DE689768C - Turbogetriebe zum Bremsen von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Turbogetriebe zum Bremsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, und hat den Zweck, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eine stetige Veränderung des Bremsmomentes zu erreichen.

Bei der Verwendung von normalen Fahrtwandlern zum Bremsen von Fahrzeugen muß vor Beginn der Talfahrt das Achswendegetriebe auf Rückwärtsgang gelegt werden, damit der Sekundärteil des Fahrtwiandlers sich entgegen dem Primärteil dreht und eine Bremswirkung überhaupt erzielt wird. Dieser Weg ist nur bedingt möglich, da das -Achs-Wendegetriebe zur Einleitung der Bremsung nur im Stillstand geschaltet werden kann. Wird aber ein besonderer Wandler für den Bremsbetrieb vorgesehen, so 'muß die Gegenläufigkeit der Pumpen- und Turbinenräder, die zur Erzeugung einer genügenden Bremswirkung erforderlich ist, beispielsweise durch ein zwischen ihnen eingeschaltetes feststehendes Umkehrleitrad erzwungen werden. Hierbei hat sich jedoch ein erheblicher Nachteil geltend gemacht, der darin besteht, daß das Bremsmoment zwar mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeuges zunächst zunimmt, dann aber wieder stark absinkt, um erst bei höheren Fahrgeschwindigkeiten wieder zuzunehmen. Mit einem derartigen Wandler ist aber selbstverständlich nur in ganz wenigen, besonders gelagerten Fällen ein Bremsbetrieb möglich.

Die erwähnten Nachteile bekannter zum Bremsen verwendeter Wandler werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch beseitigt, daß die nur zum Bremsen verwendeten Turbogetriebe durch geeignete Anordnung der Pumpen-, Turbinen- und Leiträder sowie durch geeignete Wahl denen Ein- und Austrittsquerschnitte und Ein- und Austrittswinkel so ausgeführt werden, daß die Fließrichtung der Arbeitsflüssigkeit im Kreislauf bei allen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges und allen Drehzahlen der Arbeitsmaschine stets im gleichen Sinn aufrechterhalten, bleibt.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die Bremsmomentschwankungen bei der Verwendung üblicher Wandler zum Bremsen auf eine Umkehr der Strömungsrichtung im Wandler zurückzuführen sind.

Für den Betrieb' eines Bremswandlers ist es kennzeichnend, daß das Turbinenrad, das mit der Sekundärseite des Getriebes starr verbunden ist, im ganzen Bremsgebiet nicht als ίο Turbine, sondern als Pumpe arbeitet. Als Turbine beginnt es erst dann zu wirken, wenn ihm nach Erreichen des Stillstandes des Fahrzeuges weiterhin vom Motor her über das Pumpenrad des Wandlers Energie zugeführt wird. Das Fahrzeug würde sich dann bei vorwärts laufendem Motor und auf Vorwärtsfahrt geschaltetem Achswendegetriebe nach rückwärts in Bewegung" setzen.

Die erwähnte Purnpenwirkung des Turbinenrades vermag die durch die Erfindung zu vermeidende -Erscheinung einer Strömungsumkehr hervorzurufen, wenn es sich um eine, radial, gesehen, von außen nach innen beaufschlagte Turbine handelt. Derartige Turbinen pflegen, wenn sie von außen her angetrieben werden, unter Umkehr der Ströniungsrichtung als Pumpe zu arbeiten. Im Falle des Bremswandlers würde sich aus dieser Eigenschaft der geschilderte Mißstand ergeben.

Die Erfindung sieht daher die Anordnung

der Lauf- und Leiträder, insbesondere des Turbinenrades, und die Wahl deren Ein- und Austrittswinkel derart vor, daß auch dann, wenn die Turbine von außen her durch die abzubremsende Masse angetrieben wird und als Pumpe arbeitet, im Innern des Wandlers die von der eigentlichen Primärpumpe in Gang gesetzte Strömungsrichtuiig beibehalten wird.

Sofern die Bedingung der stets gleichbleibenden Fließrichtung erfüllt wird, treten beim Bremsbetrieb keine Unstetigkeiten in den vom Wandler aufgenommenen Momenten auf, vielmehr verlaufen die Bremskurven stetig und ermöglichen dadurch erst ein wirksames Bremsen bei verschiedenem Gefälle und bei verschiedenen Geschwindigkeiten.

Um alle Anforderungen des Bremsbetriebes erfüllen zu können, kann die Möglichkeit vorgesehen sein, den Bremswandler auch nur mit Teilfüllung von Arbeitsflüssigkeit zu betreiben. Da jedem Füllungsgrad des Wandlers nur ein ganz bestimmter Bereich der BrerniSr momente zwischen Voll- und Leerlauf drehzahl zukommt, kann durch Teilfüllung die Erfassung eines sehr großen Momentenbereichs für den praktischen Bremsbetrieb erreicht werden. Zur Erzielung einer solchen Teilfüllung kann entweder die Drehzahl der Füllpumpe oder es können die Leckverluste des Wandlers oder beide gleichzeitig verändert werden. Außerdem ist -es möglich, durch Drosselung des Pumpendruckes eine annähernd gleiche Wirkung zu erzielen./ In manchen Fällen genügt es auch, nur die Füllpumpendrebzahl zu ändern und die Größe der Leckverluste durch Fahrversuche ein für allemal für die vorliegenden Verhältnisse festzulegen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι den Momentenveiiauf eines Wandlers, bei dem sich die Fließrichtung ändert,

Abb. 2 einen Bremswandler, dem die in Abb. ι dargestellte Momentenlinie entspricht, ' Abb. 3 den Momentenverlauf des Bremswandlers gemäß der Erfindung bei Voll- .und Teilfüllung, ⁵

' Abb. 4 und 5 verschiedene Möglichkeiten, den Bremswandler gemäß der Erfindung auszubilden.

Die in der Abb. 1 dargestellte Momentenlinie zeigt, daß bei den in Abb. 2 dargestellten Bremswandlern das Moment mit zunehmender Geschwindigkeit zuerst zunimmt, hierauf stark absinkt, um dann wieder bei den hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten zuzunehmen.

Der in Abb. 2 dargestellte Bremswandler zeigt ein dem Pumpenrad« nachgeschaltetes festes Umkehrleitradc und ein darauffolgendes Turbinenrad b.

Die Momentenlinien gemäß Abb. 3 entsprechen verschiedenen Füllungen des Wandlers. Sie verlaufen infolge Verwendung eines Bremswandlers gemäß der Erfindung vollkommen stetig, so· daß ein praktisch brauchbarer Bremsbetrieb bei verschiedenen Gefällen und Geschwindigkeiten möglich ist.

In den Abb. 4 und 5 sind zwei Beispiele der Anordnung eines Bremswandlers nach der Erfindung gezeichnet. In beiden Abbildungen bedeutet wieder «das Primär- oder Pumpenrad, b das Sekundär- oder Turbinenrad, c ein oder mehrere feste Leiträder.

Nach Abb. 4 liegt der Turbineneintritt auf dem kleineren Durchmesser Di, während der Turbinenaustritt auf dem Durchmesser Da liegt. Bei dieser Ausführung ist eine Strömungsumkehr unmöglich, da die Flüssigkeit aus dem Pumpenrad α senkrecht zur Umfangseschwindigkeit austritt und die Turbinenschaufelung im Anschluß lan einen entsprechenden zur Umfangsgeschwindigkeit senkrechten Eintritt durch bekannte Maßnahmen so ausgebildet ist, daß das Turbinenrad b entegengesetzt der Drehrichtung des Pumpenrades α läuft. .

Das andere Beispiel nach Abb. 5 sieht zur Umlenkung der Kraftwirkung, wie sie beim Bremswandler erforderlich ist, ein Umkehr-

leitrad c vor, an das sich ein axiales Turbinenrad b anschließt, das infolge Gleichhaltung der Ein- und Austrittswinkel auch im von außen her angetriebenen Zustand die von dem Pumpenrad a hervorgerufiene StrÖmungsrichtung inrierhhalb des Wandlers nicht umkehren kann. Das zwischen dem Turbineiiaustrkt und dem Pumpeneintritt angeordnete zweite Leitrad C₁ ist ein einfaches Rückführ-ο leitrad.

Für den Umfang der Erfindung ist es ohne Bedeutung, ob der Bremswandler einstufig oder mehrstufig ausgebildet ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Turbogetriebe zum Bremsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, 'daß Pumpen-, Turbinen- und Leiträder (a, b, c) derart angeordnet und die Durchmesser ihrer Ein- und Austrittsquerschnitte sowie die Größe ihrer Ein- und Austrittwinkel so gewählt werden, daß unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit und der Drehzahl der Arbeitsmaschine die Strömungsrichtung im Kreislauf aufrechterhalten bleibt.
2. 2. Turbogetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß >das Turbinenrad (b), in Strömungsri'chtung gesehen, unmittelbar hinter dem Pumpenrad (a) angeordnet ist.
3. 3. Turbogetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Austrittsquers.chnitte der zwischen den zwei Teilen (c und C₁) eines zweistufigen Leitrades angeordneten' Turbine (6) auf gleichem Durchmesser liegen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen