DD287000A5

DD287000A5 - Hydrodynamische bremse

Info

Publication number: DD287000A5
Application number: DD89327144A
Authority: DD
Inventors: Heinz Hoeller; Klaus Nolz; Georg Wahl
Original assignee: ��@��@��@�K@��K@��k��
Priority date: 1988-04-02
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1991-02-14
Also published as: IT1232052B; GB2217808A; GB8907486D0; IT8967209A0; US4938323A; BR8901584A; AT394097B; DE3811246A1; FR2645229B1; JPH028521A; GB2217808B; ATA74789A; DE3811246C2; FR2645229A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse. Eine hydrodynamische Bremse hat in der ueblichen Weise ein Rotorschaufelrad und ein Statorschaufelrad, die miteinander einen torusfoermigen Arbeitsraum bilden und schraeggestellte Schaufeln aufweisen. Zwecks Steuerung der Bremswirkung sind im Statorschaufelrad Leitschaufeln angeordnet, von denen jede um eine radiale Achse drehbar gelagert ist. Die Leitschaufeln sind mittels einer gemeinsamen Betaetigungseinrichtung gleichmaeszig verschwenkbar. In einer Grundstellung stehen die Leitschaufeln parallel zu den unbeweglichen Schaufeln. In einer Nullstellung liegen die Schaufeln alle in einer achsnormalen Ebene. Zur Steuerung der Bremswirkung werden die Leitschaufeln in eine beliebige Zwischenstellung gebracht.{hydrodynamische Bremse; Rotorschaufelrad; Statorschaufelrad; Leitschaufel; radiale Achse; torusfoermiger Arbeitsraum}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In bekannten hydrodynamischen Bremsen dieser Art erfolgt das Steuern des Bremsmomentes dadurch, daß der Füllungsgrad des Arbeitsraumes verändert wird; siehe z. B. DE-PS 2855654 = US-PS 4,276,970. Zu diesem Zweck hat die bekannte Bremse außerhalb des torusförmigen Arbeitsraumes in den Zu- und/oder Abführleitungen für die Arbeitsflüssigkeit Steuerventile, die den Füllungsgrad Im Arbeitsraum bestimmen. Bremsen dieser Art haben sich insbesondere als Fahrzeugbremsen bewährt. Sie haben u. a. den Vorteil, daß die beiden Schaufelräder eine einfache Form aufweisen, denn sämtliche Schaufeln sind relativzu den beiden Schaufelrädern unbeweglich, d. h. starr mit den beiden Radkörpern verbunden. Das Querschnittsprofil des torusförmigen Arbeitsraumes ist wenigstens angenähert kreisförmig. Damit man mit derartigen Bremsen, bei einem vorgegebenen Außendurchmesser eino möglichst hohe Bremswirkung erzielt, sind die Schaufeln der beiden Schaufelräder stets gegen die Achsrichtung schräggestellt.

Schwierigkeiten treten aber auf, wenn eine derartige hydrodynamische B rom se in einem stationären Kraftübertragungsaggregat zum feinfühligen Abbremsen eines der Getriebeglieder eines Differentialgetriebes dienen soll; siehe WO 86/02983 = US-PS 4,726,255. Gemäß dieser Veröffentlichung sind mehrere Bauformen dieses Kraftübertragungsaggregates bekannt: Einige Bauformen haben eine hydrodynamische Eingangs-Kupplung; bei einer anderen Bauform fehlt die hydrodynamische Eingänge-Kupplung, wobei die Abtriebsdrehzahl des Kraftübertragungsaggregates durch Variieren des Bremsmomentes der hydrodynamisch".ι Bremse verändert werden kann.

Gemäß der genannten Publikation erfolgt das Verändern des Bremsmomentes durch Verändern des Füllungsgrades der hydrodynamischen Sremse. Ein Nachteil dieser Methode ist, daß es verhältnismäßig schwierig ist, eine bestimmte gewünschte Abtriebsdrehzahl des Kraftübertragungsaggregates stabil zu halten oder von einer bisher gefahrenen Abtrie'usdrehzahl auf eine andere Abtriebsdrehzahl zu wechseln.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile weitgehend zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die schräggestellten Schaufeln aufweisenden hydrodynamische Bremse dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Bremswirkung (oder die „spezifische Leistung") mit höherer Genauigkeit als bisher und außerdem möglichst hysteresearm einstellbar ist. Insbesondere soll erreicht werden, daß unterschiedliche Rotordrehzahlen mit möglichst geringem Aufwand stabil gehalten werden können; und daß bei Bedarf in möglichst kurzer Zeit von einer bestimmten Rotordrehzahl auf eine andere gewechselt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem der beiden Schaufelräder, und zwar im Bereich der achsnormalen Mittelebene der Bremse, ein Kranz zusätzlicher Schaufeln (,Leitschaufeln") vorgesehen ist, von denen jede um eine radiale Achse drehbar gelagert ist; eine gemeinsame Betätigungseinrichtung für die Leitschaufeln diese hält, im Zylinderschnitt gesehen; in einer Grundstellung, in der die Leitschaufeln im wesentlichen gleich schräg wie die unbeweglichen Schaufeln angeordnet sind, wenn maximale spezifische Leistung gefordert ist, oder entsprechend einer kleineren geforderten spezifischen Leistung in einer von der Grundstellung abweichenden Stellung.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leitschaufeln im Statorschaufelrad angeordnet.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die Betätigungseinrichtung die Leitschaufeln, im ausgeschalteten Zustand der Bremse, in einer sogenannten Nullstellung hält, in der sich die Leitschaufel, im Zylinderschnitt gesehen, im wesentlichen parallel zur achsnormalen Mittelebene erstrecken.

Nach einem anderen Merkmal ist die hydrodynamische Bremse dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum kernringlos ist, und daßsich die drehbaren Leitschaufeln in radialer Richtung vom äußeren bis zum inneren Rand des Arbeitsraum-Profiles erstrecken.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß an den Leitschaufeln die am äußeren Rand des Arbeitsraum-Profiles (in Strömungsrichtung)

gemessene Länge größer ist als die am inneren Rand gemessene Länge(n), so daß die Leitschaufeln in der Nullstellung diebeiden Arbeitsraum-Halften möglichst weitgehend voneinander isolieren.

Ein anderes Merkmal ist dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Kanten der Schaufeln der beiden Schaufelräder, entsprechend der ungefähr trapezförmigen Gestalt der Leitschaufeln, gegenüber der radialen Richtung schräg

verlaufen, d. h., die Schaufelkanten jedes der beiden Schaufelräder liegen in einer gedachten Kegelmantelfläche.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Querschnittsprofil des torusförmigen Arbeitsraumes ovalförmig, wobei sich die Längsachse des Ovals im wesentlichen parallel zur Drehachse erstreckt, oder das Querschnittsprofil des torusförmigen Arbeitsraumes ist, wie an sich bekannt, im wesentlichen kreisförmig. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Anzahl der Leitschaufeln gleich ist der Anzahl der Schaufeln in einem der beiden Schaufelräder. Außerdem ist es auch möglich, daß die Anzahl der Leitschaufeln kleiner ist als die Anzahl der Schaufeln in einem

der Schaufelräder, oder daß die Anzahl der Leitschaufeln zwei Drittel der Anzahl der Schaufeln in einem der Schaufelräderbeträgt.

Nach einer anderen Ausführungsform ist jede Leitschaufel als eine Platte mit im wesentlichen konstanter Wanddicke

ausgebildet. Es sind vorteilhafterweise zumindest diejenigen Bereiche der Schaufelkanten der Leitschaufeln, welche derankommenden Strömung zugewandt sind, zugespitzt.

An jeder Leitschaufel ist die dem Rotorschaufelrad zugewandte Schaufelkante zugespitzt. Nach einer v/eiteren Ausführungsform ist die hydrodynamische Bremse dadurch gekennzeichnet, daß, gemessen prallel zur Strömungsrichtung und ausgehend von der Schwenkachse der Leitschaufel, die Länge (a) des den Rotorschaufeln zugewandten Schaufelbereiches kleiner ist als die Länge des anderen, den Statorschaufeln zugewandten Schaufelbereiches. Danach ist ein charakteristisches Merkmal der erfindungsgemäßen Bremse ein Kranz beweglicher Leitschaufeln, mit denen man

den Drall der Arbeitsflüssigkeitsströmung, insbesondere beim Übertritt der Strömung vom Rotor in den Stator, beeinflussenkann. Zwar ist die erfindungsgemäße Bauweise mechanisch etwas aufwendiger als bekannte hydrodynamische Bremsen ohneverstellbare Leitschaufeln. Es hat sich jedoch gezeigt, daß beispielsweise bei Verwendung der erfindungsgemäßenhydrodynamischen Bremse in einem Kraftübertragungsaggregat der oben beschriebenen Art in anderer Hinsicht wesentliche

Vorteile orzielbar sind: Die erfindungsgemäße hydrodynamische Bremse kann dauernd oder zumindest überwiegend mit

100%ig gefülltem Arbeitsraum betrieben werden. Das heißt die bisher erforderliche aufwendige Steuerung zum Einstellenunterschiedlicher Füllungsgrade ist in der Regel entbehrlich. Es versteht sich allerdings, daß man dennoch einen äußeren

Arbeitsflüsslgkeits-Kreislauf vorsehen muß; d. h., zum Zwecke der Wärmeabfuhr strömt Arbeitsflüssigkeit dauernd von außen in

den Arbeitsraum und wird kontinuierlich wieder abgeführt. In diesem äußeren Kreislauf wird man auch stets Einrichtungen zumvollkommenden Entleeren der hydrodynamischen Bremse vorsehen, für den Fall, daß das Rotorschaufelrad der Bremsezeitweise umläuft, ohne daß eine Bremswirkung gefordert wird. Es ist aber auch möglich, eine Steuereinrichtung zum Einstellenunterschiedlicher Füllungsgrade zusätzlich zu den beweglichen Leitschaufeln vorzusehen.

Mit den im Anspruch 1 angegebenen verstellbaren Loitschaufeln wird erreicht, daß eine bestimmte Rotordrehzahl mit hoher Sicherheit stabil gehalten werden kann. Es hat sich nämlich gezeigt, daß sich die bei unterschiedlichen Leitschaufel-Stellungen

ergebenden parabelförmigen Kennlinien (Drehmoment über Drehzahl) sehr deutlich voneinander unterscheiden; d.h., manerzielt ein gut gestaffeltes, hysteresearmes und stabiles Kennfeld. Außerdem wurde festgestellt, daß die Bremse auf eine

Änderung des Anstellwinkels der Leitschaufeln viel rascher reagiert als auf eine Änderung des Füllungsgrades, z. B. wenn man

eine andere Rotordrehzahl einstellen möchte.

Im Prinzip kann man die erfindungsgemäßen verstellbaren Leitschaufeln entweder im Stator- oder im Rotorschaufelrad

anordnen. Bevorzugt wird jedoi h die Anordnung der Leitschaufeln im Statorschaufelrad, weil sie konstruktiv einfacher ist.

Den Verstellbereich der erfindungsgemäßen Leitschaufeln kann man ohne nennenswerten Mehraufwand so groß machen, daß

die Leitschaufeln gemäß Anspruch 3 in sine .Nullstellung' parallel zur achsnormalen Mittelebene gebracht werden k'u Ίβη.

Hierbei behindern sie das Überwechseln der Strömung vom Rotor in den Stator und umgekehrt so stark, daß eine beträc! 'iche Reduzierung der Bremswirkung eintritt. Es versteht sich, daß man diese Wirkung insbesondere dann ausnützt, wenn man d; rch Entleeren des Arbeitsraumes erreichen will, daß sich die Bremswirkung dem Wert Null möglichst weit annähert. Aus der Figur 1 der DE-OS 1575994 ist zwar schon eine hydrodynamische Bremse mit verstellbaren Leitschaufeln bekannt. Deren Schwenkachse erstreckt sich jedoch parallel zur Drehachse, so daß diese Konstruktion nur anwendbar ist, wenn sich die Schaufeln der beiden Schaufelräder parallel zur Drehachse erstrecken. In diesem Falle ist jedoch die maximale Bremswirkung

bekanntlich völlig unbefriedigend, so daß diese bekannte Anordnung in der Praxis ausscheidet.

Das gleiche trifft zu für die bekannte Anordnung gemäß DE-OS 1750272. Dort sind die gesamten Schaufeln eines der beiden Schaufelräder aus der normalen, schräggestellten Position verschwenkbar in die zur Achsnormalebene parallele Position. Hiermit wird allein eine Reduzierung der Bremswirkung im ausgeschalteten Zustand bewirkt. Eine kontinuierliche Steuerung der Bremswirkung während des normalen Bremsbetriebes ist dort nicht vorgesehen; sie wäre auch gar nicht effektiv, weil -wie

schon erwähnt - die kompletten Schaufeln eines der beiden Schaufelräder verschwenkt werden. Hierdurch bricht die

Bremswirkung schlagartig zusammen, sobald die Schaufeln aus der normalen schrägen Position entfernt werden. Die Figur 3 der DE-PS 621413 zeigt eine hydrodynamische Kupplung mit einem Kernring und mit einem Kranz verstellbarer Leitschaufeln, die sich in radialer Richtung vom äußeren Rand des Arbeitsrium-Profiles bis zum Kernring erstrecken. Das Schaufelrad, in dem diese beweglichen Leitschaufeln angeordnet sind, ist beim Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes

relativ zu seiner Welle verdrehbar. Wenn eine solche Verdrehung des Schaufelrades gegenüber der Welle stattfindet, dannwerden mittels einer Verstelleinrichtung die Leitschaufeln aus ihrer Normalstellung (in der sie zu den nicht-verstellbaren

Schaufeln parallel stehen) so weit verdreht, daß sie den Strömungskreislauf teilweise oder ganz abriegeln. Der Zweck dieser

bekannten Anordnung ist also eine selbsttätige Begrenzung des übertragbaren Drehmoments. Das Einstellen beliebiger

Zwischenstellungen der Leitschaufeln ist nicht möglich, somit auch nicht das Stabilhalten einer bestimmten Drehzahl. Theoretisch wäre es zwar denkbar, in einer hydrodynamischen Bremse mit schräggestellten Schaufeln und mit einem Kernring

verstellbare Leitschaufeln ähnlich der Fig. 3 der DE-PS 621413 vorzusehen. Dies würde jedoch, bei gleichen

Außenabmessungen, zu unbefriedigenden Werten hinsichtlich der maximalen Bremswirkung führen. Außerdem wären Form

und Staffelung der parabelförmigen Kennlinien (Drehmoment über Drehzahl) unbefriedigend. Im Vergleich hierzu können

wesentlich bessere Ergebnisse erzielt werden, wenn in der erfindungsgemäßen Bremse der Arbeitsraum kernlos ist und wenn sich die drehbaren Leitschaufel in radialer Richtung vom äußeren bis zum inneren Rand des Arbeitsraum-Profiles erstrecken (Anspruch 4). In diesem Falle ist es für die erfindungsgemäße Bremse charakteristisch, daß die zwischen den Leitschaufeln befindlichen Schaufelkanäle im radial äußeren Bereich in der einen und im radial inneren Bereich in der anderen Richtung durchströmt werden.

AutfOhrungsbelsplele

Weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert.

Fig. 1: zeigt eine hydrodynamische Bremse im Längsschnitt, in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung. Fig. 2: zeigt einen Teillängsschnitt entsprechend Fig. 1, jedoch in vergrößertem Maßstab. Fig. 3: zeigt einen Teilschnitt in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2. Fig.4: zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2. Fig. 5: zeigt einen Schnitt ähnlich der Fig.4, jedoch in einer abgewandelten Ausführungsform.

Die in Fig. 1 dargestellte hydrodynamische Bremse hat ein Rotorschaufelrad 11 und ein Statorschaufelrad 12, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden. Das Rotorschaufelrad 11 sitzt fest auf einer abzubremsenden Welle 10, die in einem feststehenden Bremsengehäuse 9 drehbar gelagert ist. Das Statorschaufelrad 12 ist Bestandteil des Bremsengehäuses 9. Die Schaufeln 13 und 14 der beiden Schaufelräder 11 und 12 sind in die Radkörper eingegossen, und zwar gemäß Fig.4 in einer zur Drehachse schrägen Position. Die bremswirksame Drehrichtung des Rotors 11 ist mit D bezeichnet. Der Querschnitt des torusförmigen Arbeitsraumes ist oval, wobei die Längsachse des Ovals parallel zur Drehachse liegt. Mit anderen Worten: Gegenüber bekannten hydrodynamischen Bremsen mit kreisrundem Arbeitsraum-Querschnitt sind die Schaufelräder ein wenig auseinandergerückt, so daß zwischen den beiden Schaufelrädern ein Kranz von beweglichen Leitschaufeln 15 angeordnet werden kann. Alternativ hierzu ist es aber auch möglich, derartige Leitschaufeln unter Beibehaltung des kreisförmigen Arbeitsraum-Querschnittes vorzusehen (Anspruch 8).

Die Leitschaufeln 15 sind um radiale Achsen Im Statorschaufelrad 12 drehbar gelagert. Zu diesem Zweck hat gemäß Fig. 2 jede Leitschaufel 15 einen inneren Lagerzapfen 16 und einen äußeren Lagerzapfen 17. Der letztere ragt über die Außenwand des Statorschaufelrades 12 hinaus und trägt dort ein Ritzel 18 (oder einen Stellhebel oder dergleichen). Ein zur Bremsenachse koaxialer Zahnkranz 19 kämmt mit sämtlichen Ritzeln 18. so daß man durch Verdrehen des Zahnkranzes 19 sämtliche Leitschaufeln 16 gleichzeitig verstellen kann. Abweichend von Fig.2 können Ritzel 18 und Zahnkranz 19 als Kegelzahnräder ausgebildet sein. In der Fig.2 ist das Bremsengehäuse 9 weggelassen, genauso die Welle 10, auf der das Rotorschaufelrad 11 sitzt.

In Fig.4 sind die Leitschaufeln 15 mit ausgezogenen Linien in ihrer Grundstellung dargestellt, wobei sie sich im wesentlichen parallel zu den schräg angeordneten Schaufeln 13 (de otorschaufelrades 11) und 14 (des Statorschaufelrades 12) erstrecken. In dieser Stellung der Leitschaufel 15 kann die maximale Bremswirkung erzielt werden. Im übrigen werden die Leitschaufeln 15 im allgemeinen, wie dargestellt, so angeordnet, daß sie in der Grundstellung mit den Statorschaufeln 14 fluchten. In diesem Falle sind die Leitschaufeln 15 in der Grundstellung im wesentlichen nur eine Verlängerung der Statorschaufeln 14. Will man die Bremswirkung verringern, so daß sich eine höhere Drehzahl der Welle 10 einstellt, so werden die Leitschaufeln 15, im Falle dar Fig. 4, im Uhrzeigersinn verschwenkt, beispielsweise bis sie sich parallel zur Drehachse erstrecken. Diese Position ist in Fig. 4 mit strichpunktierten Linien dargestellt und mit 15' bezeichnet. In dieser Position sind die Leitschaufeln 15 auch in der Fig. 2 dargestellt. Bei Bedarf können die Leitschaufeln 15, wiederum in Fig.4 gesehen, noch weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt werden, bis sie schließlich die sogenannte Nullstellung einnehmen, die in Fig.4 mit 15" bezeichnet ist. In diesem Falle liegen sämtliche Schaufeln in ein und derselben Ebene, die parallel ist zur achsnormalen Mittelebene der hydrodynamischen Bremse. Wie man aus Fig. 3, einer Ansicht auf die Leitschaufeln 15 in Achsrichtung, erkennt, überdecken die Leitschaufeln in der Nullstellung - abgesehen von kleinen verbleibenden Spalten - den gesamten Arbeitsraum, so daß die normale torusförmige Strömung der Arbeitsflüssigkeit (oder der Luft, bei entleerter Bremse) unterbunden ist. Damit dieser Effekt möglichst vollkommen eintritt, ist jede Leitschaufel 15 am äußeren Rand des Arbeitsraum-Profiles länger als am inneren Rand (Maß m ist größer als Maß n).

In diesem Zusammenhang ist es aber zweckmäßig, die Leitschaufel 15 unsymmetrisch zu gestalten. Daß heißt ausgehend von der Schwenkachse und betrachtet in der Grundstellung, ist die Länge a des den Rotorschaufeln 13 zugewandten Schaufelteiles kleiner als die Länge b des den Statorschaufeln 14 zugewandten Schaufelteiles. Durch diese Maßnahme gelingt es, die zum Verstellen der Leitschaufeln 15 - oder die zum stabilen Halten der Leitschaufeln in einer bestimmten Stellung - erforderliche Kraft wesentlich unter den Wert zu senken, der bei Verwendung symmetrischer Leitschaufeln erforderlich wäre. Wie man insbesondere aus Fig.2 erkennt, verlaufen die Kanten 13a und 14a der Rotorschaufeln 13 und der Statorschaufeln 14 gegenüber der radialen Richtung schräg, so daß sie in einer gedachten Kegelmantelfläche liegen. Hierdurch sind die Schaufeln 13 und 14 an din unterschiedlichen Maße m und η der Leitschaufeln 15 angepaßt. In grober Annäherung ist der Querschnitt-Anteil des Arbeitsraumes, der von den Rotorschaufeln 13 eingenommen wird, ein Halbkreis. Das gleiche trifft zu für den Querschnitt-Anteil des Arbeitsraumes, der von den Statorschaufeln 14 eingenommen wird. Die Fig.4 zeigt schließlich die folgenden bevorzugten (aber für die Erfindung nicht notwendigen) Merkmale: Der Abstand zwischen zwei Rotorschaufeln 13 ist gleich dem Abstand zwischen zwei Statorschaufeln 14. Somit ist die Anzahl der Rotorschaufeln 13 gleich der Anzahl der Statorschaufeln 14. Dies gilt auch für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5; in dieser Figur ist das Rotorschaufelrad 11 weggelassen. In Fig.4 ist auch die Anzahl der Leitschaufel·! 15 gleich der Anzahl der Statorschaufeln 14. Anders dagegen in Fig. 5. Hier beträgt die Anzahl der Leitschaufeln 25 nur zwei Drittel der Anzahl der Statorschaufeln 14. Die Länge L der Leitschaufeln 25 ist dementsprechend größer, so daß sie wiederum, ähr.tich wie in Fig. 3, den gesamten Arbeitsraum abdecken können.

Die Fig. 5 zeigt die Leitschaufoln 25 mit vollen Linien in der Nullstellung und mit strichpunktierten Linien in der Grundstellung, in der sie parallel zu den Statorschaufeln 14 stehen. In Fig. 5 sind die Leitschaufeln 25 im Gegen-Uhrzeigersinn aus der Grundstellung in die Nulleteilung verschwenkt worden. Allgemeiner gesagt: Die Leitschaufeln sind auf dem kürzeren Weg {Schwenkrichtung k) aus der Grundstellung in die Nullstellung verschwenkt worden. Von dieser Möglichkeit kann man Gebrauch machen, wenn es darauf ankommt, die Bremswirkung möglichst rasch auf den kleinstmöglichen Wert zu bringen. Die andere, den längeren Weg benutzende Schwenkrichtung j, siehe Fig. 4, wird man dann bevorzugen, wenn es darum geht, eine bestimmte Rotor-Drehzahl möglichst genau einzustellen und stabil zu halten. Hierbei werden die Leitschaufeln 15 in irgendeiner Zwischonstellung, z. B. 15', gehalten.

Gemäß Figur 5 fluchtet jede zweite Leitschaufel 25 in der Grundstellung mit einer der Statorschaufeln 14; hiervon kann aber auch abgewichen werden.

Gemäß den Figuren 4 und 5 sind beide Schaufeikanten der Leitschaufeln 15 bzw. 25 in ungefähr symmetrischer Weise zugespitzt. Statt dessen ist aber auch eine unsymmetrische, d. h. einseitige Zuspitzung der Schaufelkanten möglich, so wie dies in bekannter Weise bei den Rotorschaufeln 13 und den Statorschaufeln 14 der Fall ist. Abweichend von Fig.4 und 5 kann es ausreichend sein, nur die dem Rotorschaufelrad 11 zugewandte Kante jeder Leitschaufel 15 spitzig auszubilden und die andere, dem Statorschaufelrad 12 zugewandte Kante dagegen stumpf zu belassen.

Eine weitere Variante ist in Fig. 2 angedeutet. Dort ist die Schaufelkante 15a, die sich auf der Seite des Rotorschaufelrades 11 befindet, nur in ihrem radial äußeren Bereich zugespitzt. Dagegen ist die den Statorschaufeln 14 zugewandte Schaufelkante nur im radial inneren Bereich zugespitzt. Mit anderen Worten: An jeder Leitschaufel 15 sind nur diejenigen Bereiche dar Schaufelkanten 15a i/nd 15b zugespitzt, die der Strömung (Pfeile P) während des Bremsbetriebes entgegengesetzt sind.

Claims

1. Hydrodynamische Bremse mit den folgenden Merkmalen:

a) ein i(otorschaufelrad und eine Statorschaufelrad bilden miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum;

b) jedes der beiden Schaufelräder hat einen Kranz von im wesentlichen ebenen Schaufeln, die relativ zum Schaufelrad unbeweglich und - zwecks Erhöhung der Bremswirkung - relativ zur Drehachse schräggestellt sind;

c) die Bremse hat eine Einrichtung zum Steuern der Bremswirkung; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

d) in einem der beiden Schaufelräder (11,12), und zwar im Bereich der achsnormaien Mittelebene der Bremse, ist ein Kranz zusätzlicher Schaufeln (15) („Leitschaufeln") vorgesehen, von denen jede um eine radiale Achse drehbar gelagert ist;

e) eine gemeinsame Betätigungseinrichtung (19) für die Leitschaufeln (15) hält diese, im Zylinder&ohnitt gesehen,

ea) in einer Grundstellung, in der die Leitschaufeln (15) im wesentlichen gleich schräg wie die unbeweglichen Schaufeln (13,14) angeordnet sind, wenn maximale spezifische Leistung gefordert ist, oder

eb) entsprechend einer kleineren geforderten spezifischen Leistung in einer von der Grundstellung abweichenden Stellung (z.B. 15').

2. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (15) im Statorschaufelrad (12) angeordnet sind.

3. Hydrodynamische Bremse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (19) die Leitschaufeln (15), im ausgeschalteten Zustand der Bremse, in einer sogenannten Nullstellung (15") hält, in der sich die Leitschaufeln, im Zylinderschnitt gesehen, im wesentlichen parallel zur achsnormalen Mittelebene erstrecken.

4. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum kernringlos ist, und daß sich die drehbaren Leitschaufeln (15) in radialer Richtung vom äußeren bis zum inneren Rand des Arbeitsraum-Profiles erstrecken.

5. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leitschaufeln (15) die am äußeren Rand des Arbeitsraum-Profiles (in Strömungsrichtung) gemessene Länge (m) größer ist als die am inneren Rand gemessene (Länge(n), so daß die Leitschaufeln in der Nullstellung die beiden Arbeitsraum-Hälften möglichst weitgehend voneinander isolieren.

6. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Kanten (13a, 14a) der Schaufeln (13 und 14) der beiden Schaufelräder, entsprechend der ungefähr trapezförmigen Gestalt der Leitschaufeln (15), gegenüber der radialen Richtung schräg verlaufen, d.h., die Schaufelkanten (13a, 14a) jedes der beiden Schaufelräder liegen in einer gedachten Kegelmantelfläche.

7. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil des torusförmigen Arbeitsraumes ovalförmig ist, wobei sich die Längsachse des Ovals im wesentlichen parallel zur Drehachse erstreckt.

8. Hydrodynamische Bremse nach einem dar Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil des torusförmigen Arbeitsraumes, wie an sich bekannt, im wesentlichen kreisförmig ist.

9. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leitschaufeln (15) gleich der Anzahl der Schaufeln (13 bzw. 14) in einem der beiden Schaufelräder ist.

10. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leitschaufeln (25) kleiner ist als die Anzahl der Schaufeln (14) in einem der Schaufelräder (12).

11. Hydrodynamische Bremse nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leitschaufeln (25) zwei Drittel der Anzahl der Schaufeln (14) meinem der Schaufelräder (12) beträgt.

12. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daßjede Leitschaufel (15) als eine Platte mit im wesentlichen konstanter Wanddicke ausgebildet ist.

13. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche I bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest diejenigen Bereiche der Schaufelkanten (15a, 15 b) der Leitschaufeln (15), welche der ankommenden Strömung zugewandt sind, zugespitzt sind.

14. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Leitschaufel die dem Rotorschaufelrad zugewandte Schaufelkante zugespitzt ist.

15. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß, gemessen parallel zur Strömungsrichtung und ausgehend von der Schwenkachse der Leitschaufel, die Länge (a) des den Rotorschaufeln (13) zugewandten Schaufelbereiches kleiner ist als die Länge (b) des anderen, den Statorschaufeln (14) zugewandten Schaufelbereiches.