Flüssigkeitswirbelbremse Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitswirbel bremsen mit einer mit der Bremsachse umlaufenden Vorkammer und mit im Ständer und Läufer kranz- förmig angeordneten Taschen.
Hydraulische Leistungsbremsen nach der Wirbel- kammerbauart sind bekannt. Die Bremsleistung wird bei den bekannten Bremsen dadurch geregelt, dass ein Schöpfrohr mehr oder weniger weit in einen Abschöpfraum hineingeschwenkt wird, Der Ab.. schöpfraum ist als Vorkammer ausgebildet, so dass hier keine Wirbel entstehen, Die Einstellung eines bestimmten Bremsmomentes durch Verschwenken des Schöpfrohres hat an sich zufriedenstellende Er gebnisse gezeigt.
Da das Schöpfrohr aber nur mit begrenzter Breite ausgeführt werden kann, besitzt die der Bremse zufliessende Wassermenge wegen der Stauhöhe vor dem Schöpfereintritt einen unerwünsch ten Einfluss auf die Drehmomentkennlinie, Dieser Einfluss ist um so grösser, je schmaler der Schöpfer ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkeits bremse zu schaffen, bei der die zufliessende Wasser menge keinen unerwünschten Einfluss auf die Lage der Drehmomentkennlinie der Bremse hat. Ausser dem soll durch die Erfindung erreicht werden, eine Flüssigkeitsbremse zu schaffen, bei der mit geringem Aufwand ein konstantes Bremsmoment erzielt wird. Derartige Forderungen sind für Leistungsprüfstände erwünscht, bei denen der Fahrwiderstand der Strasse für eine bestimmte Fahrzeugart nachgebildet werden soll. Diese Leistungsprüfstände sollen für Reihen untersuchungen benutzt werden können.
Es ist daher erforderlich, dass ein eingestelltes Drehmoment sich im Laufe einer Untersuchungsreihe nicht verändert.
Gemäss der Erfindung wird eine Flüssigkeits bremse, die die gestellten Aufgaben löst, dadurch ermöglicht, dass ein die Vorkammer abschliessender Deckel eine oder mehrere Austrittsöffnungen für die Flüssigkeit der Bremse enthält.
Öffnungen im Deckel können die !Gestalt zentra ler Kreise besitzen. Wird der Deckel mehrteilig aus gebildet, so ist es ohne grosse Schwierigkeiten mög lich, einen Deckel mit einer bestimmten Öffnungs grösse gegen einen anderen mit einer anderen öff- nungsgrösse auszuwechseln, Ferner kann die Aus trittsöffnung stufenweise oder stufenlos verändert werden.
Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Deckel radial verlaufende Schlitze besitzt, die durch eine im Deckel drehbare Scheibe mehr .oder weniger abgedeckt werden, Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Ixt den Fig, 1 und 2 ist eine Flüssigkeitsbremse gemäss der Erfindung gezeigt, bei der der Deckel der Vorkammer aus mehreren Teilen besteht und eine nicht verstellbare Austrittsöffnung besitzt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Flüssigkeitsbremse mit verstellbarer Austrittsöffnung.
In Fig, 1 ist die Lagerung der Bremswelle 1 nicht besonders dargestellt. Die Bremswelle 1 ist mit der ebenfalls nicht dargestellten abzubremsenden Maschine gekuppelt. Die Welle 1 trägt den Rotor 2, der an einer Stirnseite in bekannter Weise die Wirbel kammerhälften 3 enthält. Mit dem Rotor 2 ist das Gehäuse 4 fest verbunden. Das Gehäuse 4 wird an der dem Rotor 2 gegenüberliegenden Seite durch den Deckel 5 abgeschlossen. Innerhalb des Gehäuses 4 ist gegenüber dem Rotor 2 der Stator 6 angeordnet. Dieser besitzt ebenfalls wie der Rotor Wirbelkam- merhälften 7.
Der Stator 6 ist an der Hohlachse 8 befestigt. Die Hohlachse 8 ist an der Konsole 9 fest eingespannt oder zum Zwecke der Drehmoment messung pendelnd aufgehängt. Durch die Hohlachse 8 wird die Flüssigkeit der Bremse zugeführt. Das umlaufende Gehäuse 4 ist von einer Verkleidung 10 umgeben. Die Verkleidung 10 besteht, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, aus einer oberen Hälfte 10a und einer unteren Hälfte 10b. In Fig. 2 ist die obere Verkleidung 10a gestrichelt angedeutet. Der Deckel 5 besitzt die Austrittsöffnung 13. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist der Deckel 5 zweiteilig ausgeführt.
Ein Teil des Deckels 5 ist in Fig. 2 nicht dargestellt. Der Deckel 5 kann auch aus mehreren Teilen beste hen. In der unteren Hälfte 10b der Verkleidung ist ein Wasserausfluss 11 vorgesehen.
Die Wirkungsweise der Bremse ist folgende: Wird die Bremse durch die abzubremsende Maschine angetrieben und ihr Wasser durch die Hohlachse 8 zugeführt, so bilden sich in den Wirbelkammernhälf- ten in Rotor und Stator die bei dieser Bauaxt üblichen Wasserwirbel aus, durch welche das Bremsmoment erzeugt wird. Das zwischen Rotor und Stator nach aussen austretende Wasser gelangt durch den Zwi schenraum zwischen Stator 6 und Gehäuse 4 in die auch als Abschöpfraum bezeichnete Vorkammer 12.
In dieser bildet es einen mitrotierenden Wasserring. Der Innendurchmesser dieses Wasserringes wird in Abhängigkeit von dem zufliessenden Wasser immer kleiner, bis der Wasserring die Öffnung 13 im Deckel 5 erreicht. Das Wasser fliesst nunmehr nach aussen ab, wo es von der Verkleidung 10 aufgenommen und durch die Öffnung 11 abgeleitet wird. Bei dieser Bremse ist der Innendurchmesser des Wasserringes unabhängig von der zugeleiteten Wassermenge, so dass das Bremsmoment ebenfalls unabhängig von der zufliessenden Wassermenge ist.
Um eine vollständige Entleerung der Bremse nach Stillsetzen der abzubremsenden Maschine und nach Schliessung des Wasserzuflusses zu erreichen, sind im Gehäuse 4 die Bohrungen 14 vorgesehen. Diese sind so zu bemessen, dass aus ihnen auch bei höchster Drehzahl nur eine Wassermenge austritt, die im Ver gleich zu der in die Bremse fhdssenden, Wassermenge und durch die Austrittsöffnung 13 des Deckels 5 abfliessenden Wassermenge unwesentlich ist. Ander seits müssen die Bohrungen so gross sein, dass die stillstehende Bremse sich schnell entleeren kann.
In den Fig. 3 und 4 sind für die gleichen Teile wie bei den Fig. 1 und 2 gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Bei dieser Ausführung besitzt der Deckel 45 radiale Schlitze 46. Auf der Innenseite des Deckels 45 ist die Scheibe 31 drehbar in den Zahnrädern 32 gelagert. Durch Verdrehen der Scheibe 31 werden die Schlitze 46 mehr oder weniger verdeckt. Hierdurch wird der Innendurchmesser der Öffnung verändert, so dass eine Regelung des Brems momentes möglich ist. Die Zahnräder 32 sind an der Welle 33 befestigt. Die Wellen 33 sind in dem Gehäuse 4 gelagert. An der äusseren Stirnseite des Gehäuses 4 sind die Zahnräder 34 angeordnet. Zwi schen diesen Zahnrädern 34 und dem Gehäuse 4 sind Abstandsrollen 35 vorgesehen.
Auf der Welle 1 ist eine axial verschiebbare Hohlwelle 42 angeordnet. Ein Verdrehen dieser Hohlwelle 42 gegenüber der Welle 1 kann durch axial verlaufende Führungsrippen verhindert werden. An dem einen Ende dieser Hohl welle 42 ist eine kreisförmige Führungsrille 43 vor gesehen. Mittels eines gabelförmigen Verstellorganes kann das Hohlrohr 42 axial verschoben werden. Die Hohlwelle 42 trägt an einem Ende einen Zapfen 41, der in einen Schlitz 40 einer Hohlwelle 39 eingreift. Durch axiales Verschieben der Hohlwelle 42 wird die Hohlwelle 39 relativ zu der Welle 1 verdreht. Die Hohlwelle 39 ist mit dem Zahnrad 37 verbunden.
Die Verdrehung der Welle 39 wird über das Zahnrad 37, die Zahnräder 34 und 32 auf die Scheibe 31 übertragen, so dass diese relativ zum ebenfalls umlau fenden Deckel 45 verdreht wird.
Statt der in Fig. 4 gezeigten Ausbildung der Scheibe 31 können die die Schlitze 46 abdeckenden Segmente stufenförmig ausgeführt werden, so dass eine stufenweise Änderung des Bremsmomentes mög lich ist.
Die in den Ausführungsbeispielen gezeigte Er findung ist nicht hierauf beschränkt, sondern lässt sich auch bei anderen Flüssigkeitswirbelbremsen vor teilhaft anwenden.
Fluid vortex brake The invention relates to fluid vortex brakes with an antechamber running around the braking axis and with pockets arranged in a ring in the stator and rotor.
Hydraulic performance brakes of the vortex chamber design are known. With the known brakes, the braking power is regulated by swiveling a scoop tube more or less far into a skimming chamber. The scooping chamber is designed as an antechamber so that no vortices are created here shown results that are satisfactory in itself.
Since the scoop tube can only have a limited width, the amount of water flowing into the brake has an undesirable effect on the torque characteristic due to the height of the water level in front of the scoop entrance. This influence is greater, the narrower the scoop is.
The object of the invention is to create a fluid brake in which the inflowing amount of water has no undesirable influence on the position of the torque characteristic of the brake. In addition, the aim of the invention is to create a fluid brake in which a constant braking torque is achieved with little effort. Such requirements are desirable for dynamometers in which the driving resistance of the road is to be simulated for a certain type of vehicle. These dynamometers should be able to be used for series tests.
It is therefore necessary that a set torque does not change in the course of a series of tests.
According to the invention, a fluid brake which achieves the set objects is made possible in that a cover closing off the prechamber contains one or more outlet openings for the fluid of the brake.
Openings in the lid can have the shape of central circles. If the cover is made in several parts, it is possible without great difficulty to exchange one cover with a certain opening size for another with a different opening size. Furthermore, the outlet opening can be changed stepwise or steplessly.
This is preferably achieved in that the cover has radially extending slots which are more or less covered by a disc rotatable in the cover. The drawings show exemplary embodiments of the invention.
1 and 2, a fluid brake according to the invention is shown in which the cover of the antechamber consists of several parts and has a non-adjustable outlet opening.
3 and 4 show a fluid brake with an adjustable outlet opening.
In Fig, 1, the mounting of the brake shaft 1 is not particularly shown. The brake shaft 1 is coupled to the machine to be braked, also not shown. The shaft 1 carries the rotor 2, which contains the vortex chamber halves 3 on one end face in a known manner. The housing 4 is firmly connected to the rotor 2. The housing 4 is closed by the cover 5 on the side opposite the rotor 2. Inside the housing 4, the stator 6 is arranged opposite the rotor 2. Like the rotor, this also has vortex chamber halves 7.
The stator 6 is attached to the hollow axle 8. The hollow axle 8 is firmly clamped to the console 9 or suspended pendulum for the purpose of torque measurement. The fluid is fed to the brake through the hollow axle 8. The surrounding housing 4 is surrounded by a cladding 10. The cladding 10 consists, as can be seen from FIG. 2, of an upper half 10a and a lower half 10b. In Fig. 2, the upper cladding 10a is indicated by dashed lines. The cover 5 has the outlet opening 13. As can be seen from FIG. 2, the cover 5 is made in two parts.
Part of the cover 5 is not shown in FIG. The cover 5 can also consist of several parts. A water outlet 11 is provided in the lower half 10b of the cladding.
The operation of the brake is as follows: If the brake is driven by the machine to be braked and its water is fed through the hollow axle 8, the water vortices that are common with this construction ax form in the vortex chamber halves in the rotor and stator, which generate the braking torque . The water escaping to the outside between the rotor and the stator passes through the intermediate space between the stator 6 and the housing 4 into the pre-chamber 12, also known as the skimming space.
In this it forms a rotating water ring. The inner diameter of this water ring becomes smaller and smaller depending on the inflowing water, until the water ring reaches the opening 13 in the cover 5. The water now flows to the outside, where it is taken up by the cladding 10 and diverted through the opening 11. With this brake, the inner diameter of the water ring is independent of the amount of water supplied, so that the braking torque is also independent of the amount of water flowing in.
In order to achieve a complete emptying of the brake after stopping the machine to be braked and after closing the water supply, the bores 14 are provided in the housing 4. These are to be dimensioned so that only an amount of water emerges from them, even at the highest speed, which is insignificant in comparison to the amount of water flowing into the brake and the amount of water flowing out through the outlet opening 13 of the cover 5. On the other hand, the bores must be so large that the stationary brake can drain quickly.
In FIGS. 3 and 4, the same reference numerals have been used for the same parts as in FIGS. 1 and 2. In this embodiment, the cover 45 has radial slots 46. On the inside of the cover 45, the disk 31 is rotatably mounted in the gear wheels 32. By rotating the disk 31, the slots 46 are more or less covered. This changes the inside diameter of the opening so that the braking torque can be regulated. The gears 32 are attached to the shaft 33. The shafts 33 are mounted in the housing 4. The gears 34 are arranged on the outer end face of the housing 4. Between these gears 34 and the housing 4 spacer rollers 35 are provided.
An axially displaceable hollow shaft 42 is arranged on the shaft 1. Rotation of this hollow shaft 42 with respect to the shaft 1 can be prevented by axially extending guide ribs. At one end of this hollow shaft 42 a circular guide groove 43 is seen before. The hollow tube 42 can be axially displaced by means of a fork-shaped adjusting element. At one end, the hollow shaft 42 has a pin 41 which engages in a slot 40 of a hollow shaft 39. By axially displacing the hollow shaft 42, the hollow shaft 39 is rotated relative to the shaft 1. The hollow shaft 39 is connected to the gear 37.
The rotation of the shaft 39 is transmitted to the disk 31 via the gear wheel 37, the gear wheels 34 and 32, so that it is rotated relative to the cover 45 which is likewise rotating.
Instead of the design of the disc 31 shown in FIG. 4, the segments covering the slots 46 can be designed in steps, so that a step-wise change in the braking torque is possible, please include.
The invention shown in the exemplary embodiments is not limited to this, but can also be used with other fluid vortex brakes before geous.