(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．１ ロータ（2.0）を備えるロータ・ハウジング（1.0）と、
１．２ ステータ（4.0）を備えるステータ・ハウジング（3.0）とを有し、
１．３ ロータ・ハウジングとステータ・ハウジングとは、ロータとステータとの間にギャップが形成されるようにして、互いに結合されており、
１．４ 前記リターダは、前記ロータに対して前記ステータを軸方向に変位させるための手段を備えている流体式リターダにおいて、
１．５ 前記軸方向変位のための手段は、前記ステータ（4.0）を、「アイドリング」位置である第１位置から「動作」位置である第２位置へ自動的に移動させるための手段を備えることを特徴とする流体式リターダ。
【請求項２】
前記ステータを自動的に移動させるための手段は、前記ステータ・ハウジング内に配置された圧力空間（3.1）を備え、前記圧力空間の境界壁の少なくとも一部が、前記ステータの後面によって形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の流体式リターダ。
【請求項３】
前記ステータ・ハウジングは、二つの圧力空間を有し、そのうちの第２の圧力空間（3.2）は、リターダの流出口流路の一部であることを特徴とする、請求項２に記載の流体式リターダ。
【請求項４】
前記ステータ・ハウジングは二つの圧力空間を有し、そのうちの第１の圧力空間（3.1）は、リターダ充填流路の一部であり、第２の圧力空間（3.2）は、リターダの流出口流路の一部であることを特徴とする、請求項２に記載の流体式リターダ。
【請求項５】
更に他の圧力空間（3.3）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の流体式リターダ。
【請求項６】
前記ステータを自動的に移動させるための手段は、ステータのトルクを軸方向運動に変換するための手段を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の流体式リターダ。
【請求項７】
前記ステータのトルクを変換するための手段は、ピッチが均一なねじを有することを特徴とする、請求項６に記載の流体式リターダ。
【請求項８】
前記ステータのトルクを変換するための手段は、ピッチが不均一なねじを備えることを特徴とする、請求項６に記載の流体式リターダ。
【請求項９】
前記ねじは、ステータのねじの外面または内面のいずれかに設けられていることを特徴とする、請求項７または８のいずれかに記載の流体式リターダ。
【請求項１０】
前記ねじは、回転ねじとして形成されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の流体式リターダ。
【請求項１１】
前記軸方向にシフトするための手段は、未充填のリターダのステータをステータとロータとの間のギャップが最大になる位置に、軸方向にシフトするための、ロータとステータとの間に配置された少なくとの一つの復元装置を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の流体式リターダ。
【請求項１２】
前記復元装置の復元力は、機械的に、または空気的に、または流体的に発生させられるようになっていることを特徴とする、請求項１１に記載の流体式リターダ。
【請求項１３】
前記軸方向にシフトするための手段は、ピストンを備えることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の流体式リターダ。
【請求項１４】
軸方向にシフト可能なステータを、「アイドリング」位置である第１位置から「動作」位置である第２位置へ自動的に移動させるための方法であって、流体式リターダは、ステータの後面に少なくとも一つの圧力チャンバーを備えており、前記リターダのステータ後面に配置された少なくとも一つの圧力空間において、前記リターダに作動媒体を充填することによって、前記ステータが第１の位置から第２の位置に動かされるような圧力を生成させ、それによって、前もって決められたギャップ間隔が、ステータとロータとの間に形成させることを特徴とする方法。
【請求項１５】
軸方向にシフト可能なステータを、第２の位置に自動的に移動させるための方法であって、流体式リターダは、ステータ・トルクを軸方向の運動に変換するための手段を備え、次の関係、
Ｆ（軸方向機械力） ＞ −Ｆ（軸方向油圧力）
を有し、それによって、前記ステータがアイドリング位置から動作位置に移動させられ、またそれによって、前もって決められたギャップ間隔が、ステータとロータとの間に形成させられることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記リターダは復元装置を備え、リターダを空にすることによって、前記リターダが自動的に前記第１の位置に移動させられるようになっていることを特徴とする請求項１４または１５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１に包括的用語で記載された流体式リターダと、システム・エネルギーによって、第１の位置から第２の位置にリターダを自動的に変位させる方法とに関する。
流体式リターダは、例えばＶＤＩハンドブックのギヤ技術ＩＩ、ＶＤＩガイドラインＶＤＩ２１５３、流体式動力伝達コンセプト−構造形式−動作方式、第７章、ブレーキまたはダブルス、機械構造に関するハンドブック、第１８版、Ｒ４９〜Ｒ５３ページから公知であり、これらの刊行物の内容を本願で十分に考慮する。このようなリターダは、特に自動車あるいは激しい交番動作をする装置に使用する場合に、羽根を装備した動作循環系を、作動流体で満たしたり空にしたりすることによって、オン・オフにスイッチングする。またオフにスイッチングされたリターダに関しても、例えば循環しているオイルの残留分によって静止モーメントが存在する。この静止モーメントによって決められる制動モーメントは、非常に僅かではあるが、高速回転のための非常に厄介な影響を及ぼすことがあり、またリターダの許容限界を超えた高い発熱を起こす可能性がある。
通気損失を回避するために既に、多くの解決案が知られている。これらの中でも、とりわけ、ステータ・ボルトを使用する案と循環排気する案とがある。しかし、これらの解決案は、その実施が非常に高価につき、スペース要件を増大させ、リターダ寸法を更に大きくする。
ステータ・ボルトを使用することに伴う実質的な欠点は、ステータのプロフィルベースの形状によって、制動動作時にボルトが作動循環系にまで延び、それに伴って、この循環系を乱すということにある。正確に決められた量のオイルが、アイドリング動作時に別の循環系に含まれるような別々の外部冷却循環系を使用できるようにするには、追加の部品が必要となるので、その実施に際して非常に多くの費用がかかる。更に、個々の循環経路間を確実に分離できることを、常に保証していなければならない。
アイドリング損失を減らすための別の可能な案は、ロータ翼車に対してステータ翼車を揺動する方法である。ロータ翼車に対するステータ翼車の位置変化あるいは変位させることの可能性については、下記の刊行物から既に知られている。
１．ドイツ国特許第３１１３４０８号明細書
２．ドイツ国特許公開第４０１０９７０号公報
３．ドイツ国特許公開第４４２０２０４号公報
４．ドイツ国特許公開第１６００１８７号公報
５．ドイツ国特許公開第３０４２０１７号公報
これらの実施面における問題は、異なる動作状態に対してアクティブに適応することにある。
ドイツ国特許第３１１３４０８号明細書は、静止装置、例えば風のエネルギーを熱に変換する風力装置に使用するためのリターダのステータ翼車調整について開示している。この調整は、手動によって、あるいは相応する補助手段によって行われる。ステータ翼車を振り切った位置にセットすることは、機械的な補助手段を用いて、例えばねじの形の補助手段で行われる。この調整は、流体ブレーキを風力装置に適応させるために行われる。調整実現のための所要時間は相応に長く、したがって、どうしても車両用には適しない。
ドイツ国特許公開第４０１０９７０号公報に開示されたリターダは、第１に挙げた刊行物のものと類似しており、位置が可変のステータ翼車を備えている。しかし、制動モーメントに加えて発生する、制動モーメントに比例した反作用力によって、位置変化が起こる。この反作用力は、翼車の対応する形態と挙動とによって発生する。この反作用力には、調整装置によってもたらされる調整力が対抗している。調整力の大きさは、閉じたシステムに作用するすべての外部モーメントの和がゼロに等しくなるという条件のために、反作用力と制動モーメントとの効果に決定的な影響を及ぼす。
両方の可能性は、制動モーメントの設定と制御とに役立つ。これらは、構造上、コストが増し、部品点数が多いという点において顕著な欠点を有する。
ドイツ国特許公開第４４２０２０４号公報には、アイドリング動作時の変わった挙動のために、ロータ翼車とステータ翼車との間の空気が動かないか、あるいは空気のごく一部が、動く位置に自動的に移動する自動揺動ステータを有するリターダが記載されている。
ドイツ国特許公開第３０４２０１７号公報からは、アイドリング損失の低減のために、リターダのアイドリング時に循環する空気と流体とが、ステータ、ロータ間の動作空間の外へ少なくとも部分的に導かれ、これがアイドリング損失をかなり減少させるように、アイドリング時に流出口開口部を、閉塞リングに設けることが記載されている。しかし、動作位置に閉塞リングを引き込むには、追加の制御圧力の発生を必要とする。
ＤＥ１６００１８７．９は、前もって決められた制動モーメントの設定のために、シフト可能なステータ翼車を有するリターダを示している。この構造の欠点は、前もって決められた位置に翼車を持ってくるために、追加のシフト手段が必要になるということである。
そこで本発明の課題は、前述の欠点を回避し、流出口における前述のタイプのリターダを更に改良することにある。アイドリング動作は、リターダの全動作時間の約９５％に達するため、アイドリング・パワーを最小にすることが要求される。同時に、構造上のコストを最小にするために、リターダは、システム・エネルギーによって、動作準備が整った状態にセットされるべきである。
上述の問題は、請求項１記載の特徴を有する流体式リターダによって解決される。
本発明の解決策によれば、リターダは、ロータに対してステータを軸方向に変位させるための手段を持っている。これにより、リターダを動作させる際にアイドリング時にステータとロータとの間に存在する空隙を自動的に修正することが可能となる。
ロータとステータとの間の十分な大きさの間隔によって、空になったリターダの空気循環の反作用モーメントは、非制動動作時の許容限界を超える加熱が避けられるほどに大きく低減される。
ステータ・ハウジング内のステータの軸方向にシフト可能なベアリングは、回転に関して、例えばロータ・シャフトの回転に関して、いかなるシーリングも必要としないので、ステータ・ハウジングに対して、ステータ内部空間に比較的単純なシーリングを設けるだけでよいという利点を持っている。
第１の実施形態において、ステータ・ハウジングは、少なくとも一つの圧力空間（図１に（3.1）で示す）を持っており、この場合には、圧力空間の境界壁の一部は、ステータの後面によって形成されている。これにより、ステータの後面に配置された圧力空間が、ピストン方式でステータを圧力によって軸方向に変位させるために役立つ圧力媒体で満たされて、ステータの変位が達成されることとなる。
もしステータ・ハウジングが、２個の圧力空間を持っていれば特に有利である。その場合、これらの圧力空間の一つは、リターダの流出口流路（図１に（3.2）で示す）の一部である。本発明のこのような実施形態によると、リターダが空になり、それに伴って、スイッチオフされた状態で、相応するサイズのギャップが発生し、ステータとロータとが大きく切り離されるときには、ステータ・ハウジングにはもはや圧力が作用しないという利点を持っている。
もし第１の圧力空間が、リターダのための充填流路（図２に（3.1）で示す）の一部であれば特に有利である。これによって、絶えず狭くなっていく動作中の翼車ギャップ内に上昇する流出口圧力が生じるように、リターダが満たされるときに、ステータはロータに対して軸方向にシフトされる。
本発明の有利な更なる発展形においては、ステータ・ハウジング内に更に別の圧力空間、例えば第３の空間を設ける。これは、第１および第２の圧力空間が充填流路または流出口流路の一部であるときに特に有利である。このようにすると、圧力空間（3.3）によって、すなわち例えばリターダが既に空になっているか、まだ完全には満たされていないか、あるいはほんの部分的に満たされている場合に、追加の圧力を発生させることができる。
もし、ステータがロータから自動的に切り離されるものとすれば、ロータとステータとの間に、復元装置を設けると有利である。この復元装置（5.0）の助けによって、非制動動作時のステータまたはロータを、ステータがロータから大きなギャップによって分離され、それによって、大きく切り離される位置にまで自動的に移動させることが可能となる。
本発明の更に他の実施形態においては、前記復元装置は、少なくとも１個のスプリングを含むことが可能である。特に好適な実施形態では、この復元は、圧力を掛けることによって行うこともできる。
ロータに対してステータを変位させるための手段としては、第１の実施形態では、例えばピストンが設けられ、第２の実施形態では、電気的なセッティング駆動装置が設けられている。
特に経済的な実施形態では、自動シフトのための手段が、ステータ・トルクを軸方向の運動に変換するための手段を含んでいる。第１の位置、すなわちあるいはアイドリング位置で、もしリターダが、ステータ・トルクの変換の変換に基づいて回転状態にセットされるのであれば、次の関係、
Ｆ（軸方向機械力） ＞ −Ｆ（軸方向油圧力）
が維持され、したがって、ステータとロータとの間の間隔は、動作状態の間隔に達するまで減少する。
ステータに作用するトルクを軸方向の運動に変換することに関しては、数多くの構造的な解決策が考えられる。
ステータの外面または内面に、ステータをガイドするねじを配置することができる。
このねじ山は、図４に（7.0）で示す均一なピッチを備えていることが好ましい。また滑りブロック・ガイド（7.2）も考えられる。
以下、本発明を図面に示す例により説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるリターダを示す。
図２は、更なる圧力空間を有する図１の本発明の発展形を示す。
ーダを示す。
図３は、充填流路がロータ側に配置されている本発明の一実施形態を示す。
図４は、軸方向変位のための均一ピッチのねじ、すなわち滑りブロック・ガイドを備える本発明の一実施形態を示す。
図５は、セッティング駆動装置を有する本発明の一実施形態を示す。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す。ロータ（2.0）を受け入れるロータ・ハウジング（1.0）とステータ（4.0）を備えるステータ・ハウジング（3.0）とからなる流体式リターダが示されている。本実施例のロータ（2.0）は、シャフト（10.0）に固く結合されている。シャフト（10.0）は、例えば伝動装置（10.1）に、一次リターダの場合は、電動機のクランクシャフトに、さもなければ装置の非駆動側に配置されたシャフトに結合され、例えば二次リターダの場合は、装置の非駆動フランジのシャフトに結合されている。
ロータとステータとの間には、ギャップ（12.0）または（12.1）が存在する。制動動作時にギャップ（12.0）が生じるが、一方、制動オフ時にギャップ（12.1）が生じる。
更に、大きなシーリングコストを必要とせずに、個々の羽根に関して、ステータを介して循環部の中心に対し、リターダの充填を行うことができる。このような充填のために、低い圧力レベルで制動モーメントをセットでき、また全体のエネルギー消費も非常に僅かになるという利点がある。
ここに述べた実施形態は、ステータ・ハウジング（3.0）内の二つの圧力空間が形成されるという点で特に際立っている。圧力空間（3.1）は、リターダの充填流路の一部であり、圧力空間（3.2）は、流出口流路の一部である。圧力空間（3.1）または（3.2）は、壁構造としてのハウジング壁の一部とステータ後面（4.4）とを含んでいる。ステータは、これらの圧力空間または圧力流路（3.1）および（3.2）が、互いにシールされるように、可変直径上にピストン・シーリング（4.2）を備えている。ステータ・ハウジング内においてステータが取り得る位置は、位置ＡおよびＢで示されている。位置Ａでは、リターダは、制動動作状態にあり、この場合、ステータ（4.0）とロータ（2.0）との間の間隔（12.0）は極めて僅かであるが、これに対して、図１に示すように静止位置Ｂにおける「アイドリング動作」時では、ステータはロータから大きく離れた距離（12.1）にある。
更に、ステータ・ハウジング内のステータの軸方向のガイドを示す。圧力スプリング（5.0）は、ステータに作用し、リターダが充填されていないときには、復元力によって図１に示す「アイドリング位置」に自動的にステータをシフトする。「アイドリング位置」にあるステータ（4.0）とロータ（2.0）は、構造上可能な範囲内で、最大距離分離されている。この静止位置のステータ（4.0）とロータ（2.0）との間のギャップ（12.1）は十分に大きいので、これら二つの翼車は実質的に分離されており、それによって、アイドリング動作状態、すなわち空になったリターダによるアイドリングの熱エネルギーの発生は最小限になっている。
図１に示す実施形態で特に有利なことは、次に述べるように、図１の下部に示す動作位置および、前述の静止位置へのステータの変位が、完全に自動的に行われるということである。これは、リターダを起動した後に、例えば、スイッチオン・インパルスの助けによって、充填流路と割り当てられた圧力空間（3.1）とを通って、リターダの作動媒体がリターダ内に流入することによって達成される。
充填流路のゾーン内のステータ後面（4.4）に作用する圧力によって、ステータ（4.0）は、スプリング（5.0）の力に抗して、図１の下半分に示す動作位置まで軸方向に、ギャップ（12.0）を残してシフトされる。ステータの後面に圧力を働かせることによって、制動動作の位置にステータを自動的に移動させて保持するために外部から追加の力を加えなくてもよいという利点がある。
図１の下半分に示す動作位置にリターダを確実に保持することは、これに割り当てられた圧力空間（3.2）の上の流出口流路内の圧力が、ステータ（4.0）の後面に作用することによって達成される。
非制動動作時、すなわちアイドリング動作時の作動媒体が、例えばスイッチオフ・インパルスによって排出され、リターダが空にされると、充填流路上の作動媒体の供給は中断され、それから圧力空間（3.1）と圧力空間（3.2）のゾーン内の圧力は、最小値まで低下する。これらの圧力は、もはや、スプリング（5.0）を圧縮して、ステータを動作位置に保持するためには十分でない。そこでステータ（4.0）は、図の下半分に示す静止位置にまで移動させられる。このことは、例えばアイドリング損失が、金属チークの挿入によって最小にされる実施形態とは対照的に、自動的に行われる。すなわち、高い製造費用を要する追加のレバー装置および別の機械システムは必要ではない。
本発明形態では、トルク支持は、滑りブロック・ガイド（6.0）によって行われている。しかし、これには、制限はない。関係技術者であれば、例えば外径部上に設けたカム、ガイド・ボルト、あるいはギヤ・システムといった他の手段も容易に考え付くことができよう。
図１に示す解決策の特別の利点は、ステータ（4.0）を軸方向に変位するために、外部の手段は必要なく、このために、本システム内で既に利用可能な圧力に頼ることが可能であり、また非動作位置にあるリターダは、自動的にその静止位置へ移動する。
図２は、本発明の他の実施形態を示し、図１のものと同じ構成要素には、同じ符号を付してある。再び、ロータ（2.0）を有するロータ・ハウジング（1.0）とステータ（4.0）を有するステータ・ハウジング（3.0）とからなる流体式リターダが示されている。充填流路（3.1）と流出口流路（3.2）は、これらがステータ後面に作用するように配置されている。
図１で説明した実施形態に加えて、ハウジングは、ステータ後面に作用する更に別の圧力空間（3.3）を備えている。圧力空間のシーリングオフは、ピストン・シーリング（4.2）によって確保されている。
図１に示されているように、復元装置として圧力スプリング（5.0）が示されている。
このシステムの作用は、図１に示すシステムの作用と類似している。本質的な違いは、追加の圧力空間（3.3）のために、外部から圧力が追加的にステータに作用し得るということにある。流体、すなわち、液体または気体のいずれかが、圧力空間（3.3）に供給される。圧力空間（3.3）は、リターダの作動流体とは独立に充填できるため、流路（3.1）内の充填圧力が上昇する前に、ステータ（4.0）を、スプリング力（6.0）に抗してロータ（2.0）の方向に、またそれと共に、動作位置まで軸方向に変位させることが可能である。これによって、リターダのスイッチオンの時間を、明確に短縮できる。
図２の上半分に示す静止位置へのリターダの自動的な軸方向シフトは、圧力スプリング（5.0）の復元力によって、図１と同様に行われる。
図３は、本発明の更に他の実施形態を示し、同じ構成要素は同じ符号を付してある。
図１、図２とは対照的に、この場合のリターダは、ステータの充填を行わず、ロータの充填を行う。従って、充填流路（3.1）は、ロータ・ハウジング（1.0）とロータ（2.0）との間にある。ロータは、充填流路に対するシーリング（1.1）を備えている。
ロータとロータ・ハウジングとの間のゾーンに充填流路を配置したことによって、圧力空間（3.2）と（3.3）のシーリングのために、ステータの後面にシールを設ける必要はなくなる。圧力空間（3.2）は、流出口流路の一部であり、圧力空間（3.3）は、リターダの作動流体とは独立に充填可能の別な圧力空間となっている。
圧力空間（3.2）の有効表面が拡大されているため、ステータを軸方向にシフトするための圧力は低減され、リターダをより短くすること、すなわち構造空間を小さくすることができる。ステータに対して作用するスプリングの形をした復元装置が、図１および図２と同様に設けられている。
図３に示すリターダの動作の要領に関しては、図１および図２に関して先に述べた説明のところと同じである。起動も同様に行われる。
図４は、本発明の更に別の実施形態を示し、同じ構成要素は同じ符号を付してある。
図４に示す実施形態は、ステータ・ハウジング（3.0）内でステータを軸方向に変位させるための追加の手段として、ねじ（7.0）、好適には急勾配のねじ山を有し、これにより、ステータに作用するトルクを軸方向運動に変換することができるようになっている。図４の下半分に示すねじ山（7.0）は、必要に応じ滑りブロック・ガイド（7.2）の変形体の外径部上に設けてもよい。このガイドのギャップと環状空間の圧力とは、漏洩流体が機能を損なわないように選択される。
図５の実施形態は、電動機セッティング駆動装置（8.0）を有する、本発明によるリターダを示す。このシステムは、セッティング駆動装置の助けによって、非常に単純な態様で、動作中のホイール・ギャップを無段階的に調整できるという利点を備えている。
これは、圧力空間（3.1）および（3.2）内に発生する圧力に加えて、セッティング駆動装置の助けにより、ステータ後面にギャップ（12.0）の保持に必要な力が生成されるか、あるいは、セッティング駆動装置の助けによってこの力が削減され、それにより、ロータとステータとの間のギャップが拡大されることによって遂行される。これは、セッティング駆動装置の助けによって、ステータとロータとの間に最大間隔（12.1）、すなわちアイドリング間隔が得られるまで行われる。任意の中間的なセッティングも可能である。
したがって本発明によれば、第１に、構造的にコンパクトなリターダの利用が可能となり、そのため、アイドリング損失は、最小になり、かつ制動モーメントの無段階調整が可能となる。
【図１】
0003980071.tif 000002
【図２】
0003980071.tif 000003
【図３】
0003980071.tif 000004
【図４】
0003980071.tif 000005
【図５】
0003980071.tif 000006