DE2211379A1

DE2211379A1 - Braking device with hydrokinetic brakes for vehicles, in particular rail vehicles

Info

Publication number: DE2211379A1
Application number: DE19722211379
Authority: DE
Inventors: Anthony George Lithgow London MacDonald Stuart Harpenden Hertford shire Shore, (Großbritannien) P
Original assignee: British Railways Board
Current assignee: British Railways Board
Priority date: 1971-03-11
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1972-09-14
Also published as: IT950036B; IL38919A0; FR2128776A1; ZA721291B

Description

British Railways Board, 222, Marylebone Road, London N.W. 1 / EnglandBritish Railways Board, 222, Marylebone Road, London N.W. 1 / England

"Bremsvorrichtung mit hydrokinetischen Bremsen für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge""Braking device with hydrokinetic brakes for vehicles, especially rail vehicles"

Die Erfindung betrifft Bremsvorrichtungen für Fahrzeuge mit hydrokinetischen Bremsen und insbesondere, aber nicht ausschließlich, Bremsvorrichtungen für Schienenfahrzeuge.The invention relates to braking devices for vehicles with hydrokinetic brakes and more particularly, but not exclusively, braking devices for rail vehicles.

Eine hydrokinetische Bremse besteht im wesentlichen aus einem Toroid, in dessen Inneres eine Arbeitsflüssigkeit, beispielsweise Wasser oder Öl, geleitet wird und die durch ein Halbtoroid als Rotor und ein Halbtoroid als Stator gebildet wird, von denen jedes in Abständen angeordnete radiale Schaufeln oder Flügel aufweisen, die eine Reihe von Taschen rund um den Stator und den Rotor bilden. Die Bremse wirkt als eine Pumpe,, die die Arbeitsflüssigkeit von einem Einlaß zu einem Auslaß pumpt und wobei die Arbeitsflüssigkeit durch ihre bremsende Wirkung auf den Rotor die kinetische Energie des Fahrzeuges absorbiert, an dessen Achse oder Übertragungswelle die Bremse montiert ist.A hydrokinetic brake essentially consists of a toroid, inside of which a working fluid, for example, water or oil, is passed and the through a half toroid as a rotor and a half toroid as Stator is formed, each of which having spaced radial blades or vanes that form a series of pockets around the stator and rotor. The brake acts as a pump, which pumps and pumps the working fluid from an inlet to an outlet The working fluid, through its braking effect on the rotor, generates the kinetic energy of the vehicle absorbed, on whose axis or transmission shaft the brake is mounted.

Es ist bekannt, daß die Bremskraft hydrokinetischer Bremsen erhöht werden kann, wenn die Ebenen der Flügel des Rotoös und Stators nicht parallel zur Drehachse des Ro tors verlaufen, sondern dazu geneigt angeordnet sind, soIt is known that the braking force of hydrokinetic brakes can be increased when the planes of the wings of the Rotoös and stator do not run parallel to the axis of rotation of the Ro tor, but are arranged inclined to it, so

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daß für eine gegebene Drehrichtung die offenen Enden der Rotortaschen vorwärts gerichtet sind, und die offenen Enden der entsprechenden Statortaschen nach rückwärts, in bezug auf die Drehrichtung, v/eisen. Bei einer derartigen Ausbildung tritt jedoch ein beträchtlicher Abfall des Bremsvermögens für die entgegengesetzte Drehrichtung auf. So v/eist beispielsweise eine Bremse, deren Ebenen der Flügel um etwa 4o° gegenüber der Drehachse geneigt sind, für eine Drehrichtung eine Bremsfähigkeit auf, die 4,3mal so groß ist als die einer Bremse, bei der die Ebenen der Flügel parallel zur Drehachse sind. Andererseits aber beträgt die Bremswirksamkeit für die entgegengesetzte Drehrichtung nur ungefähr das 0,2-fache gegenüber der einer Bremse, bei der die Ebenen der Flügel parallel zur Dreh achse verlaufen.that for a given direction of rotation the open ends of the rotor pockets are directed forward, and the open ends iron the corresponding stator pockets backwards with respect to the direction of rotation. With such a Training occurs, however, a considerable drop in the braking power for the opposite direction of rotation. For example, there is a brake whose planes of the wings are inclined by about 40 ° with respect to the axis of rotation, a braking capacity of 4.3 times for one direction of rotation is as large as that of a brake in which the planes of the wings are parallel to the axis of rotation. On the other hand, however, is the braking efficiency for the opposite direction of rotation is only about 0.2 times that of one Brake in which the planes of the wings run parallel to the axis of rotation.

Demzufolge ist eine einzige hydrokinetische Bremse mit geneigten Flügeln für Fahrzeuge, wie beispielsweise Eisen bahnfahrzeuge, die in zwei Richtungen fahren, nicht brauchbar. Es ist daher nötig, in derartigen Fällen zwei hydrokinetische Bremsen vorzusehen, mit entgegengesetzt geneigten Flügeln, um die gleiche Wirksamkeit in beiden Pahrtrich tungen zu erzielen.As a result, a single inclined wing hydrokinetic brake for vehicles, such as rail vehicles, that drive in two directions, not usable. It is therefore necessary in such cases to use two hydrokinetic Provide brakes with oppositely inclined wings in order to achieve the same effectiveness in both directions to achieve.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanordnung zu schaffen, bei der mit einer hydrokinetischen Bremse die gleiche Wirksamkeit in beiden Fahrtrichtungen eines Fahrzeuges erzielt werden kann.In contrast, the invention is based on the object of creating a brake arrangement in which with a hydrokinetic Brake the same effectiveness can be achieved in both directions of travel of a vehicle.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß bei einer Fahrzeugbremsvorrichtung mit einer hydrokinetischen Bremse ein Doppeltoroid vorgesehen ist, wodurch zwei hydrokinetische Bremsen gebildet werden, die Rücken an Rücken zusammengebaut sind, daß deren Roto ren verbunden sind für eine Drehung in derselben Drehrichtung, daß die Ebenen der Rotor- und StatorflUgel einer Bremse gegenüber der Drehachse geneigt sind und zwar in entgegengesetzter Richtung zur Neigung der Ebene der Ro-This object is achieved according to the invention essentially in that in a vehicle brake device with a hydrokinetic brake is provided with a double toroid, whereby two hydrokinetic brakes are formed, which are assembled back to back so that their rotors are connected for rotation in the same direction of rotation, that the planes of the rotor and stator blades of a brake are inclined with respect to the axis of rotation, namely in opposite direction to the inclination of the plane of the ro-

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tor- und Stator-Flügel der'anderen Bremse, daß eine Fluidzuführleitung von einem Arbeitsfluid-Behälter zum Zentrum jedes Toroids führt und die Toroide durch Speiseleitungen an ihren Peripherien verbunden sind_o gate and stator vanes der'anderen brake, that a fluid supply line from a working fluid container leads each toroid to the center and the toroids are connected by feed lines at their peripheries _o

Auf diese Weise ist für eine Drehrichtung der Doppel-To roid-hydrokinetischen Bremse das eine Toroid wirksam und für die entgegengesetzte Drehrichtung ergibt " ' das andere Toroid die wirksame Bremse.In this way, the double to roid hydrokinetic for one direction of rotation Brake one toroid effectively and for the opposite direction of rotation results in "'the other Toroid the effective brake.

Eine erfindungsgemäße, zweiseitig wirksame Doppel-Toroid-Bremse weißt gegenüber zwei unabhängigen Bremsen den Vorteil auf, daß der Axialschub auf die Bremslager der durch unbalancierte Flüssigkeitskräfte, die auf die Flügel wirken, hervorgerufen wird, durch Verbindung der Peripherien der beiden Toroide reduziert wird. ' Dies bedeutet, dass der effektive Toroidausgangsdruck über das unwirksame Toroid dem Axialschub auf die Bremslager entgegenwirkt.A double toroidal brake according to the invention, effective on both sides has the advantage over two independent brakes that the axial thrust on the brake bearings of the unbalanced fluid forces acting on the wings, is reduced by joining the peripheries of the two toroids. ' This means that the effective toroidal output pressure counteracts the axial thrust on the brake bearings through the inoperative toroid.

Es ist bekannt, daß eine hydrokinetische Bremse bei nie drigen Geschwindigkeiten nicht wirksam ist und demzufolge ist vorgesehen, daß die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung zusätzlich eine Reibungsbremse in !Verbindung mit der hy drokinetisehen Bremsvorrichtung aufweisen kann, um das Bremsmoment, das durch die hydrokinetische Bremse gelie fert wird, bei niedrigen Geschwindigkeiten zu erhöhen»It is known that a hydrokinetic brake at never drigen Speeds is not effective and therefore it is provided that the braking device according to the invention additionally a friction brake in connection with the hy drokinetisehen May have braking device to the braking torque that Gie fert by the hydrokinetic brake will increase at low speeds »

Die Steuereinrichtung für die hydrokinetische Bremse kann von einem unter Druck stehenden Behälter Gebrauch machen in ähnlicher Weise wie in der deutschen Patentanmeldung P 21 01 080.0 der Anmelderin beschriebeneThe control device for the hydrokinetic brake can make use of a pressurized container in a manner similar to that in the German patent application P 21 01 080.0 described by the applicant

Wenn die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß der Einlaß zum wirksamen Toroid auf Atmosphärendruck gehalten ist, dann hän;>;.t der Einlaßfluß der hydrokinetischen Bremseinrichtung nur vom Druck im Behälter ab. Das wirksame To roid wird sich mit Flüssigkeit füllen, bis ein stabiler Zustand erreicht ist, d.h„, der Zufluß gleich dem Abfluß ist, wobei dieser Zustand auftritt, wenn, der DruckabfallIf the device is designed so that the inlet to the effective toroid is maintained at atmospheric pressure, then hang;> ;. t the inlet flow of the hydrokinetic braking device only depends on the pressure in the container. The effective to roid will fill with liquid until a stable one State is reached, i.e., the inflow is equal to the outflow, this state occurring when, the pressure drop

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BADORIQtNAUBADORIQtNAU

über die Rückleitung, d.h. der Bremsenausgangsdruck minus dem Behälterdruck genügend groß ist, um denselben Fluß durch die Rückleitung zu bewirken wie durch die Zufluß leitung. Wenn Einlaß- und Auslaßleitungen zur hydrokinetischen Bremse gleich sind, dann wird derselbe Fluß in den Einlaß- und Auslaßleitungen dann auftreten, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind :via the return line, i.e. the brake output pressure minus the reservoir pressure, is large enough to maintain the same flow to effect through the return line as by the inflow line. When inlet and outlet lines to hydrokinetic Brake are equal, then the same flow will occur in the inlet and outlet lines if the the following conditions are met:

Behälterdruck - 0(Atmosphärendruck) = Bremsen-Ausgangsdruck - Behälterdruck.Reservoir pressure - 0 (atmospheric pressure) = brake output pressure - reservoir pressure.

Bei diesen Bedingungen steigt der Druck über dem wirksamen Toroid auf den zweifachen Behälterdruck und demzufolge ist das Bremsmoment eine Funktion des Behälterdruckes.Under these conditions the pressure over the effective toroid rises to twice the container pressure and consequently is the braking torque is a function of the tank pressure.

Wenn das wirksame Toroid vollständig gefüllt ist, hat es die Spitze seiner Fähigkeit, ein Bremsmoment zu erzeugen, erreicht und jede nachfolgende Verringerung der Geschwindigkeit reduziert das Moment. Dies bedeutet, daß der Druckanstieg über die Bremse abnimmt.When the effective toroid is completely filled, it is at the peak of its ability to generate braking torque, and each subsequent reduction in speed reduces the torque. This means that the pressure increase decreases via the brake.

Der Zufluß muß weiterhin gleich dem Abfluß sein,(wobei der geringe Abfluß längs der Entlüftungsleitung vernachlässigbar ist) und das bedeutet, daß der Einlaßdruck des wirksamen Toroids steigen muß bis zum Behälterinnendrudc , ■ wobei die Entlüftungsleitung nicht mehr wirksam ist, so daß der Zufluß zur Bremse verringert wird.The inflow must still be the same as the outflow, (where the small outflow along the vent line is negligible) and this means that the inlet pressure of the effective toroids must rise to the inside of the container whereby the vent line is no longer effective, see above that the flow to the brake is reduced.

Die Verringerung dieses Zuflusses ist proportional dem Verlust an Bremsmoment durch die hydrokinetische Bremse oder dem Bedarf an Bremsmoment von der Reibungsbremse und kann durch einen Vergleich des Druckes an einem festen Punkt der Einlaßleitung mit dem Druck im Behälter festgestellt Werden. So lange das Toroid entlüftet wird, ergibt sich hier ein festes Verhältnis, wobei jedoch dieses Verhältnis sich ändert, wenn die Bremse gefüllt 1st, so daß sich ein Ausgang proportional den Anforderungen an die mechanische Bremse ergibt.The reduction in this inflow is proportional to the loss of braking torque due to the hydrokinetic brake or the need for braking torque from the friction brake and can be determined by comparing the pressure at a fixed Point of the inlet line to be determined with the pressure in the container. As long as the toroid is deflated this results in a fixed ratio, but this ratio changes when the brake is filled, so that there is an output proportional to the demands on the mechanical brake.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhandFurther advantages and features of the invention are based on

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von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind, und die Anwendung der Erfindung auf Eisenbahnfahrzeuge zeigen- mit einer Kombination einer hydrokinetischen Bremsvorrichtung und einer Reibungsbremse. Dabei zeigt :of embodiments explained in more detail in the Drawings are shown and show the application of the invention to railway vehicles - with a combination a hydrokinetic braking device and a Friction brake. It shows:

Pig. la mit Ib in schematischer Darstellung einer erfindungsgemäße hydrokinetische Bremsvorrichtung und ein zugehöriges Steuersystem,Pig. la with Ib in a schematic representation of an inventive hydrokinetic braking device and an associated tax system,

Fig. 2 in Vorderansicht die Ausbildung des Rotors2 shows the design of the rotor in a front view

der erfindungsgemäßen hydrokinetisehen Bremse,the hydrokinetics according to the invention Brake,

Pig„ 3 einen Schnitt durch die RotorkonstruktionPig "3 a section through the rotor construction

längs der Linie IH-III der Fig₀ 2, zusammen mit einem Teilabschnitt eines zugehörigen Stators, undalong the line IH-III of Figure 2 _0, together with a part section of an associated stator, and

Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einerFig. 4 shows a modified embodiment of a

hydrokinetischen Bremsvorrichtung.hydrokinetic braking device.

Die erfindungsgemäße hydrokinetische Bremsvorrichtung be steht aus einem Doppeltoroid 1 mit einer Rotoranordnung 2, bestehend aus zwei Rotoren 3 und 4. Die Rotoranordnung 1 wird durch Lager 5 auf einer Statoranordnung β getragen, die zwei Statoren 7 und 8 aufweist. Auf diese Weise be steht die erfindungsgemäße Doppeltoroidvorrichtung praktisch aus zv/ei Rücken an Rücken montierten hydrokine ti sehen Bremsen. Beim Einbau einer derartigen Bremsvorrichtung in eine hohle Achse eines Schienenfahrzeuges ist die Rotoranordnung 1 mit der hohlen Achse verbunden und die Statoranordnung 6 mit einer feststehenden Welle, die sich durch die hohle Achse erstreckt.The hydrokinetic braking device according to the invention be available from a double toroid 1 with a rotor arrangement 2, consisting of two rotors 3 and 4. The rotor arrangement 1 is supported by bearings 5 on a stator assembly β, which has two stators 7 and 8. In this way, the double toroidal device according to the invention is practical see from zv / ei hydrokine ti mounted back to back Brakes. When installing such a braking device in a hollow axle of a rail vehicle is the Rotor assembly 1 connected to the hollow axis and the stator assembly 6 with a fixed shaft, which extends through the hollow axis.

Die Ausbildung eines Stators und Rotors ist in den Fig. 2 und J5 dargestellt. Jeder der Rotoren J5 und 4 enthält ein Halbtoroid 9 mit radialen Flügeln 10, die eine Reihe von Taschen 11 rund um das Halbtoroid bilden. Die Ebenen der Flügel 10 sind um etwa 4o° zur Drehachse 12 des RotorsThe formation of a stator and rotor is shown in FIGS. 2 and J5. Each of the rotors J5 and 4 contains a Semi-toroid 9 with radial wings 10, which are a series of Form pockets 11 around the semi-toroid. The planes of the blades 10 are about 40 ° to the axis of rotation 12 of the rotor

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geneigt. Die Rotoren J> und 4 sind in der Rotoranordnung 1 so angeordnet, daß die Ebenen der Flügel 10 des Rotors 3 gegenüber der Drehachse entgegengesetzt geneigt sind, wie die Ebenen der Flügel des Rotors 4. Die Statoren 7 und 8 weisen ebenfalls eine Halb-Toroidausbildung auf und ha ben geneigte Flügel, die ähnlich der Flügelanordnung der Rotoren 3 und 4 ausgebildet bzw. angeordnet sind. Jeder Stator ist in der Statoranordnung β so angeordnet, daß er dem zugeordneten Rotor gegenübersteht und mit ihm ein komplettes Toroid bildet, wobei die Ebenen der Statorflügel l4 zur Drehachse in derselben Richtung geneigt sind wie die Ebenen der Flügel des zugehörigen Rotors, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich» Einige der Statorflügel l4 können Leitungen 15 aufweisen für die Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit in das Zentrum des Toroids und um Entlüftungsverbindungen mit der Atmosphäre zum Entlüften der Zentren des Toroids zu bilden.inclined. The rotors J> and 4 are arranged in the rotor arrangement 1 so that the planes of the blades 10 of the rotor 3 are inclined opposite to the axis of rotation, as are the planes of the blades of the rotor 4. The stators 7 and 8 also have a semi-toroidal design on and ha ben inclined wings, which are designed or arranged similar to the wing arrangement of the rotors 3 and 4. Each stator is arranged in the stator arrangement β in such a way that it faces the associated rotor and forms a complete toroid with it, the planes of the stator vanes 14 being inclined to the axis of rotation in the same direction as the planes of the vanes of the associated rotor, as shown in particular in FIG 3. Some of the stator vanes 14 may have lines 15 for the supply of working fluid into the center of the toroid and to form vent connections with the atmosphere for venting the centers of the toroid.

Für jede Drehrichtung der Rotorvorrichtung 1 ist die Bremse, deren Rotor die gegenüber der Drehrichtung vorwärts geneigten Taschen aufweist, die wirksame Bremse.For each direction of rotation of the rotor device 1, the brake is the rotor of which has the pockets which are inclined forward in relation to the direction of rotation, the effective brake.

Innerhalb der Anordnung 1 sind Arbeitsflüssigkeitszufuhrleitungen 16 und YJ über die Leitungen 15 in den Stator flügeln mit den Zentren der Toroide verbunden. Die äuße ren Peripherien der Toroide sind über Leitungen 18 und 19 miteinander verbunden. Leitungen 20 und 21 verbinden die Zentren der Toroide mit der Atmosphäre über weitere Leitungen 15 in den Statorflügeln. Die Speiseleitungen 16Within the arrangement 1, working fluid supply lines 16 and YJ are connected to the centers of the toroids via the lines 15 in the stator vanes. The outer peripheries of the toroids are connected to one another via lines 18 and 19. Lines 20 and 21 connect the centers of the toroids with the atmosphere via further lines 15 in the stator blades. The feed lines 16

s Inas Ina

und 17Vmit einem Druckbehälter 23 für die Arbeitsflüssigkeit über Leitungen 24 und 25 verbunden, und die Entlüf tungsleitungen 20 und 21 werden verlängert durch Leitungen 26 und 27 über noch zu beschreibende Steuerelemente und führen zu einem Behälter 28, der unter Atmosphörendruck steht.and 17V with a pressure vessel 23 for the working fluid connected via lines 24 and 25, and the vent lines 20 and 21 are extended by lines 26 and 27 via control elements and to be described lead to a container 28 which is under atmospheric pressure.

Nachfolgend wird ein Steuersystem für die erfindungsgernäßeThe following is a control system for the inventive

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hydrokinetische Bremsvorrichtung näher beschrieben : Der Behälter 23 für die Arbeitsflüssigkeit wird über einen Luftbehälter 29 unter Druck gesetzt, der seinerseits von einem Luftkompressor des Zuges über eine Leitung 30 ge speist wird, die ein Rückschlagventil 31 enthält, das den Druck im Behälter 29 für einen Bremsvorgang aufrechter hält, falls die Luftzufuhr versagt.hydrokinetic braking device described in more detail: The The tank 23 for the working fluid is pressurized via an air tank 29, which in turn is pressurized by an air compressor of the train via a line 30 feeds ge which contains a check valve 31, which keeps the pressure in the container 29 upright for a braking process, if the air supply fails.

Der Luftdruck in dem Behälter 23 für die Arbeitsflüssigkeit wird gesteuert durch ein Druckregulierungsventil 32 .und ein Überströmventil 32 A, in Abhängigkeit von einem elektrischen Brems-Anforderungssignäl des Zugführers. Eine Kompensation für das Brems-Anforderungssignal für unterschiedliche Zuggewichte wird auf elektrischem Wege erreicht, ehe das Signal das Druckregulierungsventil 32 erreicht. Ein Magnetventil 33 und ein Druckreduzierungsventil 34 dienen dazu, daß ein Bremsvorgang ausgelöst wird-mit einem durch die Einstellung des ReduzierventilsThe air pressure in the container 23 for the working fluid is controlled by a pressure regulating valve 32 and an overflow valve 32 A, depending on one electrical brake request signals from the train driver. Compensation for the brake request signal for different train weights is done electrically before the signal reaches the pressure regulating valve 32 achieved. A solenoid valve 33 and a pressure reducing valve 34 serve that a braking process is triggered - with one through the setting of the reducing valve

34 bestimmten Maß, auch dann, wenn die elektrische Stromversorgung ausfällt.34 certain degree, even if the electrical power supply fails.

Der Bremsvorgang bewirkt eine beträchtliche Erhitzung der Arbeitsflüssigkeit, die durch kontinuierliches Durchleiten durch einen Wärmeaustauscher 22 über eine PumpeThe braking process causes considerable heating of the working fluid, which is caused by continuous passage through a heat exchanger 22 via a pump

35 und ein Filter 36 gekühlt wird. Im Kühlkreis eingeschlossen ist ein Ejektor 37* der dazu dient, die Bremse über eine Spülleitung 38 zu evakuieren während der normalen Fahrt, um ein Schleifen zu verringern und um jede Flüssigkeit zu entfernen, die in den Behälter 28 durch Leckage eingeflossen ist. Ein schwimmerbetätigtes Ventil . 39 verschließt diese Leitung, wenn der Atmosphärenbehälter 38 leer ist und verhindert so den Eintritt von Luft in das evakuierte System. Rückschlagventile 4o und 4l verhindern den Fluß aus dem Kühlsystem in die Behälter 23 und 2g.35 and a filter 36 is cooled. Included in the cooling circuit is an ejector 37 * which is used to operate the brake to evacuate via a flushing line 38 during normal Ride to reduce drag and to remove any liquid that may leak into container 28 Leakage has flowed in. A float operated valve. 39 closes this line when the atmosphere container 38 is empty, thus preventing air from entering the evacuated system. Check valves 4o and 4l prevent flow from the cooling system into tanks 23 and 2g.

Abschlußventile 43 unterbrechen den Zufluß zur hydrokine ti sehen Bremse 1, enthalten aber RuckschiageIrmvich -End valves 43 interrupt the flow to the hydrokine ti see brake 1, but contain jerks Irmv i -

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V.'V. '

tungen, so daß die Arbeitsflüssigkeit von der Bremse zum Behälter 2j5 zurückfließen kann. Die Ventile 4j5 werden durch Druckluft betätigt, die vom Behälter 29 zugeführt und durch ein Umschaltventil 44 gesteuert wird, welches die Bremsvorrichtung 1 abschältet, wenn der Behälter druck unter einem vorbestimmten Wert sich befindet. Ein Magnetventil 45 dient zum Ausschalten der hydrokineti sehen Bremse bei niedrigen Geschwindigkeiten, sobald sie einen nurmehr unwesentlichen Beitrag zur Bremswir kung leisten. Ein Entlü^tüngs-Wahlventil 46 sichert,daß nur eine der EntlUftungsleitungen 26 und 27 von dem Wirksamen Toroid mit der Atmosphäre verbunden ist und verhindern dadurch einen andauernden Verlust von Flüssigkeit zu dem Atmosphärenbehälter von dem unwirksamen Toroid. Das Entlüftungs-Wahlventil 46 wird durch Drucksignale gesteuert, die aus den Hauptzufuhrleitungen 24 und 25 zur Bremse abgeleitet werden.so that the working fluid can flow back from the brake to the reservoir 2j5. The valves 4j5 are operated by compressed air supplied from the container 29 and controlled by a changeover valve 44 which switches off the braking device 1 when the container pressure is below a predetermined value. A solenoid valve 45 is used to turn off the hydrokineti see brake at low speeds as soon as they make an insignificant contribution to the Bremswir effect. A Ent lu ^ tüngs selector valve 46 ensures that only one of the EntlUftungsleitungen 26 and 27 is connected from the effective toroid with the atmosphere, thereby preventing a continuing loss of liquid to the atmosphere of the container ineffective toroid. The bleed selector valve 46 is controlled by pressure signals derived from the main supply lines 24 and 25 to the brake.

Sobald ein Signal auftritt, welches ein Gleiten bzw. Blockieren der Räder anzeigt, wird ein Magnetventil 47 erregt, wodurch ein hoher Luftdruck vom Behälter 29 der wirksamen Entlüftungsleitung zugeführt-wird. Dadurch wird der Druck im Toroid sehr schnell erhöht, so daß der Zufluß von Arbeitsflüssigkeit gestoppt und der Ab fluß erhöht wird, wodurch sehr rasch die Bremswirkung verringert wird. Sobald das Gleit-Signal verschwindet, kehrt die Vorrichtung zu den normalen Bremsbedingungen zurück.As soon as a signal occurs which indicates sliding or locking of the wheels, a solenoid valve 47 is activated energized, whereby a high air pressure from the container 29 of the effective vent line-is supplied. Through this the pressure in the toroid is increased very quickly, so that the flow of working fluid is stopped and the flow from is increased, whereby the braking effect is reduced very quickly. As soon as the glide signal disappears, the device returns to normal braking conditions.

Die Reibungsbremse wird mit Hilfe von Kolben 48 angelegt. Der an die Kolben angelegte Druck wird durch ein Steuerventil 49 gesteuert, welches den Druck im Behälter 23 mit dem Druck an einem oder anderen der Punkte 50 und 51 in dön Leitungen 24 und 25 vergleicht und den hydrauli sehen Druck über die Leitung 52 auf der Höhe hält, die zum Anlegen der Reibungsbremse mit der gewünschten Wirksamkeit notwendig ist. Ein Umschaltventil 53 vergleichtThe friction brake is applied with the aid of pistons 48. The pressure applied to the piston pressure is controlled by a control valve 49, which compares the pressure in the container 23 with the pressure at one or other of the points 50 and 51 in dön lines 24 and 25 and the hydrauli see pressure via line 52 at the height of holds, which is necessary to apply the friction brake with the desired effectiveness. A switching valve 53 compares

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den Druck an den Punkten 50 und 51 in den Leitungen 24 und 25 und stellt sicher,' daß der niedrigste Speiseleitungsdruck mit dem Steuerventil 49 für die Reibungs bremse verbunden ist. Durch Erregung eines Magnetventils 5²I- wird die Reibungsbremse in ihrer Wirksamkeit verringert, entweder oberhalb ihrer maximalen Arbeitsgeschwindigkeit oder nach Erhalt eines Räder-Gleit-Signaies. Einstellbare Drosseln 55 sind in den Leitungen 24 und 25 vorgesehen, um das korrekte Verhältnis zwi sehen dem Druck der hydrokinetischen Bremsen und der Reibungsbremse sicherzustellen. Pumpen 56 bewirken die Speisung der Reibungsbremsensteuersysteme mit Hydrau likflüssigkeit und ein Speicher 57 dient als Reserve einrichtung für den Fall eines Leistungsverlustes.the pressure at points 50 and 51 in lines 24 and 25 and ensures' that the lowest feed line pressure is connected to the control valve 49 for the friction brake. By energizing a solenoid valve 5 ² I-, the effectiveness of the friction brake is reduced, either above its maximum working speed or after receiving a wheel slide signal. Adjustable throttles 55 are provided in lines 24 and 25 to ensure the correct relationship between the pressure of the hydrokinetic brakes and the friction brake. Pumps 56 feed the friction brake control systems with hydraulic fluid and a memory 57 serves as a reserve device in the event of a loss of power.

Nachfolgend wird die Wirkung einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung bzw. ein Bremsvorgang näher erläutert:The effect of a braking device according to the invention or a braking process is explained in more detail below:

Der Bremsbefehl des Fahrzeugführers> umgesetzt in ein elektrisches Signal entsprechend dem benötigten Brems moment, wird einem Druckregler J>2 zugeleitet. Der Reg ler j52 bewirkt einen Luftdruck proportional dem elek trischen Signal und führt diesen Signaldruck dem Über strömventil J>2 A zu. Das Überströmventil wirkt als Flußverstärker und bewirkt eine Erhöhung des Luftdruckes im Behälter 23 auf denselben Pegel wie den Signaldruck.The braking command from the vehicle driver> converted into an electrical signal corresponding to the required braking torque is sent to a pressure regulator J> 2 . Regulator j52 creates an air pressure proportional to the electrical signal and feeds this signal pressure to the overflow valve J> 2 A. The overflow valve acts as a flow intensifier and causes the air pressure in the container 23 to be increased to the same level as the signal pressure.

Sobald das Magnetventil 45 entregt ist, beispielsweise oberhalb 40 km/h, wirkt der Luftdruck im Behälter durch dieses Solenoidventil auf ein Umschaltventil 44, welches öffnet. Die öffnung des Umschaltventiles 44 ermöglicht dem Luftdruck, das Steuerventil 43 zu öffnen. Daraufhin fließt Arbeitsflüssigkeit vom Behälter 23 längs der beiden Hauptzuflußleitungen 24 und 25 zur Bremsvorrichtung 1 und beide Toroide und ihre zugeordneten Eingangsbeislohe werden mit ungefähr derselben Geschwindigkeit ge füllt. As soon as the solenoid valve 45 is de-energized, for example above 40 km / h, the air pressure in the container acts through this solenoid valve on a switching valve 44, which opens. The opening of the switchover valve 44 enables the air pressure to open the control valve 43. Thereupon working fluid flows from container 23 along the two Main inflow lines 24 and 25 to braking device 1 and both toroids and their associated entrance bees are filled at roughly the same speed.

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Die Toroide sind äquivalent zwei entgegengesetzte Zentrifugalpumpen, von denen eine wirksam ist und die andere unwirksam. Wenn sich die Toroide zu füllen beginnen, wird der Druckanstieg über ein auch nur teilweise gefülltes wirksames T.oroid beträchtlich größer als der ihm entgegenwirkende Druck eines vollständig gefüllten unwirksamen Toroids. Wenn sich die Toroide anfüllen, wird der Fluß entlang der Zufuhrleitung zum unwirksamen Toroid kleiner und es kann sogar ein Pluß in der umgekehrten Richtung auftreten, wodunch diese Zufuhrleitung zu einer Abflußleitung wird. Das Entlüftungsumschaltventil 46, dessen vorausgehende Einstellung unwichtig ist, nimmt nun eine Stellung ein,bei der nur die~Entlüftung des wirksamen Toroids zur Atmosphäre geöffnet ist. Das Überströmventil J52 A fährt fort, den Luftdruck im Bremsbehälter zu ver großem bis zu dem benötigten Pegel und das Ventil hält diesen Luftdruck aufrecht, unabhängig von den Volumens änderungen, die durch den fallenden Flüssigkeitsspiegel bewirkt werden. Die oben beschriebene Wirkungsweise ergibt konstante Bedingungen, die erhalten werden mit einem Druckanstieg über der Bremse, der dem doppelten Druck des Behälters entspricht.The toroids are equivalent to two opposing centrifugal pumps, one of which is effective and the other ineffective. When the toroids begin to fill, will the increase in pressure over an effective T.oroid, even if it is only partially filled, is considerably greater than that which counteracts it Printing a completely filled inoperative toroid. As the toroids fill up, the flow will along the supply line to the ineffective toroid smaller and there can even be a plus in the opposite direction occur where this supply line to a drain line will. The vent switching valve 46, the previous setting of which is unimportant, now takes one Position in which only the ~ venting of the effective Toroids is open to the atmosphere. The overflow valve J52 A continues to increase the air pressure in the brake reservoir up to the required level and the valve maintains this air pressure, regardless of the volume changes, caused by the falling liquid level. The above-described mode of action results constant conditions which are obtained with a pressure increase across the brake that is twice as high Pressure of the container.

Das Umschaltventil 55 wird in eine Stellung gebracht, die den Druck der Zufuhrleitung an das Reibungsbremsen-Steuerventil 49 legt, wo bei einer Zuggeschwindigkeit ^von etwa 100 km/h und darüber wird jedoch das Magnetventil 54 erregt undjdie Reibungsbremse unwirksam gemacht. Umgekehrt wird, wenn die Zuggeschwindigkeit unter 100 km/h fällt, das Magnetventil entregt und die Reibungsbremse wird wirksam. Wenn sich die Zuggeschwindigkeit verringert, nimmt das wirksame Toroid mehr und mehr Arbeitsflüssigkeit auf, um den verlangten Druckanstieg und damit das verlangte Bremsmoment aufrechtzuerhalten. Sobald das wirksame Toroid vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, ist es nicht länger in der Lage, das erforderliche Bremsmoment bzw. den Druck aufrechtzuerhalten und das Verhält-The switching valve 55 is brought into a position which applies the pressure of the supply line to the friction brake control valve 49, but where at a train speed of about 100 km / h and above the solenoid valve 54 is energized and the friction brake is rendered ineffective. Conversely, if the train speed falls below 100 km / h, the solenoid valve is de-energized and the friction brake is activated. As the train speed decreases, the effective toroid takes on more and more working fluid in order to maintain the required pressure increase and thus the required braking torque. Once the effective toroid is completely filled with liquid, it is no longer able to maintain the required braking moment or the pressure and the proportionality

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nis der beiden Signaldrücke, die dem Reibungsbremsen Steuerventil 49 zugeführt werden, beginnt sich zu verändern.' Das Ventil 49 läßt dann den Hydraulikdruck zu den Reibungsbremsen-Kolben 48 fließen, um die Verringerung der Wirksamkeit der hydrokinetischen Bremse 1 auszugleichen und auf diese Weise die gewünschte Verzöge rung aufrechtzuerhalten. ·The two signal pressures supplied to the friction brake control valve 49 begin to change. The valve 49 then allows the hydraulic pressure to flow to the friction brake pistons 48 for the reduction to compensate for the effectiveness of the hydrokinetic brake 1 and in this way the desired delay maintain. ·

Während einer Anwendung der Bremse fließt Flüssigkeit von der Bremse zum Behälter 23 über die Spülleitung 38, jedoch hat dieser Fluß wenig Einfluß auf die Vorrichtung,da die öffnung der Spülleitung ·38 sehr viel kleiner ist als die öffnungen der Hauptzufuhrleitungen 29 und 25. Zusätzlich zu diesem Spülfluß, aber erst, nachdem das wirksame Toroid vollständig gefüllt ist, ent steht ein kontinuierlicher Fluß über die Entlüftungs leitung zum Atmosphärenbehälter 28. Wenn die Zuggeschwindigkeit unter 4o km/h gefallen üöb, wird das Magnetventil 45 erregt und schließt die Druckluftzufuhr zu den Schaltventilen 45. Diese Ventile schließen und verhindern so einen Fluß in die hydrokinetische Bremse, erlauben jedoch den Rückfluß der Arbeitsflüssigkeit aus der Bremse, so daß von da ab die volle Brems-Wirkung durch die Rei bungsbremse allein bereitgestellt wird.Fluid flows while the brake is being applied from the brake to the container 23 via the flushing line 38, however, this flow has little influence on the device, since the opening of the flushing line 38 is very much smaller is as the openings of the main supply lines 29 and 25. In addition to this flushing flow, but only after the effective toroid is completely filled, ent is a continuous flow through the vent line to the atmosphere container 28. If the train speed has fallen below 40 km / h, the solenoid valve is activated 45 energizes and closes the supply of compressed air to the switching valves 45. These valves close and thus prevent flow into the hydrokinetic brake, but allow the working fluid to flow back out of the brake, so that from then onwards the full braking effect through the friction brake Rei is provided alone.

So-bald der Bremsbefehl aufhört, bewirkt der Druckregler eine Verbindung des Überströmventils 32 A mit der Atmosphäre, wodurch wiederum der Bremsbehälter 23 zur Atmosphäre entlüftet wird. Dieser Vorgang stellt sicher,daß das Schaltventil 43 der hydrokinetischen Bremse vollständig geschlossen wird und stellt ferner sicher, daß die mechanische Bremse nicht weiter wirksam wird. Der Ejek tor 37, der dauernd im Kühlkreis wirksam ist, zieht alle Flüssigkeit aus dem Atmosphärenbehälter 28 ab und führt sie in den Behälter23 zurück, entleert die Bremse 1 von jeglicher Flüssigkeit und saugt auch Luft aus der Bremse ab, um Vertilationsverluste und Reibung zu vermindern.As soon as the brake command stops, the pressure regulator takes effect a connection of the overflow valve 32 A with the atmosphere, whereby, in turn, the brake reservoir 23 to the atmosphere is vented. This process ensures that the switching valve 43 of the hydrokinetic brake is complete is closed and also ensures that the mechanical brake is no longer effective. The ejector 37, which is constantly active in the cooling circuit, draws all liquid from the atmosphere container 28 and leads they return to the container 23, the brake 1 emptied of of any liquid and also sucks air out of the brake in order to reduce losses due to vertebrae and friction.

Hin "Abschalten" (Außer-BetrieL-Setzen) des BremssystemsTowards "switching off" (putting out of operation) the braking system

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entspricht dem Ausfall der Stromversorgung, d.h., der Bremsbehälter 27> wird unter Druck gesetzt, um eine bestimmte Bremswirkung zu erzielen, wodurch sich ein Ver- lust von Flüssigkeit durch die Entlüftungsleitung er gibt. Um dies zu verhindern, ist ein Trenn- bzw. Ab Sperrventil 58 in jedes Bremssystem eingebaut und die Wirkungsweise bei "Abschälten" ist folgende :corresponds to the failure of the power supply, ie the brake reservoir 27> is pressurized in order to achieve a certain braking effect, which results in a loss of fluid through the vent line. In order to prevent this, an isolating or shut-off valve 58 is built into each brake system and the mode of operation for "switching off" is as follows:

a) Das Bremssignal muß entfernt sein,a) The brake signal must be removed,

b) die Trennventile 58 für jedes Bremssystem müssen betätigt werden, um die Luftbehälter zu trennen,b) the isolation valves 58 for each brake system must be operated to separate the air tanks,

c) die Stromversorgung muß ausgeschaltet werden.c) the power supply must be switched off.

Ein Druckschalter 59 gibt ein Warnsignal ab, wenn die von Hand bedienbaren Rennventile in der Abschaltstellung be lassen wurden, wenn der Zug wieder anfährt, oder wenn aus irgendeinem anderen Grund der Luftdruck für die Bremse an irgendeiner Achse nicht zur Verfügung steht.A pressure switch 59 emits a warning signal when the manually operated racing valves be in the shut-off position when the train starts again, or if for any other reason the air pressure for the brakes is not available on any axis.

In einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung der oben be schriebenen Art fließt die Arbeitsflüssigkeit vom Behäl ter 23 durch das wirksame Toroid und dann durch das un wirksame Toroid zurück zum Behälter 23. Die Arbeitsflüssigkeit fließt daher in Serie durch die beiden Toroide. Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 fließt die Arbeitsflüssigkeit parallel durch die beiden Toroide.In a braking device according to the invention of the above be written Art flows the working fluid from Behäl ter 23 through the effective toroid and then through the ineffective Toroid back to container 23. The working fluid therefore flows in series through the two toroids. In a modified embodiment according to FIG. 4 the working fluid flows in parallel through the two toroids.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1, um entsprechende Teile zu bezeichnen. Die Doppeltoroidvorrichtung 1 weist ebenfalls eine Rotorvorrichtung 2 auf mit zwei Rotoren 3 und 4, die von Lagern 5 auf einer Statorvorrichtung 6 getragen werden, die zwei Statoren 7 und 8 aufweist.Zwei Leitungen 21 und 22 entlüften die Zentren der Toroide zur Atmosphäre und die beiden Leitungen 24 und 25 verbinden die zwei Toroide mit dem Druckbehälter 2j5.In the embodiment according to FIG. 4, the same reference numerals are used as in FIG. 1 to denote corresponding To designate parts. The double toroid device 1 also has a rotor device 2 with two rotors 3 and 4 supported by bearings 5 on a stator device 6 which has two stators 7 and 8. Two lines 21 and 22 vent the centers of the toroids to the atmosphere and the two lines 24 and 25 connect the two toroids with the pressure vessel 2j5.

Unterschiedlich gegenüber der Ausbildung des Ausführungs-Different from the training of the execution

209838/0909 "¹^-209838/0909 " ¹ ^ -

beispieles nach Pig. 1 ist, daß die Leitung 24 sich zu den Zentren der beiden Toroide über Einwegventile βο, 6l verzweigt und die Peripherien der beiden Toroide, die über die Leitungen 18 und 19 verbunden sind, die mit der Leitung 25 verbunden .sind, die als Ausgangsleitung dient. Die Einwegventile verhindern ein Zirkülie ren der Arbeitsflüssigkeit zwischen den beiden Toroiden.example according to Pig. 1 is that the line 24 is closed the centers of the two toroids via one-way valves βο, 6l and the peripheries of the two toroids, which are connected via lines 18 and 19, which are connected to line 25, which act as the output line serves. The one-way valves prevent the working fluid from circulating between the two toroids.

Bei der Anordnung der Fig. 4 dient die Flüssigkeitspeiseleitung 24 stets als Zufuhrleitung und die Leitung 25 dient stets als Abflußleitung, im 'Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wo beide Leitungen beiden Zwecken dienen, abhängig von der Drehrichtung der Bremse. Demzufolge kann die Steuereinrichtung, die gleich sein kann, mit der in Fig. 1 dargestellten und die mit der Vorrichtung nach Fig. 4 benutzt werden kann, vereinfacht werden.In the arrangement of FIG. 4, the liquid feed line 24 always serves as a supply line and the line 25 always serves as a drain line, in contrast to the embodiment of FIG. 1, where both lines both Serve purposes, depending on the direction of rotation of the brake. As a result, the control device can be the same can, with that shown in Fig. 1 and which can be used with the device of Fig. 4, simplified will.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und be schriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie alle Teil und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dar gestellten Merkmale und Maßnahmen.The invention is not limited to the illustrated and described embodiments. It includes also all professional modifications as well as all parts and sub-combinations of the described and / or presented Features and measures.

- Ansprüche -- Expectations -

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Claims

-Expectations-

1.) J braking device for vehicles with hydrokinetic brakes, characterized by a double toroidal arrangement in the form of two back-to-back connected hydrokinetic brakes, the rotors of which are connected to each other for rotation in the same direction, the planes of the blades of the rotor and stator of a brake being inclined in relation on the axis of rotation and the planes of the rotor and stator vanes of the other brake are inclined opposite to the direction of the first, through a fluid supply line that connects a container for the working fluid with the center of each toroid and with the toroids at their peripheries through each other Feed lines are connected.

2.) Braking device according to claim 1, characterized in that the center of each toroid is connected to the container for the working fluid via its own feed line and the peripheries of the two toroids are connected to one another to allow the flow of the fluid from one toroid to the other toroid allow ... so that the liquid flows through the two toroids one after the other.

5o) Braking device according to claim 1, characterized in that the centers of the toroids are connected via a common line to the container for the working fluid and the peripheries of the two toroids are also connected to the Arbeitsiligkeitsbe holder via a common line.

4.) Braking device according to claim 1 or the following, characterized in that the center of each toroid is vented to the atmosphere and the container for the working fluid is a pressure vessel, and that control means are provided to keep the pressure in the container at a value , which is determined by the braking torque requested in each case. ₂ 09838/0909