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Wasserwirbelbremse zur 1Vtessung- der Leistung von Kraftmaschinen
Die Erfindung betrifft -Wasserwirbelbremsen zur Messung der Leistung von Kraftmaschinen,
bei denen eine im-Bremsengehüuse befindliche Wassermenge durch auf dem umlaufenden
Teil (Rotor) angeordnete Widerstandskörper (Stifte o. dgl.) gegen ähnliche, am Gehäuse
sitzende Widerstandskörper geschleudert und dadurch in starke Wirbelung versetzt
wird. Es ist bekannt, die Größe der von der Bremse aufzunehmenden Leistung dadurch
zu regeln, daß die Eintauchtiefe der Widerstandskörper durch Veränderung der Wasserfüllung
verändert wird. Bei den bisher bekannten Ausführungen haben die auf dem Rotor angeordneten
Widerstandskörper alle gleiche Länge und über ihre ganze Länge gleichen oder annähernd
gleichen Querschnitt. Diese Form hat den Nachteil, daß sich ein allmählicher stoßfreier
Übergang vom Leerlauf zur Belastung praktisch nicht ermöglichen läßt, da bei Beginn
der Wasserfüllung plötzlich alle Widerstandskörper mit ihrer vollen Breite in die
Flüssigkeit eintauchen.
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Die Erfindung bezweckt die Erzielung eines sanfteren Überganges vom
Leerlauf zu einer bestimmten Belastungsstufe. Hierzu wird erfindungsgemäß die Anordnung
so getroffen, daß mindestens bei Beginn der Bremswirkung mit zunehmender Wasserfüllung
auch die zur Wirkung, d. h. züm Eintauchen gelangende gesamte Breite der Widerstandskörper
zunimmt, bis schließlich bei größerer Wasserfüllung alle Widerstandskörper mit ihrer
vollen Breite eintauchen. Eine zur Erreichung dieses Zweckes geeignete Ausfüllrungsform
besteht beispielsweise darin, daß die freien Enden der als Stifte ausgebildeten
Rotorwiderstandskörper sich verjüngen, also zu einer Spitze oder zu einer in der
Umlaufrichtung liegenden Schneide auslaufen. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
die auf dem Rotor sitzenden Stifte o. dgl. ungleich lang zu machen; dabei können
die ungleich langen Stifte in einer Stiftreihe hintereinander folgen.
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- Die genannten einzelnen Merkmale können je für sich allein oder
alle gleichzeitig oder auch in beliebiger Teilkombination zur Anwendung kommen.
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Die Zeichnung veranschaulicht in Abb. 1 und z ein Ausführungsbeispiel
der neuen Wasserwirbelbremse, und zwar in Abb. i im Längsschnitt nach Linie I-I
der Abb. 2, in Abb.-2 teils in der Seitenansicht, teils im Querschnitt nach Linie
II-II der Abb. i.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen in schaubildlicher Darstellung je einen am
Ende verjüngten Rotorstift.
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Bei der Wasserwirbelbremse nach den Abb. i und z sitzt auf einer Welle
i, die mit der Kraftmaschine, deren Leistung gemessen werden soll, gekuppelt ist,
ein trommelförmiger Rotor 2, dessen Mantelfläche mit mehreren ringsum laufenden
Reihen von Stiften 3 versehen ist. Der Rotor ist von einem in bekannter Weise in
den Lagern i i, 12 pendelnd gelagerten Gehäuse io umgeben, das mehrere nach innen,
zwischen die Stiftreihen des Rotors ragende Reihen von Stiften 13 trägt. Der zwischen
den zylindrischen
Teilen des Rotors und des Gehäuses liegende, die
Stiftreihen aufnehmende Ringraum wird durch eine bis dicht an den Rotor herangeführte
mittlere Gehäusequerwand 15 in zwei Teile geteilt, und jeder dieser Teile ist mit
einem besonderen Wassereinlaß 16, 17 und mit einem besonderen Wasserablauf 18, z9
ausgestattet. Die Wasserzufuhr zur Bremse erfolgt aus einer Leitung 2o mit den zu
den Einlässen 16 und 17 geführten Zweigleitungen 21, 22, in die je eine Regelvorrichtung
23,24 eingebaut ist. Ebenso ist jeder der Ausläufe 18 und i9 mit einer besonderen
Ausflußregelvorrichtung, beispielsweise mit je einem Hahn 25, 26, ausgestattet.
Mit Hilfe dieser Einrichtungen ist es möglich, den Bremswasserinhalt jeder Gehäusekammer.
für sich einzustellen und zu regeln.
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Im vorliegenden Beispiel laufen in je einer Gehäusekammer mehrere
Stiftreihen des Rotors; dabei ist die Länge der Stifte in den verschiedenen Reihen
verschieden groß. Um bei solchen hinsichtlich der Stiftlänge gegeneinander abgestuften
Stiftreihen auch schon bei geringer Wasserfüllung, bei der noch nicht alle Stiftreihen
eintauchen, ein gutes Mitnehmen dieses Wassers durch die eintauchenden Stiftenden
herbeizuführen, wird die Gehäuseform zweckmäßig so gewählt, daß sie sich den Stufen
der Stiftreihen möglichst anschmiegt, wie dies die linke Hälfte der Abb. i erkennen
läßt. In der Umfangsreihe, welche die längsten Stifte aufweist (in der Schnittebene
II-II gelegen), sind außerdem auch die Stifte dieser Reihe, wie Abb. 2 erkennen
läßt, verschieden lang. Alle Rotorstifte sind außerdem nach ihrem Ende hin verjüngt.
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Die Wirkung ist folgende: Das Gehäuse sei zunächst völlig leer; die
Bremse nimmt also beim Umlauf des Rotors keine Leistung auf. Um die Bremse nun ganz
allmählich zu belasten, wird in eine der Gehäusekammern, beispielsweise in die linke,
durch Öffnen des Ventils 23 Wasser durch den Einlauf 16 eingelassen. Dieses Wasser
wird zunächst von den verjüngten Enden der längsten Stifte der in dieser Kammer
laufenden Stiftreihen erfaßt, über den Umfang des Bremsengehäuses mitgenommen und
gegen die festen Stifte 13 des Gehäuses geschleudert und dabei in Wirbelung versetzt.
Mit zunehmender Füllung des Gehäuses tauchen die verjüngten Stiftenden dieser längsten
Rotorstifte immer weiter ein, wodurch sich die Leistungsaufnahme allmählich steigert,
schließlich kommen auch die nächst kürzeren Stifte der gleichen Stiftreihe bzw.
die Stifte der hinsichtlich der Stiftlänge nächstfolgenden Stiftreihe zum Eintauchen.
Auch hier vollzieht sich der Übergang infolge der Verjüngung der Stiftenden immer
allmählich, bis schließlich alle Stifte einer Gehäusekammer zur Wirkung gelangen.
Man kann nun zur weiteren Steigerung der Bremsleistung diese Gehäusekammer immer
mehr füllen. Soll die Leistungsaufnahme noch weiter gesteigert werden, so wird in
gleicher Weise die zweite Gehäusekammer allmählich gefüllt. Selbstverständlich können
statt zwei auch mehr Gehäusekammern vorgesehen sein; auf jede Kammer kann eine beliebige
Anzahl von Rotorstiften (Mindestzahl eine) entfallen.
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Die Abb.3 zeigt einen im Querschnitt quadratischen Stift 3, dessen
Ende bei 30 in eine Spitze ausläuft.
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Die Abb.4 zeigt einen im Querschnitt gleichen Stift 3', dessen Ende
in eine Schneide 31 ausläuft. Dieser Stift wird auf dem Rotor so angeordnet, daß
diese Schneide in der Umlaufrichtung liegt.
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Die Erfindung beschränkt sich indessen nicht auf diese nur als Beispiel
gezeigten Stiftformen.