DE1625836B1 - Hydrodynamische Bremse - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Bremse mit gegen die Achsrichtung mit der Vorderkante in Bewegungsrichtung nach vorn schräggestellten Schaufeln des Läuferrades und in der gleichen Richtung schräggestellten Statorschaufeln.
• Es ist bekannt, durch Schrägstellen der Schaufeln gegen die Achsrichtung das übertragbare Drehmoment sowohl in Bremsen wie in Kupplungen für eine Drehrichtung zu erhöhen. Die Erfinder haben jedoch erkannt, daß für Bremsen damit noch nicht alle Maßnahmen getroffen worden sind. Sie haben sich die Aufgabe gestellt, bei gleichen Außenabmessungen und annähernd gleichem Gewicht von Bremsen der eingangs erwähnten Art eine Erhöhung des erhältlichen Bremsmoments zu bewerkstelligen, und schlagen vor, daß dien Vorderkanten der Schaufeln wenigstens auf der Eintrittsseite und vorzugsweise nur auf der Schaufelsaugseite messerartige Anschärfungen aufweisen, wobei der möglichst klein zu haltende Winkel zwischen Saug- und Druckseite der Schaufeln vorzugsweise etwa 10° beträgt.
• Zwar ist es bei sogenannten mit Blechschaufeln bestückten Trilokwandlern bekannt, die Schaufeleintrittskanten auf einen Winkel zwischen 5 und 30° anzuschärfen (USA.-Patentschrift 3 184 833). Diese Maßnahme bringt aber, wie der Veröffentlichung ebenfalls zu entnehmen ist, keine Steigerung der spezifischen Leistungsaufnahme des Wandlers im Anfahrpunkt, so daß von daher gesehen eine Schaufelkantenanschärfung auch bei hydrodynamischen Bremsen als abwegig erscheinen mußte.
• Über die optimale Schrägstellung der Schaufeln finden sich in der Literatur verschiedene Angaben. Gemäß einer Veröffentlichung (Automobil-Industrie, 2 [1960] Nr. 8, S. 53/83) soll das Optimum der Schaufelschrägstellung für Bremsen etwas oberhalb 60° liegen. Nach einer anderen Veröffentlichung (deutsches Patent 1 137 576) ist ein Winkel von 45° zwischen der Schaufelebene und der Achsrichtung vorgesehen. Die Erfinder haben jedoch erkannt, daß bei der erfindungsgemäßen Schaufelausbildung das Optimum der Schrägstellung bei 50° liegt.
• Eine weitere Bremskraftsteigerung kann mit einer zusätzlich radialen Schrägstellung zu erzielen sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden pro Schaufelrad 18 bis 27 Schaufeln vorgesehen; dabei sollen die kleinen Schaufelzahlen für Bremsen kleiner Außenabmessungen (etwa 200 mm Außendurchmesser) gelten und die höheren Anzahlen für größere Typen. Der Rotor wird vorteilhafterweise mit einer bis zwei Schaufeln mehr bestückt. Freilich sind Bremsen mit allen möglichen Schaufelzahlen an sich zwar bekannt, jedoch haben die Erfinder erkannt, daß die angegebenen Schaufelzahlen im Verein mit den schräggestellten, aasgeschärften Schaufeln ein Optimum im Hinblick auf die Bremswirkung darstellen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Bremse, Fig. 2 die Abwicklung eines Zylinderschnitts durch die Schaufeln der Bremse, F i g. 3 einen Querschnitt durch die Bremse entlang der Teilfuge zwischen Rotor und Stator mit Blick auf den Stator mit 20 Schaufeln, F i g. 4 ein vergrößertes Detail aus F i g. 2.
• Der Querschnitt der Bremse in F i g. 1 zeigt den Rotor 1 mit Rotorwelle 2, die im Stator, der aus dem eigentlichen Statorschaufelrad 3 und der Statorschale 4 besteht, gelagert ist. Der Stator ist am Außenumfang an den Flansch 5 eines stillstehenden Gehäuses angeflanscht. Arbeitsflüssigkeit wird der hydrodynamischen Bremse über die Zulaufleitung 6 in der Nähe der Nabe zu- und über die am Außenumfang angeordnete Ringkammer 8 und die daran anschließende Ablaufleitung 7 abgeführt. Der Rotor bewegt sich in der Richtung des angegebenen Pfeiles 14. Die Zuführung der Arbeitsflüssigkeit kann aber auch an anderer Stelle durch spezielle Füllschaufeln oder Kanäle in den Raum zwischen Rotor- und Statorschaufeln erfolgen.
• Die im Zylinderschnitt der F i g. 2 im Querschnitt sichtbaren Rotorschaufeln 9 sind mit der Vorderkante 10 um 50° gegen die Achsrichtung in Bewegungsrichtung nach vorn schräggestellt. Die Statorschaufeln 11 sind in der gleichen Richtung schräggestellt.
• Die Rotorschaufeln 9 wie auch die Statorschaufeln 11 weisen eine durch die Bewegungsrichtung des Rotors festgelegte Saugseite 12 und eine Druckseite 13 auf. Die Schaufeln des Rotors und des Stators weisen auf ihrer Saugseite 12 eine allmähliche Verjüngung zur Vorderkante 10 hin auf. Diese saugseitige Verjüngung ist im Hinblick auf die Wirkung die günstigste. Die dadurch erreichte messerartige Anschärfung der Schaufeln ist nicht nur im Bereich der Aasströmung der Schaufel durch das Arbeitsmedium angebracht, was auch schon eine Verbesserung im Sinne der Erfindungsaufgabe bringt, sondern die Vorderkante ist auf der ganzen radialen Länge scharf.
• Eine Verbesserung wird auch schon erzielt, wenn nur einige der Schaufeln, z. B. nur die Rotor- oder die Statorschaufeln oder die halbe Anzahl aller Schaufeln, aasgeschärft werden. Die Verjüngung zur Schaufelvorderkante erfolgt unter einem Winkel von annähernd 10°. Wünschenswert wären möglichst spitzwinklige Anschärfungen, doch stellt der angegebene-Wert mit Rücksicht auf die Fertigung und die Haltbarkeit der Schaufeln einen vernünftigen Kompronliß dar.
• Der K-Wert, d. h. die spezifische Leistungsaufnahme der Bremse in PS, bezogen auf 100 Umdr./ Min. .des Rotors und auf 1 m Arbeitsraumaußendurchmesser, kann durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gegenüber bekannten Bremsen der beschriebenen Art ganz beträchtlich gesteigert werden. K-Werte von 300 bis 400 sind ohne weiteres erzielbar, solche von 800 wurden bereits gemessen. Nach Wissen des Erfinders sind das bisher unerreichte Vergleichswerte.
• Diese K-Wert-Steigerung kann bei vorgegebenen Bremsleistungsbeträgen im Projektstadium einer Bremsanlage dazu ausgenutzt werden, die Bremse kleiner undIeichter- zu bauen. Insbesondere bei Fahrzeugen sind Platz- und Gewichtseinsparungen stets willkommen. Vor allem aber wird durch die mit der Verkleinerung einhergehende Arbeitsraumreduzierung eine Füllzeitverkürzung und somit eine geringere Ansprechzeit der Bremse erreicht, was sich im Hinblick auf die Verkehrssicherheit günstig auswirkt.
• Für die Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Hydrodynamische Bremse. mit gegen die Achsrichtung mit der Vorderkante in Bewegungsrichtung nach vorn schräggestellten Schaufeln des Läuferrades und in der gleichen Richtung schräggestellten Statorschaufeln, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Vorderkanten (10) der Schaufeln (9, 11) wenigstens auf der Eintrittsseite und vorzugsweise nur auf der Schaufelsaugseite (12) messerartige Anschärfungen aufweisen, wobei der möglichst klein zu haltende Winkel zwischen Saug- und Druckseite der Schaufeln vorzugsweise etwa 10° beträgt.
2. 2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln gegen die Achsrichtung in einem Winkel von 50° geneigt sind.
3. 3. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln zusätzlich in radialer Richtung geneigt sind.
4. 4. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaufelrad 18 bis 27 Schaufeln aufweist.