DE2927582A1

DE2927582A1 - Hydrodynamische bremse

Info

Publication number: DE2927582A1
Application number: DE19792927582
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Brosius; Berthold Ing Grad Herrmann
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: Voith Getriebe KG
Priority date: 1979-07-07
Filing date: 1979-07-07
Publication date: 1981-01-08
Also published as: GB2056016B; FR2461160A1; CH648912A5; GB2056016A; DE2927582C2; US4411340A; FR2461160B3

Description

G 3705 ■ '. Voith Getriebe KG

Kennwort: "Stabile Blende" -. Heidenheim

Hydrodynamische Bremse

Die Erfindung geht aus von einer hydrodynamischen Bremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine ähnliche Bremse, welche die Merkmale a, b und c des Anspruches 1 aufweist, ist bekannt aus der DE-OS 19 42 475- Dort ist der Auslaßringkanal zugleich der Aufnahmeraum für die blendenartigen Strömungshindernisse.

Demgegenüber ist bei der Bremse, von der die Erfindung ausgeht, folgendes vorgesehen: Derjenige Teil der Schale, der den äußeren Umfang des Auslaßringkanales begrenzt, weist einen verhältnismäßig kleinen lichten Durchmesser auf. Dabei bildet dieser Teil der Schale unmittelbar neben dem Schaufelradspalt zusammen mit dem Außenumfang des Rotorschaufelrades einen engen Spalt, Dadurch erreicht man eine Verringerung des Gewichtes der Schale und zugleich eine Verkleinerung des Püllvolumens der Bremse, somit eine kleinere Füllzeit und demzufolge ein rascheres Ansprechen der Bremse. Der Schaufelradspalt ist weitgehend gegenüber dem Auslaßringkanal abgedichtet. Letzteres erleichtert das Erzielen einer geordneten Strömungsführung. Der Aufnahmeraum für die blattförmigen Blenden ist bei dieser Ausführung ebenfalls

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verkleinert auf einen spaltförmigen Ringraum, der sich in der Regel zwischen einem zum Statorschaufelrad gehörenden Flansch und einem zur Schale gehörenden Flansch, befindet. Das Ein- und Ausrücken der Blenden erfolgt in der Regel mit Hilfe eines Druckmittel-Stellzylinders.

Bei einer solchen Bremse wurde mitunter beobachtet, daß die Blenden entgegen der Kraft des Stellzylinders im eingeschalteten Zustand der Bremse, also unbeabsichtigt in den Arbeitsraum einrückten. Dadurch wurde die Bremswirkung in unzulässiger Weise vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene hydrodynamische Bremse derart weiterzubilden, daß die Gefahr des unbeabsichtigten Einrückens der Strömungshindernisse mit Sicherheit ausgeschlossen ist.

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebene Bauweise gelöst.

Anscheinend wird das unbeabsichtigte Einrücken der Blenden durch die mitunter extrem hohe Strömungsgeschwindigkeit der Arbeitsflüssigkeit verursacht, wenn diese im radial äußeren Bereich des Arbeitsraumes von den Schaufelkanälen des Rotors in die Schaufelkanäle des Stators übertritt. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit hat wohl zur Folge, daß der sich im Schaufelradspalt einstellende statische Druck stark vermindert, im Extremfall gegen Null geht. Des weiteren muß wohl angenommen werden, daß ein kleiner Teil des Arbeitsflüssigkeitsstromes in den Aufnahmeraum für die Blenden eindringt, und daß im radial äußeren Bereich dieses Aufnahmeraumes die Strömungsenergie in statischen Druck umgesetzt wird, so daß dort ein hoher statischer Druck entsteht. Der Unterschied zwischen den statischen Drücken, die im radial äußeren Bereich und im radial inneren Bereich der Blenden herrschen, kann also mitunter die von dem Stellzylinder, der das Ausrücken der Blenden auslöst, erzeugte Kraft überwinden.

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Zunächst war versucht worden, das Problem dadurch zu lösen, daß die Blenden beim Einschalten der Bremse weiter nach außen zurückgezogen werden. Dies hätte aber eine Vergrößerung des Verstellweges erforderlich gemacht, unter Umständen auch noch eine Vergrößerung der Außenabmessungen der Bremse. Es war deshalb eine Druckentlastung des radial äußeren Bereiches des Blenden-Aufnahmeraumes in Betracht gezogen worden; d.h. man wollte von dort eine Verbindungsleitung zu einem Bereich niedrigeren Drukkes außerhalb des Bremsengehäuses herstellen. Dann wäre es aber erforderlich geworden, die über eine solche Entlastungsleitung entweichende ArbeitsflUssigkeitsmenge wieder in den Arbeitsraum zurückzuführen.

Der erfindungsgemäßen Lösung, wonach eine Leitungsverbindung (oder "Entlastungsleitung") zwischen dem radial äußeren Bereich des Blendenaufnahmeraurnes und dem Auslaßringkanal vorgesehen ist, standen zunächst die Bedenken entgegen, der Druckunterschied zwischen dem Blendenaufnahmeraum und dem Auslaßringkanal sei für den gewünschten Effekt nicht ausreichend. Es zeigte sich dann aber überraschend, daß diese Lösung doch zum Erfolg führt. Wich-'cig ist dabei, daß die Entlastungsleitung vom radial äußeren Bereich des Bleuden-Aufnahmeraumes ausgeht. Ferner wurde es als besonders vorteilhaft erkannt, die durch die Entlastungsleitung entweichende ArbeitsflUssigkeitsmenge in Strömungsrichtung vor dem Auslaßregelventil in den Kreislauf zurückzuführen. Dadurch wird diese ArbeitsflUssigkeitsmenge von der Auslaßregelung miterfaßt, mit dem Ergebnis, daß die den Arbeitsraum unmittelbar durch das Rotorschaufelrad verlassende Arbeitsf lüssigkeitsHienge entsprechend vermindert wird. Dieses vorteilhafte Verhalten der erfindungsgemäßen Bremse ist besonders wichtig im Bereich niedriger Drehzahlen. Dort muß nämlich zur Erzielung einer möglichst hohen Bremskraft der Arbeitsraum ganz gefüllt sein, was durch Schließen des Auslaßventils erreicht wird.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt Figur 1 eine hydrodynamische Bremse in vereinfachter schematischer Darstellung, im Längsschnitt;

Figur 2 einen Teil-Querschnitt nach Linie II der Figur 1; Figur 3 einen Teil-Längsschnitt in einem gegenüber Figur 1 stark vergrößertem Maßstab.

In den Figuren 1 und 2 sind die wesentlichen Teile einer hydrodynamischen Bremse wie folgt gekennzeichnet:

11 Rotorschaufelrad;

12 Statorschaufelrad;

13 Schaufelradspalt;

14 Schale, die am Statorschc. ifelrad 12 befestigt ist und das Rotorschaufelrad 11 umhüllt;

15 von der Schale 14 gebildeter Auslaßringkanal;

lü an den Auslaßringkanal 15 anschließende Auslaßleitung;

17 in der Auslaßleitung l6 angeordnetes und als Überströmventil ausgebildetes Regelventil, das mit einer nicht dargestellten Regeleinrichtung versehen werden kann, z.B. gemäß Patentanmeldung P 2 855 654.9-2I;

18 im Rotorschaufelrad 11 angeordnete Auslaßöffnungen; diese stellen eine Verbindung her zwischen dem von den Schaufelrädern 11, 12 gebildeten torusförmigen Arbeitsraum und dem Auslaßringkanal 15;

19 im Rotorschaufelrad 11 angeordnete Einlaßkanäle;

20 blendenartige Strömungshindernisse;

21 von der Schale 14 gebildeter Aufnahmeraum für die Blenden 20;

22 Stellbolzen für die Blenden 20;

23 an den Stellbolzen 22 befestigte Stellhebel;

24 Stellring, in den die Stellhebel 23 eingreifen und der durch

einen nicht sichtbaren Druckmittel-Stellzylinder betätigt, d.h. in Umfangsrichtung verstellt werden kann.

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Die Blenden sind mit vollen Linien in ihrer ausgerückten Position dargestellt. Die Figur 2 zeigt jedoch mit strichpunktierten Linien eine der Blenden in ihrer eingerückten Position. Diese Position nehmen alle Blenden ein, wenn die Bremse ausgeschaltet und somit nur mit Luft gefüllt ist. Hierbei vermindern die blendenartigen Strömungshindernisse 20 in bekannter Weise die Ventilationsverluste.

Die in Figur 3 dargestellten Teile der erfindungsgemäßen Strömungsbremse sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Figuren 1 und 2. Zusätzlich ist in Figur 3 folgendes dargestellt: Zwischen dem größten Außendurchmesser des Rotorschaufelrades 11 und der Schale 14 ist ein verhältnismäßig enger Spalt 25 vorgesehen, der bis zu einem gewissen Grade als Dichtung wirkt zwischen dem Schaufelradspalt Ij5 und dem Auslaßringkanal

Im radial äußeren Bereich des Blenden-Aufnahmeraumes 21 stellt sich mitunter ein hoher statischer Druck ein. Um diesen abzubauen, sind an einigen Stellen des Aufnahmeraumes 21, gleichmäßig über den Umfang verteilt, örtliche Ausnehmungen 29 vorgesehen, die übe** je einen Entlastungskanal J50 mit dem Auslaßringkanal 15 in Verbindung stehen. Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes Einrücken der Blenden 20 in den Bremsenarbeitsraum verhindert.

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Claims

G 3705 Voith Getriebe KG

Kennwort: "Stabile Blende" Heidenheim

Patentansprüche

Hydrodynamische Bremse, umfassend die folgenden Bestandteile bzw. Merkmale:

a) ein Rotorschaufelrad (11) und ein Statorschaufelrad (12), die miteinander einen torusförmigen und mit Arbeitsflüssigkeit füllbaren Arbeitsraum bilden und zwischen denen sich ein wenigstens angenähert achssenkrecht angeordneter Schaufelradspalt (1^) befindet;

b) eine am Statorschaufelrad befestigte und das Rotorschaufelrad umhüllende Schale (I²O, die einen sich rings um das Rotorschaufelrad erstreckenden Auslaßringkanal (15) bildet;

c) blendenartige Strömungshindernisse (20), die in einem sich entlang dem Außenumfang der Schaufelräder erstreckenden Aufnahmeraum (21) angeordnet sind und die entlang der Fläche des Schaufelradspaltes derart beweglich sind, daß sie bei ausgeschalteter Bremse wieder ausrückbar sind;

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d) neben dem Schaufelradspalt (I3) ist zwischen dem größten Außendurchmesser des Rotorschaufelrades (11) und der Schale (14) ein den Auslaßringkanal begrenzender Spalt (25) vorgesehen;

dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitungsverbindung (29, 30) zwischen dem Aufnahmeraum (21) für die Strömungshindernisse (20) und dem Auslaßringkanal (I5) vorgesehen ist.
2. Hydrodynamische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindung (29, 30) vom radial äußeren Bereich des Aufnahmeraumes (21) ausgeht.
3. Hydrodynamische Bremse nac^ / nspruch 1 oder 2, mit einem an den Auslaßringkanal (I5) angeschlossenen Auslaßregelventil (17), dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindung (29, 30) in Strömungsrichtung vor dem Auslaßregelventil (17) in den Auslaßringkanal (I5) einmündet.

Heidenheim, den 29.O6.79

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