DE102007060765B3 - Hydrodynamic retarder, has rotor and stator turbine wheels together forming working chamber and comprising blades, where mean number of blades is determined based on working medium, middle inclined position angle and profile shift factor - Google Patents

Hydrodynamic retarder, has rotor and stator turbine wheels together forming working chamber and comprising blades, where mean number of blades is determined based on working medium, middle inclined position angle and profile shift factor Download PDF

Info

Publication number
DE102007060765B3
DE102007060765B3 DE200710060765 DE102007060765A DE102007060765B3 DE 102007060765 B3 DE102007060765 B3 DE 102007060765B3 DE 200710060765 DE200710060765 DE 200710060765 DE 102007060765 A DE102007060765 A DE 102007060765A DE 102007060765 B3 DE102007060765 B3 DE 102007060765B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
blades
profile
rotor blade
working medium
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE200710060765
Other languages
German (de)
Inventor
Werner Adams
Dieter Laukemann
Thomas Ohr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to DE200710060765 priority Critical patent/DE102007060765B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007060765B3 publication Critical patent/DE102007060765B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T10/00—Control or regulation for continuous braking making use of fluid or powdered medium, e.g. for use when descending a long slope
    • B60T10/02—Control or regulation for continuous braking making use of fluid or powdered medium, e.g. for use when descending a long slope with hydrodynamic brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D57/00—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders
    • F16D57/005—Details of blades, e.g. shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D57/00—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders
    • F16D57/04—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders with blades causing a directed flow, e.g. Föttinger type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

The retarder has a rotor turbine wheel (2) and a stator turbine wheel (3) together forming a toroidal working chamber (10), where the wheels comprise blades. A middle inclined position angle of one of the wheels is equal to an inclined position angle on a diameter of a surface bisector, which divides the working chamber into two equal large ring surfaces. A mean number of blades is determined based on a working medium, the middle inclined position angle and a profile shift factor, which results from division of outer diameter of an opposite profile by outer diameter of a normal profile.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a hydrodynamic retarder according to the preamble of claim 1.

Derartige Retarder sind aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt. Nur beispielsweise wird die DE 31 13 408 C1 genannt.Such retarders are known from numerous publications. Only for example will the DE 31 13 408 C1 called.

Die Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Retarder verlief bisher hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt, im Bremsbetrieb eine möglichst hohe Leistungsdichte zu erzielen, während im Nichtbremsbetrieb die Leistungsaufnahme möglichst gering sein soll. Dementsprechend erfolgte die konstruktive Gestaltung von Retardern weitgehend ausschließlich unter diesen Gesichtspunkten.The Research and development in the field of retarders has proceeded so far mainly from the point of view, in braking mode the highest possible power density to achieve while In non-braking operation, the power consumption should be as low as possible. Accordingly The structural design of retarders was largely exclusively under these aspects.

Nur wenige Veröffentlichungen befassen sich mit der Geräuschentwicklung von Retardern insbesondere im Bremsbetrieb. Diesbezüglich wird auf die EP 0 634 584 B1 verwiesen, welche ein Verhältnis der Schaufelzahlen von Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad beschreibt, das bei Ölretardern, das heißt Retarder, deren Arbeitsmedium Öl ist, zu einer besonders geringen Geräuschentwicklung führen soll. In dieser Schrift sind auch Sekundärmaßnahmen beschrieben, welche in der Regel auch heute noch ausgeführt werden, um die Geräuschemission eines Antriebsstranges mit einem solchen Retarder zu dämpfen.Only a few publications deal with the noise of retarders, especially in braking mode. In this regard is on the EP 0 634 584 B1 referenced, which describes a ratio of the blade numbers of rotor blade and Statorschaufelrad that oil retardants, ie retarder whose working fluid is oil, should lead to a particularly low noise. In this document, secondary measures are described, which are usually still running today to dampen the noise emission of a drive train with such a retarder.

Gemäß der DE 103 38 010 B3 wird vorgeschlagen, die mittlere Schaufelzahl, die sich aus der halben Summe der Rotorschaufelzahl und der Statorschaufelzahl ergibt, in Abhängigkeit des Arbeitsmediums festzulegen, wobei zwischen dem Arbeitsmedium Öl und dem Arbeitsmedium Wasser oder Wassergemisch unterschieden wird. Die Berücksichtigung der Art des Arbeitsmediums bei der Festlegung der mittleren Schaufelzahl stellte einen entscheidenden Schritt bei der Verminderung der Geräuschentwicklung von Retardern dar.According to the DE 103 38 010 B3 It is proposed to set the mean number of blades, which results from half the sum of the rotor blade number and the stator blade number, depending on the working medium, wherein a distinction is made between the working fluid oil and the working fluid water or water mixture. The consideration of the type of working medium in determining the average number of blades was a decisive step in reducing the noise of retarders.

Solange die bekannten Maßnahmen bei Retardern mit einer geraden Beschaufelung angewendet wurden, haben sie bei jeder Schaufelzahl zu akzeptablen Ergebnissen geführt. Unter gerader Beschaufelung eines Retarders versteht der Fachmann die Ausrichtung der Schaufeln von Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad im Winkel von 90° zu einer im Trennspalt zwischen Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad zur Drehachse senkrecht angeordneten Ebene.So long the known measures were applied to retarders with a straight blading, They have produced acceptable results for every number of blades. Under straight blading of a retarder, the expert understands the Alignment of blades of rotor blade wheel and stator blade wheel at an angle of 90 ° to one in the separating gap between the rotor blade wheel and Statorschaufelrad plane perpendicular to the axis of rotation.

Um das Bremsmoment eines Retarders gegenüber einer Ausführungsform mit gerader Beschaufelung bei gleicher Drehzahl und sonstigen Randbedingungen zu erhöhen, ist es bekannt, den Retarder mit einer Schrägbeschaufelung auszuführen, siehe beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 100 20 944 A1 , wobei die Schaufeln des Rotorschaufelrads und des Statorschaufelrads in der Regel fluchtend und hinsichtlich der Drehrichtung spießend zueinander angeordnet sind. Bei einer Schrägbeschaufelung sind die Schaufeln gegenüber einer im Trennspalt zwischen Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad zur Drehachse senkrecht angeordneten Ebene mit einem Winkel ungleich 90° ausgerichtet, wobei der kleinere der beiden beidseitig der Schaufel zur Ebene ausgebildeten Winkel, der somit kleiner als 90° ist, als Schrägstellungswinkel β bezeichnet wird.In order to increase the braking torque of a retarder with respect to an embodiment with straight blading at the same speed and other boundary conditions, it is known to carry out the retarder with a helical blading, see, for example, the published patent application DE 100 20 944 A1 in which the blades of the rotor blade wheel and of the stator blade wheel are generally arranged in alignment with each other and aligned with respect to the direction of rotation. In an oblique blading, the blades are aligned with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation in the separating gap between the rotor blade and Statorschaufelrad at an angle not equal to 90 °, wherein the smaller of the two sides of the blade formed on the plane angle, which is thus less than 90 °, as skew angle β is designated.

Bei solchen schrägbeschaufelten Retardern hat sich in der Praxis nun erwiesen, dass die bisher als optimal angesehene mittlere Schaufelzahl in Abhängigkeit des Arbeitsmediums und des Profilverschiebungsfaktors nicht mehr zuverlässig zu der gewünschten Geräuschminderung führt. Dies ist insbesondere der Fall bei Retardern mit schrägbeschaufelten Schaufelrädern, welche in einem Gießverfahren einstückig aus der Gießform ausdrehbar sind, das heißt, bei welchen der Schrägstellungswinkel vom radial inneren Ende jeder Schaufel bis zum radial äußeren Ende jeder Schaufel abnimmt. Solche ausdrehbaren Schaufelräder, wie sie vorliegende Erfindung betrifft, sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung 10 2005 061 044 beschrieben, wobei das Schaufelprofil auch als geschraubtes Schaufelprofil bezeichnet wird.With such oblique bladed retarders, it has now been proven in practice that the mean number of blades, hitherto regarded as optimal, no longer reliably leads to the desired noise reduction as a function of the working medium and the profile displacement factor. This is especially the case with retarders with skew-bladed paddlewheels, which are integrally rotatable out of the mold in a casting process, that is, where the skew angle decreases from the radially inner end of each blade to the radially outer end of each blade. Such ausdrehbaren paddle wheels, as the present invention relates, are for example in the German patent application 10 2005 061 044 described, wherein the blade profile is also referred to as a screwed blade profile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrodynamischen Retarder mit einer Schrägbeschaufelung, wobei der Schragstellungswinkel jeder Schaufel radial von innen nach außen abnimmt, anzugeben, der hinsichtlich der Geräuschentwicklung gegenüber bekannten Retardern derselben Bauart verbessert ist.Of the Invention is based on the object, a hydrodynamic retarder with a bevel blading, wherein the skew angle of each blade is radially from the inside outward indicate, with respect to the noise compared to known Retarders of the same type is improved.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen hydrodynamischen Retarder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Anspruch 2 beschreibt eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Retarders aus Anspruch 1.The inventive task is powered by a hydrodynamic retarder with the characteristics of Claim 1 solved. The claim 2 describes a particularly advantageous embodiment of the Retarder of claim 1.

Während gemäß dem Dokument DE 103 38 010 B3 bei Retardern mit einer geraden Beschaufelung die mittlere Schaufelzahl mit zunehmendem Profilverschiebungsfaktor abnimmt, haben die Erfinder nun erkannt, dass bei schrägbeschaufelten hydrodynamischen Retardern mit einem Schrägstellungswinkel der Schaufeln, welcher vom radial inneren Bereich beziehungsweise Ende jeder Schaufel bis zum radial äußeren Bereich beziehungsweise Ende jeder Schaufel abnimmt, der Verlauf der hinsichtlich der Geräuschentwicklung optimalen mittleren Schaufelzahl mit zunehmendem Profilverschiebungsfaktor zu zunehmend größeren mittleren Schaufelzahlen führt. Zugleich variiert die hinsichtlich der Geräuschentwicklung optimale mittlere Schaufelzahl in Abhängigkeit des mittleren Schrägstellungswinkels βm.While according to the document DE 103 38 010 B3 For retarders with a straight blading, the average blade count decreases with increasing profile displacement factor, the inventors have now recognized that with inclined blade hydrodynamic retarders with a pitch angle of the blades decreasing from the radially inner region or end of each blade to the radially outer region or end of each blade , the course of the noise generation optimal average number of blades with increasing profile shift factor to increasingly larger average Bucket numbers leads. At the same time, the average blade number, which is optimal with respect to noise, varies as a function of the mean skew angle β m .

Im Einzelnen gilt:In detail:

Beim Arbeitsmedium Öl beträgt das Verhältnis von mittlerer Schaufelzahl zu Profilverschiebungsfaktor multipliziert mit der Summe aus 1 und dem Kosinus (βm) 31,5 bis 38,5, bevorzugt 35. Beim Arbeitsmedium Wasser beträgt das Verhältnis von mittlerer Schaufelzahl zu Profilverschiebungsfaktor multipliziert mit der Summe aus 1 und dem Kosinus (βm) 24 bis 32, vorzugsweise 28.For the working medium oil, the ratio of average blade number to profile shift factor multiplied by the sum of 1 and cosine (β m ) is 31.5 to 38.5, preferably 35. For the working medium water, the ratio of average blade number to profile shift factor multiplied by the sum 1 and the cosine (β m ) 24 to 32, preferably 28.

Der Profilverschiebungsfaktor beschreibt die Abweichung der radialen Position des Strömungskreislaufes eines gegebenen Retarders gegenüber der radialen Position des Strömungskreislaufes in einem Retarder mit sogenanntem Normalprofil. Der Profilverschiebungsfaktor ergibt sich durch die Division des Außendurchmessers des „verschobenen Profils" DA,V durch den Außendurchmesser des Normalprofils DA. Die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des verschobenen Profils DA,V und dem Innendurchmesser des verschobenen Profils DI,V ventspricht bei der Berechnung des Profilverschiebungsfaktors fV der Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Normalprofils DA und dem Innendurchmesser des Normalprofils DI. Der Profilverschiebungsfaktor eines gegebenen Profils (Schaufelprofils), welches die radiale Position des Strömungskreislaufs bestimmt, kann somit alternativ berechnet werden aus:

Figure 00040001
The profile shift factor describes the deviation of the radial position of the flow loop of a given retarder from the radial position of the flow loop in a so-called normal profile retarder. The profile shift factor is obtained by dividing the outer diameter of the "translated profile" D A, V by the outer diameter of the normal profile D A. The difference between the outer diameter of the displaced profile D A, V and the inner diameter of the displaced profile D I, V v corresponds to the profile displacement factor f V of the difference between the outer diameter of the normal profile D A and the inner diameter of the normal profile D I. The profile displacement factor of a given profile (blade profile) which determines the radial position of the flow circuit can thus alternatively be calculated from:
Figure 00040001

Der Außendurchmesser eines zu einem gegebenen Profil gehörenden Normalprofils ergibt sich aus:

Figure 00040002
The outer diameter of a normal profile belonging to a given profile results from:
Figure 00040002

Somit beträgt der Profilverschiebungsfaktor beispielsweise bei einem Außendurchmesser eines Profils, der zweimal so groß ist, wie der Außendurchmesser eines Normalprofils, 2. Sofern das Profil gegenüber einem Normalprofil nicht verschoben ist, das heißt der Außendurchmesser des zu beurteilenden Profils mit dem Außendurchmesser des Normalprofils übereinstimmt, ergibt sich entsprechend ein Profilverschiebungsfaktor von 1.Consequently is the profile shift factor, for example, at an outer diameter a profile that is twice as large as the outside diameter 2. If the profile is not compared to a normal profile is shifted, that is the outside diameter the profile to be assessed matches the outer diameter of the normal profile, this results in a profile shift factor of 1.

Der Außendurchmesser eines Normalprofils wird durch das Verhältnis von Außendurchmesser und Innendurchmesser des entsprechenden Profils festgelegt. Dabei liegt ein Normalprofil genau dann vor, wenn der Innendurchmesser etwa das 0,4-fache des Außendurchmessers beträgt. Dabei kann man eine Toleranz von 0,05 ansetzen, das heißt für ein Normalprofil gilt folgende Formel: DI = 0,4±0,05·DA The outer diameter of a normal profile is determined by the ratio of outer diameter and inner diameter of the corresponding profile. In this case, a normal profile exists if and only if the inner diameter is about 0.4 times the outer diameter. You can set a tolerance of 0.05, which means that the following formula applies to a normal profile: D I = 0.4 ± 0.05 · D A

Der Schrägstellungswinkel β ist auch bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung der Winkel jeder Schaufel gegenüber einer im Trennspalt zwischen dem Rotorschaufelrad und dem Statorschaufelrad zur Drehachse des Retarders senkrecht angeordneten Ebene, wobei erfindungsgemäß die Schaufeln im radial äußeren Bereich schräger gestellt sind als im radial inneren Bereich, das heißt, der Winkel vom radial inneren Bereich beziehungsweise radial inneren Ende jeder Schaufel bis zum radial äußeren Bereich beziehungsweise radial äußeren Ende jeder Schaufel nimmt ab. Der Schrägstellungswinkel wird dabei durch den jeweils kleineren der beiden Winkel der Schaufel gegenüber der Ebene im Trennspalt definiert, wobei dieser Winkel kleiner als 90° ist.Of the Skew angle β is also in the description of the present invention, the angle of each Shovel across one in the separating gap between the rotor blade wheel and the stator blade wheel to the axis of rotation of the retarder vertically arranged plane, wherein According to the invention, the blades in the radially outer region oblique are placed as in the radially inner region, that is, the Angle from the radially inner region or radially inner End of each blade to the radially outer area respectively radially outer end every shovel takes off. The skew angle is thereby through the respective smaller of the two angles of the blade relative to the Level defined in the separation gap, wherein this angle is less than 90 °.

Der mittlere Schrägstellungswinkel βm entspricht dem Schrägstellungswinkel β auf dem Durchmesser einer Flächenhalbierenden des Arbeitsraums in der Ebene des Trennspalts. Diese Flächenhalbierende ist ein Ring, in der Regel Kreisring, welcher in der achssenkrechten Ebene des Trennspalts den Arbeitsraum in zwei gleich große Ringflächen, in der Regel Kreisringflächen, unterteilt.The mean skew angle β m corresponds to the skew angle β on the diameter of a bisector of the working space in the plane of the separating gap. This area bisecting line is a ring, usually circular ring, which divides the working space into two equal-sized annular surfaces, usually circular ring surfaces, in the plane of the separating gap that is perpendicular to the axis.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Schaufelzahl zugleich anhand einer Beziehung zwischen Rotorschaufelzahl und Statorschaufelzahl festgelegt. Besonders vorteilhaft beträgt beim Arbeitsmedium Öl oder Ölgemisch die Rotorschaufelzahl das 1,35-fache der Statorschaufelzahl. Auch hier wird vorteilhaft eine Toleranz von ±0,15 bezüglich des genannten Faktors zugelassen, das heißt, es ergibt sich die folgende Beziehung: ZR = 1,35±0,15·ZS. In an advantageous embodiment of the invention, the number of blades is determined at the same time based on a relationship between rotor blade number and stator blade number. Particularly advantageous in the working medium oil or oil mixture, the rotor blade number is 1.35 times the Statorschaufelzahl. Again, a tolerance of ± 0.15 with respect to said factor is advantageously allowed, that is, the following relationship results: Z R = 1.35 ± 0.15 · Z S ,

Beim Arbeitsmedium Wasser oder Wassergemisch beträgt die Rotorschaufelzahl vorteilhaft das 1,3-fache der Statorschaufelzahl. Auch hier ist vorteilhaft eine Toleranz von ±0,15 zugelassen, das heißt, es gilt folgende Beziehung: ZR = 1,3±0,15·ZS. In the working medium water or water mixture, the rotor blade number is advantageously 1.3 times the stator blade number. Again, a tolerance of ± 0.15 is advantageously allowed, that is, the following relationship holds: Z R = 1.3 ± 0.15 · Z S ,

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 einen Retarder in schematischer Darstellung im Längsschnitt; 1 a retarder in a schematic representation in longitudinal section;

2 eine Skizze mit den wesentlichen Abmaßen des Rotorprofils und des Statorprofils eines Retarders; 2 a sketch with the essential dimensions of the rotor profile and the stator profile of a retarder;

3 eine schematische Darstellung der verschiedenen Schrägstellungswinkel auf verschiedenen Durchmessern von Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad. 3 a schematic representation of the various skew angles on different diameters of rotor blade and Statorschaufelrad.

Der in 1 gezeigte Retarder weist eine Antriebswelle 1 auf, auf der ein Rotorschaufelrad 2 aufgekeilt ist, ferner ein Statorschaufelrad 3, das in einem Gehäuse 4 drehfest angeordnet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird dem Retarder die Arbeitsflüssigkeit durch einen Zulaufkanal 5 über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung zugeführt. Dabei gelangt sie zunächst in einen Verteilerraum 6. Sie wird aus einem Austrittskanal 7 wieder abgeführt. Am Rotorschaufelrad erkennt man im inneren Bereich Füllschlitze 8, sowie im radial äußeren Bereich Entleerschlitze 9. Die beiden Schaufelräder, das heißt Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad, bilden miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 10 aus.The in 1 shown retarder has a drive shaft 1 on, on which a rotor blade wheel 2 is keyed, also a Statorschaufelrad 3 that in a housing 4 is arranged rotationally fixed. In the embodiment shown, the retarder is the working fluid through an inlet channel 5 supplied via a control device, not shown. In the process, she first enters a distribution room 6 , It becomes an exit channel 7 discharged again. On the rotor blade wheel you can see filling slots in the inner area 8th , as well as in the radially outer area emptying slots 9 , The two paddle wheels, that is rotor blade wheel and stator blade wheel, together form a toroidal working space 10 out.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführung des Retarders beschränkt. So kann insbesondere das Arbeitsmedium über den Stator beziehungsweise ein Statorgehäuse dem Arbeitsraum 10 zugeführt werden. Dazu ist das Statorgehäuse vorteilhaft mit einem radial innenliegenden ringförmigen Füllkanal und einem benachbart dazu angeordneten, radial außenliegenden, ringförmigen Entleerkanal versehen. Über einen Anschluss wird Arbeitsmedium in den Füllkanal befördert, von dort über Bohrungen beziehungsweise Kanäle in den Statorschaufeln – in sogenannten Füllschaufeln – in den Arbeitsraum 10 und wieder über geeignete Bohrungen im Stator aus dem Arbeitsraum 10 in den Entleerkanal. Von dort wird das Arbeitsmedium wieder mittels geeigneter Anschlüsse, insbesondere genau einem Anschluss, aus dem Retarder herausgeleitet.The invention is not limited to the illustrated embodiment of the retarder. Thus, in particular, the working medium via the stator or a stator housing the working space 10 be supplied. For this purpose, the stator housing is advantageously provided with a radially inner annular filling channel and an adjacently arranged, radially outer, annular emptying channel. Working medium is conveyed into the filling channel via a connection, from there via bores or channels in the stator blades - in so-called filling blades - into the working space 10 and again via suitable holes in the stator from the workspace 10 in the discharge channel. From there, the working medium is again led out of the retarder by means of suitable connections, in particular exactly one connection.

Dabei kommt insbesondere eine fliegende Lagerung des Retarders in Betracht.there In particular, a flying storage of the retarder comes into consideration.

Die 2 zeigt unter anderem die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Größen. So sind in der 2a die Profile von Rotor R und Stator S als Normalprofil ausgebildet. Sie weisen jeweils einen Außendurchmesser DA und einen Innendurchmesser DI auf. Der Innendurchmesser DI beträgt etwa das 0,4-fache des Außendurchmessers DA. Der Rotor weist eine Anzahl von Schaufeln ZR auf und der Stator eine Anzahl von Schaufeln ZS.The 2 shows, inter alia, the essential variables for the present invention. So are in the 2a the profiles of rotor R and stator S formed as a normal profile. They each have an outer diameter D A and an inner diameter D I. The inner diameter D I is about 0.4 times the outer diameter D A. The rotor has a number of blades Z R and the stator has a number of blades Z S.

In der 2b ist ein Retarder mit einem sogenannten verschobenen Profil dargestellt. Vorliegend ist das Profil gegenüber einem Normalprofil radial nach außen verschoben. Die dadurch geänderten Größen sind zusätzlich mit dem Indizes V gekennzeichnet. Der Profilverschiebungsfaktor fV ergibt sich vorliegend durch das Verhältnis von dem Außendurchmesser DA,V der 2b und dem Außendurchmesser DA des Profils in der 2a. Wie man sieht, beträgt der Profilverschiebungsfaktor in der 2b etwa 2. Es ist selbstverständlich auch möglich, das Profil eines Retarders gegenüber dem Normalprofil radial nach innen zu verschieben, wobei sich dann ein Profilverschiebungsfaktor ergibt, der kleiner als 1 ist.In the 2 B a retarder is shown with a so-called shifted profile. In the present case, the profile is displaced radially outwards relative to a normal profile. The variables thus changed are additionally identified by the index V. The profile shift factor f V results in the present case by the ratio of the outer diameter D A, V of the 2 B and the outer diameter D A of the profile in the 2a , As you can see, the profile shift factor is in the 2 B It is of course also possible to move the profile of a retarder with respect to the normal profile radially inwardly, which then results in a profile shift factor, which is smaller than 1.

Obwohl dies in den 1 und 2 im Einzelnen nicht dargestellt ist, weist der gezeigte Retarder eine Schrägbeschaufelung auf, das heißt, die Schaufeln sind gegenüber einer achssenkrechten Ebene im Trennspalt zwischen Rotorschaufelrad 2 und Statorschaufelrad 3 schräggestellt mit einem Winkel abweichend von 90°. Diese Schrägstellung ist schematisch in der 3 gezeigt. Die Schaufeln des Rotorschaufelrads 2 und des Statorschaufelrads 3 sind dabei in einem Schnitt in Umfangsrichtung durch die Schaufelräder gezeigt, gemäß der 3a im radial inneren Bereich der Schaufeln und gemäß der 3b im radial äußeren Bereich der Schaufeln. In der 3a ist der Schrägstellungswinkel β im Bereich des radial inneren Endes jeder Schaufel des Rotorschaufelrads 2 und des Statorschaufelrads 3 gezeigt. In der 3b ist der Schrägstellungswinkel β jeder Schaufel im Bereich des radial äußeren Endes von Rotorschaufelrad 2 und Statorschaufelrad 3 gezeigt.Although this in the 1 and 2 is not shown in detail, the retarder shown has a skew blading, that is, the blades are opposite an axially perpendicular plane in the separation gap between the rotor blade wheel 2 and stator blade wheel 3 inclined at an angle other than 90 °. This inclination is schematically in the 3 shown. The blades of the rotor blade wheel 2 and the stator blade wheel 3 are shown in a section in the circumferential direction by the paddle wheels, according to the 3a in the radially inner region of the blades and according to the 3b in the radially outer region of the blades. In the 3a is the skew angle β in the region of the radially inner end of each blade of the rotor blade wheel 2 and the stator blade wheel 3 shown. In the 3b is the skew angle β of each blade in the region of the radially outer end of the rotor blade wheel 2 and stator blade wheel 3 shown.

Die Drehrichtung des Rotorschaufelrads 2 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ergibt sich aus dem Pfeil. Der Fachmann spricht daher davon, dass die Schaufeln von Rotorschaufelrad 2 und Statorschaufelrad 3 spießend zueinander angeordnet sind. Wenn das Rotorschaufelrad in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird beziehungsweise die Schrägstellung der Schaufeln in die entgegengesetzte Richtung (bezogen auf die Umfangsrichtung) ausgeführt wird, was ebenso möglich ist, wären die Schaufeln fliehend zueinander angeordnet.The direction of rotation of the rotor blade wheel 2 in the embodiment shown results from the arrow. The expert therefore speaks of the fact that the blades of rotor blade 2 and stator blade wheel 3 Spießend are arranged to each other. If the rotor blade wheel is rotated in the opposite direction or the inclination of the blades is carried out in the opposite direction (with respect to the circumferential direction), which is also possible, the blades would be arranged in a reciprocal relationship.

Obwohl in der 3 die Schrägstellungswinkel β des Rotorschaufelrads 2 und des Statorschaufelrads 3 gleich groß sind und die Schaufeln von Rotorschaufelrad 2 und Statorschaufelrad 3 somit fluchtend zueinander angeordnet sind, ist es gemäß einer abweichenden Ausführungsform auch möglich, die Schrägstellungswinkel der Schaufeln von Rotorschaufelrad 2 und Statorschaufelrad 3 verschieden zueinander auszuführen. Auch ein variierender Schrägstellungswinkel der Schaufeln ein- und desselben Schaufelrads ist möglich, im Gegensatz zu der parallelen Anordnung der Schaufeln eines Schaufelrads zueinander.Although in the 3 the skew angle β of the rotor blade wheel 2 and the stator blade wheel 3 are the same size and the blades of rotor blade wheel 2 and stator blade wheel 3 are thus arranged in alignment with each other, it is also possible according to a different embodiment, the skew angle of the blades of the rotor blade wheel 2 and stator blade wheel 3 different to each other. Also, a varying skew angle of the blades of one and the same blade wheel is possible, in contrast to the parallel arrangement of the blades of a paddle wheel to each other.

In der 3c ist schematisch, jedoch nicht maßstäblich, ergänzend die Flächenhalbierende im Trennspalt zwischen dem Rotorschaufelrad und dem Statorschaufelrad gezeigt, auf welcher der mittlere Schrägstellungswinkel βm, der hinsichtlich seiner Größe zwischen den Schrägstellungswinkeln β der 3a und 3b liegt, vorgesehen ist.In the 3c is shown schematically, but not to scale, in addition the Flächenhalbierende in the separation gap between the rotor blade and the Statorschaufelrad shown on which the average skew angle β m , with respect to its Size between the skew angles β the 3a and 3b is, is provided.

Claims (2)

Hydrodynamischer Retarder 1.1 mit einem Rotorschaufelrad (2), das eine Anzahl ZR von Schaufeln aufweist; 1.2 mit einem Statorschaufelrad (3), das eine Anzahl von ZS von Schaufeln aufweist; 1.3 das Rotorschaufelrad (2) und das Statorschaufelrad (3) bilden miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (10), in welchem ein Arbeitsmedium einbringbar ist, um über eine Kreislaufströmung Drehmoment vom Rotorschaufelrad (2) auf das Statorschaufelrad (3) zu übertragen; 1.4 die Schaufeln weisen ein Profil mit einem Innendurchmesser DI und einem Außendurchmesser DA auf; 1.5 das Rotorschaufelrad (2) und/oder das Statorschaufelrad (3) sind mit einer Schrägebeschaufelung ausgeführt, wobei der spitze Schrägstellungswinkel β der Schaufeln gegenüber einer im Trennspalt zwischen Rotorschaufelrad (2) und Statorschaufelrad (3) zur Drehachse senkrecht angeordneten Ebene vom radial inneren Bereich jeder Schaufel bis zum radial äußeren Bereich abnimmt; 1.6 mit einem mittleren Schrägstellungswinkel βm des Rotorschaufelrads (2) und/oder des Statorschaufelrads (3), der gleich dem Schrägstellungswinkel β auf dem Durchmesser einer Flächenhalbierenden ist, welche in der achssenkrechten Ebene des Trennspalts den Arbeitsraum (10) in zwei gleich große Ringflächen unterteilt; 1.7 mit einer mittleren Schaufelzahl Zm, die sich aus der halben Summe der Rotorschaufelzahl ZR und der Statorschaufelzahl ZS ergibt; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.8 die mittlere Schaufelzahl Zm ist in Abhängigkeit des Arbeitsmediums, des mittleren Schrägstellungswinkels βm und eines Profilverschiebungsfaktors fV festgelegt, wobei gilt: I) beim Arbeitsmedium Öl Zm/fV·(1 + cosβm) = [31,5 .. 38,5]II) beim Arbeitsmedium Wasser oder Wassergemisch Zm/fV·(1 + cosβm) = [24 .. 32]wobei der Profilverschiebungsfaktor fV sich aus der Division des Außendurchmessers DA,V eines gegenüber einem Normalprofil radial verschobenen Profils durch den Außendurchmesser DA des Normalprofils ergibt, und für das Normalprofil gilt: DI = 0,4±0,05·DA.Hydrodynamic retarder 1.1 with a rotor blade wheel ( 2 ), Which comprises a number Z R of blades; 1.2 with a stator blade wheel ( 3 ) having a number of Z S of blades; 1.3 the rotor blade wheel ( 2 ) and the stator blade wheel ( 3 ) form together a toroidal working space ( 10 ), in which a working medium can be introduced in order, via a circulation flow, torque from the rotor blade wheel ( 2 ) on the stator blade wheel ( 3 ) transferred to; 1.4 the blades have a profile with an inner diameter D I and an outer diameter D A on; 1.5 the rotor blade wheel ( 2 ) and / or the stator blade wheel ( 3 ) are designed with an oblique blade, wherein the acute skew angle β of the blades with respect to a in the separation gap between the rotor blade ( 2 ) and stator blade wheel ( 3 ) plane perpendicular to the axis of rotation decreases from the radially inner region of each blade to the radially outer region; 1.6 with an average skew angle β m of the rotor blade wheel ( 2 ) and / or the stator vane wheel ( 3 ), which is equal to the skew angle β on the diameter of a bisector, which in the axially perpendicular plane of the separating gap the working space ( 10 ) divided into two equal annular surfaces; 1.7 with a mean blade number Z m , which results from half the sum of the rotor blade number Z R and the stator blade number Z S ; characterized by the following features: 1.8 the mean number of blades Z m is determined as a function of the working medium, the mean inclination angle β m and a profile displacement factor f V , where: I) for the working medium oil Z m / f V · (1 + cosβ m ) = [31.5 .. 38.5] II) the working medium water or water mixture Z m / f V · (1 + cosβ m ) = [24 .. 32] wherein the profile displacement factor f V results from the division of the outer diameter D A, V of a relative to a normal profile radially shifted profile by the outer diameter D A of the normal profile, and applies to the normal profile: D I = 0.4 ± 0.05 · D A , Hydrodynamischer Retarder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Arbeitsmedium Öl die Rotorschaufelzahl ZR das 1,2-fache bis 1,5-fache, insbesondere das 1,35±0,15-fache der Statorschaufelzahl ZS beträgt und beim Arbeitsmedium Wasser oder Wassergemisch die Rotorschaufelzahl ZR das 1,15-fache bis 1,45-fache, insbesondere das 1,3±0,15-fache der Statorschaufelzahl ZS beträgt.Hydrodynamic retarder according to claim 1, characterized in that in the working medium oil, the rotor blade number Z R is 1.2 times to 1.5 times, in particular 1.35 ± 0.15 times the stator blade number Z S and the working medium water or water mixture, the rotor blade number Z R is 1.15 to 1.45 times, in particular 1.3 ± 0.15 times the stator blade number Z S.
DE200710060765 2007-12-17 2007-12-17 Hydrodynamic retarder, has rotor and stator turbine wheels together forming working chamber and comprising blades, where mean number of blades is determined based on working medium, middle inclined position angle and profile shift factor Active DE102007060765B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710060765 DE102007060765B3 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Hydrodynamic retarder, has rotor and stator turbine wheels together forming working chamber and comprising blades, where mean number of blades is determined based on working medium, middle inclined position angle and profile shift factor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710060765 DE102007060765B3 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Hydrodynamic retarder, has rotor and stator turbine wheels together forming working chamber and comprising blades, where mean number of blades is determined based on working medium, middle inclined position angle and profile shift factor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007060765B3 true DE102007060765B3 (en) 2009-05-07

Family

ID=40514668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710060765 Active DE102007060765B3 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Hydrodynamic retarder, has rotor and stator turbine wheels together forming working chamber and comprising blades, where mean number of blades is determined based on working medium, middle inclined position angle and profile shift factor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007060765B3 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017996A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-28 Voith Patent Gmbh Hydrodynamic machine
DE102017129552A1 (en) 2017-12-12 2019-06-13 Voith Patent Gmbh retarder
CN112714723A (en) * 2018-09-19 2021-04-27 福伊特专利有限公司 Hydraulic retarder with synchronizer
CN113119931A (en) * 2019-12-30 2021-07-16 北汽福田汽车股份有限公司 Auxiliary retarding brake system and vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0634584B1 (en) * 1993-07-13 1997-09-10 VOITH TURBO GMBH & CO. KG Hydrodynamic retarder
DE10020944A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-15 Voith Turbo Kg Hydrodynamic machine for torque transmission
DE10338010B3 (en) * 2003-08-19 2005-02-10 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Hydrodynamic retarder for water has mean number of blades from half sum of rotor and stator blades multiplied by profile displacement factor
DE102005061044B3 (en) * 2005-12-19 2007-07-26 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Bladed rotor for hydrodynamic torque converter or retarder, comprises semi-torus shell containing inclined blades in design optimized for die-casting

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0634584B1 (en) * 1993-07-13 1997-09-10 VOITH TURBO GMBH & CO. KG Hydrodynamic retarder
DE10020944A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-15 Voith Turbo Kg Hydrodynamic machine for torque transmission
DE10338010B3 (en) * 2003-08-19 2005-02-10 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Hydrodynamic retarder for water has mean number of blades from half sum of rotor and stator blades multiplied by profile displacement factor
DE102005061044B3 (en) * 2005-12-19 2007-07-26 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Bladed rotor for hydrodynamic torque converter or retarder, comprises semi-torus shell containing inclined blades in design optimized for die-casting

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017996A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-28 Voith Patent Gmbh Hydrodynamic machine
DE102017129552A1 (en) 2017-12-12 2019-06-13 Voith Patent Gmbh retarder
CN112714723A (en) * 2018-09-19 2021-04-27 福伊特专利有限公司 Hydraulic retarder with synchronizer
CN112714723B (en) * 2018-09-19 2023-09-29 福伊特专利有限公司 Hydrodynamic retarder with a synchronization device
CN113119931A (en) * 2019-12-30 2021-07-16 北汽福田汽车股份有限公司 Auxiliary retarding brake system and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2854656C2 (en) Centrifugal pump with one impeller and two upstream axial impellers
DE2313403A1 (en) AXIAL FLOW MACHINE
DE102007060765B3 (en) Hydrodynamic retarder, has rotor and stator turbine wheels together forming working chamber and comprising blades, where mean number of blades is determined based on working medium, middle inclined position angle and profile shift factor
EP2529130B1 (en) Hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder
EP2207979B1 (en) Hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder
DE102010006333B4 (en) Hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder
DE10020944B4 (en) Hydrodynamic retarder
EP3265679B1 (en) Pivoting-base mounting of an axial piston machine
DE10338010B3 (en) Hydrodynamic retarder for water has mean number of blades from half sum of rotor and stator blades multiplied by profile displacement factor
WO1995025895A1 (en) Device for reducing noise in centrifugal pumps
DE60118931T2 (en) HYDRODYNAMIC BRAKE
DE102008020673B4 (en) Graded stator blade
DE4011671A1 (en) Controllable vane cell pump - has arrangement of stroke chamber for high speed running
DE2434397C2 (en) Radial turbine
DE102008039003A1 (en) Method for grinding water-suspended cellulose fibers, involves guiding fibers in aqueous suspension between grinding sets provided with grinding blocks
EP0723089A2 (en) Hydrodynamic retarder
DE102006003272B4 (en) Fuel pump with a dual flow channel
DE60118749T2 (en) HYDRODYNAMIC BRAKE
DE102005056468B4 (en) Hydrodynamic machine
DE102010018160B3 (en) Hydrodynamic transducer i.e. torque converter, for rail vehicle, has chamber for formation of circuit flow of medium, where direction of incident flow and/or outflow of medium of circuit flow partially extends in axial direction
EP3880989B1 (en) Hydrodynamic converter
DE1956103A1 (en) Flow brake
DE2857227A1 (en) LIQUID RING PUMP
DE102007034562A1 (en) Hydrodynamic retarder with tangential inflow and outflow principle
DE102010017990A1 (en) Hydrodynamic machine e.g. hydrodynamic clutch, has blades arranged adjacent to each other in circumferential direction of impeller and turbine wheel and arranged parallel to each other along or from free blade end up to chamber-base

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition