-
Wasserwirbelbremse zur Messung der Leistung von Kraftmaschinen Die
Erfindung betrifft Wasserwirbelbremsen zur Messung der Leistung von Kraftmaschinen,
bei denen sowohl auf dem umlaufenden Teil (Rotor) wie an der Innenwand des schwingbar
gelagerten Gehäuses Widerstandskörper (Stifte o. dgl.) je in mehreren Umfangslinien
reihenweise angeordnet sind, die in die Wasserfüllung der Bremse hineinragen und
beim Umlauf des Rotors starke Wirbelbildung in der Wasserfüllung und dadurch die
erwünschte Leistungsaufnahme der Bremse bewirken. Es ist bei solchen Bremsen bekannt,
die Zahl der am Rotor und am Gehäuse sitzenden Widerstandskörper verschieden groß
zu machen. Es hat dies die Wirkung, daß nicht wie bei gleicher Stiftzahl alle Widerstandskörper
bei ihrem Vorübergang aneinander gleichzeitig zur Deckung kommen, wodurch Resonanzschwingungen
der Widerstandskörper erregt werden können, sondern daß auf einen Umlauf immer nur
wenige Widerstandskörper je Umfangsreihe gleichzeitig zur Deckung gelangen. Das
gleiche wird erreicht, wenn man zwar dem Rotor und dem Gehäuse je die gleiche Anzahl
von Widerstandskörpern gibt, aber die Teilung innerhalb der Stiftreihen wenigstens
des einen Bremsenteiles (z. B. des Rotors) ungleich macht, so daß die Widerstandskörper
dieses letztgenannten Teiles sich anders über den Umfang verteilen als die Widerstandskörper
des anderen Teiles (z. B. des Gehäuses).
-
Die Erfindung bezweckt nun eine weitere Verbesserung von Bremsen dieser
Art, indem bei Bremsen mit mehreren Umfangsreihen von Widerstandskörpern die zu
verschiedenen Reihen gehörenden Widerstandskörper so über den Umfang des Rotors
bzw. des Gehäuses verteilt sind, daß sie mindestens auf einem dieser Teile nicht
in achsparallelen Mantellinien, sondern in Schraubenlinien liegen. Dadurch wird
erreicht, daß niemals an irgendeiner Stelle der Bremse die verschiedenen Umfangsreihen
angehörenden Stifte von Gehäuse und Rotor gleichzeitig zur Deckung kommen. Die Deckung
benachbarter Bremsstifte bedeutet stets eine gewisse Störung in der Strömung der
Bremsflüssigkeit und dadurch auch eine gewisse Unstetigkeit im Bremsvorgang. Diese
Störung ist naturgemäß wesentlich größer, wenn sie sich über den ganzen Flüssigkeitsquerschnitt
der Bremse erstreckt, als wenn sie nur einen kleinen Teil desselben betrifft. Letzteres
wird aber durch die Erfindung erzielt.
-
Die Zeichnung zeigt in Abb..r bis 5 verschiedene Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes.
-
Abb. z ist ein Schnitt quer zur Achse durch eine Bremse nach der Erfindung:
Abb. 2 ist ein in die Ebene abgewickelter
Ringschnitt durch den
Arbeitsraum der Bremse nach Linie 11-1L der Abb. i; Abb. 3 ist ein gleichartiger
Schnitt durch eine Bremse mit anderer Stiftanordnung; Abb. q. ist wieder ein Schnitt
quer zur Achse eines anderen Ausführungsbeispieles der Erfindung, Abb. 5 eine Abwicklung
des Ringschnittes nach Linie V-V der Abb. q.; Abb.6 zeigt zum Vergleich die Abwicklung
der Stiftanordnung für eine bekannte Bremsenbauart.
-
In den Abwicklungen (Abb. 2, 3, 5, 6). sind der Deutlichkeit halber
die Querschnitte der am Gehäuse sitzenden Stifte schraffiert, die Querschnitte der
am Rotor sitzenden Stifte unschraffiert gezeichnet. Die Rotorstiftreihen sind außerdem
mit römischen Ziffern bezeichnet.
-
Bei der Bremse nach Abb. i sitzen auf dem umlaufenden Teil i in jeder
Umfangsreihe 17 Stifte, auf jeder Umfangsreihe des Gehäuses 2 dagegen 18
Stifte.
-
Abb. 2 zeigt die Stiftanordnung einer solchen Bremse in der Abwicklung.
Man erkennt bei Betrachtung der ersten Rotorstiftreihe I, daß entsprechend der größeren
Teilung t, der Rotorstifte gegenüber der Teilung t1 der Gehäusestifte nur ein Rotorstift
(der erste links) in Deckung mit den benachbarten Stiften des Gehäuses steht, während
die übrigen Stifte dieser Reihe I noch mehr oder weniger entfernt von den Gehäusestiften
stehen. Die Anordnung der Stifte ist ferner so getroffen, daß die Gehäusestifte
in achsparallelen Mantellinien a, die Rotorstifte aber auf steilgängigen, gegen
die Achsrichtung um den Winkel ß1 geneigten Schraubenlinien b liegen. Dadurch wird
erreicht, daß die jeweils zur Deckung mit Gehäusestiften gelangenden Rotorstifte
der verschiedenen Rotorreihen I-III sich gleichmäßig über den ganzen Umfang der
Bremse verteilen.
-
Abb. 3 zeigt eine ähnliche Stiftanordnung, nur mit dem Unterschied,
daß hier die Zahl der Rotorstifte etwas größer als die Zahl der Gehäusestifte je
Umfangsreihe ist, so daß hier die Teilung t=' der Rotorstifte kleiner ist als die
Teilung ti der Gehäusestifte. Ferner sind abweichend vom Beispiel nach Abb. 2 außer
den Rotorstiften auch die Gehäusestifte auf steilgängigen Schraubenlinien angeordnet,
und zwar so, daß die Gehäusestifte in der Abwicklung auf einer Linie a' liegen,
die gegen die Achsrichtung den Winkel a. einschließt, während die Rotorstifte in
der Abwicklung auf einer Linie b' liegen, die gegen die Achsrichtung den Winkel
ß2 einschließt, der in seiner Größe vom Winkel a., verschieden und außerdem nach
der anderen Seite gerichtet ist. Man erkennt durch den Vergleich mit Abb. 2 ohne
weiteres, daß an. keiner Stelle des Bremsumfanges in axialer Richtung mehr als zwei
Stifte gleichzeitig zur Deckung gelangen, so daß hierdurch eine besonders große
Gleichmäßigkeit des von der Bremse ausgeübten Drehmomentes erreicht wird.
-
Bei der Bremse nach Abb. q. sind je Umfangsreihe auf dem Rotor und
auf dem Gehäuse gleich viel (im vorliegenden Beispiel 12) Stifte angeordnet; dabei
sind die Stifte i bis 12 des Gehäuses gleichmäßig über den Umfang verteilt, während
die Stifte i' bis i2' des Rotors ungleichmäßig verteilt sind, und zwar so, daß immer
nur zwei Stifte des Rotors (in der dargestellten Lage die Stifte i' und 7') mit
den benachbarten Gehäusestiften i und 7 gleichzeitig zur Deckung kommen.
-
Gemäß Abb. 5 liegen bei dieser Bremse die Gehäusestiftreihen ähnlich
wie in Abb. 2 auf achsparallelen Mantellinien a, dagegen die Rotorstiftreihen auf
steilgängigen Schraubenlinien b. Aus den Abbildungen ist deutlich zu ersehen, wie
trotz gleicher Stiftzahl je Umfangsreihe infolge der ungleichen Teilung der Rotorstiftreihen
und der Anordnung der Rotorstifte auf Schraubenlinien auf keiner Mantellinie Stifte
aller Reihen zur Deckung kommen.
-
Selbstverständlich können bei einer solchen Ausgestaltung an Stelle
der Rotorstifte die Gehäusestifte oder auch beide Stiftarten zugleich mit ungleicher
Teilung angeordnet sein.
-
Abb. 6 zeigt zum Vergleich die bisher übliche Stiftanordnung in Abwicklung.
Man erkennt, daß längs der punktiert eingetragenen Mantellinie a Stifte aller Umfangsreihen
von Rotor und Gehäuse gleichzeitig zur Dekkung gelangen und daß demzufolge die störenden
Einflüsse bei dieser Anordnung wesentlich größer ausfallen müssen als bei den vorbeschriebenen
Neuanordnungen.