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Sekundärteilzur Steuerung der Bremswirkung der Abdeckschieber vollkommen ausgerückt gehalten und nur die Füllung des Strömungsraumes verändert wird und dass lediglich bei Nichtbremsbetrieb, d. h. bei entleerter Brem- se, zum Zwecke der Verminderung der Luftwirbelverluste im Strömungsraum der Bremse der Abdeckschie- ber eingerückt wird. Bei eingerücktem Abdeckschieber kann die in der Bremse befindliche Luft nun nicht i mehr vom Primärteil in den Sekundärteil übertreten. Demgemäss sind für den verschiebbaren Abdeckschie- ber nur zwei Stellungen notwendig die eingerückte und die ausgerückte Stellung, was die Betätigung und
Steuerung des Abdeckschiebers wesentlich vereinfacht.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Bremse besteht darin, dass der Abdeckschieber nie wäh- rend des Bremsvorganges eingerückt ist, also während eines Vorganges, bei dem grosse Kräfte entstehen (Vernichtung der kinetischen und potentiellen Energie des Fahrzeuges). Vielmehr ist der Abdeckschieber stets nur dann eingerückt, wenn der Strömungsraum der Bremse entleert ist. Die Kräfte der Luftwirbelung sind aber gegenüber den vorerwähnten Bremskräften sehr gering. Demgemäss kann der Abdeckschieber in entsprechend leichter Bauweise ausgeführt sein ; auch die Führung der Teile des Abdeckschiebers kann ent- sprechend einfach gehalten werden.
Was dieForm und damit dieAbdéckungsverhältnisse des Abdeckschie- ; bers angeht. so sind geradlinig und bogenförmig begrenzte Abdeckschieber bekannt. Von Nachteil ist, dass die bekannten Formen viel Platz beanspruchen, wenn die Teile des Abdeckschiebers zur Erzeugung der vollen Bremsleistung ganz ausgefahren werden sollen. Das Bremsgehäuse ist deshalb verhältnismässig gross.
Diesen Nachteil versuchte man bereits dadurch zu beheben, dass man sichelförmige Abdeckschieber um einen an ihrem einen Ende befindlichen Drehpunkt schwenkbar anordnete und die Abdeckung der Be- schaufelung mehr oder weniger unvollständig liess. Insbesondere am Aussendurchmesser der Beschaufelung blieben hier wichtige Teile des Strömungsraumes unabgedeckt. Gerade diese Teile am Aussendurchmes- ser sind aber sehr wichtig, da die Bremswirkung bei einem Strömungskreislauf mit der fünften Potenz des
Profildurchmessers steigt. Diese schwenkbaren Abdeckschieber erlauben also nicht ein so weitgehendes
Vermindern der Luftwirbelverluste, wie dies bei Fahrzeugantrieben erforderlich ist. Eine wirksamere Ab- deckung wäre bei der an sich ungünstigen Schwenkbewegung der Abdeckschieber nur auf Kosten eines grö- sseren Bremsgehäuses gegangen.
Andere bekannte zweiteilige, sichelförmige Abdeckschieber werden geradlinig und in entgegenge- setzten Richtungen verschoben. Aussen- und Innenkontur bilden einen Kreisbogen mit einem Durchmesser, der gleich ist dem Aussendurchmesser der Beschaufelung. Auch hier bleiben grosse Teile der Beschaufelung sowohl am Aussen- als auch am Innendurchmesser unabgedeckt. Es sind also auch dort die bereits erwähn- ten Mängel vorhanden, die dadurch noch besonders hervortreten, dass die der Welle zugewandte Schieber- kontur eine reine Kreisbogenform hat und die Abdeckschieber daher in eingeschobenem Zustand an zwei
Stellen grosse Teile des äusseren Bereiches der Beschaufelung unabgedeckt lassen, was nach dein oben Ge- sagten unzweckmässig ist.
Gerade der mittlere Bereich der Beschaufelung ist das Gebiet, in dem eine gute Abdeckung bei den bisher bekannten Ausführungen auf Kosten der Gehäusegrösse ging. Jede Verbesserung der Abdeckung bei gleichbleibendem Ausmass des Gehäuses kann daher als wichtig und fortschrittlich angesehen werden.
Um die aufgezeigten Mängel zu vermeiden und das angedeutete Problem zu lösen, wird daher nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Teile des mehrteiligen Abdeckschiebers in an sich bekannter Weise radial zur Bremswelle verschiebbar sind, dass diejenigen Bereiche der Abdeckschie- berteile, die in eingerücktem Zustand aneinanderliegen, gerade Kanten haben und dass die der Bremswel- le zugewandte Kontur jedes der Abdeckschieberteile in ihrem mittleren Bereich von einem Teil eines
Kreisbogens gebildet wird, dessen Radius gleich oder annähernd gleich dem Aussenradius des beschaufelten
Strömungsraumes ist, wogegen die beiden Endbereiche dieser Kontur gegenüber der vorgenannten Kreisbo- genform radial einwärts versetzt sind. Diese Abweichung von der Kreisbogenform kann z.
B. in einer ge- radlinigenAbschrägung bestehen oder darin, dass die Endbereiche einen kleineren Radius aufweisen als der mittlere Bereich. Bei eingerücktem Abdeckschieber liegen dann die übrigen gerade ausgebildeten Teile der der Bremswelle zugewandten Schieberseiten aneinander an, und es verbleibt somit lediglich eine ellip- senähnliche Durchgangsöffnung zwischen der Primär- und Sekundärbeschaufelung unabgedeckt. Der jetzt nicht abgedeckte Teil der Beschaufelung ist aber gegenüber den bisher bekannten Anordnungen kleiner und praktisch vernachlässigbar, da sich die nicht abgedeckten Stellen auf kleinen Durchmessern der Be- schaufelung befinden. Bei ausgerückten Abdeckschiebern deckt sich der mittlere Bereich der der Brems- welle zugewandten Kontur ganz oder annähernd mit dem Aussenumfang der Beschaufelung.
Nur die äusseren Bereiche dieser Kontur ragen als Ecken zwischen die Primär- und die Sekundärbeschaufelung hinein.
Diese hervorspringenden Ecken beeinträchtigen jedoch die volle Bremsleistung fast gar nicht, weil sie die wirksameBeschaufelungsfläche und damit dieBremsleistung nur verhältnismässig unbedeutend verkleinern.
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In eingerückter Stellung der Abdeckschieber dagegen ist nunmehr die der Bremswelle zugewandte Kontur besser dem inneren Durchmesser der Beschaufelung angepasst und wirksamer in bezug auf die Abdeckung als eine Kontur, die lediglich aus einem Kreisbogen gleich dem Aussendurchmesser der Beschaufelung be- steht. Hiedurch werden bei entleerter Bremse die Ventilationsverluste praktisch ausgeschaltet.
Die der Bremswelle abgewandte Kontur der Abdeckschieber wird zumindest in ihrem mittleren Be- reich in an sich bekannter Weise konvex ausgebildet und von einem Kreisbogen gebildet, dessen Radius gleich oder annähernd gleich dem Aussenradius des beschaufelten Strömungsraumes ist, während die üb- rigen Bereiche vorzugsweise Geraden bilden. Diesem Konturenverlauf ist das Gehäuse angepasst und erhält dadurch eine minimale Baubreite.
Eine bezüglich der Abdeckung besonders vorteilhafte Bauart der hydrodynamischen Bremse ist die, zwei Abdeckschieberhälften zur Abdeckung der Beschaufelung vorzusehen, wobei die Abdeckschieberteile zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet und senkrecht zur Symmetrieachse der Abdeckschieberteile in entgegengesetzten Richtungen verschiebbar sind. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Teile des Abdeck- schiebers mindestens an je einer der beiden zur Verschieberichtung parallel laufenden Seiten je eine Ge- windemutter aufweisen, die auf einer mit gegenläufigen Gewindesteigungen versehenen, gemeinsamen
Spindel verschiebbar ist.
Eine zweckmässige Betätigung des Abdeckschiebers erfolgt auf hydraulischem oder pneumatischem
Wege mittels eines Servomotors. Diese Betätigung ist deshalb besonders zweckmässig, weil zur Füllung des
Strömungsraumes der Bremse bereits eine Ölpumpe vorhanden ist bzw. die Steuerung der Fahrzeuge mei- stens pneumatisch erfolgt. Ausserdem gestaltet sich die Schaltung der Verschiebe-Hydraulik bzw. -Pneu- matik dadurch besonders einfach, dass der Schieber nur die beiden Endstellungen haben muss. Diese Schal- tung kann natürlich mit der Fahrbedienung des Fahrzeuges gekoppelt werden.
Die Betätigung des Abdeckschiebers kann nach einem weiteren Vorschlag vom Servomotor aus über eine Kolbenstange oder über einen Hebelmechanismus erfolgen. Bei der Benutzung des Hebelmechanismus ist für mehrere Abdeckschieberteile nur ein einziger Servomotor erforderlich.
Damit bei entleerter Bremse und eingerücktem Abdeckschieber möglichst auch keine Luftwirbelveluste durch Undichtigkeiten zwischen Primär- und Sekundärteil der Bremse entstehen, werden zweckmä- ssigerweise die Abdeckschieberteile mittels Federn an die stillstehende Sekundärbeschaufelung angedrückt. Die Dichtwirkung kann mit allgemein bekannten Dichtelementen, wie z. B. Dichtlippen hoch erhöht werden.
Die hydrodynamische Bremse muss, wenn sie den Bedürfnissen der Praxis genügen soll, bei einer Drehzahl, die erheblich unter der Höchstdrehzahl liegt, bereits das volle Bremsmoment aufbringen. Wenn ein Schienenfahrzeug beispielsweise eine Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h erreichen soll, so wird eine Talfahrt, bei der die hier beschriebene Bremsung wirksam werden soll, bei einer wesentlich niedrigeren Geschwindigkeit vonstatten gehen. Bei einer Geschwindigkeit von vielleicht 40 km/h muss also bereits ein ausreichendes Bremsmoment entwickelt werden. Um die Dimensionen der hydraulischen Bremse trotzdem klein zu halten, wird daher die Drehzahl der Bremse möglichst gross gewählt. Dementsprechend wird die Bremswelle in vorteilhafter Weise mit einer der schnellstlaufenden Getriebewellen verbunden.
Ist ein Strömungsgetriebe vorhanden, so wird die Bremse zweckmässigerweise an dessen Sekundärwelle, u. zw. möglichst an die am schnellsten laufende Sekundärwelle, angeschlossen.
Bei Bremsen in Doppelanordnung ist zweckmässigerweise jeder der beiden Strömungsräume mit je einem mehrteiligen Abdeckschieber versehen, wobei je ein Teil des Abdeckschiebers des einen Strömungsraumes mit dem benachbarten Teil des Abdeckschiebers des andern Strömungsraumes starr verbunden ist.
Als Ausführungsbeispiel wird eine Doppelbremse mit erfindungsgemäss ausgebildeten Abdeckschiebern dargestellt. Hiebei zeigen Fig. 1 die Doppelbremse im Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 den Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine abgewandelte Form des Abdeckschiebers und Fig. 4 einen zweiteiligen Abdeckschieber mit einem schematisch dargestellten Hebelmechanismus.
Nach Fig. 1 ist ein zweigeteiltes Bremsgehäuse 1 mit seiner einen Stirnseite mit einem hier nicht dargestellten Getriebe, das abgebremst werden soll, fest verschraubt. Ein Läufer 3, dessen Schaufelkammern 4 und 4a spiegelbildlich angeordnet sind, ist fliegend auf einer Getriebewelle 2 angebracht. Im stillstehenden Gehäuse 1 befinden sich gegenüber der Läuferbeschaufelung Gehäusekammern 5 und 5a. Die Kammern 4, 5 und 4a, 5a ergeben zusammen die beiden Strömungsräume der Bremse. In beiden lassen sich Abdeckschieber 6 und 6a ein-und ausrücken. Die Bremsflüssigkeit gelangt durch eine Öffnung 7 des Gehäuses 1 und durch Kanäle 8 in die Strömungsräume 4,5 und 4a, 5a und tritt durch eine Öffnung 9 des Gehäuses 1 aus der Bremse aus.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weisen die Abdeckschieberteile 6 und 6'Muttern 10 und 10'auf, in die eine je zur Hälfte mit gegenläufigen Steigungen hergestellte Gewindespindel 11 eingreift. Die Ge- windespindel ist in Lagern 12 drehbar gelagert und trägt an einem Ende einen Vierkant 13, über den die
Gewindespindel betätigt wird, wobei der Abdeckschieber ein-und ausgerückt wird. Die Fig. 2 zeigt den
Abdeckschieber in ganz eingerückter Stellung, d. h. die Bremse ist-bei zugleich entleerten Strömungs- räumen-ausgeschaltet. Dabei liegen die Schieberkanten 14 und 14'oben und unten aneinander an. Die der Bremswelle abgewandte Kontur deckt sich in ihrem mittleren Bereich 15 und 15'mit dem Aussen- durchmesser 16 der Beschaufelung.
Wird der Abdeckschieber nun ausgerückt, so deckt sich der mittlere
Bereich 17 und 17'der der Bremswelle zugewandten Kontur mit dem Aussenumfang 16 der Beschaufelung, während sich-die der Bremswelle abgewandte Kontur an die Innenfläche des Gehäuses 1 anschmiegt. Le- diglich die Teile 18 und 18'der der Bremswelle zugewandten Kontur, die hier mit einem gegenüber dem halben Aussendurchmesser der Beschaufelung kleineren Radius ausgebildet sind, ragen in ausgerücktem Zu- stand des Abdeckschiebers als Ecken in die Beschaufelung hinein.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung eines Abdeckschiebers 19, wobei in dem äusseren Bereich der der
Bremswelle zugewandten Kontur eine radial nach innen versetzte gerade Kante 20, 20'vorhanden ist, die die bisher übliche öffnung der Abdeckschieber in eingerücktem Zustand in erfindungsgemässer Weise verkleinert.
In den Fig. 1 - 3 sind schliesslich die Dichtungen 21,21', 21"und 21'"dargestellt, die an den Ab- deckschiebern 6, 6', 6a und 19 angebracht sind und an entsprechenden Gegenflächen am Gehäuse 1 anliegen. Es wird damit eine gute Abdichtung zwischen Primär- und Sekundärteil erreicht und ein an dieser Stelle sonst auftretender Luftwirbelverlust vermieden.
In Fig. 4 wird die Betätigung eines Abdeckschiebers mittels eines Hebelmechanismus dargelegt. An Abdeckschieberteilen 22 und 22'sind Gelenke 23 und 24 angebracht, in denen Hebel 25 und 26 drehbar gelagert sind. Die Hebel 25 und 26 sind weiterhin in ortsfest angebrachten Führungen 27 und 28 und in auf einer Kolbenstange 33 vorgesehenen Führungen 29 und 30 verschiebbar angeordnet. Die Abdeckschieberteile werden an Flächen 31 und 32 geradlinig geführt. Durch wechselweises Beaufschlagen der Flächen eines Servokolbens 35, der in einem Zylinder 36 geführt wird, mit einem Druckmittel über Leitungen 37 bzw. 38 wird der Kolben 35 bewegt und rückt die Abdeckschieberteile ein und aus, wodurch die gestrichelt angedeutete Beschaufelung abgedeckt bzw. freigegeben wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. HydrodynamischeBremse für Fahrzeuge, insbesondere solche mit Strömungsgetriebe, die einen in den Strömungsraum zwischen dem beschaufelten Primärteil und dem beschaufelten Sekundärteil einschiebbaren mehrteiligen Abdeckschieber sowie eine Vorrichtung zum stufenlosen Füllen und Entleeren des Strömungsraumes der Bremse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, dass zur Steuerung der Bremswirkung der Abdeckschieber vollkommen ausgerückt gehalten und nur die Füllung des Strömungsraumes verändert wird und lediglich bei Nichtbremsbetrieb, d. h. bei entleerter Bremse, zum Zwecke der Verminderung der Luftwirbelverluste'im Strömungsraum der Bremse der Abdeckschieber eingerückt wird.