zweiten Innenverzahnung 175 mit dem zweiten Lamellenträger 30 steht die zweite Lamelle 160, sodass eine maximale Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der ersten Lamelle 155 und der zweiten Lamelle 160 vorliegt.

Im Betrieb soll das über die Eingangsseite 20 eingeleitete Drehmoment M durch die hydrodynamische Dauerbremse 10 abgebremst werden. Im folgenden ersten Betriebszustand soll ein maximales Bremsmoment Tp e t, max erzielt werden.

Um das Drehmoment M und das Fahrzeug beispielsweise bei einer langen Bergabfahrt (beispielsweise über 5 Minuten) abzubremsen wird die hydrodynamische Dauerbremse 10 aktiviert. Im Folgenden wird ein erster Betriebszustand erläutert, in dem die hydrodynamische Dauerbremse ein maximale Bremsmoment Tpet, max bereitstellt um beispielsweise bei einer steilen Bergabfahrt die Fahrbremse beispielsweise des Nutzfahrzeugs zu entlasten.

In einem ersten Schritt aktiviert das Steuergerät 77 die Förderpumpe 76.

Zur Bereitstellung des maximalen Bremsmoments Tpet, max wir in einem zweiten Schritt stellt durch das Steuergerät 77 das Mischerventil 140 aus der zweiten Ventilstellung in die erste Ventilstellung verfahren. In der ersten Ventilstellung fördert die Förderpumpe 76 ausschließlich die Flüssigkeit 40 aus dem Hydraulikreservoir 60. Die Flüssigkeit 40 durchströmt das Mischerventil 140 über den ersten Ventilanschluss 141 und den dritten Ventilanschluss 150, ohne dass der Flüssigkeit 40 in dem Mischer 75 Gas 65 der Flüssigkeit 40 beigemengt wird.

Die Flüssigkeit 40 strömt vom dritten Ventilanschluss 150 über den Ausgangsanschluss 120 zu der Förderpumpeneingangsseite der Förderpumpe 76. Die Förderpumpe 76 fördert die Flüssigkeit 40 weiter in den Gehäuseinnenraum 50 des Gehäuses 15. Dort tritt die Flüssigkeit 40 aus der dritten Leitung 100 radial innenseitig zu dem ersten Lamellenträger 25 aus. Die Flüssigkeit 40 strömt radial nach außen und durchdringt den ersten Lamellenträger 25 über den ersten Durchlass 185.

Nach Durchströmen des ersten Durchlasses 185 tritt die Flüssigkeit 40 in den Ringspalt 36 ein. Die ersten Lamellen 155 versetzen stirnseitig die Flüssigkeit 40 im Axialspalt 195 in Rotation ob die Drehachse 55. Dabei rotiert die Flüssigkeit 40 an der ersten Stirnseite 220 mit der mittleren Winkelgeschwindigkeit w1 der ersten Lamelle 155. Die erste Lamelle 155 versetzt die Flüssigkeit 40 an der ersten Stirnseite 215 in Rotation. Die Flüssigkeit 40 strömt mit einer Geschwindigkeit v in Abhängigkeit eines Abstands z zu der ersten Stirnseite 220 der ersten Lamelle 155, die der zweiten Lamelle 160 zugewandt ist. Mit zunehmendem Abstand z nimmt die Geschwindigkeit v(z) der Flüssigkeit 40 im Axialspalt 195 ab. An der zweiten Stirnseite 225 der zweiten Lamelle steht die Flüssigkeit 40.

Über die Flüssigkeit 40 wirkt die stehende zweite Lamelle 160 mit einem Bremsmoment Tpet auf die erste Lamelle 155. Das Bremsmoment Tp e t ist gegen das Drehmoment M gerichtet.

Ein Berührkontakt zwischen der ersten Stirnseite 220 und der zweiten Stirnseite 225, um die erste Lamelle 155 abzubremsen, erfolgt jedoch nicht. Das Bremsmoment Tp e t wird ausschließlich zwischen der stehenden zweiten Lamelle 160 und der rotierenden ersten Lamelle 155 über die Flüssigkeit 40 übertragen. Das Bremsmoment Tp e t ist dabei abhängig von der Spaltbreite h zwischen der ersten Stirnseite 220 der ersten Lamelle 155 und der zweiten Stirnseite 225 der zweiten Lamelle 160 und von der mittleren Winkelgeschwindigkeit w1 der ersten Lamelle 155. Gemäß dem vierten Graph 215 steigt mit zunehmender mittlerer Winkelgeschwindigkeit w1 , die mit einer Drehzahl der Eingangsseite 20 korrespondiert, das Bremsmoment Tp e t an.

Dabei ist von besonderen Vorteil, wenn eine Strömung der Flüssigkeit 40 innerhalb des Axialspalts 195 im Wesentlichen laminar ist, insbesondere wenn eine Reynoldszahl Re der Flüssigkeit 40 im Axialspalt 195 kleiner einschließlich 2300 ist. Die Reynoldszahl Re eines in dem Axialspalt befindlichen Mediums ist abhängig von einer Viskosität, der mittleren Winkelgeschwindigkeit w1 und der Spaltbreite h.

Rotiert die erste Lamelle 155, wird die Flüssigkeit 40 durch das Drehmoment M und das Bremsmoment Tp e t in den Axialspalt 195 geschert und erwärmt sich dadurch. Durch die Rotation der ersten Lamelle 155 wird die warme Flüssigkeit 40 radial nach außen gefördert. Die warme Flüssigkeit 40 durchströmt den zweiten Lamellenträger 30 über den zweiten Durchlass 190.

Die warme Flüssigkeit 40 strömt über die Rücklaufleitung 105 zu dem Gasabscheider 85. Sollte sich in der Flüssigkeit 40 Gas 65 befinden, wird das Gas 65 in dem Gasabscheider 85 von der Flüssigkeit 40 abgetrennt und abgeschieden. Das abgeschiedene Gas 65 wird über die Entlüftungsleitung 130 in das Gasreservoir 70 geführt. Die vom Gas 65 befreite oder im Gasinhalt reduzierte Flüssigkeit 40 strömt von dem Gasabscheider 85 zum Wärmetauscher 80. Im Wärmetauscher 80 durchströmt die Flüssigkeit 40 eine Primärseite des Wärmetauschers 80. Eine Sekundärseite des Wärmetauschers 80 kann beispielsweise in einen Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs miteingebunden sein, wobei im Wärmetauscher 80 Wärme von der Flüssigkeit 40 abgeführt wird und die Flüssigkeit 40 im Wärmetauscher 80 gekühlt wird. Die Wärme entspricht im Wesentlichen einer Bremsenergie, die der Flüssigkeit 40 im Lamellenpaket 35 zugefügt wurde, um das Fahrzeug mit dem Bremsmoment Tp e t, max abzubremsen. Die abgekühlte Flüssigkeit 40 strömt vom Wärmetauscher 80 über die Rücklaufleitung 105 in den Behälter 125 und das das Hydraulikreservoir 60. Von dort aus kann die Flüssigkeit 40 abermals im Kreislauf, der wie oben beschrieben durchgeführt wird, zirkulieren.

Figur 5 zeigt ein einen Verlauf eines Bremsmoment Tp e t der hydrodynamischen Dauerbremse 10 aufgetragen über eine mittlere Winkelgeschwindigkeit der ersten Lamelle 155.

In Figur 5 sind beispielhaft ein erster bis vierter Graphen 200, 205, 210, 215 dargestellt. Jeder der Graphen 200, 205, 210, 215 stellt einen Verlauf des Bremsmoments Tpet in Abhängigkeit einer Gasbeimischung von Gas 65 zu der Flüssigkeit 40 aufgetragen über einer Drehzahl des ersten Lamellenträgers 25 dar. Der vierter Graph 215 korrespondiert mit einem Verlauf des maximalen Tp e t, max aufgetragen über der mittleren Winkelgeschwindigkeit w1 der ersten Lamelle 155 um die Drehachse 55.

In bestimmten Fällen ist das maximale Bremsmoment Tpet, max zu hoch für den Betrieb des Fahrzeugs. Um das Bremsmoment Tp e t in seiner Höhe zu steuern, beispielsweise um mit einer konstanten Geschwindigkeit bergab zu fahren, wird die hydrodynamische Bremse wie folgt in einem zweiten Betriebszustand betrieben.

In einem dritten Schritt aktiviert das Steuergerät 77 die Förderpumpe 76 oder hält die Förderpumpe 76 aktiviert.

Um die Bremsleistung zu reduzieren, steuert das Steuergerät 77 in einem vierten Schritt den Mischer 75 derart an, dass das Mischerventil 140 aus der ersten Ventilstellung in die zweite Ventilstellung fährt. Die zweite Ventilstellung kann dabei in Abhängigkeit des gewünschten Bremsmoments Tp e t gewählt sein.

Die Förderpumpe 76 saugt nicht nur die Flüssigkeit 40 aus dem Hydraulikreservoir 60 über den ersten Eingangsanschluss 110 an, sondern es ist zusätzlich in dem Mischerventil 140 durch das sich in der zweiten Ventilstellung befindliche Mischerventil 140 die zweite Leitung 95 mit der Förderpumpe 76 verbunden, sodass die Förderpumpe 76 Gas 65 aus dem Gasreservoir 70 ansaugt, welches über die zweite Leitung 95 und den zweiten Ventilanschluss 145 zum Mischerventil 140 strömt.

Im Mischerventil 140 wird das Gas 65 mit der Flüssigkeit 40 vermischt bzw. das Gas 65 beispielsweise bläschenförmig der Flüssigkeit 40 beigemengt. Das Gemisch aus der Flüssigkeit 40 und den in der Flüssigkeit 40 befindlichen Gasbläschen mit dem Gas 65 fördert die Förderpumpe 76 aus dem Mischerventil 140 zu der Förderpumpe 76. Zusätzlich verwirbelt die Förderpumpe 76 die Gasbläschen des Gases 65 in der Flüssigkeit. Wird auf die Förderpumpe 76 verzichtet, kann die Verwirbelungseinrichtung 78 vorgesehen sein, die die Verwirbelung des Gases 65 in der Flüssigkeit 40 vornimmt. Die Verwirbelungseinrichtung 78 kann beispielsweise passiv ausgebildet sein oder aktiv angetrieben werden. Die Verwirbelungseinrichtung 78 kann beispielsweise als Leitrad ausgebildet sein. Auch kann die Verwirbelungseinrichtung 78 durch die Förderpumpe 76 ausgebildet werden.

Wie oben beschrieben, strömt das Gemisch radial nach außen in das Lamellenpaket 35. Dadurch dass sich nicht, wie oben beschrieben, zwischen der ersten Stirnseite 220 und der zweiten Stirnseite 225 nur Flüssigkeit 40 befindet, sondern das Gemisch aus der Flüssigkeit 40 und dem Gas 65, ist die Viskosität des Gemischs reduziert verglichen mit der Viskosität der Flüssigkeit 40. Dies bewirkt, dass nur noch ein geringeres Bremsmoment Tp e t verglichen mit dem maximalen Bremsmoment Tp e t, max auf die erste Lamelle 155 wirken wirkt.

Mit zunehmender Gasbeimischung (siehe Figur 5) nimmt die Steigung des Graphen ersten bis dritten Graphen 200, 205, 210 ab. Verglichen mit dem vierten Graphen 215 der das maximal mögliche Bremsmoment Tp e t, max der hydrodynamischen Dauerbremse aufzeigt ist das Bremsmoment Tp e t durch die Gasbeimischung reduziert.

Je höher die Gasbeimischung zu der Flüssigkeit ist, desto geringer ist somit Bremsmoment Tpet der hydrodynamischen Dauerbremse, das gegen das Drehmoment M wirkt.

Befindest sich im Axialspalt 195 ausschließlich Gas 65 und keine Flüssigkeit 40, so ist das Bremsmoment Tp e t, das von der hydrodynamischen Dauerbremse 10 bereitgestellt werden kann, minimal. In Figur 5 wird dieser Fall mittels des ersten Graphen 200 dargestellt. Auch das Gas 65 ist geeignet, um Scherkräfte zu übertragen, aber aufgrund der deutlich geringeren Viskosität des Gases 65 verglichen mit der Flüssigkeit 40 ist das in diesem Fall bereitstellbare Bremsmoment Tp e t deutlich geringer, als wenn die Flüssigkeit 40 sich im Axialspalt 195 befindet.

Das Gemisch aus der Flüssigkeit 40 und dem Gas 65 strömt erwärmt radial nach außen und wird, wie oben beschrieben, in den Gasabscheider 85 geführt. Im Gasabscheider 85 wird das Gas 65 bzw. die Gasbläschen in der Flüssigkeit 40 von der Flüssigkeit 40 abgeschieden und die Flüssigkeit 40 wird über die Rücklaufleitung 105 in das Hydraulikreservoir 60 geführt. Das abgeschiedene Gas 65 strömt über die Entlüftungsleitung 130 in das Gasreservoir 70. Die Rückführung des Gases 65, das beispielsweise Luft sein kann, in das Gasreservoir 70 stellt ferner sicher, dass eine Umweltbelastung geringgehalten ist, da die hydrodynamische Dauerbremse 10 dadurch als geschlossenes System ausgebildet ist.

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer hydrodynamischen Dauerbremse 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Die hydrodynamische Dauerbremse 10 ist im Wesentlichen wie in den Figuren 1 bis 5 gezeigt ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der in Figur 6 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse 10 gegenüber der in Figuren 1 bis 5 beschriebenen hydrodynamischen Dauerbremse 10 eingegangen.

In Figur 6 wird auf den Gasabscheider 85 verzichtet, sodass in der Ausführungsform ausschließlich beispielhaft der Wärmetauscher 80 in Rücklaufleitung angeordnet ist. Dadurch wird der Wärmetauscher 80 mit dem Gemisch aus Flüssigkeit 40 und Gas 65 durchströmt, wenn sich das Mischerventil 140 in der zweiten Ventilstellung befindet. Die Gasabscheidung des Gases 65 aus der Flüssigkeit 40 erfolgt in Figur 6 in dem Behälter 125 und somit passiv dadurch, dass die Gasbläschen des im Hydraulikreservoir 60 befindlichen Gemischs aufsteigen und in das Gasreservoir strömen. Die in Figur 6 gezeigte Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die hydrodynamische Dauerbremse 10 besonders einfach ausgebildet ist.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer hydrodynamischen Dauerbremse 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.

Die hydrodynamische Dauerbremse 10 ist im Wesentlichen identisch zu der in Figur 1 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse 10 angeordnet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der in Figur 7 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse 10 gegenüber der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse 10 eingegangen.

Abweichend dazu ist in Figur 7 der Gasabscheider 85 ausgangsseitig des Wärmetauschers 80 angeordnet. Der Wärmetauscher 80 ist somit fluidisch zwischen dem Gehäuseinnenraum 50 und dem Gasabscheider 85 angeordnet. Von besonderem Vorteil ist, wenn Gasabscheider 85 in dem Behälter 125, insbesondere im Gasreservoir 70, angeordnet ist.

Dies hat zur Folge, dass das Gemisch aus Flüssigkeit 40 und Gas 65 über die Rücklaufleitung 105 zum Wärmetauscher 80 geführt wird. Im Wärmetauscher 80 gibt die Flüssigkeit 40 die Wärme an den Wärmetauscher 80 ab und wird gekühlt. Das Gemisch aus der Flüssigkeit 40 und dem Gas 65 strömt vom Wärmetauscher 80 in den Gasabscheider 85. Im Gasabscheider 85 wird das Gas 65 von der Flüssigkeit 40 abgeschieden und strömt aus dem Gasabscheider 85 direkt in das Gasreservoir 70, in dem der Gasabscheider 85 angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass auf die Entlüftungsleitung 130, die in Figur 1 gezeigt ist, verzichtet wird. Dadurch ist die in Figur 7 gezeigte Ausgestaltung der hydrodynamischen Dauerbremse 10 einfacher als in Figur 1 ausgebildet. Dadurch, dass der Gasabscheider 85 in dem Behälter 125 angeordnet ist, strömt weiter die Flüssigkeit 40 in dem Behälter 125 in das Hydraulikreservoir 60. Die hydrodynamische Dauerbremse 10 ist somit besonders einfach aufgebaut.

Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung einer hydrodynamischen Dauerbremse 10 gemäß einer vierten Ausführungsform.

Die hydrodynamische Dauerbremse 10 ist im Wesentlichen identisch zu der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der in Figur 8 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse 10 gegenüber der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten hydrodynamischen Dauerbremse 10 eingegangen. Die hydrodynamische Dauerbremse 10 ist dahingehend unterschiedlich ausgebildet, dass der Behälter 125, insbesondere das Hydraulikreservoir 60, unterhalb eines tiefsten Punkts 230 des Gehäuseinnenraums 50 des Gehäuses 15 angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass, sollte eine Deaktivierung der hydrodynamischen Dauerbremse 10 gewünscht sein und somit die Förderpumpe 76 deaktiviert sein, dass sich die im Gehäuseinnenraum 50 befindliche Flüssigkeit 40 oder das Gemisch aus der Flüssigkeit 40 und dem Gas 65 über den Gasabscheider 85 und den Wärmetauscher 80 selbständig in den Behälter 125 fließt und eine vollständige Leerung des Gehäuseinnenraums 50 des Gehäuses 15 sichergestellt ist.

Dadurch kann vermieden werden, dass sich Flüssigkeit 40 im Lamellenpaket 35 befindet. Ferner ist sichergestellt, dass ein Schleppmoment der hydrodynamischen Dauerbremse 10 besonders gering ist.

Die in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen der hydrodynamischen Dauerbremse haben Vorteil, dass die vorzugsweise laminare Strömung (Re < 2300) ein hohes Bremsmoment Tp e t bereitgestellt werden kann. Dabei kann idealisierterweise im ersten Betriebszustand, wenn kein Gas 65 der Flüssigkeit 40 zugemischt ist, die Flüssigkeit 40 als ideales Newton’sches Fluid angesehen werden, um das maximale Bremsmoment Tp e t, max zwischen der rotierenden ersten Lamelle 155 und der stehenden zweiten Lamelle 160 zu ermitteln.

Wird, wie in den Figuren 1 bis 8 beschrieben, mittels des Gases 65 die Viskosität der Flüssigkeit 40 verändert, kann auch auf einfache Weise das Bremsmoment Tp e t adaptiert werden. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn durch die wechselweise Anordnung der gehäusefesten zweiten Lamelle 160 und der rotorfesten ersten Lamelle 155 diese durch den Axialspalt 195 kontaktfrei angeordnet sind. Die Spaltbreite h kann einfach konstruktiv zwischen der ersten und der zweiten Lamelle 155, 160 festgelegt werden.

Durch das Steuergerät 77 kann auf einfache Weise mittels der Steuerung des Einlassens der Flüssigkeit 40 in den Axialspalt 195 die Retarderfunktion mittels entsprechender Steuer- und/oder Regelalgorithmen gesteuert werden. Zusätzlich können bei der Steuerung der hydrodynamischen Dauerbremse 10 Eingangssignale wie eine Temperatur der Flüssigkeit 40 und/oder eine Drehzahl des ersten Lamellenträgers 25 bei der Steuerung der hydrodynamischen Dauerbremse berücksichtigt werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch möglich, Drehmomentsensor so verwenden um das an der Eingangsseite 20 anliegende Drehmoment M zu ermitteln und die hydrodynamische Dauerbremse 10 derart zu steuern, dass das bereitgestellte Bremsmoment Tpet im Wesentlichen dem Drehmoment M entspricht.

Besonders einfach kann die hydrodynamische Dauerbremse 10 dadurch deaktiviert werden, dass die Flüssigkeit 40 vollständig vorzugsweise aus dem Gehäuseinnenraum 50 abgepumpt wird. Dies geschieht vorzugsweise durch die Förderwirkung des rotierenden ersten Lamellenträgers 25 und die am ersten Lamellenträger 25 angeordneten ersten Lamellen 155. Zusätzlich kann im Bedarfsfall eine Hilfspumpe vorgesehen sein, um den Gehäuseinnenraum 50, insbesondere im Bereich des Lamellenpakets 35, zu entleeren.

Die oben beschriebene hydrodynamische Dauerbremse 10 eignet sich insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb. Insbesondere bei vollelektrischen Antriebssträngen im Bereich von Heavy-Duty-Anwendungen ist es notwendig, hierbei den Antriebsmotor auch im Rekuperationsbereich zu entlasten und eine Dauerbremsfunktion im Bereich von 500 kW sicherzustellen. Dies kann in kompakter Weise mit der oben beschriebenen hydrodynamischen Dauerbremse 10 erfüllt werden.

Bezuqszeichenliste hydrodynamische Dauerbremse Gehäuse

Eingangsseite erster Lamellenträger zweiter Lamellenträger Lamellenpaket

Ringspalt Flüssigkeit Hydraulikkreislauf Gehäuseinnenraum Drehachse

Hydraulikreservoir Gas

Gasreservoir

Mischer

Förderpumpe Steuergerät Verwirbelungseinrichtung Wärmetauscher

Gasabscheider erste Leitung zweite Leitung dritte Leitung Rücklaufleitung erster Eingangsanschluss zweiter Eingangsanschluss Ausgangsanschluss Behälter

Entlüftungsleitung 140 Mischerventil

141 erster Ventilanschluss

145 zweiter Ventilanschluss

150 dritter Ventilanschluss

155 erste Lamelle

160 zweite Lamelle

165 erste Außenverzahnung

170 erste Innenverzahnung

175 zweite Innenverzahnung

180 zweite Außenverzahnung

185 erster Durchlass

190 zweiter Durchlass

195 Axialspalt

200 erster Graph

205 zweiter Graph

210 dritter Graph

215 vierter Graph

220 erste Stirnseite

225 zweite Stirnseite

230 tiefster Punkt h Spaltbreite

M Drehmoment

Re Reynoldszahl

TRet Bremsmoment

U)1 Winkelgeschwindigkeit

V(Z) Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Axialspalt

Abstand