DE2408876B2 - Hydrodynamische bremse - Google Patents
Hydrodynamische bremseInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D65/78—Features relating to cooling
Description
Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische remse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bekanntlich steigt bei hydrodynamischen Bremsen is Bremsmoment bei gleichbleibendem Füllungsgrad
it dem Quadrat der Rotordrehzahl an, wobei der irabelförmige Anstieg um so steiler verläuft, je hö-T
der Füllungsgrad ist. Es ist ferner allgemein beinnt, während einer Änderung der Rotordrehzahl
durch eine Regeleinrichtung den Füllungsgrad zu verstellen, um dadurch einen von einer Parabel abweichenden
Verlauf des Bremsmomentes über der Rotordrehzahl zu erzielen. Dabei wird je nach dem
Anwendungsfall ein über der Rotordrehzahl entweder steigender oder gleichbleibender oder abfallender
Verlauf der Bremsmomenten-Kennlinien gefordert. Eine bekannte hydrodynamische Bremse (Eisenbahntechnische
Rundschau 1971, Seiten 203 bis 207, ίο Bild 3), von der die Erfindung ausgeht, besitzt als Regeleinrichtung
ein Füllungssteuerventil (»Überströmventil«) mit einem axial verschiebbaren Regelkolben,
dessen eine Stirnfläche mit einem willkürlich veränderbaren Steuerluftdruck als Führungsgröße (SoII-wert)
und dessen andere Stirnfläche mit einem von der Drehzahl und dem Füllungsgrad abhängenden
Regeldruck als Regelgröße (Meßwert) beaufschlagbar ist. Entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches zwischen
Meßwert und Sollwert wird der Füllungsgrad
ίο des Bremsenarbeitsraumes verstellt. Nimmt z. B. die
Rotordrehzahl zu (bei gleichbleibendem Sollwert), so steigt der Regeldruck vorübergehend über den ursprünglichen,
dem augenblicklichen Sollwert zugeordneten Wert an; dadurch wird der Regelkolben aus
der Gleichgewichtslage verschoben und öffnet vorübergehend einen Auslaßquerschnitt, so daß sich die
Bremse so weit entleert, bis der Regeldruck wieder den ursprünglichen Wert annimmt. Bei einer Abnahme
der Rotordrehzahl wird dagegen vorübergehend ein Füllquerschnitt geöffnet. Solange also der
Sollwert unverändert bleibt, ist auch der Regeldruck im Mittel konstant, und zwar auch dann, wenn die
Rotordrehzahl sich ändert.
Der Verlauf des Bremsmomentes über der Rotordrehzahl hängt nun davon ab, in welcher Weise die
Regelgröße ihrerseits- bei einem bestimmten festgelegten Bremsmomentenverlauf - von der Rotordrehzahl
abhängt. Zweckmäßigerweise betrachtet man die Abhängigkeit zwischen der Regelgröße und der Ro-
tordrehzahl bei konstant bleibendem Bremsmoment, also bei horizontalem Bremsmomentenverlauf über
der Rotordrehzahl. Benützt man z. B. als Regelgröße den Druck in einer an den Bremsenarbeitsraum angeschlossenen
Auslaßleitung, der bei konstantem Bremsmoment über der Rotordrehzahl ansteigt, so
hat dies zur Folge, daß bei einem Konstanthalten dieser Regelgröße (durch die oben beschriebene Regeleinrichtung)
das Bremsmoment bei zunehmender Rotordrehzahl abfällt. Wenn man dagegen dafür sorgt,
daß die Regelgröße mit zunehmender Rotordrehzahl absinkt - wiederum bei konstant gehaltenem Bremsmoment
- so erhält man durch die Regeleinrichtung eine über der Rotordrehzahl ansteigende Bremsmomenten-Kennlinie.
Tritt schließlich der Sonderfall ein, daß die Regelgröße bei wechselnder Rotordrehzahl
und konstantem Bremsmoment gleichbleibt, dann erhält man durch die Regeleinrichtung eine horizontale
Brenismomenten-Kennlinie.
Will man also bei einer vorgegebenen hydrodynamischen Bremse den Bremsmomentenverlauf beeinflussen,
so ist hierzu ein sogenannter »Regelgrößencrzeuger« erforderlich, mit dem der Verlauf des als
Regelgröße dienenden Regeldruckes über der Rotordrehzahl bei konstant bleibendem Bremsmoment eingestellt
werden kann. Es ist das Ziel der Erfindung, diesen Regelgrößenerzeuger zweckentsprechend auszubilden.
Die bekannte Bremse besitzt als Regelgrößener-
zeuger ein Differenzdruckventil. Dieses besteht aus
einem einfachen Druckminderventil, dessen Steuerkolben von einem Differentialkolben betätigt wird. In
dem Differenzdruckventil wird aus einem beliebigen Flüssigkeitsdruck (zweckmäßig verwendet man den
Druck in der obengenannten Auslaßleitung) durch Druckminderung der Regeldruck derart gebildet, daß
dieser stets gleich der Differenz aus zwei bestimmten, der BreAise entnommenen Drücken ist, die in unterschiedlicher
Weise von der Rotordrehzah! abhängen und über je eine Meßleitung dem Differentialkolben
zugeführt werden, und zwar wird der eine der beiden Drücke an der Auslaßleitung und der andere an einer
bestimmten Stelle des Bremsengehäuses abgegriffen. Die Differenzbildung erfolgt dadurch, daß die beiden
Drücke in entgegengesetzter Richtung zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen des genannten Differentialkolbens
beaufschlagen, wobei diese Stirnflächen unterschiedlich groß sind. Die der kleineren
Stirnfläche zugeordnete Meßleitung besitzt einen Nebenauslaß mit einer ersten Drossel und eine vor dem
Abzweig des Nebenauslasses angeordnete zweite Drossel. Hierdurch kann in dieser Meßleitung vor der
Differenzbildung eine Verminderung des zugeführten Druckes herbeigeführt werden.
Der Verlauf des Regeldruckes über der Rotordrehzahl (bei konstantem Bremsmoment) kann somit
durch Wahl des Größenverhältnisses der btiden genannten Stirnflächen (»Flächenverhältnis«) und in
gewissen Grenzen durch Verstellen der genannten Drosseln beeinflußt werden.
Es ist nun noch zu erwähnen, daß verschiedene hydrodynamische Bremsen der vorbeschriebenen bekannten
Gattung, selbst wenn sie gleicher Größe und serienmäßig in der gleichen Art hergestellt sind, häufig
einen unterschiedlichen Bremsmomentenverlauf aufweisen. Die Ursache hierfür dürfte in Fertigungsungenauigkeiten
beim Gießen und beim mechanischen Bearbeiten der Einzelteile, insbesondere der von der
Bremsflüssigkeit durchströmten Gehäuseteile und Kanäle sowie der Anschlüsse für die genannten Meßleitungen
zu suchen sein. Man kann nun zwar, wie schon erwähnt, bei jeder einzelnen Bremse durch ein
Verstellen der genannten Drosseln einen bestimmten Verlauf des Regeldruckes über der Rotordrehzahl bei
konstantem Bremsmoment und damit den Bremsmomentenverlauf einstellen. Es kommt jedoch vor, daß
in Einzelfällen der tatsächliche Bremsmomentenverlauf von dem gewünschten so stark abweicht, daß auch
noch das Flächenverhältnis des Differentialkolbens des Regelgrößenerzeugers verändert werden muß.
Dies ist aber nur dadurch möglich, daß die betreffenden Bauteile gegen andere ausgetauscht werden. Die
passende Größe des Flächenverhältnisses muß hierbei in langwierigen Versuchen für jede einzelne Bremse
ermittelt werden.
Bei verschiedenen Bremsen unterschiedlicher Baugröße treten die beschriebenen Nachteile natürlich in
noch verstärktem Maße auf. Desgleichen ist es häufig notwendig, bei einer vorliegenden Bremse den
Bremsmomentenverlauf entsprechend einem neuen, bisher nicht vorhergesehenen Einsatzfall abzuändern.
Auch dies ist bei der bekannten Bauweise in der Regel nur durch Austausch von Bauteilen im Rcgelgrößenerzeuger
möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Steuerungseinrichtungen für Bremsen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend zu verbessern,
daß ein gewünschter Bremsmomentenverlaijl
ohne großen Aufwand, insbesondere mit stets der gieichen Steuerungsbauteilen, erzielbar ist, und zwai
sowohl bei den Bremsen einer Serie gleicher Baugröße als auch bei Bremsen unterschiedlicher Baugröße.
Diese Aufgabe wird durch die Anwendung der
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Danach wird von der im Arbeitsraum umlaufenden Arbeitsflüssigkeit an der ersten Anschlußstelle der
ίο Überströmleitung eine kleine Teilmenge abgezweigl
und an der zweiten Anschlußstelle wieder in den Arbeitsraum zurückgeführt. Die beiden Anschlußstellen
können hierzu in recht unterschiedlicher Weise ausgebildet und angeordnet sein. Wesentlich ist nur, dab
sich in der Überströmleitung zwischen den beiden Anschlußstellen eine genügend hohe Druckdifferenz
einstellt, so daß eine wenn auch unter Umständen nur geringe Strömung durch die Überströmleitung und
durch die beiden Drosseln zustande kommt.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß die vorgenannte Überströmleitung, die zusammen mit
den beiden Drosseln mit sehr geringem Aufwand herstellbar ist, einen äußerst wirksamen Regelgrößenerzeuger
darstellt. Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist nämlich wie folgt: Im Bereich der
ersten Anschlußstelle, d. h. zwischen der Einströmöffnung in die Überströmleitung und der ersten Drossel
herrscht bei eingeschalteter Bremse ein verhältnismäßig hoher Druck, dessen Höhe u. a. von der
Strömungsgeschwindigkeit im Arbeitsraum und somit von der Rotordrehzahl abhängt, derart, daß er mit
steigender Rotordrehzahl zunimmt. Und zwar nimmt dieser Druck auch dann noch zu, wenn z. B. bei einer
Untersuchung der Bremse auf einem Prüfstand während des Ansteigens der Rotordrehzahl das von der
Bremse erzeugte Bremsmoment konstant gehalten wird (durch entsprechendes Verringern des Füllungsgrades). Mit anderen Worten: Der in der Überströmleitung
im Dereich der ersten Anschlußstelle herrsehende Druck steigt über der Rotordrehzahl - bei
konstant bleibendem Bremsmoment — mehr oder weniger steil an.
In dem Bereich zwischen der zweiten Drossel und der zweiten Anschlußstelle herrscht dagegen ein
ziemlich niedriger Druck. Dieser Druck ist jedenfalls um so viel niedriger als derjenige im Bereich der ersten
Anschlußstelle, daß, wie erwähnt, eine Strömung durch die Überströmleitung aufrechterhalten wird.
Dieser Druck wird somit über der Rotordrehzahl bei konstant bleibendem Bremsmoment in jedem Falle
wesentlich langsamer ansteigen als der Druck im Bereich der ersten Anschlußstelle; unter Umständen
wird er sogar konstant bleiben oder absinken. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht
nun darin, die beiden vorbeschriebenen Drücke miteinander zu mischen, d. h. aus diesen beiden Drücken
einen einzigen Druck zu bilden, der als Regelgröße verwendbar ist und der über der Rotordrehzahl - wiederum
bei konstantem Bremsmoment - zwischen den beiden vorgenannten Drücken verläuft. Ein solcher
Mischdruck stelit sich ein in der Überströmleitung zwischen den beiden Drosseln, wobei der Verlauf dieses
Mischdruckes über der Rotordrehzahl durch Verstellen der beiden Drosseln in weiten Grenzen verändert
werden kann. Im einen Extremfall ist der Verlauf des Mischdruckes gleich dem Verlauf des sich vor der
ersten Drossel einstellenden Druckes und im anderen Extremfall gleich dem Verlauf des sich hinter der
zweiten Drossel einstellenden Druckes. Dazwischen können beliebig viele mittlere Druckverläufe eingestelltwerden.
Man braucht dann nur noch diesen sich /.wischen den beiden Drosseln einstellenden Mischdruck
gemäß Merkmal b des Anspruches 1, z. B. über eine hydraulische oder eine elektrische Meßleitung,
zur Regeleinrichtung zu übertragen.
Der durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht zum einen darin, daß durch das Anschließen der
Überströmleitung direkt an das Arbeitsraumprofil die gewonnenen Druckverläufe bei einer Vielzahl von
Bremsen einer Bauserie und sogar bei mehreren Bremsen unterschiedlicher Baugröße viel genauer als
bei der bekannten Bremsenbauart reproduzierbar sind;d. h. eventuelle Fertigungsungenauigkeiten wirken
sich in nur viel geringerem Maße aus. Zum anderen kann das bisher erforderliche und in der Herstellung
ziemlich teure Differenzdruckventil entfallen. Es ist somit auch nicht mehr erforderlich, für verschiedene
Bremsen unterschiedliche Bauteile für den Regelgrößenerzeuger zu verwenden.
Wie oben schon erwähnt, können die beiden Anschlußstellen der Überströmleitung in recht unterschiedlicher
Weise ausgebildet und angeordnet sein, um das Zustandekommen des Flüssigkeitsumlaufes
durch die Überströmleitung zu bewirken. Man kann z. B. durch Versuche ermitteln, an welchen Stellen der
Arbeitsraumbegrenzung zwei genügend weit voneinander differierende statische Drücke vorhanden sind
und dann dort die Anschlußstellen für die Überströmleitung anordnen. Bei der Benützung statischer
Drücke besteht allerdings die Gefahr, daß die sich in der Überströmleitung einstellenden Drücke von den
am Arbeitsraumprofil herrschenden Drücken abweichen, und zwar mehr oder weniger je nach Gestaltung
der Anschlußstellen.
Daher wird man gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung bevorzugt von einer anderen Möglichkeit
Gebrauch machen; diese besteht darin (Anspruch 2), die Anströmwinkel der Anschlußstellen relativ
zur dortigen Strömungsrichtung derart zu wählen, daß der Umlauf durch die Überströmleitung
auf Grund der Strömungsenergie der in die erste Anschlußstelle eintretenden Flüssigkeit und/oder auf
Grund der Bildung eines Unterdruckes in der zweiten Anschlußstelle zustande kommt. Darüber hinaus wird
durch die Merkmale des Anspruches 2 erreicht, daß die Verläufe der beiden zu mischenden Drücke über
der Rotordrehzahl besonders weit divergieren. Dementsprechend weit sind die Grenzen, innerhalb deren
der Verlauf des Mischdruckes eingestellt werden kann. Im einzelnen wird dies gemäß Anspruch 2 durch
die folgenden Maßnahmen erreicht: Einerseits ist die Einströmöffnung der Strömung im Arbeitsraum mehr
oder weniger entgegengerichtet, woraus ein mehr oder weniger steiler Anstieg des Druckverlaufes vor der
ersten Drossel resultiert. Dagegen wirkt andererseits - gemäß einem wichtigen weiterführenden Gedanken
der Erfindung - die zweite Anschlußstelle ähnlich wie ein Injektor, so daß der im Bereich zwischen der zweiten
Drossel und der zweiten Anschlußstelle herrschende Druck um so niedriger ist, je höher die Strömungsgeschwindigkeit
im Arbeitsraum ist;d. h. dieser Druck nimmt (bei konstantem Bremsmoment) über
der Rotordrehzahl ab. Somit kann mit dieser weitcrgebildeten
Form des erfindungsgemäßen Regclgrößenerzcugers
auch ein über der Rotordrehzahl abfal-Ii-nrlcr
Verlauf der Regelgröße erzeugt werden. Dies ist besonders wichtig für den Fall, daß die Bremse eine
über der Rotordrehzahl ansteigende Bremsmomenten-Kennlinie aufweisen soll.
Durch die Anwendung des Merkmals des An-Spruchs 3 wird berücksichtigt, daß bei sehr kleinem
Füllungsgrad im Bremsenarbeitsraum nur noch der unmittelbar an die sogenannte Schaufelvorderseite
anschließende Bereich des Schaufelkanalgrundes von der strömenden Arbeitsflüssigkeit bedeckt wird. Es
ίο ist daher erforderlich, daß die beiden Anschlußstellen
der Überströmleitung in dem genannten Bereich angeordnet sind. Dadurch werden sie auch noch bei sehr
kleinem Füllungsgrad sicher von der Arbeiitsflüssigkeit erfaßt, und der Regelgrößenerzeuger ist somit
auch in diesem Betriebszustand noch sicher wirksam. Durch das Merkmal des Anspruchs 4 wird berücksichtigt,
daß die Schaufeln der beiden Schaufelräder einer hydrodynamischen Bremse zwecks Leistungssteigerung
stets gegenüber der Achsrichtung schräggestellt sind, und daß aber unter Umständen der Winkel
zwischen den Schaufelebenen und der Achsrichtung bei verschiedenen Bauserien unterschiedlich
festgelegt wird. Durch das Merkmal des Anspruchs 4 wird also erreicht, daß die Strömungsverhä.ltnisse an
den Anschlußstellen der Überströmleitung bei einer Veränderung des vorgenannten Winkels gleich bleiben.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 eine hydrodynamische Bremse mit den dazugehörenden
Steuer- und Regeleinrichtungen,
Fig. 2 eine hydrodynamische Bremse mit einer gegenüber Fig. 1 abweichenden Regeleinrichtung.
Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch die Schaufelräder der hydrodynamischen Bremse nach Linie I1I-II1
der Fig. 4.
Fig. 4 einen Teilschnitt nach Linie IV-IV der
Fig. 3,
Fig. 5 eine weitere Anordnung der Anschlußstellen
4.0 der Überströmleitung.
In Fig. 1 und 2 ist de< torusartige Arbeitsraum einer
hydrodynamischen Bremse mit 10. das Rotorschaufelrad mit 11, das Statorschaufelrad mit 12 und
ein feststehendes, das Rotorschaufelrad umhüllendes Gehäuse mit 13 bezeichnet. Ein Kühlkreislauf umfaßt
eine Auslaßleitung 20, ein Einschaitvenni 21. eine Leitung 22. einen Kühler 23, eine Leitung 24 und eine
Einlaßleitung 25. Das Einschaltventil 21 hat zwe Stellungen, nämlich eine durch Federkraft bewirkte
»Aus«-Stellung, die in der Zeichnung dargestellt ist und eine »Ein«-Sl ellung, die durch Druckluft (Steu
erleitung 31) bewirkt werden kann. In der Aus-Stel lung ist die Auslattleitung 20 mit einem Flüssigkeits
behälter (Sumpf 19) verbunden und die Verbindun] zwischen den Leitungen 24 und 25 unterbrochen; fer
ner ist die Druckleitung 26 einer Füllpumpe 27 mi der zum Kühler 23 führenden Leitung 22 verbunder
Somit kann die Füllpumpe 27 bei ausgeschaltete Bremse über die an die Leitung 24 angeschlossen
Abzweigleitung 28 ein nicht dargestelltes hydrodyna misches Getriebe mit Arbeitsflüssigkeit versorgen. I
der Ein-Stellung ist der Kühlkreislauf 20 bis 25 ge schlossen, d. h. die Arbeitsflüssigkeit kreist ständi
von der Bremse zum Kühler 23 und wieder zurücl ferner ist die Druckleitung 26 der Füllp'umpe 27 m
einer Fülleitung 32a. 32b verbunden; die letztere i .sr·, die Einlaßleitung 25 angeschlossen, wie dargcstcl1
«der direkt in den Bremsenarbeitsraum 10 hineinc
führt. Sie dient zusammen mit einer Entleerleitung 33a, 336, die an die Auslaßleitung 20 oder direkt an
den Bremsenarbeitsraum 10 angeschlossen ist, zum Einstellen des Füllungsgrades im Arbeitsraum.
Eine zum Herstellen eines bestimmten Bremsmomentenverlaufes
über der Rotordrehzahl dienende Regeleinrichtung ist bei der Ausführung gemäß F i g. 1
als ein in die Fülleitung 32a, 32b und in die Entlcer-U:itung33a,33b
eingebautes Regelventil 30 ausgebildet. Dessen in der Zeichnung symbolisch dargestellter
Flegelkolben 34 wird im Ruhezustand durch eine Feder 35 in die dargestellte Endlage gedrückt. Hierbei
ist der zur Fülleitung 32a, 32 b gehörende Ventilquerschnitt voll geöffnet und der zur Entleerleitung 33a,
33b gehörende Ventilquerschnitt geschlossen. Die von der Feder 35 beaufschlagte Stirnfläche des Regelkolbens.
34 ist auch durch einen willkürlich veränderbaren Steuerluftdruck (Leitung 36) beaufschlagbar.
Dieser stellt für den Regelvorgang die Führungsgröße (den Sollwert) dar. Die gegenüberliegende Stirnfläche
des Regelkolbens 34 ist durch einen Regeldruck (Meßleitung 37) beaufschlagbar, der die Regelgröße
(den Meßwert) darstellt.
Zur Herstellung des vorgenannten Regeldruckes ist gemäß der Erfindung eine Überströmleitung 40 vorgesehen,
die am Statorschaufelrad 12, und zwar von einer ersten, direkt am Arbeitsraumprofil befindlichen
Anschlußstelle 41 über zwei nacheinander angeordnete Drosseln 43 und 44 zu einer zweiten, ebenfalls
direkt am Arbeitsraumprofil befindlichen Anschlußstelle 42 geführt ist. Durch diese strömt bei eingeschalteter
Bremse ständig eine kleine Teilmenge der Arbeitsfiüssigkeit. Hierbei bildet sich - wie oben ausführlich
erläutert - im Bereich zwischen den beiden Drosseln ein Druck aus, der stets zwischen dem ■verhältnismäßig
hohen Druck an der ersten Anschlußsteile 41 und dem verhältnismäßig niedrigen Druck
an der zweiten Anschlußstelle 42 liegt. Mit anderen Worten: Es entsteht dort aus den beiden vorgenannten
Drücken ein Mischdruck, wobei das »Mischungsverhältnis« durch Verstellen wenigstens einer der beiden
Drosseln, vorzugsweise durch Verstellen der zweiten Drossel 44 einstellbar ist. Dieser Mischdruck
wird als Regelgröße verwendet, über die Meßleitung 37 dem Regelventil 30 zugeführt und dort in der üblichen
Weise ständig mit der Führungsgröße (dem Sollwert) verglichen. Übersteigt die Regelgröße die Führungsgröße,
so wird vorübergehend der Füllquerschnitt geschlossen und der Entleerquerschnitt geöffnet,
bis die Regelgröße wieder gleich der Führungsgröße ist. Das umgekehrte tritt ein, wenn die
Regelgröße unter die Führungsgröße absinkt. Im Gleichgewichtszustand wird gegebenenfalls ein kleiner
Füllquerschnitt geöffnet gehalten, durch den etwas Flüssigkeit in die Bremse nachströmen kann, nämlich
um etwaige Leckverluste auszugleichen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 nur dadurch, daß
die Funktion des Regeins und die Funktion des Versteilens des Füll- und des Entlcerquerschnittes durch
voneinander getrennte Ventile ausgeübt werden. Es ist ein Stellventil 50 vorgesehen, das (wie das Regelventil
30 der Fig. 1) in die Fülleitung 32a, 32£> und in die Entleerleitung 33a, 33b eingebaut ist. Das VersicUcn
der Querschnitte erfolgt in gleicher Weise wie bei dem Regelventil 30 der Fig. 1, wobei aber die
Lage des Ventilkolbens 54 nunmehr allein durch einen der Feder 55 entgegenwirkenden Stelldruck (Leitung
51) bestimmt wird. Dieser Stelldruck wird durch das vom Stellventil 50 separate Regelventil 60 gebildet,
und zwar aus einem beliebigen, vorzugsweise aber der Auslaßleitung 20 entnommenen Druck (Entnahmeleitung
61). Der Kolben des Regelventils 60 wird einerseits über die Leitung 67 durch den Regeldruck
beaufschlagt, der wie in Fig. 1 von der Überströmleitung 40 zwischen den Drosseln 43 und 44 abgegriffen
wird, und andererseits wie bisher durch einen veränderbaren Steuerluftdruck als Führungsgröße (Leitung
66). Im übrigen ist das Regelventil 60 als ein Druckminderventil mit Übersteuerungsausgleich ausgebildet,
d. h. es besitzt eine Abflußleitung 62, durch die gegebenenfalls die Leitung 511 ganz oder teilweise entlastet
wird.
In den Fig. 3 und 4 ist im einzelnen dargestellt, wie die Anschlußstellen 41 und 42 der Überströmleitung
40 im Statorschaufelrad angeordnet sind. In dem vorzugsweise kreisförmigen Querschnittsprofil des
Bremsen-Arbeitsraumes 10 strömt die Arbeitsflüssigkeit
in Richtung des Pfeiles 70. An der Anschlußstelle 41 ist die Strömungsrichtung durch den Pfeil 71 und
an der Anschlußstelle 42 durch den Pfeil 72 gekennzeichnet. Ferner ist die Einströmrichtung in die Überstromleitung
40 durch den Pfeil 73 und die Ausströmrichtung aus der Überströmleitung 40 durch den Pfeil
74 gekennzeichnet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Einströmrichtung 73 und die Ausströmrichtung
in zur Bremsenachse 9 parallelen Ebenen. Dies ist jedoch für die Funktion der Überströmleitung 40 als
Regelgrößenerzeuger nicht von Bedeutung. Wichtig ist allein die richtige Bemessung der Winkel 75 und
76 zwischen den Richtungspfeilen 71 und 73 bzw. 72 und 74 derart, daß eine Urnlaufströmung durch die
Leitung 40 mit den beiden Drosseln 33 und 44 zustande kommt. Es hat sich bewährt, daß der Winkel
75 zwischen den Richtungspfeilen 71 und 73 an der Einströmstelle, (d. h. ander ersten Anschlußstelle 41)
zwischen Null Grad und 90 Grad, vorzugsweise zwischen 45 Grad und 75 Grad beträgt, und daß der Winkel
76 zwischen den Richtungspfeilen 72 und 74 an der Ausströmstelle (d. h. an der zweiten Anschlußstelle
42) zwischen Null Grad und 90 Grad, vorzugsweise zwischen 5 Grad und 30 Grad, beträgt.
Aus Fig. 4 ist erkennbar, daß die Schaufeln 15 und
16 des Rotorschaufelrades 11 bzw. des Statorschaufelrades 12 wie üblich gegen die Achsrichtung schräggestellt sind. Der Pfeil 18 kennzeichnet die Bewe-
gungsrichtung des Rotorschaufelrades 11. Danach kann die mit 14 bezeichnete Seite jeder Schaufel Ii
des Statorschaufelrades 12 als die angeströmte Seite oder kurz als die »Vorderseite« der Schaufel bezeichnet
werden. Wie man sieht, ist die Anschlußstelle 41 der Überströmleitung 40 unmittelbar an dieser Vorderseite
14 einer der Schaufein 16 angeordnet, wöbe
sich der Eintrittsbereich der Überströmleitung parallel dieser Schaufel 16 erstreckt, oder (mit anderer
Worten) die Einströmrichtung 73 liegt parallel zu dei
benachbarten Schaufei 16. Das Vorgesagte gilt sinngemäß
auch für die zweite Anschlußstelle 43, die ir Fig. 4 nicht sichtbar ist.
Die Fig. 5 zeigt das Statorschaufelrad 12 mit einei gegenüber Fig. 3 geänderten Anordnung der An
schlußstcüen 41 und 42 der Überströmleitung 40; e;
sind dort alle Teile und Richtungspfeile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 3.
Die Fig. 5 macht nochmals deutlich, daß die Lagt
609 517/30
der Ansthlußstellen 41 und 42, also etwa ihr Abstand von der Bremsendrehachse 9 nur von untergeordneter
Bedeutung ist. Wie man durch einen Vergleich der Fig. 3 und 5 erkennt, ist es z. B. durchaus möglich,
die beiden Anschlußstellen 41 und 42 hinsichtlich ihrer Lage gegenseitig zu vertauschen. Wichtig ist aber,
daß hierbei die Größe des Winkels 75 an der ersten
10
Anschlußstelle 41 und die Größe des Winkels 76 an der /.weiten Anschlußstelle 42 im wesentlichen unverändert
geblieben sind. Im Ergebnis können somit bei der Ausführung nach Fig. 5 die gleichen Druckverhältnisse
an den Drosseln 43 und 44 und somit die gleiche Wirkung wie bei der Ausführung nach Fig. 3
erwartet werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Hydrodynamische Bremse mit einem torusartigen, von einem Rotor-Schaufelrad und einem
Statorschaufelrad begrenzten und mit einer Arbeitsflüssigkeit füllbaren Arbeitsraum und mit einer
Regeleinrichtung zum Herstellen eines bestimmten Bremsmomentenverlaufes über der
Rotordrehzahl durch Verstellen des Füllungsgrades sowie mit einem Regelgrößenerzeuger zum
Einstellen der Abhängigkeit der Regelgröße von der Rotordrehzahl, dadurch ge kennzeich net,
a) daß der Regelgrößenerzeuger aus einer Überströmleitung (40; gebildet ist, die von
einer ersten, direkt am Arbeitsraumprofil befindlichen Anschlußstelle (41) über zwei
nacheinander angeordnete Drosseln (43 und 44) zu einer zweiten, ebenfalls direkt am Arbeitsraumprofil
befindlichen Anschlußstelle (42) geführt ist und die geeignet ist zum Umleiten einer kleinen Teilmenge der Arbeitsflüssigkeit von der ersten zur zweiten Anschlußstelle,
b) daß eine Einrichtung (z. B. Meßleitung 37 bzw. 67) zum Übertragen des als Regelgröße
dienenden und in der Überströmleitung (401) zwischen den beiden genannten Drosseln (43
und 44) herrschenden Druckes zur Regeleinrichtung (30 bzw. 60) vorgesehen ist.
2. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (75)
zwischen der Einströmrichtunk (73) in die Überströmleitung (40) und der Strömungsrichtung (71)
im Arbeitsraum (10) an der ersten Anschlußstelle
(41) zwischen Null Grad und 90 Grad, vorzugsweise zwischen 45 Grad und 75 Grad beträgt, und
daß der Winkel (76) zwischen der Ausströmrichtung (74) aus der Überströmleitung (40) in den
Arbeitsraum (10) und der Strömungsrichtung (72) im Arbeitsraum an der zweiten Anschlußstelle
(42) zwischen Nuii Grad und 90 Grad, vorzugsweise zwischen 5 Grad und 30 Grad, beträgt.
3. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen
(41 und 42) der Überströmleitung (40) am Grund von Schaufelkanälen des Statorschaufelrades
(12) unmittelbar an der Vorderseite (14) der jeweils benachbarten Schaufel (16) angeordnet
sind.
4. Hydrodynamische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
»ich der Eintrittsbereich und der Austrittsbereich der Überströmleitung (40) jeweils parallel zu der
benachbarten Schaurel (16) erstreckt.
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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DE3013024A1 (de) * | 1980-04-03 | 1981-10-08 | Voith Getriebe Kg, 7920 Heidenheim | Hydrodynamisches getriebe mit einer einrichtung zum rueckgewinnen und wieder-nutzbarmachen von bremsenenergie |
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