DE1600191C2 - Hydrodynamic brakes for vehicles - Google Patents

Hydrodynamic brakes for vehicles

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DE1600191C2 DE19661600191 DE1600191A DE1600191C2 DE 1600191 C2 DE1600191 C2 DE 1600191C2 DE 19661600191 DE19661600191 DE 19661600191 DE 1600191 A DE1600191 A DE 1600191A DE 1600191 C2 DE1600191 C2 DE 1600191C2
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Description

dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schaufeln (22, 23; 25, 26) beider Arbeitsräume — im Zylinderschnitt gesehen — in der gleichen Richtung schräg gestellt sind.characterized in that all the blades (22, 23; 25, 26) of both working spaces - seen in the cylinder section - in the are inclined in the same direction.

Zwar ist aus der US-PS 21 26 751, Figur 15, schon eine in beiden Drehrichtungen gleich wirksame hydrodynamische Bremse bekannt. Diese Bremse weist aber nicht mehr die zur Erzielung hoher Bremsmomente unerläßliche blattartige Schaufelform auf. Statt dessen sind Rippen mit schwalbenschwanzarti-US Pat. No. 2,126,751, FIG. 15, already shows a hydrodynamic one that is equally effective in both directions of rotation Brake known. However, this brake no longer has the capacity to achieve high braking torques indispensable blade-like blade shape. Instead, ribs are dovetailed

gem Querschnittsprofil vorgesehen, wobei auch dieaccording to the cross-sectional profile provided, with the

zwischen den Rippen befindlichen Strömungskanäle ein schwalbenschwanzförmiges Profil aufweisen, derart, daß sich jeder Kanal in Achsrichtung vom Kanal-flow channels located between the ribs have a dovetail-shaped profile, such as that each channel extends in the axial direction from the channel

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynami- eintritt am Schaufelradspalt zum Kanalgrund hin ersehe Bremse nach dem Oberbegriff des Patentan- weitert. Mit derartigen Rippen und dementsprechend spruchs. Eine solche Bremse ist bekannt aus der strömungsungünstigen Kanalquerschnitten sind be-US-PS 21 26 751, Figuren 1 bis 14. Es hat sich her- friedigende Bremsmomente nicht erzielbar; hierzu ausgestellt, daß durch eine Schrägstellung der Schau- 25 trägt auch wesentlich der Umstand bei, daß die Kafeln eine wesentliche Bremsmomentsteigerung, d. h. naleintritte jedes Schaufelrades durch die vorbeilaufenden Rippen des gegenüberliegenden Schaufelrades zwischenzeitlich völlig abgedeckt werden. Dadurch, daß, wie schon erwähnt, in jeder Drehrichtung beide 30 Arbeitsräume gleich wirksam sind, wird ein vollständiger Achsschubausgleich erzielt.The invention relates to a hydrodynamic inlet at the blade wheel gap towards the bottom of the channel Brake according to the generic term of the patent extension. With such ribs and accordingly saying. Such a brake is known from the flow-unfavorable channel cross-sections are US-PS 21 26 751, FIGS. 1 to 14. It has not been possible to achieve satisfactory braking torques; For this exhibited that by an inclined position of the display, the fact that the panels a significant increase in braking torque, d. H. Entrance of each paddle wheel through the passing ones Ribs of the opposite impeller are completely covered in the meantime. Through this, that, as already mentioned, both working spaces are equally effective in each direction of rotation, becomes a complete one Axle thrust compensation achieved.

Die erfindungsgemäße Bremse unterscheidet sich hiervon prinzipiell dadurch, daß in jeder Drehrichtung nur jeweils ein Arbeitsraum voll wirksam ist.The brake according to the invention differs from this in principle in that in each direction of rotation only one work area is fully effective at a time.

menanbeitenden Schaufelkränze der beiden Schaufel- 35 Durch das Beibehalten der blattförmigen Schaufelradpaare weisen somit beide »spießende«, d. h. funk- form wird aber trotzdem ein viel höheres Bremsmoment erzielt als mit der bekannten Bremse. Da femer nach wie vor stets beide Arbeitsräume gleichzeitigman-working blade rings of the two blade 35 By retaining the leaf-shaped blade wheel pairs thus both indicate "spiteful", i. H. Funkform, however, still has a much higher braking torque achieved than with the known brake. Since then, as before, both work rooms are always at the same time

ein höherer K-Wert, erreichbar ist. Auch bei hydrodynamischen Kupplungen ist es bekannt, daß sich bei Verwendung von schräg gestellten Schaufeln der K-Wert erhöht (DT-AS 10 94 112).a higher K value can be achieved. It is also known in hydrodynamic clutches that when The use of inclined blades increases the K value (DT-AS 10 94 112).

Bei der bekannten Bremse sind beide Schaufelkränze des Rotors in Drehrichtung vorwärts schräg gestellt; die Schaufeln der beiden Statorschaufelkränze sind rückwärts schräg gestellt. Die zusam-In the known brake, both blade rings of the rotor are inclined forward in the direction of rotation posed; the blades of the two stator blade rings are inclined backwards. The together

gefüllt sind, führt auch das jeweils nicht so günstigare filled, that does not lead so cheaply either

tional in der gleichen Richtung schräg gestellte Schaufeln auf. Geometrisch gesehen sind die Schaufeln des einen Schaufelradpaares in der einen Richtung undtional in the same direction inclined blades on. Geometrically speaking, the blades of the a pair of paddle wheels in one direction and

diejenigen des anderen Schaufelradpaares in der an- 40 angeströmte Schaufelkranzpaar eine gewisse Bremsderen Richtung schräg gestellt. Insgesamt ergibt sich wirkung herbei und bewirkt somit wenigstens einen somit eine pfeilartige Anordnung der Schaufeln. teilweisen Achschubausgleich.those of the other pair of bucket wheels in the pair of bucket rings against which the flow is flowing have a certain braking effect Direction inclined. Overall, there is an effect and thus at least one effect thus an arrow-like arrangement of the blades. partial thrust compensation.

Diese bekannte Bremse ist jedoch drehrichtungs- Schließlich ist aus der US-PS 1014494 eine inHowever, this known brake is rotational direction- Finally, from US-PS 1014494 is a in

abhängig, d. h., die Schrägstellung der Schaufeln ist beiden Drehrichtungen gleichermaßen wirksame und lediglich in einer bestimmten Drehrichtung in dem 45 Schaufelkränze mit schräg gestellten Schaufeln aufobigen, bremsmomenterhöhenden Sinne wirksam. weisende Strömungsbremse bekannt, die Teil einer Dieser Umstand ist bei Fahrzeugen, die gleichermä- Drehmomentmeßeinrichtung (Dynamometer) ist. Es ßen in beiden Fahrtrichtungen betrieben werden, handelt sich hierbei um eine Aneinanderreihung nachteilig, so z. B. bei solchen Schienentriebfahrzeu- zweier Doppelbremsen gemäß US-PS 2126 751, Figen, bei denen die Strömungsbremse aus räumlichen 5o guren 1 bis 14, d. h., die Bremse umfaßt zwei Ro-Gründen zwischen dem Wendegetriebe und der Treib- tor-Schaufelkränze A mit pfeilartig angeordneten achse angeordnet werden muß, sowie insbesondere Schaufeln α für die eine Drehrichtung und zwei Robei allen motorlosen Schienenfahrzeugen. Im letzte- tor-Schaufelkränze A' mit ebenfalls pfeilartig anren Falle ist der Aufwand eines Wendegetriebes nicht geordneten Schaufeln a' für die andere Drehrichtung vertretbar; hinzu käme das Problem der Betätigung 55 sowie die entsprechenden Stator-Schaufelkränze. Mit der Wendeschaltung. dieser Anordnung können zwar Drehrichtungsunab-dependent, ie the inclination of the blades is equally effective in both directions of rotation and only effective in a certain direction of rotation in the upward direction of the blade rings with inclined blades, increasing the braking torque. Pointing flow brake known, which is part of a This fact is in vehicles, the same- a torque measuring device (dynamometer). It ßen be operated in both directions of travel, this is disadvantageous to a stringing together, so z. B. in such Schienentriebahrzeu- two double brakes according to US-PS 2126 751, Figures, in which the flow brake from spatial 5o gures 1 to 14, that is, the brake includes two Ro reasons between the reversing gear and the driving gate blade rings A with Axis arranged like an arrow must be arranged, as well as in particular blades α for one direction of rotation and two Robei all motorless rail vehicles. In the last-gate blade ring A ' with a case that is likewise arrow-shaped, the expense of a reversing gear with unordered blades a' for the other direction of rotation is justifiable; In addition, there would be the problem of actuation 55 and the corresponding stator blade rings. With the reverser. this arrangement can

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in hängigkeit und zugleich ein erhöhtes Bremsmoment beiden Drehrichtungen gleich wirksame Strömungs- auf Grund der Sohaufel-Schrägstellung erzielt werbremse zu schaffen, bei der aber ohne zusätzlichen den. Dafür muß aber nahezu eine Verdoppelung der Platzbedarf das erhöhte Bremsmoment auf Grund 6° Baulänge (in Achsrichtung) in Kauf genommen werder Schrägstellung der Schaufeln erhalten bleiben den, wodurch die Verwendung einer solchen BremseThe invention is based on the object of creating a flow braking system that is equally effective in both directions of rotation in dependence and at the same time an increased braking torque due to the Sohaufel inclination, but in which, however, without additional the. For this, however, the increased braking torque due to the 6 ° overall length (in the axial direction) has to be taken into account almost doubling the space required

als Fahrzeugbremse praktisch ausgeschlossen ist.as a vehicle brake is practically excluded.

Den drei bekannten Strömungsbremsen (US-PS 751, Figuren 1 bis 14 sowie Figur 15, und US-PS 10 14 494) ist gemeinsam, daß sie eine — im Zylinderschnitt gesehen — symmetrische Beschaufelung aufweisen bzw. im Falle der US-PS 1014494 zwei jeweils in sich symmetrische Beschaufelungen.The three known flow brakes (US-PS 751, Figures 1 to 14 and Figure 15, and US-PS 10 14 494) has in common that they have a - symmetrical blading - seen in the cylinder section have or, in the case of US Pat. No. 1,014,494, two inherently symmetrical blades.

Diese Aufgabe wird durch die Anwendung des kennzeichnenden Merkmales des Patentanspruches gelöst.This task is achieved through the application of the characterizing feature of the patent claim solved.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist somit für beide Drehrichtungen entsprechend schräg gestellte Schaufeln auf. Hierbei tritt die durch die Schrägstel-The arrangement according to the invention is accordingly inclined for both directions of rotation Shovel up. This occurs through the angled

16 OO 19116 OO 191

Aus dieser Symmetrie resultiert ein vollkommener Ausgleich der Achsschübe. Offensichtlich hat die Fachwelt bisher geglaubt, bei Strömungsbremsen mit hoher spezifischer Leistungsaufnahme (K-Wert) zum Erzielen eines solchen Achsschubausgleiches von dieser Symmetrie nicht abweichen zu dürfen.This symmetry results in a perfect balance of the axial thrusts. Obviously she did Experts previously believed in flow brakes with high specific power consumption (K value) for Achieving such an axial thrust compensation must not deviate from this symmetry.

Demgegenüber beruht die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis, daß auch bei Anwendung der im Patentanspruch beschriebenen unsymmetrischen Beschaufelung, wie schon erwähnt, ein wenn auch nicht vollkommener, so doch für die praktischen Bedürfnisse stets ausreichender Achsschubausgleich erzielt wird und daß somit gegenüber den bekannten Bremsen eine Verstärkung der Rotorlager nicht erforderlich ist. Ferner wird durch die Erfindung der Vorteil erzielt, daß eine Verdoppelung der Baulänge zur Erzielung der Drehrichtungsunabhängigkeit nach dem Vorbild der US-PS 1014 494 vermieden wird.In contrast, the present invention is based on the knowledge that even when using the im As already mentioned, unsymmetrical blading is described in the patent claim, even if not more perfect, but always sufficient axle thrust compensation for practical needs is and that thus a reinforcement of the rotor bearings is not necessary compared to the known brakes is. Furthermore, the invention has the advantage that a doubling of the overall length to achieve the direction of rotation independence based on the example of US Pat. No. 1,014,494 is avoided.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigtThe invention is explained below using an exemplary embodiment shown in the drawing. It shows

F i g. 1 eine hydrodynamische Bremse im Axial-' schnitt,F i g. 1 a hydrodynamic brake in the axial ' cut,

F i g. 2 die Schaufeln der Bremse in einem abgewickelten Zylinder-Teilschnitt nach der Linie II-II der F ig. 1.F i g. 2 the blades of the brake in a developed partial section of the cylinder along the line II-II the fig. 1.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, trägt die abzubremsende Welle 20 der Strömungsbremse den Rotor 21, der zwei voneinander abgewandte Schaufelkränze 22 und 23 aufweist. Die Schaufelkränze 25 und 26 des Stators 24 sind den Rotorschaufelkränzen gegenüberliegend angeordnet. In Fig.2 ist die BeschaufelungAs shown in FIG. 1, the shaft 20 of the flow brake to be braked carries the rotor 21, which has two blade rings 22 and 23 facing away from one another. The blade rings 25 and 26 of the Stator 24 are arranged opposite the rotor blade rings. In Fig.2 is the blading

ίο in einem abgewickelten Zylinderschnitt gezeigt. Danach weisen alle Schaufelkränze 22, 23, 25 und 26 schräg gestellte Schaufeln auf, und zwar sind die Schaufelkränze geometrisch alle gleichgerichtet, wobei aber die Schaufelkränze in dem einen Arbeits-ίο shown in a developed cylinder section. Thereafter all blade rings 22, 23, 25 and 26 have inclined blades, namely the The blade rings are all geometrically aligned, but the blade rings in the one working

is raum funktionsmäßig gegenüber denjenigen in dem anderen Arbeitsraum entgegengerichtet sind. Demgemäß bewirken die Schaufeln 22, 25 bei der durch den Pfeil 27 und die Schaufeln 23, 26 bei der durch den Pfeil 28 gekennzeichneten Drehrichtung ein besonders hohes Bremsmoment. Die jeweils anderen Schaufeln rufen, da beide Arbeitsräume stets gleichzeitig gefüllt sind, ebenfalls ein wenn auch natürlich kleineres Bremsmoment hervor.is space functionally opposite to those in the are facing the other work area. Accordingly, the blades 22, 25 operate at the through the arrow 27 and the blades 23, 26 in the direction of rotation indicated by the arrow 28 a special high braking torque. The other shovels call, since both work areas are always at the same time are filled, also an albeit naturally smaller braking torque emerges.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

16 OO 19116 OO 191 Patentanspruch:Claim: Hydrodynamische Bremse für Fahrzeuge, die gleichermaßen für beide Fahrtrichtungen geeignet sind, mit zwei frei untereinander kommunizierenden Arbeitsräumen und mit — im Längsschnitt gesehen — symmetrischer Anordnung der beiden Rotor- und Stator-Schaufelkränze sowie mit geHydrodynamic brake for vehicles that are equally suitable for both directions of travel are, with two freely communicating work rooms and with - in longitudinal section seen - symmetrical arrangement of the two rotor and stator blade rings as well as with ge gen die Achsrichtung schräg gestellten Schaufeln, 10 Schaufeln.In the direction of the axis inclined blades, 10 blades. lung bewirkte Bremsmomenterhöhung in beiden Drehrichtungen in gleicher Weise auf. Mit anderen Worten: In jeder Drehrichtung weist ein Schaufelradpaar »spießende« und das andere »schleppende« Schaufeln auf. Die Schaufeln des einen Schaufelradpaares sind somit funktional gegenüber den Schaufeln des anderen Schaufelradpaares entgegengerichtet schräg gestellt. Dies kommt zustande durch eine geometrisch gleichgerichtete Schrägstellung sämtlicherdevelopment caused the braking torque increase in both directions of rotation in the same way. With others In words: In each direction of rotation, one pair of paddle wheels has a »spike« and the other »dragging« Shovel up. The blades of one pair of blade wheels are therefore functional with respect to the blades of the other pair of paddle wheels set at an angle in the opposite direction. This comes about through a geometrical rectified inclination of all
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