DE1005329B

DE1005329B - Hydraulic brake

Info

Publication number: DE1005329B
Application number: DEN5940A
Authority: DE
Inventors: Geurt Jansen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1951-08-18
Filing date: 1952-08-16
Publication date: 1957-03-28

Description

Hydraulische Bremse Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremse, die aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder und einem an diesem von der abzubremsenden Maschine angetriebenen Schaufelrad besteht. Der von der Flüssigkeit auf das Schaufelrad ausgeübte Widerstand dient hierbei dazu, das überschüssige Arbeitsvermögen einer umlaufenden Achse oder eines Rades zu vernichten, übt also eine Bremswirkung aus. Als Nachteil einer nach diesem Prinzip arbeitenden Bremnse muß es angesehen werden, daß auch während des normalen Betriebes die von der Flüssigkeitsbremse ausgeübte Bremskraft überwunden werden muß. Wird eine solche Einrichtung z. B. bei einem Elektromotor verwendet, der als Schaltmaschine zum Einstellen der zu liefernden Spannung eines Regeltransformators dient, wobei die Schaltmaschine an die elektrische Energiequelle angeschlossen bleibt, solange die vom Transformator gelieferte Spannung von dem gewünschten Wert abweicht, und selbsttätig abgeschaltet wird, sobald die richtige Spannung des Transformators erreicht ist, so zeigt sich, daß infolge der im Motor angehäuften Bewegungsenergie dieser sich noch einige Zeit weiterdreht, womit die gewünschte Einstellung wieder verlorengeht und die Schaltmaschine dann wiederum, jedoch im entgegengesetzten Drehsinn, erregt wird. Infolge dieser pendelnden Steuerbewegung ergibt sich die gewünschte vom Transformator zu liefernde Spannung nicht sofort, sondern erst nach einer gewissen Zeitspanne.Hydraulic brake The invention relates to a hydraulic brake, which consists of a cylinder filled with liquid and one to be braked by the cylinder Machine driven paddle wheel consists. The one from the liquid on the paddle wheel The resistance exerted serves to reduce the excess work capacity of a Destroying a rotating axle or a wheel thus has a braking effect. A disadvantage of a brake that works according to this principle must be viewed that even during normal operation that exerted by the fluid brake Braking force must be overcome. If such a facility z. B. in an electric motor used as a switching machine for setting the voltage to be supplied by a Control transformer is used, the switching machine to the electrical energy source remains connected as long as the voltage supplied by the transformer of the the desired value deviates, and it is automatically switched off as soon as the correct one Voltage of the transformer is reached, it is shown that as a result of the in the motor accumulated kinetic energy of this continues to rotate for some time, with which the desired setting is lost again and the switching machine then again, but in the opposite direction of rotation, is excited. As a result of this pendulous tax movement the desired voltage to be supplied by the transformer does not result immediately, but only after a certain period of time.

Es sind in anderer Bauart solche hydraulischen Bremsen bekanntgeworden, von denen bei Nichtgebrauch Luft an Stelle der Flüssigkeit gefördert wird, während die Bremsung durch Fördern von Flüssigkeit, deren Abströmen mehr oder weniger gedrosselt wird, erfolgt; da hierbei die Pumpe den Deckel des Wechselgetriebegehäuses darstellt, ergibt sich eine komplizierte Ausführung, die eine allgemeine Verwendbarkeit ausschließt und deren Fertigung einen kostspieligen Aufwand darstellt.Such hydraulic brakes have become known in a different design, of which air is conveyed instead of the liquid when not in use, while braking by pumping fluid, the outflow of which is more or less throttled is done; since the pump is the cover of the gearbox housing, the result is a complicated design that excludes general usability and the production of which is a costly effort.

Die hydraulische Bremse, die aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder und einem in diesem von der abzubremsenden Maschine angetriebenen Schaufelrad besteht, ist demgegenüber nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder waagerecht in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter angeordnet ist und an der unteren Hälfte mit Öffnungen für den Ab- und Zulauf der Flüssigkeit aus bzw. zum Zylinder sowie ferner an seinem Scheitel mit Öffnungen für das Ein- und Ausströmen von Luft in bzw. aus dem Zylinder versehen ist. Diese Bauart hat den Vorteil, daß bei der Betriebsumdrehungszahl der durch die Bremswirkung hervorgerufene Energieverlust stark verringert wird. Bei richtiger Wahl der Abmessungen und Anordnung des Schaufelrades, des Zylindermantels und der Öffnungen sowie der Viskosität der Flüssigkeit und der Umdrehungszahl des Schaufelrades wird bei Inbetriebnahme der Maschine die im Innern des Zylindermantels vorhandene Flüssigkeit gedreht und von der Zentrifugalkraft durch die Öffnungen im wesentlichen aus dem Mantel in das Gefäß übergeführt. Darauf bewegen sieh die Schaufeln im wesentlichen in Luft, wodurch die Bremskraft stark abnimmt. Dieser Zustand stellt sich bei der Betriebsumdrehungszahl ein, wenn der Zylindermantel an den Endflächen nahezu verschlossen ist. Die Flüssigkeit kann infolgedessen praktisch über die Endflächen in den Zylindermantel nicht zurückfließen. Die besten Resultate ergeben sich, wenn der Zylindermantel an den Endflächen vollkommen verschlossen ist. Mit Rücksicht auf das Anlassen des Schaufelrades jedoch, das über eine der Endflächen durchgeführt werden muß, ist eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen einem stillstehenden und einem sich bewegenden Teil zum vollständigen Verschluß des Zylindermantels an den Endflächen erforderlich. Mit Rücksicht darauf ist es vorzuziehen, diese verhältnismäßig teure Flüssigkeitsabdichtung wegfallen zu lassen und den dabei eintretenden Nachteil, daß ein wenig Flüssigkeit in den Zvlindermantel b ineinleckt, in Kauf zu nehmen. Außerdem ist es bei bestimmten Ausführungsformen möglich, eine der Wände dies Gefäßes zugleich zum Verschließen von einer der Flächen des Zylindermantels zu verwenden. Wegen der bei der Herstellung auftretenden Toleranzen kann es erwünscht sein, ein geringes Spiel zwischen der Wand des Gefäßes und dem Zylindermantel von z. B. lls bis 1 mm einzuhalten. Sobald die Umdrehungszahl der Maschine unter die Betriebsumdrehungszahl sinkt, wenn die Energiezuführung zur Maschine unterbrochen wird, wird das Gleichgewicht zwischen der auf die Flüssigkeit ausgeübten Zentrifugalkraft und dem Flüssigkeitsdruck gestört. Die Flüssigkeit drängt sich dann durch die Öffnungen in den Zylindermantel, wodurch das auf diese Flüssigkeit stoßende Schaufelrad einen starken Widerstand erfährt und die Maschine praktisch unmittelbar zum Stehen kommt. Das Zurückfließen der Flüssigkeit wird dadurch erleichtert, daß Öffnungen vorgesehen sind, durch die im Zylindermantel während der Betriebsumdrehungszahl vorhandene Luft leicht entweichen kann. Auf diese Weise ergibt sich ein schnelles Abbremsen der Maschine.The hydraulic brake that comes from a cylinder filled with fluid and a paddle wheel driven by the machine to be braked in this, is, on the other hand, characterized according to the invention in that the cylinder is horizontal is arranged in a container filled with liquid and on the lower half with openings for the outflow and inflow of the liquid from or to the cylinder as well also at its apex with openings for the inflow and outflow of air in or is provided from the cylinder. This type of construction has the advantage that the number of revolutions in operation the energy loss caused by the braking effect is greatly reduced. With the correct choice of dimensions and arrangement of the paddle wheel, the cylinder jacket and the openings as well as the viscosity of the liquid and the number of revolutions of the When the machine is started up, the paddle wheel is located inside the cylinder jacket existing liquid rotated and by centrifugal force through the openings essentially transferred from the jacket into the vessel. Then see them move The blades are essentially in air, which greatly reduces the braking force. This The state arises at the operating speed when the cylinder jacket is almost closed at the end faces. The liquid can be practical as a result Do not flow back into the cylinder jacket via the end faces. The best results arise when the cylinder jacket is completely closed at the end faces is. With regard to the starting of the paddle wheel, however, that is via one of the End faces must be carried out is a liquid seal between one stationary and a moving part for complete closure of the cylinder jacket required at the end faces. With that in mind, it is preferable to keep this proportionate to dispense with expensive liquid sealing and the disadvantage that this entails, that a little liquid leaks into the cylinder jacket b must be accepted. In addition, in certain embodiments it is possible to use one of the walls of this vessel to be used at the same time to close one of the surfaces of the cylinder jacket. Because of the tolerances that occur during manufacture, it may be desirable to use a little play between the wall of the vessel and the cylinder jacket of z. B. lls to be adhered to up to 1 mm. As soon as the number of revolutions of the machine is below the operating speed drops when the power supply to the machine is interrupted becomes the balance between the centrifugal force exerted on the liquid and the fluid pressure disturbed. The liquid then pushes through the openings into the cylinder jacket, whereby the impeller that hits this liquid creates a experiences strong resistance and the machine comes to a standstill almost immediately. The flowing back of the liquid is facilitated by the fact that openings are provided are due to those present in the cylinder jacket during the operating number of revolutions Air can easily escape. This results in rapid braking the machine.

Vorzugsweise bestehen die Öffnungen aus Schlitzen, die sich in Richtung der Erzeugenden des Zylindermantels erstrecken und sich in der unteren Hälfte des Mantels befinden. Dies ergibt den Vorteil, daß die Öffnungen dort angeordnet sind, wo der auf den Mantel ausgeübte Flüssigkeitsdruck verhältnismäßig hoch ist, so daß die Flüssigkeit beim Sinken der Umdrehungszahl unter die Betriebsumdrehungszahl in den Zylindermantel zurückströmt. Um die Bewegung der Flüssigkeit sowohl in den Zylindermantel als auch aus dem Mantel zu erleichtern, ist am höchsten Punkt des Zylindermantels ein Entlüftungsrohr vorgesehen. Dadurch wird sowohl die Bremswirkung auf die Maschine als auch die Führung der Flüssigkeit aus dem Mantel beschleunigt.Preferably, the openings consist of slots that extend in the direction the generatrix of the cylinder jacket and extend in the lower half of the Jacket are located. This has the advantage that the openings are arranged there where the liquid pressure exerted on the jacket is relatively high so that the liquid when the number of revolutions drops below the operating number of revolutions flows back into the cylinder jacket. To the movement of the liquid both in the To facilitate cylinder jacket as well as from the jacket is at the highest point of the Cylinder jacket provided a ventilation pipe. This increases both the braking effect on the machine as well as the passage of the liquid from the jacket.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Zeichnungen stellen schematisch eine Bremsvorrichtung nach der Erfindung dar, und zwar Fig. 1 in Ansicht, Fig. 2 im Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 im Schnitt durch den Zylindermantel und die Schaufeln gemäß Linie III-III der Fig. 2.The drawings show schematically a braking device according to FIG Invention, namely Fig. 1 in view, Fig. 2 in section along line II-II of the Fig. 1 and Fig. 3 in section through the cylinder jacket and the blades according to the line III-III of FIG. 2.

In den Figuren sind die entsprechenden Einzelteile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.In the figures, the corresponding individual parts are given the same reference numbers designated.

Ein Zahnrad 2 mit Schaufeln 1 ist auf einem Bolzen 3 drehbar gelagert. Dieser Bolzen 3 ist an einer der Wände 4 befestigt; die Wände bilden ein Gefäß, das mit Flüssigkeit 5, z. B. Öl, gefüllt ist. Das Schaufelrad ist in der Flüssigkeit drehbar und von einem Zylindermantel 6 umgeben, dessen Achse waagerecht liegt und der mit Schlitzen 7 versehen ist, die sich in der Richtung der Erzeugenden des Mantels 6 erstrecken und in dessen unterer Hälfte angeordnet sind. Außerdem ist der Mantel 6 an seiner höchsten Stelle mit einem Entlüftungsrohr 8 versehen. Der Zylindermantel 6 ist an den Endflächen durch das Zahnrad 2 und die Vorderwand 4 nahezu geschlossen und wird von einem rinnenförmigen Körper 6a abgestützt, der durch den Bolzen 3 an der Wand 4 befestigt ist. Der rinnenförmige Körper 6a ist mit den Schlitzen 7 im Zylindermantel 6 entsprechenden Schlitzen 7a versehen. Das Schaufelrad ist durch ein auf der Antriebswelle 9 der Maschine sitzendes Zahnrad 10 mit der Maschine gekuppelt. Die Verzahnungen 11 greifen in ein nicht dargestelltes Triebwerk ein. Bei der Betriebsumdrehungszahl der Maschine wird bei richtiger Wahl der Abmessungen und Anordnung des Schaufelrades, des Zylindermantels und der Schlitze sowie der Viskosität der Flüssigkeit und der Umdrehungszahl des Schaufelrades diese Flüssigkeit infolge der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft durch die Schlitze 7, 7a gedrückt und wird dadurch im wesentlichen aus dem Zylindermantel 6 in das Gefäß übergeführt.A gear 2 with blades 1 is rotatably mounted on a bolt 3. This bolt 3 is attached to one of the walls 4; the walls form a vessel that with liquid 5, z. B. oil is filled. The paddle wheel is in the liquid rotatable and surrounded by a cylinder jacket 6, the axis of which is horizontal and which is provided with slits 7 which extend in the direction of the generatrix of the jacket 6 extend and are arranged in the lower half. Besides, the coat is 6 is provided with a ventilation pipe 8 at its highest point. The cylinder jacket 6 is almost closed at the end faces by the gear 2 and the front wall 4 and is supported by a channel-shaped body 6a, which is connected by the bolt 3 the wall 4 is attached. The channel-shaped body 6a is with the slots 7 in Cylinder jacket 6 provided corresponding slots 7a. The paddle wheel is through a gear 10 seated on the drive shaft 9 of the machine is coupled to the machine. The gears 11 engage in an engine (not shown). At the operating speed the machine will, if the dimensions and arrangement of the bucket wheel are correctly selected, of the cylinder jacket and the slots as well as the viscosity of the liquid and the Number of revolutions of the paddle wheel this liquid as a result of the acting on it Centrifugal force pushed through the slots 7, 7a and is thereby substantially transferred from the cylinder jacket 6 into the vessel.

Ein Beispiel der richtig gewählten vorerwähnten Größen und Anordnung ist ein Zylindermantel mit einer Länge von 17 mm und einem lichten Durchmesser von 17 mm, der mit zwei Schlitzen von 15 mm lang und 2,5 mm bereit versehen ist. Der Raum zwischen dem Zylindermantel und den Schaufeln ist dabei 3 mm; die vier Schaufeln haben je eine Länge von 14 mm und eine Breite von 4 mm. Diese Abmessungen wurden bei einem Elektromotor von etwa 20 W verwendet, dessen Rotorwelle 2700 Umdrehungen in der Minute macht, die Schaufeln 5400 Umdrehungen in der Minute. Bei der Betriebsumdrehungszahl ist der Energieverlust infolge der Bremsvorrichtung ungefähr 100/o der Motorleistung, wobei der Nachlauf des Elektromotors nach dem Abschließen der elektrischen Kraftquelle auf etwa 0-.1 herabgemindert wurde. Als Flüssigkeit wurde dabei Silikonöl mit einer Viskosität von etwa 12° E verwendet.An example of the correctly chosen sizes and arrangement mentioned above is a cylinder jacket with a length of 17 mm and a clear diameter of 17 mm, which is provided with two slots of 15 mm long and 2.5 mm ready. Of the The space between the cylinder jacket and the blades is 3 mm; the four shovels each have a length of 14 mm and a width of 4 mm. These dimensions were used in an electric motor of around 20 W, the rotor shaft of which is 2700 revolutions makes the blades 5400 revolutions per minute. At the operating speed the energy loss due to the braking device is approximately 100 / o of the motor power, wherein the after-run of the electric motor after the electrical power source has been shut off was reduced to about 0-1. The liquid was silicone oil with a Viscosity of about 12 ° E used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hydraulic brake consisting of a fluid filled cylinder and one in this driven by the machine to be braked Bucket wheel consists, characterized in that the cylinder (6) horizontally in a container (4) filled with liquid (5) is arranged and on the lower Half with openings (7) for the outflow and inflow of the liquid (5) from or to Cylinder (6) and also at its apex with openings (8) for one and Air flow into or out of the cylinder (6) is provided. z. Brake according to claim 1, characterized in that the openings (7) of themselves in the direction of the generatrix of the cylinder jacket (6) extending slots are formed. Considered Publications: German patent specifications No. 132 037, 349 401.