Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder mit einem externen Arbeitsmediumkreislauf, im Einzelnen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Hydrodynamischer Retarder werden beispielsweise als verschleißfreie Bremse in Kraftfahrzeugantriebssträngen eingesetzt, um das Kraftfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, Bus oder Schienenfahrzeug, durch Drehmomentübertragung mittels eines hydrodynamischen Kreislaufes im Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders von einem beschaufelten Rotor auf einen beschaufelten Stator oder bei einem Gegenlaufretarder von einem beschaufelten Rotor auf einen entgegengesetzt zum Rotor angetriebenen beschaufelten Gegenlaufrotor abzubremsen. Aufgrund der im Bremsbetrieb, das heißt bei eingeschaltetem hydrodynamischem Retarder und mit Arbeitsmedium befülltem Arbeitsraum die durch Flüssigkeitsreibung entstehende Wärme über das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum auszutragen, ist ein externer Arbeitsmediumkreislauf vorgesehen, mittels welchem das Arbeitsmedium gekühlt wird. In einem solchen externen Arbeitsmediumkreislauf kann ein Arbeitsmediumvorratsbehälter vorgesehen sein, der ein Arbeitsmediumvorratsvolumen aufnimmt, um Volumendifferenzen des im Arbeitsmediumkreislauf umlaufenden Arbeitsmediums beziehungsweise des im Arbeitsraum befindlichen Arbeitsmediums, insbesondere beim Einschalten und Ausschalten des hydrodynamischer Retarders, auszugleichen. Obwohl hydrodynamische Retarder in der Praxis in zahlreichen Ausführungsformen bekannt geworden sind, besteht ein fortwährender Bedarf, den hydrodynamischen Retarder, insbesondere zusammen mit den Komponenten des externen Arbeitsmediumkreislaufes, kostengünstig herstellen zu können, wobei zugleich eine sichere Arbeitsweise gewährleistet sein muss. Eine solche sichere Arbeitsweise bedeutet auch, dass im Nichtbremsbetrieb des hydrodynamischen Retarders der Arbeitsraum zuverlässig vom Arbeitsmedium entleert wird, insbesondere bis auf ein vorgegebenes Restvolumen des Arbeitsmediums, um die unerwünschte Erzeugung eines Bremsmomentes, die bei einem Kraftfahrzeug zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt, zu vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstig herstellbaren und insbesondere in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbaren hydrodynamischen Retarder anzugeben, der zugleich die gewünschte hohe Betriebssicherheit aufweist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen hydrodynamischen Retarder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Ein erfindungsgemäßer hydrodynamischer Retarder weist einen beschaufelten Rotor und einen beschaufelten Stator oder einen beschaufelten Rotor und einen beschaufelten Gegenlaufrotor auf, die miteinander einen torusförmigen, mit einem Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum ausbilden. Wie eingangs dargelegt, kann dadurch vom Rotor auf den Stator oder vom Rotor auf den Gegenlaufrotor mittels eines hydrodynamischen Arbeitsmediumkreislaufes im Arbeitsraum Drehmoment übertragen werden, um dadurch den Rotor abzubremsen und hierüber das mit dem Rotor verbundene Antriebselement, beispielsweise die Primärseite oder Sekundärseite eines Getriebes oder Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs.

Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ist ein externer Arbeitsmediumkreislauf des hydrodynamischen Retarders vorgesehen, in welchem insbesondere ein Wärmetauscher zum Abführen von Wärme aus dem Arbeitsmedium positioniert ist, wobei der externe Arbeitsmediumkreislauf einen Arbeitsmediumvorratsbehälter aufweist, der ein Luftvolumen und ein Arbeitsmediumvorratsvolumen aufnimmt. Das Luftvolumen und das Arbeitsmediumvorratsvolumen sind durch einen Arbeitsmediumspiegel voneinander getrennt. Insbesondere ist keinerlei Membran oder anderes Trennelement zur Trennung des Luftvolumens und des Arbeitsmediumvorratsvolumens vorgesehen. Der Arbeitsmediumvorratsbehälter kann beispielsweise als Gussbauteil hergestellt sein.

Der Arbeitsmediumvorratsbehälter ist über einen Vorlauf an einem Arbeitsmediumeinlass des Arbeitsraumes angeschlossen, um Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumvorratsvolumen in den Arbeitsraum zuführen zu können. Ferner ist der Arbeitsmediumvorratsbehälter über einen Rücklauf an einem Arbeitsmediumauslass des Arbeitsraumes angeschlossen, um aus dem Arbeitsraum ausgeleitetes Arbeitsmedium in den Arbeitsmediumvorratsbehälter leiten zu können.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an zumindest einer Stelle im Arbeitsmediumkreislauf und/oder im Kanal ein Raum mit einem Volumen vorgesehen ist, das dazu geeignet ist Arbeitsmedium und Luft voneinander zu trennen. Dadurch wird erreicht, zumindest an einer Stelle im Arbeitsmediumkreislauf ein zuverlässige Trennung von Arbeitsmedium und der darin enthaltenen Luft erfolgt, sodass eine idealerweise luftfreies Arbeitsmedium zur Verfügung steht und/oder einen Arbeitsmediumfreie Profilentlüftung erfolgen kann.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung sieht einen hydrodynamischen Retarder mit dem genannten Rotor, Stator und/oder Gegenlaufrotor, die den Arbeitsraum ausbilden, vor, wobei der Arbeitsraum zu seiner Entlüftung beim Übergang vom Nichtbremsbetrieb zum Bremsbetrieb mit einer sogenannten Profilentlüftung versehen ist. Eine solche Profilentlüftung ist eine verschließbare luftleitende Verbindung zwischen dem Arbeitsraum und der Umgebung des Retarders. Anstelle der Entlüftung in die Umgebung des Retarders kann auch eine Entlüftung in einen vorgesehenen Entlüftungsraum erfolgen. In der Profilentlüftung ist ein insbesondere selbsttätig schließendes Ventil mit einem Ventilkörper, der vorteilhaft als Schwimmkörper, insbesondere Schwimmerkugel, ausgeführt ist, vorgesehen, das durch in die Entlüftungsverbindung, die durch einen Strömungskanal gebildet wird, eindringendes Arbeitsmedium geschlossen wird und bei dort nicht vorhandenem Arbeitsmedium, das heißt bei nur dort vorhandener Luft, öffnet. In der Profilentlüftung kann vor dem Ventil ein Hilfsmittel zur Schaumreduzierung vorgesehen sein, insbesondere in Form von Rippen, wenigstens eines Siebes und/oder wenigstens eines anderen Störelementes, das die Oberfläche des Kanals der Profilentlüftung vor dem Ventil vergrößert, sodass eine Abscheidung von Arbeitsmedium vor dem Ventil gefördert wird. Günstig ist ferner, wenn das Volumen des Kanals der Profilentlüftung vor dem Ventil vergleichsweise groß ausgeführt ist, um einen Beruhigungsraum zu schaffen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass sich der Kanal von einem Einlass aus dem Arbeitsraum des Retarders senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht bis zu dem Ventil erstreckt, wobei im Bereich vor dem Ventil eine oder mehrere Ausbuchtungen in Axialrichtung vorgesehen sind, die über den äußeren Umfang des Ventils hinweg reichen. Wenn der Kanal der Profilentlüftung als Gussteil ausgeführt wird, kann beispielsweise der Kanal einen Fortsatz, vorliegend als Zweigkanal bezeichnet, winklig oder schräg zur Strömungsrichtung aufweisen, insbesondere in horizontaler Ebene, dessen Innenraum beim Gießen durch einen Kern verschlossen ist und dessen axiales, dem Ventil abgewandtes Ende, bei der Montage des hydrodynamischen Retarders durch einen Stopfen verschlossen wird. Die Wand des Kanals der Profilentlüftung und die Wand des Zweigkanals können vorteilhaft einteilig, insbesondere durch Gießen hergestellt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, die mit der zuvor genannten ersten Ausführungsform und/oder einer oder mehreren der nachfolgend noch beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist am Arbeitsmediumvorratsbehälter ein Restdruckentlüftungsventil angeschlossen, insbesondere in einer oder an einer Innenwand oder Außenwand des Arbeitsmediumvorratsbehälters montiert, das derart ausgeführt ist, dass es in Abhängigkeit des statischen Druckes im Luftvolumen, das im Arbeitsmediumvorratsbehälter aufgenommen ist, unterhalb eines vorgegebenen oder eingestellten Druckwertes selbsttätig öffnet und bei oder oberhalb dieses Druckwertes selbsttätig schließt. Bevorzugt ist das Restdruckentlüftungsventil als passives Ventil ausgeführt, das heißt es öffnet und schließt allein in Abhängigkeit des aktuellen Druckes im Luftvolumen, mit welchem es beaufschlagt wird, ohne dass eine externe das Entlüftungsventil ansteuernde Steuervorrichtung vorgesehen ist.

Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass dem Arbeitsmediumvorratsbehalter ein Druckbeaufschlagungssystem zugeordnet ist, umfassend ein Steuerventil, insbesondere in Form eines Proportionalventils, mit wenigstens einem ersten Anschluss für eine Druckluftquelle, einem zweiten Anschluss, der mit dem Luftraum in druckluftleitender Verbindung steht, und einem Entlüftungsanschluss, wobei der zweite Anschluss wahlweise mit dem ersten Anschluss oder dem Entlüftungsanschluss verbindbar ist. Das Restdruckentlüftungsventil ist zusätzlich zu dem Steuerventil des Druckbeaufschlagungssystems vorgesehen und vorteilhaft parallel zu dem Steuerventil am Luftvolumen angeschlossen.

Durch die zuvor dargestellte vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird im Nichtbremszustand des hydrodynamischen Retarders beziehungsweise im Nichtbremsbetrieb der Verbleib eines sonst häufig durch die Konstruktion des Steuerventils des Druckbeaufschlagungssystems bedingten Restdruckes, der oberhalb des Umgebungsdruckes beziehungsweise atmosphärischen Druckes außerhalb des Arbeitsmediumvorratsbehälters liegt, im Arbeitsmediumvorratsbehälter vermieden. Hierdurch kann, wenn im Arbeitsmediumvorratsbehälter ein Steigkanal vorgesehen ist, der sich in Vertikalrichtung ausgehend vom Arbeitsmediumvorratsvolumen über den Arbeitsmediumspiegel hinweg bis in das Luftvolumen erstreckt, wobei der Rücklauf oberhalb des Arbeitsmediumspiegels im Steigkanal mündet, verhindert werden, dass sich in diesem Steigkanal ein Arbeitsmediumspiegel weiter oben als außerhalb des Steigkanals im Arbeitsmediumvorratsbehälter einstellt, was zu einem unkontrollierten Einströmen von Arbeitsmedium in den Vorlauf, insbesondere über eine im Arbeitsmediumvorratsbehälter vorgesehene Überlaufkante, führen könnte. Dadurch, dass das selbsttätig schaltende Restdruckentlüftungsventil sicher einen atmosphärischen oder nahezu atmosphärischen Druck im Luftvolumen des Arbeitsmediumvorratsbehälters einstellt und somit eine Druckdifferenz zwischen dem Steigkanal und dem verbleibenden Luftraum im Arbeitsmediumvorratsbehälter verhindert, wird die Gefahr des Überschwappens von Arbeitsmedium über die Überlaufkante hinweg reduziert.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die mit der ersten Ausführungsform kombiniert werden kann, ist im am Arbeitsmediumvorratsbehalter angeschlossenen Rücklauf ein Wärmetauscher zur Abfuhr von Wärme aus dem Arbeitsmedium vorgesehen und im Rücklauf ist in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums vor dem Wärmetauscher, das heißt auf der Seite des Wärmetauschers, die mit dem Arbeitsmediumauslass des Arbeitsraumes verbunden ist, ein Beruhigungsraum vorgesehen, umfassend einen am Arbeitsmediumauslass angeschlossenen Eingang, ferner einen am Wärmetauscher angeschlossenen Arbeitsmediumausgang und einen am Vorlauf oder an einer anderen Position des externen Arbeitsmediumkreislaufes in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums hinter dem Wärmetauscher angeschlossenen Luftausgang.

Insbesondere sind im hydrodynamischen Retarder beziehungsweise am Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders zwei getrennt voneinander vorgesehene Arbeitsmediumauslässe vorgesehen, vorteilhaft ein erster Arbeitsmediumauslass zur Abfuhr von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum in einen Bremszustand des hydrodynamischen Retarders und ein zweiter Arbeitsmediumauslass zur Abfuhr eines Arbeitsmedium-Luft-Gemisches aus dem Arbeitsraum in einem Nichtbremszustand des hydrodynamischen Retarders. Nun können beide Arbeitsmediumauslässe oder auch nur einer der beiden Arbeitsmediumauslässe, im letzteren Fall vorteilhaft nur der zweite Arbeitsmediumauslass, an dem Eingang oder beim Anschluss mehrerer Arbeitsmediumauslässe an zwei Eingängen des Beruhigungsraumes angeschlossen sein.

Bei einer Ausführungsform mit zwei Arbeitsmediumauslässen, einem ersten Arbeitsmediumauslass für den Bremszustand und dem zweiten Arbeitsmediumauslass für den Nichtbremszustand, wobei vorteilhaft der erste Arbeitsmediumauslass im Nichtbremszustand, das heißt bei bis auf eine vorgegebene Restmenge vom Arbeitsmedium entleertem Arbeitsraum, verschlossen ist, beispielsweise durch ein im ersten Arbeitsmediumauslass oder hinter dem ersten Arbeitsmediumauslass vorgesehenes Rückschlagventil, kann der zweite Arbeitsmediumauslass einen kleineren Strömungsquerschnitt als der erste Arbeitsmediumauslass aufweisen.

Eine günstige erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass in Strömungsrichtung der Luft an oder hinter dem Luftausgang eine Drossel vorgesehen ist, welche den Strömungsquerschnitt für aus dem Luftausgang ausströmende Luft reduziert. Eine solche Drossel kann im Bremszustand (auch Bremsbetrieb genannt) des hydrodynamischen Retarders eine Kurzschlussströmung am Wärmetauscher und/oder Arbeitsmediumvorratsbehälter vorbei vom Arbeitsmediumauslass zum Arbeitsmediumeinlass verhindern. Der Strömungsquerschnitt der Drossel kann vorteilhaft, jedoch nicht zwingend, verstellbar und/oder verschließbar sein. Der Beruhigungsraum ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Arbeitsmediumvorratsbehälter oder am Arbeitsmediumvorratsbehälter räumlich getrennt vom Arbeitsmediumvolumen positioniert.

Der gemäß einer Ausführungsform vorgesehene Beruhigungsraum in Kombination mit einem Luftabscheider, das heißt im Beruhigungsraum ist sowohl ein Arbeitsmediumvolumen als auch ein Luftvolumen umschlossen, wobei der Luftausgang am Luftvolumen und der Arbeitsmediumausgang am Arbeitsmediumvolumen angeschlossen ist und der Eingang oder die Eingänge am Arbeitsmediumvolumen und/oder am Luftvolumen angeschlossen sein kann/können, bewirkt, dass während des Nichtbremsbetriebs beziehungsweise im Nichtbremszustand des hydrodynamischen Retarders überschüssige Luft aus dem Arbeitsmedium abgeschieden wird und über den Luftausgang wieder dem Arbeitsmediumeinlass des Arbeitsraums zugeführt wird, sodass diese abgeschiedene Luft nicht in den Wärmetauscher gelangt, wo sie ein sogenanntes Leerblasen des Wärmetauschers verursachen könnte, das heißt Öl aus dem Wärmetauscher verdrängen könnte. Zugleich wird hierdurch die aus dem Wärmetauscher beziehungsweise dem Rücklauf in den Arbeitsmediumvorratsbehälter gelangende Schaummenge des Arbeitsmediums reduziert.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die mit der ersten Ausführungsform und/oder der zweiten Ausführungsform kombiniert werden kann, sieht vor, dass im Arbeitsmediumvorratsbehälter ein Steigkanal vorgesehen ist, der sich in Vertikalrichtung ausgehend vom Arbeitsmediumvorratsvolumen über den Arbeitsmediumspiegel hinweg bis in das Luftvolumen erstreckt, wobei der Rücklauf oberhalb des Arbeitsmediumspiegels im Steigkanal mündet. Im Arbeitsmediumvorratsbehälter ist neben dem Steigkanal ein sich in Vertikalrichtung erstreckender Auslassraum vorgesehen, aus welchem der Vorlauf abzweigt, das heißt in dem die Mündung des Vorlaufes positioniert ist, wobei der Steigkanal und der Auslassraum über eine oberhalb der Mündung des Rücklaufes und der Abzweigung des Vorlaufes positionierte Überlaufkante voneinander getrennt sind.

Besonders vorteilhaft erweitert sich der horizontale Strömungsquerschnitt des Steigkanals, das heißt der Strömungsquerschnitt in einer horizontalen Schnittebene durch den Steigkanal, insbesondere oberhalb des Arbeitsmediumspiegels, um wenigstens 30 Prozent, insbesondere um 40 Prozent bis 60 Prozent oder mehr. Hierdurch kann eine Volumenvergrößerung erreicht werden, die einen Raum zur Beruhigung und Entschäumung des Arbeitsmedium-Luft-Gemisches, das über den Rücklauf in den Arbeitsmediumvorratsbehälter beziehungsweise den Steigkanal einströmt, zur Verfügung stellt. Hierdurch wird verhindert, dass unkontrolliert Arbeitsmedium, insbesondere Öl, beziehungsweise Schaum über die Überlaufkante in den Auslassraum gelangt. Die Erweiterung des horizontalen Strömungsquerschnitts kann stetig oder in einer oder mehreren Stufen erfolgen.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Arbeitsmediumvorratsbehälter als Gussteil, insbesondere mit mehreren zusammengesetzten und aneinander montierten Einzelteilen hergestellt ist, welches den Steigkanal und den Auslassraum umschließt, und die Überlaufkante durch eine Wand des Arbeitsmediumvorratsbehälters gebildet wird. Der Steigkanal und der Auslassraum können vorteilhaft nebeneinander in einem Einzelteil, insbesondere in einem Deckelkörper, des Arbeitsmediumvorratsbehalters positioniert sein und auf einer gemeinsamen Seite durch eine Dichtplatte verschlossen werden, die insbesondere in das Gussteil eingelegt ist. Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die mit einer, mehreren oder allen zuvor genannten Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden kann, ist an dem Arbeitsmediumvorratsbehälter parallel zum Vorlauf ein Leerlaufkanal angeschlossen, der den Arbeitsmediumvorratsbehälter mit der Saugseite einer Leerlaufpumpe arbeitsmediumleitend verbindet, wobei die Leerlaufpumpe zum Fördern eines Arbeitsmediumstromes in den Arbeitsraum im Nichtbremsbetrieb beziehungsweise Nichtbremszustand des hydrodynamischen Retarders an dem Arbeitsraum angeschlossen ist. Der Anschluss des Leerlaufkanals, das heißt dessen Mündung im Arbeitsmediumvorratsbehälter, ist in einem Pumpenabgriffskanal innerhalb des Arbeitsmediumvorratsbehälters unterhalb des Arbeitsmediumspiegels positioniert, wobei der Pumpenabgriffskanal ein unteres Einlassende aufweist, das gegenüber der Mündung des Rücklaufes durch eine Wand des Arbeitsmediumvorratsbehälters derart abgetrennt ist, dass eine Ausströmrichtung von Arbeitsmedium aus der Mündung im Bereich des unteren Einlassendes des Pumpenabgriffkanals von einer Einströmöffnung des Arbeitsmediums in das untere Einlassende abgewandt ist. Hierdurch wird verhindert, dass die Leerlaufpumpe über den Leerlaufkanal während des Nichtbremsbetriebs Schaum oder Luft aus dem Rücklauf ansaugt. Wenn beispielsweise, wie dargestellt, der Rücklauf in einem Steigkanal im Arbeitsmediumvorratsbehälter mündet, so kann das untere Einlassende des Steigkanals durch die abtrennende Wand des Arbeitsmediumvorratsbehälters gegenüber dem unteren Einlassende des Pumpenabgriffkanals Strömungsunterbrechend abgetrennt beziehungsweise abgedichtet sein.

Vorteilhaft sind das untere Einlassende des Steigkanals und die Einströmöffnung des unteren Einlassendes des Pumpenabgriffkanals voneinander abgewandt.

Wenn der Arbeitsmediumvorratsbehälter als Gussteil, insbesondere mit mehreren zusammengesetzten und aneinander montierten Einzelteilen hergestellt ist, kann dieses Gussteil den Steigkanal, den Pumpenabghffskanal und den Auslassraum umschließen. Günstig ist hierbei, wenn der Steigkanal, der Pumpenabghffskanal und der Auslassraum nebeneinander in einem Einzelteil, insbesondere in einem Deckelkörper, des Arbeitsmediumvorratsbehalters positioniert sind und auf einer gemeinsamen Seite durch eine Dichtplatte verschlossen werden, die insbesondere in das Gussteil eingesetzt ist.

Eine günstige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Retarder eine Antriebswelle zum Antreiben des Rotors und/oder des Gegenlaufrotors aufweist und die Antriebswelle ein Leerlaufpumpenlaufrad einer Leerlaufpumpe trägt oder mit einem solchen zu dessen Antrieb in Triebverbindung steht. Die Leerlaufpumpe kann beispielsweise, wie zuvor dargestellt, am Arbeitsraum und am Arbeitsmediumvorratsbehälter angeschlossen sein. Die Leerlaufpumpe weist eine Saugseite sowie eine Druckseite auf, wobei die Saugseite über einen Leerlaufkanal arbeitsmediumleitend am Arbeitsmediumvorratsvolumen des

Arbeitsmediumvorratsbehalters angeschlossen ist und die Druckseite in arbeitsmediumleitender Verbindung an dem Arbeitsraum angeschlossen ist.

Das Leerlaufpumpenlaufrad, das insbesondere in Form einer Scheibe ausgeführt ist, kann einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Arbeitsraumes oder sogar kleiner als der Durchmesser, auf dem die Mündung des Arbeitsmediumeinlasses im Arbeitsmedium positioniert ist, oder sogar kleiner als der Innendurchmesser des Arbeitsraumes. Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sollen nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Figuren exemplarisch beschrieben werden.

Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung mit den verschiedenen unabhängig voneinander ausführbaren Einzelgedanken; Figur 2 eine mögliche praktische Gestaltung der Abtrennung zwischen dem Auslassraum und dem Steigkanal;

Figur 3 eine mögliche Gestaltung eines zusätzlichen sich in Horizontalrichtung erstreckenden Volumens vor dem Ventil in einer Profilentlüftung;

Figur 4 eine schematische Darstellung eines Horizontalschnittes durch den unteren Bereich des Arbeitsmediumvorratsbehälters in Blickrichtung von oben nach unten.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäß ausgeführter hydrodynamischer Retarder 1 mit einem externen Arbeitsmediumkreislauf 2 schematisch dargestellt. Der hydrodynamischer Retarder 1 weist einen beschaufelten Rotor 3 und einen beschaufelten Stator 4 auf, wobei der beschaufelte Rotor 3 über eine Antriebwelle 5 von einem abzubremsenden Antriebsstrang, beispielsweise Kraftfahrzeugantriebsstrang, angetrieben wird. Der Rotor 3 und der Stator 4 sind in einem Retardergehäuse 6 aufgenommen, das die Anschlüsse für den externen Arbeitsmediumkreislauf 2 beinhaltet, vorliegend für den Vorlauf 7, der über einen Arbeitsmediumeinlass 8 in leitender Verbindung mit dem Arbeitsraum 9 steht, einen ersten Rücklauf 10 und einen zweiten Rücklauf 1 1 , die über einen ersten Arbeitsmediumauslass 12 und eine zweiten Arbeitsmediumauslass 13 in arbeitsmediumleitender Verbindung mit dem Arbeitsraum 9 stehen.

Der erste Rücklauf 10 mündet über ein Rückschlagventil 14 in einem Beruhigungsraum 15. Das Rückschlagventil 14 verschließt den ersten Rücklauf 10 im Nichtbremsbetrieb des hydrodynamischen Retarders 1 aufgrund der sich einstellenden Druckverhältnisse.

Auch der zweite Rücklauf 1 1 mündet im Beruhigungsraum 15.

Der Beruhigungsraum 15 schließt ein Arbeitsmediumvolumen und ein darüber befindliches Luftvolumen ein. Der erste Rücklauf 10 und der zweite Rücklauf 1 1 können oberhalb oder unterhalb des Arbeitsmediumspiegels zwischen dem Luftvolumen und dem Arbeitsmediumvolumen am Beruhigungsraum 15 angeschlossen sein. Auf der den Arbeitsmediumauslässen 12, 13 abgewandten Seite des Beruhigungsraumes 15 wird das Arbeitsmedium aus den Rückläufen 10, 1 1 in einer gemeinsamen Leitung 16 zum Wärmetauscher 17 und zu dessen Kühlung durch diesen hindurch geleitet. Die Verbindungsleitung 16 stellt somit einen gemeinsamen Rücklauf für entlüftetes Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 9 dar.

Der Beruhigungsraum 15 weist neben den Anschlüssen für den ersten Rücklauf 10, den zweiten Rücklauf 1 1 und die Leitung 16 einen Luftausgang 54 auf, der über eine Leitung 18 in strömungsleitender Verbindung mit dem Vorlauf 7 steht, sodass im Beruhigungsraum 15 aus dem Arbeitsmedium ausgetragene Luft zurück in den Arbeitsraum 9 geleitet wird. In der Leitung 18 ist eine Drossel 19 vorgesehen, die einen Kurzschluss im Bremsbetrieb des hydrodynamischen Retarders 1 am Wärmetauscher 17 vorbei vermeidet.

Im externen Arbeitsmediumkreislauf 2 ist ein Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 vorgesehen, der bei dem Arbeitsmedium Öl auch als Ölbehälter bezeichnet wird. Der Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 ist gegenüber der Umgebung druckdicht abgedichtet und umschließt ein Arbeitsmediumvorratsvolumen 21 sowie ein Luftvolumen 22, wobei die beiden Volumen nur durch den Arbeitsmediumspiegel 23 voneinander getrennt sind. Im unteren Bereich des Luftvolumens 22, das heißt jenem Bereich, der unmittelbar oberhalb des Arbeitsmediumspiegels 23 positioniert ist, kann ein Arbeitsmediumschaum 24 vorhanden sein.

Der Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 ist über den Vorlauf 7 mit dem Arbeitsraum 9 und über die Rückläufe 10, 1 1 , den Beruhigungsraum 15, die Leitung 16, den Wärmetauscher 17 sowie das Verbindungsstück 25 mit dem Arbeitsraum 9 verbunden. Diese Leitungsabschnitte beziehungsweise Kanäle in den Aggregaten, über welche Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 9 in den Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 gefördert wird, werden vorliegend zusammen als Rücklauf bezeichnet. Somit kann Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 über den Vorlauf 7 in den Arbeitsraum 9 geleitet werden, und aus dem Arbeitsraum 9 über den Rücklauf zurück in den Arbeitsmediumvorratsbehälter 20.

Der Rücklauf beziehungsweise das Verbindungsstück 25 desselben weist eine Mündung 26 im Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 auf, die zumindest im Nichtbremsbetrieb oberhalb des Arbeitsmediumspiegels 23 positioniert ist. Dabei ist die Mündung 26 in einem Steigkanal 27 positioniert, der sich in Vertikalrichtung von unterhalb des Arbeitsmediumspiegels 23 bis oberhalb des Arbeitsmediumspiegels 23, das heißt vom Arbeitsmediumvorratsvolumen 21 (eingetaucht in dieses) bis in das Luftvolumen 22 erstreckt. Der Querschnitt des Steigkanals 27 ist oberhalb des Arbeitsmediumspiegels 23 erweitert, sodass hier eine Volumenvergrößerung des Steigkanals erzielt wird, die eine Beruhigung und Entschäumung des Arbeitsmedium- Luft-Gemisches aus dem Wärmetauscher 17, das über die Mündung 26 einströmt, bewirkt. Die Querschnittserweiterung könnte alternativ auch im Bereich des Arbeitsmediumsspiegels 23 oder unterhalb von diesem vorgesehen sein. Hierdurch wird verhindert, dass unkontrolliert Arbeitsmedium beziehungsweise Schaum aus dem Einlassbereich 28 des Steigkanals 27 über die gezeigte Überlaufkante 29 hinweg in den Auslassraum 30 gelangt, in welchem die Mündung beziehungsweise Abzweigung 31 des Vorlaufes 7 unterhalb der Steigkante 29 positioniert ist. Insbesondere bezieht sich vorliegend die Angabe des Arbeitsmediumspiegels 23 auf die Position desselben im Nichtbremsbetrieb (auch Leerlaufbetrieb genannt), in welchem, wie nachfolgend noch erläutert wird, der Arbeitsmediumspiegel 23 seinen höchsten Pegel erreicht.

Parallel zum Vorlauf 7 ist ein Leerlaufkanal 32 am Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 angeschlossen, dessen Abzweigung 33 zumindest im Nichtbremsbetrieb unterhalb des Arbeitsmediumspiegels 23 in einem Pumpenabgriffskanal 34 positioniert ist. Über diesen Leerlaufkanal 32 wird im Nichtbremsbetrieb mittels einer Leerlaufpumpe 35 Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumvorratsvolumen 21 in den Arbeitsraum 9 gefördert, beispielsweise über den Arbeitsmediumeinlass 8 oder einen parallel hierzu vorgesehenen zusätzlichen Arbeitsmediumeinlass (nicht dargestellt). Da das Pumpenlaufrad der Leerlaufpumpe 35 von der Antriebswelle 5 angetrieben wird, ist die in den Arbeitsraum 9 geförderte Arbeitsmediummenge proportional zur Drehzahl des hydrodynamischen Retarders 1 beziehungsweise der Antriebswelle 5.

Das hier nicht näher dargestellte Pumpenlaufrad der Leerlaufpumpe 35 kann beispielsweise als Scheibe ausgeführt sein und ausschließlich dazu dienen, im Nichtbremsbetrieb eine gewisse Arbeitsmediummenge in den Arbeitsraum 9 zu fördern, wofür sie hinsichtlich ihrer Förderleistung entsprechend dimensioniert ist, was nicht ausschließt, dass diese Förderung auch im Bremsbetrieb stattfindet, wenn nämlich der Leerlaufkanal 32 nicht verschlossen wird.

Der Pumpenabgriffskanal 34 ist an seinem unteren Ende, das heißt dem Eintrittsende für das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumvorratsvolumen 21 gegenüber dem unteren Ende des Steigkanals 27 abgetrennt, vorliegend durch eine innere Wand 36 des Arbeitsmediumvorratsbehälters 20, die beispielsweise durch Einlegen eines Bleches in ein Gussteil ausgeführt sein kann. Somit ist es möglich, den Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 im Wesentlichen als Gusskonstruktion auszuführen, mit entsprechend eingelegtem Blech zur Abgrenzung des Pumpenabgriffskanals 34 und des Steigkanals 27. Alternativ kann diese Wand auch integral mit der Außenwandung des Arbeitsmediumvorratsbehälters 20 ausgeführt sein. In der Figur 2 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel für eine Wand 36 entsprechend dargestellt, wobei zusätzlich die dadurch erzielte Einströmrichtung 37 des Arbeitsmediums in den Pumpenabgriffskanal 34 und die Ausströmrichtung 38 des Arbeitsmediums am unteren Ende aus dem Steigkanal 27 dargestellt ist. Wie man sieht, ist die Ausströmrichtung 38 des Arbeitsmediums, das heißt jener Strömung, die aus der Mündung 26 (in der Figur 1 ) durch den Steigkanal 27 und unten aus diesem heraus strömt, von der Einströmöffnung des Arbeitsmediums in das untere Einlassende des Pumpenabgriffskanals 34 abgewandt, da auch das untere Ende beziehungsweise eine Öffnung am unteren Ende des Steigkanals 27 und die Einströmöffnung des unteren Einlassendes des Pumpenabgriffskanals 34 voneinander abgewandt sind, hier entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.

In der Figur 2 erkennt man ferner den Beruhigungsraum 15, der innerhalb des Arbeitsmediumvorratsbehälters 20 räumlich getrennt vom

Arbeitsmediumvorratsvolumen 21 positioniert ist. In der dargestellten senkrechten Schnittdarstellung durch den Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 sind im Bereich des Beruhigungsraumes 15 auch der Einlass des ersten Rücklaufes 10 und der Einlass des zweiten Rücklaufes 1 1 zu sehen, über welche Arbeitsmedium aus dem Retarder in den Beruhigungsraum 15 geleitet wird. Ferner erkennt man den Ausgang der Leitung 16 zum Wärmetauscher.

In der Figur 1 ist ferner ein am Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 angeschlossenes Restdruckentlüftungsventil 39 gezeigt, das hinsichtlich der Strömungsrichtung von aus dem Luftvolumen 22 ausströmender Luft parallel zu einem Steuerventil 40 eines Druckbeaufschlagungssystems 41 vorgesehen ist. Mit dem Druckbeaufschlagungssystem 41 kann Druckluft aus einer Druckluftquelle 42 über das Steuerventil 40 in das Luftvolumen 22 eingebracht werden, um dadurch den Arbeitsmediumspiegel 23 verdrängend nach unten zu drücken, sodass Arbeitsmedium im Steigkanal 27 nach oben gedrückt wird und damit mehr Arbeitsmedium in den Arbeitsraum 9 des hydrodynamischen Retarders 1 gefördert wird. Gleichzeitig kann über das Steuerventil 40 Luft aus dem Luftvolumen 22 abgelassen werden, sodass über dem Steigkanal 27 weniger Arbeitsmedium verdrängt und in den Arbeitsraum 9 gefördert wird und der Arbeitsmediumspiegel 23 ansteigt. Dementsprechend weist das Steuerventil 40, das insbesondere in Form eines Proportionalventils ausgeführt ist, einen ersten Anschluss 43 für die Druckluftquelle 42 auf, ferner einen zweiten Anschluss 44, der über die Luftleitung 45 mit dem Luftvolumen 22 in luftleitender Verbindung steht, und einen Entlüftungsanschluss 46, über welchen Druckluft in die Umgebung oder in einen Sammelbehälter geleitet werden kann. Aufgrund des konstruktiven Aufbaus des Steuerventils 40 ist selbst bei einer weitestgehenden Entlüftung des Arbeitsmediumvorratsbehälters 20 über das Steuerventil 40 ein geringer Überdruck im Luftvolumen 22 vorhanden, da sich vom Luftvolumen 22 bis zum Entlüftungsanschluss 46 des Steuerventils 40 ein Druckverlust einstellt. Dieser Überdruck kann nun mit dem Restdruckentlüftungsventil 39 ausgeglichen werden, indem dieses unterhalb eines vorgegebenen geringen Überdruckwertes im Luftvolumen 22 selbsttätig öffnet und somit den Restdruck des Luftvolumens 22, der über das Steuerventil 40 nicht abgebaut werden konnte, im zeitlichen Anschluss an die Entlüftung mit dem Steuerventil 40 entlüftet. Wenn hingegen nun über das Steuerventil 40 erneut Druckluft in das Luftvolumen 22 eingeführt wird, und somit der Druck im Luftvolumen 22 steigt, so schließt das Restdruckentlüftungsventil 39 oberhalb des durch bauliche Maßnahmen oder manuell eingestellten Druckwertes wieder und eine Entlüftung des Luftvolumens 22 über das Restdruckentlüftungsventil 39 findet nicht mehr statt.

Da das Restdruckentlüftungsventil 39 als passives Ventil ausgeführt sein kann, das allein aufgrund seiner baulichen Konstruktion oberhalb des vorgegebenen Druckwertes schließt und unterhalb dieses Druckwertes öffnet, wobei eine Hysterese vorgesehen sein kann, ist es nicht notwendig, eine Ansteuerung des Restdruckentlüftungsventils 39 von außen vorzusehen.

Mit Bezug auf die Figur 1 und die Figur 3 soll nachfolgend noch ein erfindungsgemäßer Gedanke dargestellt werden, der unabhängig von den zuvor dargestellten Gedanken und auch unabhängig von einem externen Arbeitsmediumkreislauf 2 ausgeführt werden kann. So weist der hydrodynamische Retarder 1 eine Profilentlüftung 47 auf, über welche der Arbeitsraum 9 beim Übergang vom Nichtbremsbetrieb zum Bremsbetrieb, demnach beim Befüllen des Arbeitsraumes 9 mit Arbeitsmedium, entlüftet wird. In der Profilentlüftung 47 ist ein Ventil 48 vorgesehen, das einen Ventilkörper 49 und einen Ventilsitz 50 aufweist, wobei der Ventilkörper 49 als Schwimmkörper ausgeführt ist, der immer dann, wenn er über den Kanal 51 mit Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 9 beaufschlagt wird, abdichtend gegen den Ventilsitz 50 gedrückt wird und somit das Ventil 48 schließt. Dadurch wird erreicht, dass kein Arbeitsmedium über die Profilentlüftung 47 entweichen kann. Wenn hingegen im Kanal 51 Luft vorhanden ist und somit kein Auftrieb des Ventilkörpers 49 erzeugt wird, wird der Ventilkörper 49 durch seine Gewichtskraft und/oder eine Vorspannkraft vom Ventilsitz 50 abgehoben und Luft kann über die Profilentlüftung 47 in die Umgebung ausströmen.

Unterhalb des Ventilkörpers 49 ist nun im Kanal 51 ein Zusatzvolumen 52 vorgesehen, durch welches die Oberfläche des Kanals 51 vor dem Ventilkörper 49 vergrößert wird beziehungsweise ein Beruhigungsraum geschaffen wird, in dem Arbeitsmedium aus der Luft abgeschieden wird.

In der Figur 3 ist eine mögliche konstruktive Gestaltung des Zusatzvolumens 52 gezeigt, welches dort als horizontale Erweiterung des Kanals 51 ausgeführt ist, wobei der Kanal 51 und das Zusatzvolumen 52 durch ein Gussteil oder eine anderweitig hergestellte Wand umschlossen wird. An dem dem Kanal 51 abgewandten Ende ist das Zusatzvolumen 52 durch einen Verschlusskörper 53, insbesondere in Form einer Schraube, verschlossen, sodass keine Luft und kein Arbeitsmedium am Ventilkörper 49 vorbei entweichen kann. Bei dem in der Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Zusatzvolumen 22 durch einen Zweigkanal gebildet, der durch eine Wand 59 umschlossen ist, die zugleich den Kanal 51 umschließt. Dieser Zweigkanal ist mit seiner Längsachse winklig oder, wie hier dargestellt, senkrecht zur Längsachse des Kanals 51 und damit zur Hauptströmungsrichtung des Arbeitsmediums und der Luft, die durch den Kanal 51 strömt, ausgerichtet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel strömt dabei das Arbeitsmedium beziehungsweise die Luft durch einen hier waagerecht angeordneten Zulauf 62 aus dem Arbeitsraum (nicht dargestellt) des Retarders in den Kanal 51 ein, wobei der Zulauf auch anders gestaltet sein könnte.

In dem Zusatzvolumen 52 beziehungsweise dem Zweigkanal sind an der Wand 59 Rippen 55 vorgesehen, um die Oberfläche der Wand 59 zu vergrößern, sodass eine zusätzliche Oberfläche zur Abscheidung von Arbeitsmedium gebildet wird. Eine solche zusätzliche Oberfläche kann auch, wie durch die gestrichelten Linien dargestellt, durch andere Einbauten, beispielsweise durch ein Sieb 56, gebildet werden, das hier in den Kanal 51 hinein ragt. Der Ventilkörper 49 kann entweder allein aufgrund seiner Schwerkraft in die Öffnungsstellung des Ventils 48 bewegt werden oder, wie angedeutet, durch ein Vorspannelement 57, beispielsweise in Form einer Druckfeder. Der Kanal 51 kann in der Umgebung des Retarders münden oder in einem hier nicht näher dargestellten Entlüftungsraum. Vorteilhaft ist der Auslass des Kanals 51 mit einem Entlüftungsgitter 58 versehen.

In der Figur 4 erkennt man nochmals in einem Horizontalschnitt durch den Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 (Blickrichtung nach unten) den Steigkanal 27 und den daneben positionierten Pumpenabgriffskanal 34. Beide Kanäle 27, 34 sind in das Arbeitsmediumvorratsvolumen 21 eingetaucht. Aufgrund der Positionierung des Horizontalschnittes etwas entfernt zum unteren Ende des Arbeitsmediumvorratsbehälters 20 erkennt man ferner den im Arbeitsmediumvorratsbehälter 20 positionierten Beruhigungsraum 15, der bereits in der Figur 2 dargestellt war, sowie die Leitung 18, die Luft aus dem Luftausgang des Beruhigungsraumes 15 führt. Der Beruhigungsraum 15 ist ebenfalls neben dem Steigkanal 27 positioniert, vorliegend auf der entgegengesetzten Seite wie der Pumpenabgriffskanal 34.

Der Pumpenabgriffskanal 34, der Steigkanal 27 und der Beruhigungsraum 15 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Deckelkörper 63 des Arbeitsmediumvorratsbehälters 20 positioniert, der beispielsweise einteilig durch Gießen hergestellt ist, und werden auf einer gemeinsamen Seite durch eine Dichtplatte 60 verschlossen. Die Dichtplatte 60 kann durch einen Deckel 65 verstärkt sein, der als separates Bauteil oder als Bauteil der zweiten Hälfte des Arbeitsmediumvorratsbehälters 20 vorgesehen sein kann, wobei die zweite Hälfte beispielsweise durch eine Gehäuseschale 64 des Retardergehäuses gebildet wird, das in der Figur 1 mit 6 bezeichnet ist. Der Deckel 65 kann am Deckelkörper 63 angeschraubt sein oder anderweitig befestigt. ln dem Deckel 65 ist vorliegend die Leitung 18 ausgebildet, welche ebenfalls auf einer Seite durch die Dichtplatte 60 verschlossen wird.

Die Einzelteile des Arbeitsmediumvorratsbehälters 20, hier die gegossenen Bauteile 63 und 64, schließen die Dichtplatte 60 zwischen sich ein. Die Dichtplatte 60 kann beispielsweise aus Metall, insbesondere aus Blech hergestellt sein.