DE1600191B1 - Hydrodynamische Bremse oder Kupplung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodyna- Schaufelradpaar mit einander »spießenden« und mische Bremse oder Kupplung mit gegen die Achs- einem mit übereinander »schleppenden« Schaufeln richtung schräggestellten Schaufeln. Es hat sich her- und somit mit funktional entgegengerichtet schrägausgestellt (siehe deutsche Auslegeschrift 1 094 112), gestellten Schaufeln war durch die bekannten Bremdaß durch eine Schrägstellung der Schaufeln bei 5 sen nicht nahegelegt. Diese erfindungsgemäße funk-Strömungskupplungen ein höheres übertragbares tional entgegengerichtete Anordnung der Schaufeln Drehmoment, d. h. ein höherer K-Wert erreichbar ist. kommt durch die geometrisch gleichgerichtete Schräg-Hierbei sind die Schaufeln des Primärrades zu der stellung der Schaufeln in den Arbeitskreisläufen zudem Sekundärrad benachbarten Seite in Drehrichtung stände.

vorwärts schräggestellt und/oder die Schaufeln des io Eine vorteilhafte Ausführungsart der Erfindung bei

Sekundärrades rückwärts schräggestellt, einer Strömungskupplung oder einer Strömungs-

Derartige Maßnahmen sind jedoch drehrichtungs- bremse in Doppelanordnung besteht darin, daß die

abhängig, d. h. die Schrägstellung der Schaufeln ist Schaufeln wenigstens eines Schaufelkranzes, vorzugs-

lediglich in einer bestimmten Drehrichtung im obigen weise die der beiden mittleren Schaufelkränze, aus

Sinn wirksam. Dieser Umstand. ist bei manchen 15 einer Reihe abwechselnd in entgegengesetzten Rich-

Antrieben nachteilig, z. B. bei Fahrzeugen für glei- tungen schräggestellter, eine zumindest etwa gleich-

chermaßen beide Fahrtrichtungen, sofern die Strö- mäßige Wanddicke aufweisender Schaufeln angeord-

mungskupplung oder Strömungsbremse aus räum- net werden. Dadurch wird unter Beibehaltung der

liehen Gründen hinter dem Wendegetriebe angeordnet bereits genannten Vorteile eine besonders gedrungene

ist, und bei motorlosen Schienenfahrzeugen mit einer 20 Bauart ermöglicht und auch hier der Achsschub

Strömungsbremse. Im letzten Fall ist der Aufwand vollkommen ausgeglichen. Die Schaufeln des einen

eines Wendegetriebes nicht vertretbar, abgesehen von außenliegenden Rades können hierbei zur weiteren

der Frage der Betätigung der Wendeschaltung. Erhöhung des Drehmoments zu den Schaufeln des

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine anderen außenliegenden Rades in bezug auf den

drehrichtungsunabhängige Strömungskupplung bzw. 25 zugehörigen innenliegenden Radtedl funktional in der

Strömungsbremse zu schaffen, bei der aber ohne entgegengesetzten Richtung, d. h. geometrisch in der

erhöhten Platzbedarf die Schrägstellung der Schau- gleichen Richtung schräggestellt ausgebildet werden,

fein erhalten bleiben soll. Es wird vorgeschlagen, Die Schaufeln beider außenliegender Räder können

daß — wie an sich bekannt — wenigstens zwei frei sogar ebenfalls abwechselnd in entgegengesetzten

kommunizierende Arbeitsräume vorgesehen werden 30 Richtungen schräggestellt werden. Auch bei dieser

und daß sämtliche Schaufeln beider Arbeitsräume — Ausführungsform werden beide Arbeitsräume gleich-

im Zylinderschnitt gesehen — in der gleichen Rieh- zeitig gefüllt,

tung schräggestellt sind. Bei Strömungskupplungen oder Strömungsbremsen,

Bei Strömungskupplungen oder -bremsen mit nur bei denen die Schaufeln abwechselnd auf dem Um-

einem Arbeitsraum kann nach einem anderen Erfin- 35 fang des Rades in entgegengesetzten Richtungen

dungsgedanken die Aufgabe auch dadurch gelöst schräggestellt sind, können sich je zwei benachbarte

werden, daß wenigstens eines der Schaufelräder mit Schaufeln an jeweils einer radial verlaufenden Kante

im Zylinderschnitt gesehen V-förmigen Schaufel- berühren und sämtliche Schaufeln dieses Rades aus

taschen ausgerüstet wird, deren Mittellinien wenig- einem einzigen entsprechend geformten Blech her-

stens angenähert rechtwinklig zum Laufradspalt 40 gestellt werden. Dadurch kann auf dem Umfang eine

stehen und die sich zum Laufradspalt hin erweitern. Höchstzahl an schrägen Schaufeln untergebracht wer-

Die erfindungsgemäße Anordnung weist somit für den, was der Drehmomenterhöhung zugute kommt, beide Drehrichtungen entsprechend schräggestellte Außerdem werden fertigungstechnische Vorteile erSchaufeln auf. Hierbei tritt die durch die Schräg- zielt.

stellung bewirkte Drehmomenterhöhung in beiden 45 Die Erfindung ist in der Zeichnung an mehreren

Drehrichtungen auf. Bei der Strömungskupplung und Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen

Strömungsbremse in Doppelanordnung sind im Be- Fig. 1 bis 3 verschiedene Schaufelausbildungen

trieb beide Arbeitsräume mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt. einer Strömungskupplung,

Auch die jeweilige nicht so günstig angeströmte F i g. 4 und 5 die Schaufelausbildung einer Strö-

Schaufelreihe führt hierbei eine Mitnahme- bzw. 50 mungsbremse in Doppelanordnung mit gesonderten

Bremswirkung herbei und bewirkt ferner einen Achs- Schaufeln für beide Arbeitsräume,

schubausgleich. Fig. 6 bis 10 verschiedene Schaufelausbildungen

Zwar sind auch Bremsen mit doppeltem Arbeits- einer Strömungskupplung in Doppelanordnung mit raum und schräggestellten Schaufeln bekannt (USA.- gemeinsamen Schaufehl für beide Arbeitsräume.
Patentschrift 2126751), jedoch weisen die bekannten 55 In Fig. 1 ist eine Strömungskupplung in einem Arbeitskreisläufe nur für die eine Drehrichtung Längsschnitt mit einem auf der Primärwelle 1 sitzen-K-Wert erhöhende Schrägstellungen der Schaufeln den Primärrad 2 mit 'den Primärschaufeln 3 und auf; die zusammenarbeitenden Schaufelkränze der einem auf der Sekundärwelle 4 sitzenden Sekundärbeiden Schaufelradpaare weisen beide »spießende«, rad 5 mit den Sekundärschaufeln 6 dargestellt, wobei d. h. funktional in der gleichen Richtung schräg- 60 das Sekundärrad 5 von einer am Primärrad 2 befestiggestellte Schaufeln auf, obwohl die Schaufeln geo- ten Schale 7 mit einer Dichtung Ta umgeben wird, metrisch gesehen eine Pfeilung aufweisen, d. h. die Die Primärschaufeln weisen — wie die F i g. 2 und 3 Schaufeln des einen Schaufelradpaares sind geo- in einer Abwicklung der beiden Beschaufelungen metrisch in der anderen Richtung axial schräggestellt zeigen — nach Fig. 2 normale achsparallele Schauwie die des anderen Schaufelradpaares. Bei den be- 65 fein 3 a auf, wogegen die Sekundärschaufeln als kannten Bremsen ist also die Drehrichtungsabhängig- abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen zur keit wegen der funktional gleichgerichteten Schräg- Kupplungsachse schräggestellte Schaufeln 6 α ausgestellung nicht beseitigt. Die Anordnung von einem bildet sind. Letztere gestatten eine besonders günstige

Kraftübertragung in beiden Drehrichtungen (Pfeile 8 und 9). Bei der Strömungskupplung nach Fig. 3 sind sowohl die Primärschaufeln als auch die Sekundärschaufeln 6 a wie die Schaufeln 6 a nach Fig. 2 ausgebildet. Auch die Strömungskupplung nach Fig. 3 ist für eine besonders günstige Kraftübertragung in beiden Drehrichtungen (Pfeile 10 und 11) geeignet. Hinzu kommt dadurch, daß die Schaufeln 3 b und 6 a auf der Rückseite eine relativ große Oberfläche aufweisen, eine größere Kühlmöglichkeit für die Arbeitsflüssigkeit durch die Außenluft gegenüber der Strömungskupplung nach Fig. 2 und insbesondere gegenüber den bekannten Strömungskupplungen. Es sei noch erwähnt, daß das Primärrad auch als Sekundärrad und das Sekundärrad als Primärrad verwendet werden kann.

Fig. 4 zeigt eine Strömungsbremse in Doppelanordnung im Längsschnitt. Die abzubremsende Primärwelle 20 trägt das zwei voneinander abgewandte Beschaufelungen 22 und 23 aufweisende Primärrad 21 (Rotor). Das Sekundärrad 24 mit den den Beschaufelungen 22 und 23 gegenüberliegenden Beschaufelungen 25 und 26 ist ortsfest angeordnet (Stator). In F i g. 5 ist die Beschaufelung in der Abwicklung gezeigt. Danach weisen alle Beschaufelungen 22, 23, 25 und 26 schräggestellte Schaufeln auf, und zwar sind die Beschaufelungen an sich alle gleichgerichtet, wobei aber die Beschaufelungen in dem einen Arbeitsraum funktionsmäßig, d. h. in bezug auf die Anordnung von Primär- und Sekundärrad, denjenigen in dem anderen Arbeitsraum entgegengerichtet sind. Demgemäß bewirken die Schaufeln 22/25 bei der durch den Pfeil 27 und die Schaufeln 23/26 bei der durch den Pfeil 28 gekennzeichneten Drehrichtung ein besonders hohes Bremsmoment. Die jeweils anderen Schaufeln rufen, da beide Arbeitsräume stets gleichzeitig gefüllt sind, ebenfalls ein, wenn auch natürlich kleineres, Bremsmoment hervor.

Die F i g. 6 bis 9 beziehen sich auf eine Strömungskupplung oder Strömungsbremse in Doppelanordnung, bei der zwischen zwei außenliegenden Beschaufelungen eine gemeinsame, von zwei Seiten beaufschlagbare Beschaufelung 30 vorgesehen ist. Diese Beschaufelung 30 des in F i g. 6 perspektivisch dargestellten, von zwei Seiten beaufschlagbaren Primär- oder Sekundärrades besitzt abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen schräggestellte Schaufeln, die an beiden Längskanten mit den zu beiden Seiten benachbarten Schaufeln verbunden sind. Dadurch ist eine optimale Platzausnutzung gegeben. Die Beschaufeiung 30 ist aus entsprechend abgeknicktem Blech hergestellt, wobei ferner an ihrem Außenumfang ein die Kreisringströmung im Bereich dieser Schaufeln günstig beeinflussender Außenring vorgesehen werden kann.

Für die Ausbildung der beiden außenliegenden Beschaufelungen gibt es mehrere Möglichkeiten, die in den Fig. 7 bis 9 in Form von Abwicklungen gezeigt sind. Nach F i g. 7 sind die zu beiden Seiten der Schaufeln 30 liegenden Schaufeln 31 und 32 normale Schaufeln, wogegen die entsprechenden Schaufeln 33 und 34 nach F i g. 8 in bezug auf die jeweilige Kupplungsseite in entgegengesetzten Richtungen schräggestellt sind. Nach Fig. 9 sind die Schaufeln 35 und 36 wie die in der Mitte liegenden Schaufeln 30 ausgebildet, d. h. abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen schräggestellt.

Bei den Strömungskupplungen in Doppelanordnung nach den Fig. 7 bis 9 ist die Leistungsübertragung, wenn beide Arbeitskreisläufe gefüllt sind, in beiden Drehrichtungen (Pfeile 37 bis 42) gleich.

Das letzte Ausführungsbeispiel ist in F i g. 10 dargestellt. Die im Prinzip wie nach den F i g. 6 bis 9 ausgebildete Strömungskupplung oder Strömungsbremse trägt auf ihrem Mittelrad eine Beschaufelung mit achsparallelen, für beide Arbeitsräume gemeinsame Schaufeln 45. Dagegen sind die beiden benachbarten, miteinander starr verbundenen Außenräder mit abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen schräggestellten Schaufeln 46 und 47 ausgestattet. Die Leistungsübertragung entspricht der nach den F i g. 7 bis 9 (siehe Pfeile 48 und 49).

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydrodynamische Bremse oder Kupplung mit gegen die Achsrichtung schräggestellten Schaufeln, dadurchgekennzeichnet,daß — wie an sich bekannt — wenigstens zwei frei untereinander kommunizierende Arbeitsräume vorgesehen sind und daß sämtliche Schaufeln beider Arbeitsräume — im Zylinderschnitt gesehen — in der gleichen Richtung schräggestellt sind.

2. Hydrodynamische Bremse oder Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Schaufelräder mit im Zylinderschnitt gesehen V-förmigen Schaufeltaschen ausgerüstet ist, deren Mittellinie wenigstens angenähert rechtwinklig zum Laufradspalt steht und die sich zum Laufradspalt hin erweitern.

3. Bremse oder Kupplung nach Anspruch 2 in Doppelanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln wenigstens eines Schaufelkranzes, vorzugsweise die der beiden mittleren Schaufelkränze, aus einer Reihe abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen schräggestellter, eine zumindest etwa gleichmäßige Wanddicke aufweisender Schaufeln (30) gebildet sind.

4. Bremse oder Kupplung nach Anspruch 3 in Doppelanordnung mit zickzackförmig schräggestellten Schaufeln ausschließlich der mittleren Schaufelräder, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (33 und 34) der beiden außenliegenden Räder alle in der gleichen Richtung gegen die Achsrichtung schräggestellt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen