DE1625836C - Hydrodynamic brake - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Bremse mit gegen die Achsrichtung mit der Vorderkante in Bewegungsrichtung nach vorn schräggestellten Schaufeln des Läuferrades und in der gleichen Richtung schräggestellten Statorschaufeln.The invention relates to a hydrodynamic brake with against the axial direction with the Leading edge in the direction of movement forward inclined blades of the impeller and in the same Direction of inclined stator blades.

Es ist bekannt, durch Schrägstellen der Schaufeln gegen die Achsrichtung das übertragbare Drehmoment sowohl in Bremsen wie in Kupplungen für eine Drehrichtung zu erhöhen. Die Erfinder haben jedoch erkannt, daß für Bremsen damit noch nicht • alle Maßnahmen getroffen worden sind. Sie haben sich die Aufgabe gestellt, bei gleichen Außenabmessungen und annähernd gleichem Gewicht von Bremsen der eingangs erwähnten Art eine Erhöhung des erhältlichen Bremsmoments zu bewerkstelligen, und schlagen vor, daß die Vorderkanten der Schaufeln wenigstens auf der Eintrittsseite und vorzugsweise nur auf der Schaufelsaugseite messerartige Anschärfungen aufweisen, wobei der möglichst klein zu haltende Winkel zwischen Saug- und Druckseite der Schaufeln vorzugsweise etwa 10° beträgt.It is known that the transmissible torque can be achieved by inclining the blades against the axial direction to increase both in brakes and in clutches for one direction of rotation. The inventors have however, recognized that for brakes not yet • all measures have been taken. They have set the task with the same external dimensions and approximately the same weight of brakes of the type mentioned to bring about an increase in the available braking torque, and suggest that the leading edges of the blades at least on the inlet side and preferably have knife-like sharpening only on the blade suction side, the one to be kept as small as possible The angle between the suction and pressure side of the blades is preferably about 10 °.

Zwar ist es bei sogenannten mit Blechschaufeln bestückten Trilokwandlern bekannt, die Schaufeleintrittskanten auf einen Winkel zwischen 5 und 30° anzuschärfen (USA.-Patentschrift 3184 833). Diese Maßnahme bringt aber, wie der Veröffentlichung ebenfalls zu entnehmen ist, keine Steigerung der spezifischen Leistungsaufnahme des Wandlers im Anfahrpunkt, so daß von daher gesehen eine Schaufelkantenanschärfung auch bei hydrodynamischen Bremsen als abwegig erscheinen mußte.It is known in so-called Trilok converters equipped with sheet metal blades, the blade leading edges to be sharpened to an angle between 5 and 30 ° (USA.-Patent 3184 833). This However, as the publication also shows, the measure does not increase the specific Power consumption of the converter at the approach point, so that, seen from this point, there is a sharpening of the blade edge even with hydrodynamic brakes it had to appear absurd.

Über die optimale Schrägstellung der Schaufeln finden sich in der Literatur verschiedene Angaben. Gemäß einer Veröffentlichung (Automobil-Industrie, 2 [1960] Nr. 8, S. 53/83) soll das Optimum der Schaufelschrägstellung für Bremsen etwas oberhalb 60° liegen. Nach einer anderen Veröffentlichung (deutsches Patent 1137 576) ist ein Winkel von 45° zwischen der Schaufelebene und der Achsrichtung vorgesehen. Die Erfinder haben jedoch erkannt, daß bei der erfindungsgemäßen . Schaufelausbildung das Optimum der Schrägstellung bei 50° liegt.Various information can be found in the literature about the optimal inclination of the blades. According to a publication (Automobil-Industrie, 2 [1960] No. 8, p. 53/83) should be the optimum Blade inclination for brakes should be slightly above 60 °. According to another publication (German patent 1137 576) is an angle of 45 ° between the blade plane and the axial direction intended. However, the inventors have recognized that in the inventive. Blade training that The optimum inclination is 50 °.

Eine weitere Bremskraftsteigerung kann mit einer zusätzlich radialen Schrägstellung zu erzielen sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden pro Schaufelrad 18 bis 27 Schaufeln vorgesehen; dabei sollen die kleinen Schaufelzahlen für Bremsen kleiner Außenabmessungen (etwa 200 mm Außendurchmesser) gelten und die höheren Anzahlen für größere Typen. Der Rotor wird vorteilhafterweise mit einer bis zwei Schaufeln mehr bestückt. Freilich sind Bremsen mit allen möglichen Schaufelzahlen an sich zwar bekannt, jedoch haben die Erfinder erkannt, daß die angegebenen Schaufelzahlen im Verein mit den schräggestellten, angeschärften Schaufeln ein Optimum im Hinblick auf die Bremswirkung darstellen.A further increase in braking force can be achieved with an additional radial inclination. In In a further embodiment of the invention, 18 to 27 blades are provided per blade wheel; included the small number of blades for brakes with small external dimensions (approx. 200 mm external diameter) apply and the higher numbers for larger types. The rotor is advantageously with a up to two more blades. Of course, brakes with all possible numbers of blades are in themselves known, but the inventors have recognized that the specified blade numbers in conjunction with the inclined, sharpened blades represent an optimum with regard to the braking effect.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is explained with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Bremse,F i g. 1 shows a longitudinal section through an inventive trained brake,

Fig. 2 die Abwicklung eines Zylinderschnitts durch die Schaufeln der Bremse,2 shows the development of a cylinder section through the blades of the brake,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Bremse entlang der Teilfuge zwischen Rotor und Stator mit Blick auf den Stator mit 20 Schaufeln,3 shows a cross section through the brake along the parting line between the rotor and stator View of the stator with 20 blades,

F i g. 4 ein vergrößertes Detail aus F i g. 2.F i g. 4 shows an enlarged detail from FIG. 2.

Der Querschnitt der Bremse in Fig. 1 zeigt den Rotor 1 mit Rotorwelle 2, die im Stator, der aus dem eigentlichen Statorschaufelrad 3 und der Statorschale 4 besteht, gelagert ist. Der Stator ist am Außenumfang an den Flansch 5 eines stillstehenden Gehäuses angeflanscht. Arbeitsflüssigkeit wird der hydrodynamischen Bremse über die Zulaufleitung 6 in der Nähe der Nabe zu- und über die am Außenumfang angeordnete Ringkammer 8 und die daran anschließende Ablaufleitung 7 abgeführt. Der Rotor bewegt sich in der Richtung des angegebenen Pfeiles 14. DieThe cross section of the brake in FIG. 1 shows the rotor 1 with the rotor shaft 2, which is mounted in the stator, which consists of the actual stator impeller 3 and the stator shell 4. The stator is flanged on the outer circumference to the flange 5 of a stationary housing. Working fluid is supplied to the hydrodynamic brake via the supply line 6 in the vicinity of the hub and discharged via the annular chamber 8 arranged on the outer circumference and the drain line 7 connected to it. The rotor moves in the direction of the indicated arrow 14. The

ίο Zuführung der Arbeitsflüssigkeit kann aber auch an anderer Stelle durch spezielle Füllschaufeln oder Kanäle in den Raum zwischen Rotor- und Statorschaufeln erfolgen.ίο Supply of the working fluid can also be used elsewhere through special filling blades or channels in the space between rotor and stator blades respectively.

Die im Zylinderschnitt der Fig. 2 im Querschnitt sichtbaren Rotorschaufeln 9 sind mit der Vorderkante 10 um 50° gegen die Achsrichtung in Bewegungsrichtung nach vorn schräggestellt. Die Statorschaufeln 11 sind in der gleichen Richtung schräggestellt. The rotor blades 9 visible in cross section in the cylinder section of FIG. 2 have their leading edge 10 inclined forward by 50 ° against the axial direction in the direction of movement. The stator blades 11 are inclined in the same direction.

Die Rotorschaufeln 9 wie auch die Statorschaufeln 11 weisen eine durch die Bewegungsrichtung des Rotors festgelegte Saugseite 12 und eine Druckseite 13 auf. Die Schaufeln des Rotors und des Stators weisen auf ihrer Saugseite 12 eine allmähliche Verjüngung zur Vorderkante 10 hin auf. Diese saugseitige Verjüngung ist im Hinblick auf die Wirkung die günstigste. Die dadurch erreichte messerartige Anschärfung der Schaufeln ist nicht nur im Bereich der Anströmung der Schaufel durch das Arbeitsmedium angebracht, was auch schon eine Verbesserung im Sinne der Erfindungsaufgabe bringt, sondern die Vorderkante ist auf der ganzen radialen Länge scharf.The rotor blades 9 as well as the stator blades 11 have a direction of movement of the rotor fixed suction side 12 and a pressure side 13. The blades of the rotor and the stator point on its suction side 12 a gradual taper towards the front edge 10. This tapering on the suction side is the cheapest in terms of effect. The resulting knife-like sharpening of the blades is not only attached in the area where the working medium flows into the blade, which already brings an improvement in the sense of the invention, but the leading edge is sharp along its entire radial length.

Eine Verbesserung wird auch schon erzielt, wenn nur einige der Schaufeln, z. B. nur die Rotor- oder die Statorschaufeln oder die halbe Anzahl aller Schaufeln, angeschärft werden. Die Verjüngung zur Schaufelvorderkante erfolgt unter einem Winkel von annähernd 10°. Wünschenswert wären möglichst spitzwinklige Anschärfungen, doch stellt der angegebene Wert mit Rücksicht auf die Fertigung und die Haltbarkeit der Schaufeln einen. vernünftigen Kompromiß dar.An improvement is already achieved if only some of the blades, e.g. B. only the rotor or the stator blades or half the number of all blades, are sharpened. The taper to The blade leading edge is at an angle of approximately 10 °. Would be desirable if possible acute-angled sharpening, but represents the specified value with regard to the manufacture and the Shovel durability. reasonable compromise.

Der K-Wert, d. h. die spezifische Leistungsaufnahme der Bremse in PS, bezogen auf 100 Umdr./ Min. des Rotors und auf 1 m Arbeitsraumaußendurchmesser, kann durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gegenüber bekannten Bremsen der beschriebenen Art ganz beträchtlich gesteigert werden. K-Werte von 300 bis 400 sind ohne weiteres erzielbar, solche von 800 wurden bereits gemessen. Nach Wissen des Erfinders sind das bisher unerreichte Vergleichswerte.The K-value, i.e. H. the specific power consumption of the brake in PS, based on 100 rev./ Min. Of the rotor and to 1 m working space outside diameter, can by the measures according to the invention compared to known brakes of the type described are increased quite considerably. K values from 300 to 400 are easily achievable, those of 800 have already been measured. As far as the Inventors are the previously unattainable comparative values.

Diese K-Wert-Steigerung kann bei vorgegebenenThis K-value increase can be given if

Bremsleistungsbeträgen im Projektstadium einer Bremsanlage dazu ausgenutzt - werden, die Bremse kleiner und leichter zu bauen. Insbesondere bei Fahrzeugen sind Platz- und Gewichtseinsparungen stets willkommen. Vor allem aber wird durch die mit der Verkleinerung einhergehende Arbeitsraumreduzierung eine Füllzeitverkürzung und somit eine geringere An-Sprechzeit der Bremse erreicht, was sich im Hinblick auf die Verkehrssicherheit günstig auswirkt.Braking power amounts in the project stage of a braking system are used for this purpose - the brake smaller and easier to build. Space and weight are always saved, especially with vehicles welcome. Above all, however, the reduction in work space associated with the downsizing a shortening of the filling time and thus a lower response time of the brake is achieved, which in terms of has a positive effect on road safety.

Für die Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt.Protection is only sought for the sub-claims in connection with the main claim.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Hydrodynamische Bremse mit gegen die Achsrichtung mit der Vorderkante in Bewegungsrichtung nach vorn schräggestellten Schaufeln des1. Hydrodynamic brake with against the axial direction with the leading edge in the direction of movement forward inclined blades of the Läuferrades und in der gleichen Richtung schräggestellten Statorschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkanten (10) der Schaufeln (9, 11) wenigstens auf der Eintrittsseite und vorzugsweise nur auf der Schaufelsaugseite (12) messerartige Anschärfungen aufweisen, wobei der möglichst klein zu haltende Winkel zwischen Saug- und Druckseite der Schaufeln vorzugsweise etwa 10° beträgt.Impeller and stator blades inclined in the same direction, characterized in that that the leading edges (10) of the blades (9, 11) at least on the inlet side and preferably have knife-like sharpening only on the blade suction side (12), wherein preferably the angle between the suction and pressure side of the blades that is to be kept as small as possible is about 10 °. 2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln gegen die Achsrichtung in einem Winkel von 50° geneigt sind.2. Brake according to claim 1, characterized in that the blades counter to the axial direction are inclined at an angle of 50 °. 3. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln zusätzlich in radialer Richtung geneigt sind.3. Brake according to claim 1, characterized in that the blades additionally in radial Direction are inclined. 4. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaufelrad 18 bis 27 Schaufeln aufweist.4. Brake according to claim 1, characterized in that each paddle wheel 18 to 27 blades having. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings