DE669040C

DE669040C - Fluid vortex brake for performance measurement

Info

Publication number: DE669040C
Application number: DESCH106135D
Authority: DE
Original assignee: Carl Schenck Eisengiesserei und Maschinenfabrick Darmstadt GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1935-01-31
Filing date: 1935-01-31
Publication date: 1938-12-15

Description

Flüssigkeitswirbelbremsen haben den Vorteil, daß mit verhältnismäßig kleinen Bremsen sehr hohe Leistungen abgebremst werden können, jedoch ist der abzubremsende Leistungsbereich verhältnismäßig klein, denn bei einer gegebenen Drehzahl läßt sich im allgemeinen nur eine ganz bestimmte Leistung abbremsen. Es sind verschiedene Ausführungen bekannt, die diesem Mangel beispielsweise durch Regelung der Flüssigkeitsfüllung oder durch Einbau von Schiebern zum Abdecken der Taschen des Läufers abhelfen sollen. Bei Flüssigkeitskupplüngen oder bei Luftbremsflügeln ist es ferner bekannt, dadurch eine möglichst große Regelmöglichkeit für die zu übertragende bzw. abzubremsende Leistung zu schaffen, daß der wirksame Durchmesser der Bremse verändert wird. Bei den bekannten Flüssigkeitskupplungen dieser Art sind keulenartige Gewichte oder Flügel am Läufer vorgesehen, die zwecks Vergrößerung des Widerstandes nach außen geklappt werden können. Die Form dieser Gewichte bietet im zusammengeklappten Zustand der Flüssigkeit noch einen verhältnismäßig großen Widerstand, der auch durch das Herausklappen der Gewichte nur unwesentlich ansteigt. Ähnlich ist es bei den erwähnten frei arbeitenden Luftbremsflügeln, bei denen gleichfalls durch Vergrößerung des Durchmessers der Widerstand nicht erheblich vergrößert wird.
Die Erfindung betrifft Flüssigkeitswirbelbremsen zur Leistungsmessung mit derartigen aufklappbaren Flügeln. Erfindungsgemäß sind die Flügel als gehäuseartige Mantelstücke ausgebildet, die in geschlossenem Zustande den mit Taschen versehenen Läufer allseitig nahezu vollständig umgeben.Fluid vortex brakes have the advantage that very high powers can be braked with relatively small brakes, but the power range to be braked is relatively small, because at a given speed only a very specific power can generally be braked. Various designs are known which are intended to remedy this deficiency, for example by regulating the liquid filling or by installing slides to cover the pockets of the rotor. In the case of fluid couplings or in the case of air brake vanes, it is also known to create the greatest possible control option for the power to be transmitted or braked by changing the effective diameter of the brake. In the known fluid couplings of this type, club-like weights or wings are provided on the rotor, which can be folded outwards in order to increase the resistance. The shape of these weights still offers a relatively high resistance in the folded state of the liquid, which increases only insignificantly when the weights are folded out. It is similar with the mentioned free-working air brake vanes, in which the resistance is likewise not significantly increased by increasing the diameter.
The invention relates to fluid vortex brakes for measuring performance with such hinged wings. According to the invention, the wings are designed as casing-like jacket pieces which, in the closed state, almost completely surround the pocketed rotor on all sides.

Dies hat den Vorteil, daß im geschlossenen Zustand die bei derartigen Bremsen üblichen Taschen verdeckt sind und eine glatte Oberfläche des Läufers entsteht, während beim Aufklappen durch die Vergrößerung des Durchmessers die abzubremsende Leistung stärker als bei den bekannten Flügelbauarten wächst. Im zusammengeklappten Zustand der Flügel bietet daher der Läufer der Flüssigkeit nur einen ganz geringen Widerstand, der bei Öffnung der Flügel mehr und mehr ansteigt, und zwar ungefähr entsprechend der 5. Potenz des von den Flügeln beschriebenen Durchmessers.This has the advantage that, in the closed state, the usual brakes of this type Pockets are covered and a smooth surface of the runner is created, while with When the diameter is enlarged, the power to be braked is increased more than with the known types of wing grows. In the folded state of the wings, the runner therefore offers the liquid only a very low resistance, which increases more and more when the wings are opened, approximately corresponding to the 5th power of the diameter described by the wings.

Eine der Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Abb. 1 ist ein Querschnitt durch die ganze Anlage, während Abb. 2 in schematischer Weise das Aufklappen der Mantelflächen vor Augen führt.One of the possible embodiments of the inventive concept is shown in the drawing shown schematically. Fig. 1 is a cross-section through the whole plant while Fig. 2 shows in a schematic way the opening of the lateral surfaces.

Das abzubremsende Drehmoment wird der Bremse durch die Welle α zugeführt, die mit fic "den umlaufenden Teilen der Bremse fest verbunden ist. Letztere bestehen insbesondere aus den beiden Scheibenpaaren b und c, die durch Längsrippen d o. dgl. fest miteinanderThe braked torque of the brake supplied to α by the shaft which is firmly connected to fic "the peripheral parts of the brake. The latter consist b particular from the two disk pairs and c, which by longitudinal ribs d o. The like. Firmly together

verbunden sind. Sie besitzen taschenartige Aussparungen e, wie sie bei Flüssigkeitsbremsen üblich sind. Diesen Taschen stehen; weitere Taschen / an dem im wesentliche^ feststehenden Teil der Bremse g gegenubi© Dieser feststehende Teil ist beiderseits' "ijg Lagern h gelagert und wirkt in bekannter, in. der Zeichnung nicht dargestellter Weise auf eine Meßvorrichtung, Die dem Drehmoment ίο entsprechenden Reaktionskräfte werden von dem umlaufenden Teil auf den Teil g übertragen, der infolge seiner pendelnden Aufhängung in den schon genannten Lagern h so auf die Meßvorrichtung wirkt, daß eine dem Drehmoment proportionale Kraft abgelesen werden kann. Sowohl die Welle a als auch die übrigen ständig umlaufenden Teile der Bremse sind mittels der Lager i in der soeben beschriebenen Einrichtung derartig gelagert, daß ihre Drehachse mit der Pendelachse des Teiles g übereinstimmt. Der Teil g bildet nach außen hin ein geschlossenes Gehäuse, das mit der Flüssigkeit gefüllt ist.are connected. They have pocket-like recesses e, as are customary with liquid brakes. These bags stand; further pockets / on the essentially stationary part of the brake g against this stationary part is mounted on both sides'"ijg bearings h and acts in a known manner, not shown in the drawing on a measuring device The rotating part is transferred to part g , which, due to its pendulum suspension in the bearings h already mentioned, acts on the measuring device in such a way that a force proportional to the torque can be read off. Both the shaft a and the other continuously rotating parts are the brake mounted by means of the bearings i in the device just described in such a way that its axis of rotation coincides with the pendulum axis of part G. The part g forms a closed housing towards the outside which is filled with the liquid.

Um die Leistungen in weiten Grenzen regeln zu können, ist" der gehäuseförmige Mantel k vorgesehen, der aus zwei Teilen besteht, wie aus Abb. 2 hervorgeht. Jeder dieser Teile ist in den an den Scheiben b und c befindlichen Achsen ι schwenkbar gelagert. Infolge dieser Lagerung ist es möglich, beide Mantelhälften aufzuklappen, wobei sie eine beliebige Lage zwischen der Lage in geschlossenem Zustand und der gestrichelt dargestellten einnehmen können. Diese Schwenkbewe-35' gung geht im wesentlichen durch je eine Spindel m und η vor sich, die durch eine dritte gemeinsame Spindel 0 in entgegengesetzten Richtungen verschoben werden können. Diese Verschiebung findet statt, sobald die Spindel 0 durch das fest mit ihr verbundene Kegelrad/» gedreht wird. Diese Drehbewegung wird durch ein weiteres Kegelrad q, eine Weller, ein aus mehreren Zahnrädern bestehendes Getriebe s und einen Motor t hervorgerufen. Der Kasten« des Getriebes J ist durch eine Hohlwelle und einen Flansch mit der Scheibe c, also dem umlaufenden Teil der Einrichtung, fest verbunden.In order to be able to regulate the performance within wide limits, the housing-shaped jacket k is provided, which consists of two parts, as can be seen from Fig. 2. Each of these parts is pivotably mounted in the axes ι located on the disks b and c this storage, it is possible to unfold both casing halves, with them. this Schwenkbewe-35 'supply is any position between the position in the closed state and can take shown in phantom substantially by a respective spindle m and η the right by a third common spindle can be moved in opposite directions 0. This shift occurs as soon as the spindle is "set at 0 by the integral with its bevel gear /. This rotational movement is q by a further bevel gear, a Weller, is multi gears gear s and a motor T. The box «of the gearbox J is formed by a hollow shaft and a flange with the disk c, ie the surrounding part of the facility, firmly connected.

Da der Motor unmittelbar an dem Getriebeso kasten u angeflanscht ist, läuft sowohl sein Stator als auch sein Rotor gemeinsam mit der Scheibe c um, solange der Motor selbst keinen Strom erhält. In diesem Zustand wird eine Drehbewegung durch das Getriebe s nicht übertragen. Sämtliche Zahnräder bleiben in bezug auf den Getriebekasten« stehen. Infolgedessen dreht sich auch die Weller mit der gleichen Drehzahl, d. h. es findet keine Relativdrehung zwischen der Scheibe c und So der Welle r und somit auch dem Kegelrad q statt. Auf diese Weise macht auch das Kegelrad p keine Drehung um seine Achse, und die Spindeln bleiben in ihrer eingestellten Lage .-,stehen.Since the motor is flanged directly to the gearbox u , both its stator and its rotor rotates together with the disc c as long as the motor itself does not receive any power. In this state, a rotary movement is not transmitted through the transmission s. All of the gears stop in relation to the gear box. As a result, the shaft rotates at the same speed, ie there is no relative rotation between the disk c and So of the shaft r and thus also the bevel gear q . In this way, the bevel gear p does not rotate about its axis either, and the spindles remain in their set position.

^;;-VBekommt der Motor t Strom, so daß sich ■vsfin Stator relativ zu dem Rotor verdreht, so ;"%at das eine entsprechende Verdrehung des ^Getriebes s und eine Relativverdrehung zwischen der Scheibe c und der Welle r zur Folge. Daraus ergibt sich eine Drehung des Kegelrades p und damit eine Verschiebung der Spindeln » und n. Je nach der Drehrichtung des Motors t, der selbstverständlich in beiden Drehrichtungen arbeiten muß, findet die Bewegung der Spindeln entweder nach der einen oder der anderen Richtung statt, so daß sich die Klappen des Mantels öffnen oder schließen. Es ist selbstverständlich, daß die umlaufenden Teile bei geschlossenem Zustand des Mantels in der Flüssigkeit nur geringen Widerstand finden, so daß auch bei hohen Drehzahlen eine ganz geringe Leistung abgebremst werden kann. Wird andererseits der Mantel geöffnet, so läßt sich dadurch ein außerordentlich großer Widerstand erreichen und infolgedessen auch bei geringen Drehzahlen schon eine sehr hohe Leistung abbremsen. Die. Schwierigkeiten der Flüssigkeitswirbelbremsen sind damit behoben, da das Abbremsen geringer Leistungen bei geringen Drehzahlen und großer Leistungen bei großen Drehzahlen mit solchen Bremsen naturgemäß ein leichtes ist. ^;; If the motor t receives current so that vsfin stator rotates relative to the rotor, then; "% at that results in a corresponding rotation of the gear unit s and a relative rotation between disk c and shaft r . This results in a Rotation of the bevel gear p and thus a displacement of the spindles »and n. Depending on the direction of rotation of the motor t, which of course has to work in both directions, the movement of the spindles takes place either in one or the other direction, so that the flaps It goes without saying that when the jacket is closed, the rotating parts encounter only slight resistance in the liquid, so that even at high speeds a very small amount of power can be braked thereby achieve an extraordinarily high resistance and consequently slow down a very high output even at low speeds Problems with fluid vortex brakes are thus eliminated, since braking low power at low speeds and high power at high speeds is naturally easy with such brakes.

Bei hohen Drehzahlen können infolge der geöffneten Mantelklappen verhältnismäßig hohe Fliehkräfte auftreten, die eine entsprechend große Steuerkraft beim Verstellen und eine sehr starke Ausführung der Steuerteile zur Folge haben können. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, in an sich bekannter Weise Gegengewichte vorzusehen, die diese Fliehkraft ganz oder zum Teil aufheben. Es ist vorteilhaft, jede der beiden Mantelhälften mit einem derartigen Gegengewicht zu verbinden,-wobei dieses Gegengewicht ebenfalls an einer der Scheiben b und c, und zwar entgegengesetzt der zugehörigen Mantelhälfte, gelagert werden kann..At high speeds, relatively high centrifugal forces can occur due to the open jacket flaps, which can result in a correspondingly large control force when adjusting and a very strong design of the control parts. In order to avoid this, it is advisable to provide counterweights in a manner known per se, which completely or partially cancel this centrifugal force. It is advantageous to connect each of the two shell halves with a counterweight of this type, with this counterweight also being able to be mounted on one of the disks b and c, namely opposite the associated shell half ..

Die Betätigung der Mantelklappen kann selbstverständlich auch auf beliebige andere no Art und Weise vor sich gehen. Es lassen sich dafür alle bekannten Einrichtungen verwenden, die eine Relativverdrehung zweier gemeinsam rotierender Wellen 0. dgl. ermöglichen. Die an Hand der Zeichnung beschrie- .115 bene Einrichtung hat jedoch den Vorteil, daß sie fernbedient werden kann. Außerdem ist eine selbsttätige Regelung in der Weise durchführbar, daß das öffnen oder Schließen unmittelbar von der Meßvorrichtung, auf die der Teil g wirkt, steuerbar ist. So kann beispielsweise bei einer bestimmten DrehzahlThe actuation of the jacket flaps can of course also take place in any other way. For this purpose, all known devices can be used which enable a relative rotation of two mutually rotating shafts, etc.,. The device described with reference to the drawing, however, has the advantage that it can be operated remotely. In addition, an automatic control can be carried out in such a way that the opening or closing can be controlled directly by the measuring device on which part g acts. For example, at a certain speed

stets eine bestimmte Leistung, oder ein bestimmtes Drehmoment eingehalten werden.a certain power or a certain torque must always be maintained.

Um gegebenenfalls die Bremsleistung noch zu erhöhen, ist es zweckmäßig, in der äußeren Kammer des Teiles g Rippen oder taschenartige Aussparungen, ähnlich den Taschen e oder f, vorzusehen. Insbesondere ist dies für Anlagen nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweckmäßig, falls sehr hohe Leistungen vernichtet werden sollen. Durch das Vorbeistreichen der geöffneten Mantelklappen an solchen Rippen oder Taschen wird der Wirbelwiderstand außerordentlich stark erhöht.In order to further increase the braking power if necessary, it is expedient to provide ribs or pocket-like recesses, similar to pockets e or f, in the outer chamber of part g . This is particularly useful for systems according to the illustrated embodiment, if very high powers are to be destroyed. When the open jacket flaps pass by such ribs or pockets, the eddy resistance is increased to an extremely high degree.

Claims

Claim:
Fluid vortex brake for power measurement, the rotor of which is provided in the manner of fluid couplings or air brake blades with wings or the like that can be folded up or down, the opening of which increases the diameter and thus the resistance, characterized in that the blades are designed as casing-like jacket pieces, which, when closed, almost completely surrounds the pocketed runner on all sides.

1 sheet of drawings