DE1525396C

DE1525396C - Hydrodynamic brake

Info

Publication number: DE1525396C
Application number: DE19661525396
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6380 Bad Horn bürg Knapp
Original assignee: Alfred Teves GmbH, 6000Trankfurt
Priority date: 1966-03-19
Filing date: 1966-03-19
Publication date: 1973-05-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamisehe Bremse mit einem Druckmittelanschlüsse aufweisenden Gehäuse, in dem eine Welle gelagert ist, die über einen mit ihr verbundenen Rotor und einen mit dem Gehäuse verbundenen Stator abgebremst wird.The invention relates to a hydrodynamic Brake with a housing having pressure medium connections in which a shaft is mounted, braked by a rotor connected to it and a stator connected to the housing will.

Bei Verwendung hydrodynamischer Bremsen dieser Art als Dauerbremse in Kraftfahrzeugen ist es erforderlich, die Leerlauf-Verlustleistung der Bremse möglichst gering zu halten, um die Antriebsleistung des Fahrzeugs bei ungebremstem Betrieb so wenig wie möglich zu beeinträchtigen. Um dieses zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, im Leerlauf den Stator einer hydrodynamischen Bremse vom Rotor zu entfernen und damit die Wirksamkeit der Bremse herabzusetzen oder den Stator mit dem Rotor zu kuppeln, so daß er im Leerlauf mit dem Rotor umläuft. Durch diese Maßnahme wird die Leerlauf leistung einer hydrodynamischen Bremse jedoch nur bis zu einem gewissen Grade vermindert, da auch im Leerlauf im Bremsgehäuse noch Bauteile rotieren, durch die das in dem Bremsgehäuse befindliche Gas und Druckmittel verwirbelt wird.When using hydrodynamic brakes of this type as permanent brakes in motor vehicles, it is necessary to to keep the no-load power loss of the brake as low as possible in order to increase the drive power Impair the vehicle as little as possible when it is not in use. To achieve this has already been proposed to idle the stator of a hydrodynamic brake from the rotor to remove and thus reduce the effectiveness of the brake or the stator with the rotor to couple so that it idles with the rotor. This measure, the idle power a hydrodynamic brake, however, only reduced to a certain extent, since also im Idling in the brake housing still rotating components through which the gas in the brake housing and pressure medium is swirled.

Durch die USA.-Patentschrift 2 241 189 ist eine hydrodynamische Bremse für Schienenfahrzeuge bekannt, die alis einem den Rotor bildenden, mit der abzubremsenden Welle umlaufenden Bremsgehäuse besteht, in dem der Stator drehbar und axial verschieblich gelagert ist. Der Stator ist über einen aus dem Bremsgehäuse herausragenden Flansch mit einer Reibungsbremse verbunden, die zur Einleitung eines Bremsvorganges betätigt wird und den Stator gegen Verdrehen sichert. Im Leerlauf wird die Reibungsbremse gelöst, so daß der Stator sich ungehindert mit dem Rotor und dem Bremsgehäuse mitdrehen kann. Diese bekannte Bremse hat den Nachteil, daß für die Betätigung der den Stator festhaltenden Reibungsbremse eine zusätzliche Betätigungsvorrichtung erforderlich ist. Ferner ist die Anbringung von Druckmittelanschlüssen am Bremsgehäuse sehr aufwendig, da das Gehäuse mit dem Rotor gemeinsam umläuft.A hydrodynamic brake for rail vehicles is known from the USA patent specification 2 241 189, alis a brake housing that forms the rotor and revolves with the shaft to be braked consists, in which the stator is rotatably and axially displaceably mounted. The stator is off over one the brake housing protruding flange connected to a friction brake, which is used to initiate a braking process is actuated and the stator is secured against rotation. The friction brake is activated when idling released so that the stator rotates freely with the rotor and the brake housing can. This known brake has the disadvantage that for the actuation of the stator retaining Friction brake an additional actuator is required. Furthermore, the attachment of Pressure medium connections on the brake housing are very complex, since the housing shares with the rotor running around.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Bauaufwand die Leerlauf leistung von hydrodynamischen Bremsen der eingangs genannten Art über das durch bekannte Vorrichtungen erreichte Maß hinaus zu verringern. IThe invention is based on the object, the idle power of hydrodynamic with little construction Braking of the type mentioned above that achieved by known devices To reduce measure. I.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Nabenteil des Rotors und der mit der abzubremsenden Welle fest verbundene Flansch als gegen die Kraft von Federn mit Hilfe des auf den Rotor wirkenden Flüssigkeitsdrucks miteinander in Eingriff zu bringende Kupplungshälften ausgebildet sind. Vorzugsweise sind dabei die beiden Kupplungshälften als Klauenkupplung ausgebildet und mit einer eine Reibungskupplung darstellenden Synchronisiereinrichtung versehen. Die Synchronisiereinrichtung ist vorteilhaft durch eine zwischen dem Nabenteil und dem Flansch angeordnete Synchronisierscheibe dargestellt, die sich mit ihrem radial verlaufenden Teil über Federn an den radial verlaufenden Teilen des Flansches und des Nabenteils abstützt und axial verschieblich mittels Bolzen an dem Flansch befestigt ist.According to the invention this object is achieved in that the hub part of the rotor and with the to be braked shaft firmly connected flange than against the force of springs with the help of the on the Acting rotor fluid pressure formed with each other to be brought into engagement coupling halves are. The two coupling halves are preferably designed as a claw coupling and with a synchronizer constituting a friction clutch Mistake. The synchronizing device is advantageous by one between the hub part and the flange arranged synchronizing disc shown, which extend radially with their Part supported by springs on the radially extending parts of the flange and the hub part and is attached axially displaceably by means of bolts on the flange.

Um ein schnelles und sicheres Einkuppeln zu gewährleisten, ist vorzugsweise der Nabenteil des Rotors als ein über einen Einlaßkanal mit Druckmittel beaufschlagter Kolben ausgebildet. Eine kompakte j Bauweise wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß die Reibflächen der Reibungskupplung konisch ausgebildet sind und daß die Federn aus mehreren aufeinandergesetzten Tellerfedern bestehen.In order to ensure quick and safe coupling, the hub part of the rotor is preferred designed as a piston acted upon by pressure medium via an inlet channel. A compact j The construction is advantageously achieved in that the friction surfaces of the friction clutch are conical are and that the springs consist of several stacked disc springs.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described.

Im Bremsgehäuse 1 ist ein Stator 2 und ein Rotor 3 angeordnet. Der Stator 2 ist mit dem Bremsgehäuse 1 drehfest verbunden. Der Rotor 3 ist über ein Kupplungssystem 4 auf der abzubremsenden Welle 5, die im Bremsgehäuse 1 drehbar gelagert ist, angeordnet. Das Kupplungssystem 4 besteht aus einem mit der Welle5 fest verbundenem Flansche und dem Nabenteil 8 des Rotors 3, die als miteinander in Eingriff zu bringende Kupplungshälften einer Klauenkupplung 11 ausgebildet sind. Zwischen den beiden Kupplungshälften ist eine Synchronisierscheibe 7 angeordnet, die sich mit ihrem radial verlaufenden Teil über Federpakete 9, 10 an den radial verlaufenden Teilen des Flansches 6 und des Nabenteils 8 abstützt. Die Synchronisierscheibe 7 weist eine Nut 13 auf, in die ein im Flansche befestigter Bolzen 14 eingreift, wodurch die Synchronisierscheibe? drehfest undA stator 2 and a rotor 3 are arranged in the brake housing 1. The stator 2 is with the brake housing 1 non-rotatably connected. The rotor 3 is via a coupling system 4 on the shaft 5 to be braked, which is rotatably mounted in the brake housing 1, arranged. The coupling system 4 consists of a with of the shaft 5 firmly connected flanges and the hub part 8 of the rotor 3, which as in engagement with each other to be brought coupling halves of a claw coupling 11 are formed. Between the two Coupling halves a synchronizing disk 7 is arranged, which is with its radially extending part is supported by spring assemblies 9, 10 on the radially extending parts of the flange 6 and the hub part 8. The synchronizing disk 7 has a groove 13 in which a bolt 14 fastened in the flange engages, what causes the synchronizer? non-rotatable and

axial verschieblich mit dem Flansch 6 verbunden ist. Die Synchronisierscheibe 7 weist eine konische Reibfläche auf, die mit einer entsprechenden Gegenfläche am Nabenteil 8 des Rotors 3 eine Reibungskupplung 12 bildet, die vor dem Einkuppeln die beiden Kupplungshälften der Klauenkupplung 11 in Gleichlauf bringt. Durch einen auf dem Flansch 6 angeordneten Anschlagring 15 ist die Axialverschieblichkeit der Synchronisierscheibe 7 in Richtung auf den Nabenteil 8 begrenzt. Der Nabenteil 8 bildet mit seinem von dem Kupplungssystem 4 abgewandten Ende einen Ringkolben, der in der Leerlaufstellung der hydrodynamischen Bremse in eine zylindrische Bohrung 16 des Bremsgehäuses hineinragt, wodurch ein Druckraum 17 gebildet wird, in den ein Kanal 18, durch den die Druckmittelzufuhr zur Bremse erfolgt, mündet. is connected to the flange 6 so as to be axially displaceable. The synchronizing disk 7 has a conical friction surface on, which has a friction clutch with a corresponding mating surface on the hub part 8 of the rotor 3 12 forms, the two coupling halves of the dog clutch 11 in synchronism before the coupling brings. By means of a stop ring 15 arranged on the flange 6, the axial displaceability of the The synchronizing disk 7 is limited in the direction of the hub part 8. The hub part 8 forms with his of the end facing away from the clutch system 4 an annular piston, which in the idle position of the hydrodynamic The brake protrudes into a cylindrical bore 16 of the brake housing, creating a pressure chamber 17 is formed, into which a channel 18 through which the pressure medium is supplied to the brake opens.

Im Betrieb sind die Rotor und Stator bildenden Schaufelkränze der hydrodynamischen Bremse mit Druckmittel gefüllt und der Rotor 3 ist über das eingerückte Kupplungssystem 4 mit der abzubremsenk den Welle 5 drehfest verbunden. Die beiden Federpa-" kete 9 und 10 sind durch die infolge des Arbeitsdrukkes zwischen Rotor und Stator vorhandene Axialkraft gespannt. Die Drehmomentübertragung von dem Rotor 3 auf die Welle 5 erfolgt über die eingerastete Klauenkupplung 11 des Kupplungssystems 4.In operation, the rotor and stator forming blade rings are part of the hydrodynamic brake Pressure medium filled and the rotor 3 is to be braked via the engaged clutch system 4 with the the shaft 5 rotatably connected. The two spring packs 9 and 10 are due to the working pressure Axial force present between rotor and stator is tensioned. The torque transmission of the rotor 3 on the shaft 5 takes place via the engaged claw coupling 11 of the coupling system 4.

Beim Abschalten der hydrodynamischen Bremse wird zunächst der Druckmittelzufluß durch den Kanal 18 gesperrt. Das in den Schaufelkränzen von Rotor 3 und Stator 2 befindliche Druckmittel wird durch die Pumpenwirkung des Rotors 3 durch den zwischen Rotor 3 und Stator 2 am äußeren Umfang bestehenden Ringspalt in den Gehäuseraum 19 gepumpt und über einen Rücklaufkanal in einen Sammelbehälter geleitet. Mit abnehmender Füllung sinkt auch der zwischen den Schaufelkränzen vorhandene Arbeitsdruck, so daß die Axialkräfte zwischen Rotor und Stator schließlich geringer werden als die Vorspannkräfte der Federpakete 9 und 10. Das eine höhere Spannkraft aufweisende Federpaket 9 verschiebt zunächst den Rotor 3 und die Synchronisierscheibe 7 in Richtung auf den Stator 2, bis die Synchronisierscheibe 7 an dem Sprengring 15 zur Anlage kommt. Die Klauenkupplung 11 wird dadurch ausgerückt, so daß der Rotor nur noch durch die Reibungskupplung 12 mitgenommen wird. Sobald der Arbeitsdruck im Schaufelraum weiter abgesunken ist, trennt das Federpaket 10 den Rotor 3 mit dem Nabenteil 8 von der Synchronisierscheibe 7 und schiebt den ringkolbenförmigen Teil des Nabenteils 8 in die Gehäusebohrung 16 in Richtung auf den Einlaßkanal 18. Da die Federwege der Federpakete 9 und 10 geringer sind als der im Betrieb der Bremse vorhandene axiale Abstand zwischen dem Nabenteil 8 und der Rückwand der Zylinderbohrung 16 im Bremsgehäuse 1. kommt der Nabenteil 8 nicht am Bremsgehäuse 1 zur Anlage, so daß der Rotor 3 durch die Reibung zwischen den mit dem Rotor 3 einerseits und der Welle 5 andererseits verbundenen Bauteilen in Drehung gehalten wird. Die Leerlaufverluste der hydrodynamischen Bremse bestehen entsprechend nur noch aus den Reibungsverlusten zwischen Rotor 3 und Bremswelle 5 und der Lagerreibung.When the hydrodynamic brake is switched off, the pressure medium flow through the channel is first 18 blocked. The pressure medium located in the blade rings of rotor 3 and stator 2 is by the pumping action of the rotor 3 by the between rotor 3 and stator 2 on the outer circumference existing annular gap is pumped into the housing space 19 and via a return channel into a collecting tank directed. As the filling decreases, the one between the blade rings also decreases Working pressure, so that the axial forces between rotor and stator are ultimately less than the preload forces of the spring assemblies 9 and 10. The spring assembly 9, which has a higher tension force, moves first the rotor 3 and the synchronizing disc 7 in the direction of the stator 2 until the synchronizing disc 7 comes to rest on the snap ring 15. The dog clutch 11 is disengaged as a result, so that the rotor is only entrained by the friction clutch 12. Once the Working pressure in the blade space has decreased further, the spring assembly 10 separates the rotor 3 with the hub part 8 from the synchronizing disk 7 and pushes the annular piston-shaped part of the hub part 8 into the Housing bore 16 in the direction of the inlet channel 18. Since the spring travel of the spring assemblies 9 and 10 is less are than the existing axial distance between the hub part 8 and during operation of the brake the rear wall of the cylinder bore 16 in the brake housing 1. the hub part 8 does not come to the brake housing 1 to the plant, so that the rotor 3 by the friction between the with the rotor 3 on the one hand and the components connected to the shaft 5 on the other hand, is kept in rotation. The no-load losses of the hydrodynamic brakes consist only of the friction losses between the rotor 3 and brake shaft 5 and the bearing friction.

Bei erneuter Inbetriebnahme der Bremse wird über den Einlaßkanal 18 unter Überdruck stehendes Druckmittel zugeführt, das in den Druckraum 17 gelangt und auf den ringkolbenförmigen Teil des Nabenteils 8 einwirkt. Der Rotor 3 wird in Richtung auf die Synchronisierscheibe 7 verschoben und über die Reibflächen der Reibungskupplung 12 mit der sich mit der Welle 5 drehenden Synchronisierscheibe 7 gekuppelt und in Drehung versetzt. Bei weiterem Ansteigen des Druckes im Druckraum 17 werden Rotor und Synchronisierscheibe unter Spannen des Federpakets 9 weiter nach links verschoben bis die Klauenkupplung einrastet. Erst jetzt wird die Verbindung von dem Druckraum 17 zu den Schaufelkränzen von Stator 2 und Rotor 3 geöffnet. Die Schaufelkränze werden mit Druckmittel gefüllt und der zwischen Stator und Rotor entstehende Axialschub hält die Federpakete 9 und 10 gespannt.When the brake is started up again, the inlet duct 18 is pressurized Pressure medium is supplied, which reaches the pressure chamber 17 and onto the annular piston-shaped part of the hub part 8 acts. The rotor 3 is moved in the direction of the synchronizing disk 7 and over the Friction surfaces of the friction clutch 12 are coupled to the synchronizing disk 7 rotating with the shaft 5 and set in rotation. If the pressure in the pressure chamber 17 increases further, the rotor and synchronizing disk, while tensioning the spring assembly 9, shifted further to the left until the dog clutch clicks into place. Only now is the connection from the pressure chamber 17 to the blade rings of Stator 2 and rotor 3 open. The blade rings are filled with pressure medium and the between The axial thrust produced by the stator and rotor keeps the spring assemblies 9 and 10 taut.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

i 525 claims:

1. Hydrodynamic brake with pressure fluid connections having a brake housing in which a shaft is mounted, which has a rotor connected to it and a rotor connected to the housing connected stator is braked, characterized in that the hub part (8) of the rotor (3) and the flange (6) firmly connected to the shaft (5) to be braked as against the force of springs (9, 10) with the help of the fluid pressure acting on the rotor Küpplungshälften to be brought into engagement with one another are formed.

2. Brake according to claim 1, characterized in that the two coupling halves (6, 8) designed as a claw clutch (11) and having a friction clutch (12) Synchronizing device (7,14) are provided.

3. Brake according to claim 2, characterized in that the synchronizing device (7, 14) by a synchronizing disc (7) arranged between the hub part (8) and the flange (6) is shown, which extends with its radially extending part via springs (9, 10) to the radially extending parts of the flange (6) and the hub part (8) is supported and axially displaceable is fastened to the flange (6) by means of bolts (14).

4. Brake according to claim 1, characterized in that the hub part (8) of the rotor (3) as a piston acted upon by pressure medium via an inlet channel (18) is formed.

5. Brake according to claim 2, characterized in that the friction surfaces of the friction clutch (12) are conical.

6. Brake according to claim 1 or 3, characterized in that the springs (9, 10) consist of several consist of disc springs placed one on top of the other.