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Hydrodynamische Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine hydrodynamische Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem
aus Stator und Rotor gebildeten Arbeitsraum, der nur beim Bremsen gefüllt, sonst
aber leer ist und in dessen äußerem Bereich am Stator Strömungshindernisse in Form
von Bolzen1 Blenden oder dgl.
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durch Federkraft wirksam gehalten sind, die im Betrieb mittels einer
druckmi tt elbeaufschla gt en Zylinder/Kolben-Einhoit in Abhängigkeit vom Betriebsdruck
aus dem Arbeitsraum in eine unwirksame Stellung aus fahrbar sind, wobei die Bolzen
oder dgl. in Verlängerung der Zylinder/Kolben-Einheit Liegend Bs ist bereits bekannt,
Ventilationsverluste bei hydrodynamischen Bremsen dadurch zu vermeiden oder zumindest
herabzusetzen, daß am Stator in einer achsnormalen Ebene Federblätter angebracht
sind, die normalerweise den Arbeitsraum sperren und die erst durch den dynamischen
Strömungsdruck an die Wand des Arbeitsraumes angelegt werden und dabei im Betrieb
unwirksam sind (OS t 675 263). Diese Federblätter sind teuer und schwer herzustellen.
Auch ihre Federkraft ist infolge fertigungsbedingter Toleranzen schlecht zu beherrschen
und auch nicht einzustellen.
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Es ist daher auch schon bekannt geworden, in den Arbeitsraum in der
eingangs geschilderten Art Bolzen einzubringen (OS 2 227 624). Diese Bolzen und
die zugeordneten Stellkolben verlaufen parallel zu den Statorschaufeln im äußeren
Bereich derselben in Richtung zu Rotor'hin. Ihre Stirnseiten liegen gewissermaßen
quer im Strömungskanal. Sie werden von einer Druckdifferenz zwischen dem dynamischen
Druck und teilweise auch statischen Druck einerseits und dem Druck im Kern des
Arbeitsraumes
andererseits beaufschlagt, was Schwierigkeiten in der Abstimmung bietet. Auch die
Abhängigkeit dieser bekannten Bolzenanordnung vom Schaufelwinkel bringt Schwierigkeiten
in fertigungsmäßiger Hinsicht mit sich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu
beseitigen und eine hydrodynamische Bremse zu schaffen, bei der die Strömungshindernisse
einfach herstellbar, leicht einstellbar und leicht abstimmbar sind. Diese Aufgabe
wird bei den eingang genannten Bremsen gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß unmittelbar
am Trennschlitz zwischen Stator und Rotor mehrere radial verschiebbare Bolzen oder
Blenden usw. angeordnet sind, und daß deren Stellkolben einerseits entgegen der
Feder nur vom statischen Betriebsdruck beaufschlagt sind, während die die Federn
aufnehmenden Räume nach dem Vorratsbehälter der Bremse entlastet sind.
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Hierdurch ergeben siçh gegenüber den bekannten Lösungen folgende Vorteile
a) die rein statische Druckbeaufschlagung ist leichter zu übersehen und abzustimmen,
b) es können Schraubenfedern einfacher Herstellung und mit genauen Kennlinien verwendet
werden, c) die Anordnung ist unabhängig vom Schaufelvinkel, daher d) leichtere Bearbeitung
nur git radialen Bohrungen, größerer Hub und größere Schaufelzahl möglich und e)
bei ausgefahrenem Bolzen oder Blenden wird der Kreislauf der Strömung weniger oder
garnicht gestört.
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Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung sind unmittelbar neben
dem Trennschlitz gleichmäßig über den Umfang verteilt radiale Bohrungen angeordnet,
durch welche Bolzen radial in die Schaufelzwischenräume einschiebbar sind. Hierbei
wird weiter vorgeschlagen, daß die Längskontur der Bolzen der Kontur des Schaufelzwischenraume
angepaßt ist. Da die Schaufeln radial gerichtet sind, erscheint u U. eine konische
Bolzenform
zweckmäßig Im allgemeinen können die Bolzen stirnflächen eben sein. Die Erfindung
bevorzugt jedoch eine Lösung, wobei die Bolzenstirnfläche der Außenkontur des Arbeitsraumes
angepaßt ist, wobei Vorsorge getroffen werden muß, daß sich die Bolzen nicht um
ihre eigene Längsachse drehen können. Dadurch wird vorteilhafterweise im Betrieb
eine Störung der Strömung durch etwa entstehende Ecken, Einbuchtungen oder dgl.
vermieden. Bei der bekannten Lösung z. B. ist eine solche Anpassung der Bolsenstirnseite
nicht möglich, weil sonst nämlich in das Laufrad hineingefahren werden müßte.
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Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung sind im Trennschlitz
selbst gleichmäßig über den Umfang verteilt Blenden radial verschiebbar angeordnet,
die sich in der Schlitz ebene erstrecken. Hierbei wird dann noch vorgeschlagen,
daß die Seitenkanten der Blenden der Schaufelstellung am Stator angepaßt sind. Im
allgemeinen wird jede Blende ein oder mehrere Schaufelkanäle überdecken. Eine erfindungsgemäße
Nöglichkeit kennzeichnet' sich durch eine derartige Ausbildung und Zahl der Blenden,
daß sie einander in der eingefahrenen Stellung an ihren Seitenkanten zumindest annihernd
berühren.
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tin weiteres Merkmal der Erfindung wird darin gesehen, daß der Stellkolben
auf einer ausreichendenLänge geführt ist.
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Dies erfolgt bei der vorstehend zuerst genannten Ausführungsform zweckmäßig
durch den Bolzen selbst in seiner Bohrung Für die andere Ausführungsform wird vorgeschlagen,
daß am Stellkolben entgegen zur Blende eine Führungshülse angeordnet ist, die auf
einem Führungszapfen am Federwiderlager gleitet Das Federwiderlager kann naturgemäß
einstellbar sein, um damit die Federkraft genau abstimmen zu können.
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Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung
anhand von zwei in den Figuren 1 und 2 im Längsschnitt dargestellten Ausführungsformen
einer hydrodynamischen Bremse für ein Kraftfahrzeug.
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Nach Figur 1 wird aus dem Stator 10 und dem Rotor 11 einer hydrodynamischen
Bremse ein Arbeitsraum 12 gebildet, der durch den Kanal 13 gefüllt und durch die
Kanäle 14 in einen Ringkanal 15 entleert wird. Die Steuerung erfolgt durch eine
nicht dargestellte Steueranlage derart, daß nur beim Bremsen der Arbeitsraum 12
voll, sonst dagegen leer ist. Der Rotor 11 wird in bekannter Weise von einer Nabe
16 angetrieben, die mit der Abtriebswelle des Fahrzeugs oder mit einer anderen geeigneten
Welle starr verbunden ist.
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Unmittelbar neben dem Trennschlitz 17 sind im Statorgehäuse gleichmäßig
iiber den Umfang verteilt Bohrungen 18 angeordnet.
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Sie dienen zum Durchtritt von Bolzen 19. Diese sind mit einem Stellkolben
20 verbunden oder bestehen aus einem Stück mit diesem Der Stellkolben 20 ist in
einem in der Verlängerung der Bohrung 18 liegenden Zylinder 22 angeordnet, der eine
Feder 21 aufnimmt, die sich andererseits auf einem ggf. einstellbaren Verschlußstopfen
23 abstützt. Der Zylinder 22 ist durch eine Querbohrung 24 und weitere nicht mehr
dargestellte Leitungen mit dem ebenfalls nicht mehr dargestellten Vorratsbehälter
der Steueranlage verbunden. Am Stellkolben befindet sich ein Absatz 25, der als
Anschlag am Statorgehäuse dient, so daß ein Ringraum 26 entsteht, der über eine
Bohrung 27 von dem außen im Schlitz 17 herrschenden statischen Druck beaufschlagt
wird.
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In der dargestellten Stellung ist der Arbeitsraum 12 leer und die
Bolzen 19 werden durch ihre Federn 21 in der eingefahrenen Stellung gehalten. In
dieser stören sie die Ventilation im Arbeitsraum, so daß keine Ventilationsverluste
auftreten können. Wird jetzt der Arbeitsraum 12 gefüllt, d. h.
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beginnt der Bremsvorgang, so bildet sich im Schlitz 17 außen ein statischer
Druck aus, der sich auch im Ringraum 26 aufbaut und den Stellkolben 20 entgegen
der Feder 21 nach außen bewegt. Dadurch werden die Bolzen 19 aus dem Arbeitsraum
12 hinausgefahren, so daß sich der Strömungskreislauf nunmehr für den Bremsvorgang
ungehindert ausbilden kann. Wird nach der Bremsung der Arbeitsraum 12 wider entleert,
so fällt
der statische Druck weg und die Federn 21 schieben die
Bolzen 19 wieder nach innen.
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Nach Figur 2 ist der grundsätzliche Aufbau von Stator und Rotor genau
derselbe wie bisher. Als Strömungshindernisse dienen jetzt jedoch Blenden 28, die
am Stellkolben20a befertigt sind und unmittelbar im Schlitz 17a liegen. Die Blenden
28 erstrecken sich in der Schlitzebene, sie über decken ein oder mehr Schaufelkanäle
und können im wesentlichen etwa trapezförmige Form haben. Auf der gegenüberliegenden
Seite befindet sich am Stellkolben 20a ein Führungszapfen 29, der in eine Führungshülse
30 hineinragt, die am Widerlager 23a befestigt ist oder von diesemgebildet wird.
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Auf diese Weise wird eine gute Führung des Stellkolbens 20a erreicht.
Der Zylinder 22a ist nach innen offen, so daß sich der statische Druck in Schlitz
17a unmittelbar auf die Stellkolbenfläche auswirken kann. Die Wirkungsweise ist
genau dieselbe wie sie bei Figur 1 bereits beschriebenwurden