DE1805329C - Hydrodynamic brake - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydromechanische Bremse mit einem in einem Gehäuse angeordneten Statorgehäuse, das über seinen Umfang verteilte Statorschaufeln aufweist, die im wesentlichen radial nach innen gerichtete Flüssigkeitstasr.hen bilden, die einen in der Nähe der zentralen Achse des Gehäuses liegenden Einlaßkanal und am bzw. in der Nähe seines Umfangs angeordnete Ausströmöffnungen für die Flüssigkeit enthält, sowie mit einem drehbar gelagerten Schaufelrad mit Rotorschaufeln, die etwa radial nach auswärts gerichtete Flüssigkeitstaschen für das Zusammenwirken mit den Statortaschen bilden.The invention relates to a hydromechanical Brake with a stator housing arranged in a housing that extends over its circumference having distributed stator blades, the liquid tasr.hen substantially radially inwardly directed which form an inlet duct located near the central axis of the housing and on or in contains outflow openings for the liquid arranged in the vicinity of its circumference, as well as with a rotatably mounted paddle wheel with rotor blades, which are directed approximately radially outward Form fluid pockets for interaction with the stator pockets.
Ältere Bremsen dieser Art hatten zwar in einem bestimmten, relativ kleinen Drehzahlbereich des Rotors der Bremse befriedigende Bremseigenschaften. In anderen Drehzahlbereichen waren die Bremseigenschaften jedoch unbefriedigend, da die für die Erreichung einer guten Bremswirkung erforderliche Turbulenz der Arbeitsfiüssrgkeit in den Rotor- und Statortaschen über einen weiten Drehzahlbereich des Rotors nicht aufrechtzuerhalten war, da unter gewissen Umständen die ArbeitsfHissigkc.it, die gewöhnlich ein Leichtöl ist, wie eine reibungsfreie LagerfU;ssigkeit zwischen Stator und Rotor wirkt und nicht als turbulentes Bremsmedium, was einen plötzlichen Verlust am Bremseffekt zur Folge hat. Als Ursache dafür ist festgestellt worden, daß Öl in den Stator- und Schaufelradtaschen eingeschlossen wird, wobei ein strömungsloser Zustand des Öls und ein Verlust an Turbulenz zwischen den Taschen auftreten. Anders ausgedrückt, wenn bei irgendeiner Drehzahl das Öl in der Bremse eingeschlossen wird und strömungslos zwischen den Rotor- und Statortaschen ist, wird das Öl im Zwischenraum zwischen den Enden der Rotorschaufeln und den Statorschaufeln in Schichten ohne Turbulenz abgeschnitten. Das Schaufelrad rotiert Jann ohne Widerstand, weil das Öl, das nach dem Verlust seiner Turbulenz abgetrennte benachbarte Schichten bildet, nicht als ~Verzögerungsmedium wirken kann, sondern nur Tragoberflächen bildet, die frei übereinander weggleiten und ein Durchgehen der Bremse verursachen.Older brakes of this type had satisfactory braking properties in a certain, relatively small speed range of the rotor of the brake. In other speed ranges, however, the braking properties were unsatisfactory, since the turbulence of the working fluid in the rotor and stator pockets required to achieve a good braking effect could not be maintained over a wide speed range of the rotor, because under certain circumstances the working fluid, which is usually a light oil is like a frictionless bearing ; The fluid between the stator and rotor acts and not as a turbulent braking medium, which results in a sudden loss of the braking effect. The cause of this has been found to be that oil becomes trapped in the stator and impeller pockets, with a stagnant oil condition and a loss of turbulence between the pockets. In other words, if at any speed the oil becomes trapped in the brake and has no flow between the rotor and stator pockets, the oil in the space between the ends of the rotor blades and the stator blades will be cut off in layers without turbulence. The paddle wheel rotates without resistance because the oil, which forms separated adjacent layers after the loss of its turbulence, cannot act as a delay medium, but only forms support surfaces that slide freely over each other and cause the brakes to run away.
Um einen wirbelfreien Zustand der Arbeitsflüssigkc't möglichst zu vermeiden, hat man zwischen der Antriebswelle und dem Rotor ein Getriebe angeordnet, das die Drehzahl des Rotors gegenüber der der Antriebswelle verändert, z. B. die Drehzahl des Rotors erhöht, um die Turbulenz zu steigern.To ensure an eddy-free state of the working fluid to avoid as much as possible, a gear has been arranged between the drive shaft and the rotor, that changes the speed of the rotor relative to that of the drive shaft, e.g. B. the speed of the Rotors increased to increase the turbulence.
Bei einer bekannten Bremse ist zwischen der Antriebswelle und dem Rotor ein Planetengetriebe angeordnet. Außerdem sind zusätzlich zwei Reibscheibenbremsen angeordnet, welche die Bremswirkung in gewissen Drehzahlbereichen unterstützen (USA.-Patentschrift 3 108 660). Diese Maßnahmen haben sich in gewissem Grade als erfolgreich erwiesen, bedingen jedoch eine wesentliche Vermehrung von bewegten Teilen und daher ein Anwachsen der Kosten für eine solche Bremse sowie eine erhöhte Störanfälligkeit derselben.In a known brake, a planetary gear is arranged between the drive shaft and the rotor. In addition, two friction disc brakes are arranged, which have the braking effect support in certain speed ranges (USA.-Patent 3 108 660). These measures have proven to be successful to some extent, but require substantial propagation of moving parts and therefore an increase in the cost of such a brake as well an increased susceptibility to failure of the same.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine hydrodynamische Bremse der eingangs angegebenen Art derart auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine Erhöhung der Turbulenz der Arbeitsflüssigkeit in den Rotor- und Statortaschen über einen weiten Drehzahlbereich zum Erhöhen des Bremsmoments erreicht werden kann.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and a hydrodynamic To train the brake of the type specified in such a way that an increase with simple means the turbulence of the working fluid in the rotor and stator pockets over a wide speed range to increase the braking torque can be achieved.
Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in einigen der Rotorschaufeln Uberströmöffnungen und/oder wenigstens in einigen der Statorschaufeln in der Nähe der Ausströmöffnungen Uberströmöffnungen angeordnet sind.This is achieved according to the invention in that overflow openings in some of the rotor blades and / or at least in some of the stator blades in the vicinity of the outflow openings and overflow openings are arranged.
In Weiterausbildung der Erfindung sind die Überströmöffnungen in den Statorschaufeln in einem Winkel zu den Ausströmöffnungen des Statorgehäuses angeordnet.The overflow openings are a further development of the invention in the stator blades at an angle to the outflow openings of the stator housing arranged.
Die Durchtrittsöffnungen in der Basis der Rotorschaufeln sind zweckmäßig benachbart dem Flüssigkeitseinlaß des Statorgehäuses angeordnet.The passage openings in the base of the rotor blades are expediently adjacent to the liquid inlet the stator housing arranged.
Nach einem weiteren zweckmäßigen Merkmal der Erfindung sind die Rotorschaufeln in umgekehrter Richtung zur Durchflußrichtung verjüngt. Dadurch wird der statische Druck der Arbeitsflüssigkeit allmählich gesteigert, so daß die Flüssigkeit in diesem Bereich frei von Kavitation ist.According to another useful feature of the invention, the rotor blades are reversed Direction tapered to the direction of flow. This gradually increases the static pressure of the working fluid increased so that the liquid in this area is free from cavitation.
Die Statorschaufeln weisen zweckmäßigerweise an ihrem vorderen Ende radial nach innen verlaufende Abschnitte auf.The stator blades expediently have radially inwardly extending ones at their front end Sections on.
In Jcr nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen stellt darIn the description below is an exemplary embodiment of the invention described in connection with the drawings. In the drawings represents
F i g. 1 eine Seitenansicht eines Zugfahrzeuges, das mit dem hydrodynamischen Bremssystem nach vorliegender Erfindung versehen ist,F i g. 1 shows a side view of a towing vehicle equipped with the hydrodynamic brake system according to the present invention Invention is provided,
F i g. 2 einen Längsschnitt der hydrodynamischen Bremse nach der Erfindung,F i g. 2 shows a longitudinal section of the hydrodynamic brake according to the invention,
Fi. 3 eine Ansicht von hinten auf die hydrodynamische iiremse, bei der die hintere Abschlußplatte entfernt und die Ladeventilanordnung gezeigt ist,Fi. 3 is a rear view of the hydrodynamic brake, in which the rear end plate removed and the loading valve assembly is shown,
F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 der F i g. 2, der die Schp.ufelanordnung des Laufrades und des Statorgehäuses zeigt,F i g. 4 shows a cross section along line 4-4 of FIG. 2, which shows the blade arrangement of the impeller and the stator housing shows
F i g. 4 a eine Teilansicht der verjüngt zulaufenden Rotorschaufeln,F i g. 4 a is a partial view of the tapered rotor blades,
Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 2, deT die zusammenwirkenden Taschen im Detail zeigt,FIG. 5 is a cross section along line 5-5 of FIG. 2, deT the cooperating pockets in the Detail shows
F i g. 6 eine Stirnansicht des Statorgehäuses, bei der Teile weggebrochen sind, um d.o Umfangs-Entlademittel zu zeigen. auF i g. Figure 6 is an end view of the stator housing with parts broken away around the circumferential discharge means to show. ouch
In F i g. 1 ist ein Kraftwagen T dargestellt, der eine Antriebswelle 5 hat, mit der eine hydrodynamische Bremse 10 gekuppelt ist, welche das Prinzip der vorliegenden Erfindung verkörpert. Unmittelbar hinter der hydrodynamischen Bremse 10 befindet sich eine Kühlereinheit 11. Unmittelbar vor der hydrodynamischen Bremse 10 befindet sich ein Ventilator 12 zur Förderung der Kühlwirkung, 'vie später im einzelnen beschrieben ist.In Fig. 1 shows a motor vehicle T which has a drive shaft 5 to which a hydrodynamic brake 10 is coupled, which embodies the principle of the present invention. Immediately behind the hydrodynamic brake 10 is a cooler unit 11. Immediately in front of the hydrodynamic brake 10 is a fan 12 for promoting the cooling effect, as will be described in detail later.
Die Bremse 10 überträgt über die Antriebswelle S eine Bremskraft auf die hinteren Räder des Fahrzeuges T, wenn sie durch den Fahrer eingeschaltet wird. Wenn der Wagen T in normaler Weise und durch die Bremse unbeeinflußt fahren soll, wird die Bremse abgeschaltet. Es wird bemerkt, daß die Verwendung der Bremse 10 nach vorliegender Erfindung an dem Kraftwagen T nur ein Anwenduiigsbeispiel der Erfindung ist und daß die Brerr.ce 10 auch bei anderen Kraftfahrzeugen, wie bei Bussen, Zugmaschinen, ferner auch bei Luftfahrzeugen oder irgendeinem anderen mit Rädern versehenen Fahrzeug angewendet werden kann, bei dem angestrebt wird, hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten in kontrollierter Art abzubremsen.The brake 10 transmits a braking force to the rear wheels of the vehicle T via the drive shaft S when it is switched on by the driver. When the car T is to drive in a normal manner and unaffected by the brake, the brake is switched off. It is noted that the use of the brake 10 according to the present invention on the motor vehicle T is only one example of application of the invention and that the brake 10 is also used in other motor vehicles, such as buses, tractors, aircraft or any other with wheels provided vehicle can be used in which the aim is to brake high vehicle speeds in a controlled manner.
In F i g. 2 ist ein Schnitt durch ein äußeres Gehause 15 der Bremse 10 dargestellt, welches eine Abschlcßplatte 16 aufweist und zur Aufnahme der Funktionsteile der Bremse 10 dient. Die Abschlußplatte 16 ist vorzugsweise an ihrem Umfang mit dem äußeren Gehäuse 15 bei 17 verschweißt, so daß das Gehäuse während der ganzen Lebensdauer der Bremse verschlossen ist. Das Verschweißen kann erfolgen, weil die Bremse 10 sehr einfach aufgebaut ist sowie sehr wenige bewegte Teile aufweist und daher keine Instandsetzung während der Lebensdauer des Fahrzeuges erforderlich ist. Wie dargestellt, können das Gehäuse 15 und die Abschlußplatte 16 mit geeigneten Kühlrippen 18 versehen sein, um einen Teilbetrag der Wärme direkt an die Außenluft abzuführen.In Fig. 2 is a section through an outer housing 15 of the brake 10 shown, which has a Abschlcßplatte 16 and for receiving the Functional parts of the brake 10 is used. The end plate 16 is preferably at its periphery with the outer housing 15 welded at 17, so that the housing throughout the life of the Brake is locked. The welding can be done because the brake 10 is very simple is as well as has very few moving parts and therefore no maintenance during the service life of the vehicle is required. As shown, the housing 15 and the end plate 16 be provided with suitable cooling fins 18 to divert a portion of the heat directly to the outside air to dissipate.
Vorn und hinten sind Rollenlager 20, 20 α angeordnet für die Lagerung der Antriebswelle S. Die Lager 20, 20 a werden an Schultern 21, 21a der Welle durch Mont2-;>?buchsen 22, 22 α in Anlage gehalten, die durch Schrauben 23 befestigt sind. Die Lager 20, 20 α werden in Anlage gegen die Schultern 21,21a festgehalten durch Gewindebuchsen 24, 24 a, die tienenüber den Montagebuchsen 22, 22 α durch Blockierschrauben 25, 25 a gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert sind.Roller bearings 20, 20 α are arranged at the front and rear for mounting the drive shaft S. The bearings 20, 20 a are held in contact with shoulders 21, 21 a of the shaft by means of Mont2 -;>? Bushings 22, 22 α, which are held in contact with screws 23 are attached. The bearings 20, 20 α are held in contact with the shoulders 21,21a by threaded bushings 24, 24 a, which are secured against unintentional rotation tienen over the mounting bushes 22, 22 α by locking screws 25, 25 a.
In dem Gehäuse 15 ist durch Schrauben 23, 23 a konzentrisch ein Statorgehäuse 26 angebracht, das mit einer stirnseitigen Abschlußplatte 27 vorzugsweise durch eine Schweißnaht 28 an seinem Umfang verbunden ist, um eine abgedichtete Statoreinheit zu bilden. In dem durch das Statorgehäuse 26 und das äußere Gehäuse 15 begrenzten Raum ist ein Flüssigkeitsbehälter ausgebildet für das Zuführen der Arbeitsflüssigkeit in das Innere des Statorgehäuses, wenn eine Bremsung erforderlich ist (s. den in F i g. 8 eingezeichneten ölspiegel).In the housing 15, a stator housing 26 is concentrically attached by screws 23, 23 a , which is connected to an end plate 27, preferably by a weld 28 on its periphery, in order to form a sealed stator unit. In the space delimited by the stator housing 26 and the outer housing 15, a fluid container is formed for feeding the working fluid into the interior of the stator housing when braking is required (see the oil level shown in FIG. 8).
Unter dem Ölspiegel in diesem Behälter befindet sich ein Paar von Lager-Schmierkanälen 30,30 a, svekhe zu den Lagern 20, 20 α führen, um sie mit Öl aus dem besagten Behälter ständig zu schmieren und zu kühlen. Wie in Fig. 2 uno 3 ersichtlich, erstreckt sich der Schmierkanal durch die Nabe der Abschlußplatte 27 und die Montagebuchse 22 a. Die Verbindung der beiden Kanalteile miteinander ist duTh Anordnung einer bogenförmigen Übergangserweiterung 31 α sichergestellt. Der Lager-Schmierkanal 30 ist ebenfalls mit einer Übergangserweiterung 31 versehen. Der Durchflußweg für das Öl zu den Lagern 20, 20 a wird vervollständigt durch Schlitze 32, 32 α in den Gewindebuchsen 24, 24 a, und geeignete öldichtungen 33, 33 α sind in den Gewindebuchsen angeordnet, so daß das Lager-Schmieröl in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile fließt.Under the oil level in this container there is a pair of bearing lubrication channels 30,30 a, svekhe lead to the bearings 20, 20 α in order to constantly lubricate and cool them with oil from said container. As can be seen in Fig. 2 and 3, the lubrication channel extends through the hub of the end plate 27 and the mounting sleeve 22 a. The connection of the two channel parts to one another is ensured by the arrangement of an arcuate transition extension 31 α. The bearing lubrication channel 30 is also provided with a widened transition 31. The flow path for the oil to the bearings 20, 20 a is completed by slots 32, 32 α in the threaded bushings 24, 24 a, and suitable oil seals 33, 33 α are arranged in the threaded bushings, so that the bearing lubricating oil in the direction of in Fig. 2 drawn arrows flows.
Das Schaufelrad 35 der Bremse 10 hat eine zentrale Nabe 36, die zweckmäßig mit einer Stahlbuchse versehen ist, weiche mit der Antriebswelle 5 durch einen Keil verbunden ist. Das Flügelrad 35 ist in axialer Richtung auf der Welle S durch Sprengringe 39 festgelegt, die an den Enden der Nabe 36 anliegen, wie in F i g. 2 dargestellt. Während der Rotation der Welle S und des Schaufelrades strebt das nach unten durch die Lager 20. 20 α fließende öl danach, infolge der Zentrifugalkraft außen längs der Nabe abzufließen, so daß ein gleichmäßiger Fluß von Lager-Schmieröl vorhanden ist. Ein Begrenzungsring 39 a kann neben dem Rollenlager 20 α angeordnet sein, um den Durchflußweg auf das hintere Ende des Flügelrades 35 zu beschränken und das Überschwemmen des Lagers 20 α zu verhindern.The paddle wheel 35 of the brake 10 has a central hub 36 which is expediently provided with a steel bushing which is connected to the drive shaft 5 by a wedge. The impeller 35 is fixed in the axial direction on the shaft S by snap rings 39 which bear against the ends of the hub 36, as in FIG. 2 shown. During the rotation of the shaft S and the impeller, the oil flowing downward through the bearings 20. 20 α tends to flow away due to the centrifugal force outside along the hub, so that there is a steady flow of bearing lubricating oil. A limiting ring 39 a can be arranged next to the roller bearing 20 α in order to restrict the flow path to the rear end of the impeller 35 and to prevent flooding of the bearing 20 α.
In der unteren Hälfte der Abschlußplatte 27 ist eine Ladeventileinrichtung 40 angeordnet, durch die Öl von dem Behälter in das Innere des Statorgehäuses 26 eingeführt wird. Die Einrichtung 40 enthält einen Einlaßkanal 41, an dessen oberem Ende sich eine Anzahl von sich aufwärts erstreckenden Durchlässen 42 befindet. Ein drehbares Ventilglied 43 mit Durchflußbohrungen 44 dient zum Abschließen bzw. öffnen der Durchlässe 42 (s. F i g. 2 und 3). In der in F i g. 2 dargestellten Stellung ist das Ventil 40 offen, so daß das öl in das Gehäuse 26 einströmen kann, da die Durchtrittskanäle 44 des drehbaren Ventilgliedes mit den Kanälen 42 fluchten. Wenn das Ventilglied gedreht wird, so daß sich die Durchlaßbohrung 44 im Winkel des Durchflußkanals 42 befindet, wird die ölzufuhr progressiv begrenzt, bis das Ventil 40 sich bei einer Ou--Drehung in der völlig geschlossenen Einstellung befindet. Bei dieser Einstellung kann Luft durch ein Luftrohr 45 und eine Verbindungsnut 4, die sich längs des drehbaren Ventilgliedes 43 erstreckt, in einen oder mehrere der Durchlässe 42 eingelassen werden, um das in dernIn the lower half of the end plate 27 there is arranged a loading valve device 40 through which oil is introduced from the container into the interior of the stator housing 26. The device 40 includes an inlet channel 41 at the top of which are a number of upwardly extending passages 42. A rotatable valve member 43 with through-flow bores 44 serves to close or open the passages 42 (see FIGS. 2 and 3). In the in F i g. 2, the valve 40 is open so that the oil can flow into the housing 26, since the passage channels 44 of the rotatable valve member are aligned with the channels 42. When the valve member is rotated so that the passage bore 44 is at the angle of the flow channel 42, the oil supply is progressively limited until the valve 40 is in the fully closed position with one O u rotation. With this setting, air can be admitted into one or more of the passages 42 through an air pipe 45 and a connecting groove 4 which extends along the rotatable valve member 43, in order to
Statorgehäuse befindliche ö! hinauszudrücken und so den Flügeln 50 eintretende und durch die aus denStator housing located ö! to push out and so the wings 50 entering and through the out of the
die Bremse unwirksam zu machen. Das Luftrohr 45 Durchlässen 57 kommenden Strahlen aktivierteto make the brake ineffective. The air tube 45 activated passages 57 incoming rays
hat eine öffnung 47, die mit der Luftkammer, die Flüssigkeit dazu neigt, einen wesentlichen Betrag vonhas an opening 47 that communicates with the air chamber, the liquid tends to be a substantial amount of
durch das Innere des Gehäuses 15 über dem öl- Turbulenz in Form von sich radial ausbreitendenthrough the interior of the housing 15 above the oil turbulence in the form of radially expanding
spiegel in dem Behälter gebildet wird, in Verbindung 5 Spiralen aufzuweisen. Das verbessert weiter dasmirror is formed in the container to have 5 spirals in connection. That further improves that
steht. Aufladen, ruft allgemein ein Ansteigen der Turbulenzstands. Charging, generally causes an increase in turbulence
Eine Einlaß-Durchgangskammer 48 ist unmittelbar im Statorgehäuse 26 hervor und verhindert irgend-An inlet passage chamber 48 protrudes directly in the stator housing 26 and prevents any-
iibci den Durchlässen 42 ausgebildet (s. F i g. 2), die, eine Neigung nach einem völligen Verlust voniibci the passages 42 (see Fig. 2) which, after a complete loss of
wie in F i g. 4 ersichtlich, sich aufwärts erstreckt, um Turbulenz und nach einem strömungslosen Zustandas in Fig. 4 can be seen extending upward to turbulence and after a no-flow condition
einen breiten Bereich der Verbindung zwischen der ic der Flüssigkeit, wie es sonst eintreten kann,a wide area of communication between the ic of the liquid, as it may otherwise occur,
einkommenden Flüssigkeit und dem Schaufelrad 35 Wie in Fig. 2 und 4a dargestellt, ist der turbulenteincoming liquid and the paddle wheel 35. As shown in Figs. 2 and 4a, the turbulent
zu geben. Die Pumpwirkuug für das Einbringen des Durchflußweg längs der Rotortaschen 56 allgemeinadmit. The pumping action for introducing the flow path along the rotor pockets 56 in general
Öls aus dem Behälter durch die Vcntilcinrichtung 40 von rechts nach links bzw. vom hinteren Ende, woOil from the container through the valve device 40 from right to left or from the rear end, where
und die Einbring-Durchströmkammer 48 zu dem die Schaufelteilc 50,53 angeordnet sind, zum anderenand the introduction through-flow chamber 48 to which the blade parts 50, 53 are arranged, on the other hand
Flügelrad 35 wird in der Durchströmkammer 48 15 Ende gerichtet. Das heißt, der gesamte Durchfluß derImpeller 35 is directed in the throughflow chamber 48 15 end. That is, the total flow of the
durch die Pumpschaufeln 50 hervorgerufen, die sich turbulenten Flüssigkeit erfolgt von rechts nach linksCaused by the pump blades 50, the turbulent liquid takes place from right to left
von der Nabe 36 her erstrecken. Die Schaufeln 50 in F i g. 4 a, und um sicherzustellen, daß die Flüssig-extend from the hub 36. The blades 50 in FIG. 4 a, and to ensure that the liquid
bcfmden sich im gleichen Abstand voneinander auf keil in diesem Bereich frei von Kavitation oder Luft-be found at the same distance from each other on wedge in this area free of cavitation or air
der Nabe 36 und sind gegenüber der Drehrichtung blasen ist, wird der statische Druck der Flüssigkeitthe hub 36 and are opposite to the direction of rotation is blowing, the static pressure of the liquid
(Pfeil 52) nach rückwärts geneigt angeordnet, um die ao allmählich dadurch gesteigert, daß die Flügel 55 in(Arrow 52) inclined backwards, the ao gradually increased by the fact that the wings 55 in
Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die radial nach aus- umgekehrter Richtung bzw. von links nach rechtsVelocity of the liquid moving radially in the opposite direction or from left to right
wärts durch das Schaufelrad 35 strömt, zu ver- verjüngt sind, wie in dieser Figur veranschaulicht,flowing through the impeller 35, are too tapered, as illustrated in this figure,
größern. An die Pumpschaufcltcilc 50 schließen sich Außerdem ist die Anordnung der Rotorschaufeln 55bigger. The arrangement of the rotor blades 55 is also connected to the pump blade parts 50
Trcibschaufelteile 53 an, um die Flüssigkeit weiter cjne solche, daß die Rotortaschen 56 nahe demTrcibschaufelteile 53 to the liquid further c j n e such that the rotor pockets 56 close to the
zu beschleunigen und nach dem äußeren Umgang 35 vorderen Ende das Austreiben der Flüssigkeit austo accelerate and after the outer handle 35 front end expelling the liquid from
des Schaufelrades 35 /.u leiten. dem Statorgehäuse wegen des Anwachsens desof the paddle wheel 35 /.u guide. the stator housing because of the increase in
Die Schaufeln 50, 53 sind an ihrem rückwärtigen Flüssigkeitsdrucks unterstützen, der die radiale Aus-Ende durch eine kreisförmige Scheibe 54 (Fig. 4) wärtsbewegung au:, den Rotortaschen 56 begünstigt, miteinander verbunden, die Hnyu dient, die Schaufeln Am inneren Umfang des Slatorgehäuses ist eine zu versteifen und die Verbindung zwischen der Ein- 30 Mehrzahl von im Abstand voneinander befindlichen laßkammer 48 und den Zwischenräumen zwischen Statorschaufcln 60 angeordnet, die Taschen 61 bilden, den Schaufeln 50 (s. Fig. 4) abzugrenzen. Alle welche mit den Rotortaschen 56 zusammenwirken. Schaufeln 50, 53 gehen in sich nach auswärts er- um Jen turbulenten Durchflußweg zu bilden, wie in streckende Rotorschaufeln 55 über, die sich senk- F i g. 2 und 4 zu erkennen ist. Wie am besten in recht zu den Schaufeln50,53 erstrecken,bzw.,anders 35 Fig. 5 zu sehen ist, befinden sich die Enden der ausgedrückt, die Rotorschaufeln 55 erstrecken sich Rotorschaufcln 55 in kleinem Abstand von den parallel zu der zentralen Achse der Bremse 10 Statorschaufeln 60, so daß bei der Rotation des (s. Fig. 2). Diese Rotorschaufcln 55 grenzen eine Schaufelrades die Flüssigkeit in den einander gegen-Mchrzahl von verlängerten Rotortaschen 56 ab, wie überliegendcn Taschen 61, 56 turbulent wird infolge am besten in Fig. 4 zu erkennen ist. Auf die 4O gegenseitiger Beeinflussung und Trennens der Flüssig-Funktion derselben wird später eingegangen. keitsmoleküle, um der Bremse 10 ihre notwendigenThe blades 50, 53 are connected to one another at their rearward fluid pressure support, which favors the radial outward end through a circular disc 54 (Fig. 4) upward movement au :, the rotor pockets 56, which serves Hnyu, the blades at the inner circumference of the Slatorgehäuses is arranged to stiffen a and the connection between the inputs 30 plurality of spaced-distance laßkammer 48 and the spaces between Statorschaufcln 60, the pockets 61 form, the blades 50 (s. Fig. 4) delimited. All which interact with the rotor pockets 56. Vanes 50, 53 go up outwardly ER- turbulent to Jen flow path to form, as shown in stretching rotor blades 55 via extending vertically F i g. 2 and 4 can be seen. As best extend right to the Schaufeln50,53, respectively, otherwise 35 Fig. 5 can be seen, are the ends of words, the rotor blades 55 extend Rotorschaufcln 55 at a small distance from the parallel to the central axis of the brake 10 stator blades 60, so that during the rotation of the (see Fig. 2). These rotor blades 55 delimit a blade wheel from the liquid in the opposing numbers of elongated rotor pockets 56, as overlying pockets 61, 56 become turbulent as a result can best be seen in FIG. On the 4O mutual interference and separating the liquid operation thereof will be discussed later. Keitsmolekolekule to the brake 10 their necessary
Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind Durch- Bremskrafteigenschaften zu geben. Ihre Funktion lasse 57 an der Basis jeder der Schaufeln 50 ange- wird durch einige wichtige Faktoren der Gestaltung ordnet, um den Durchfluß von Flüssigkeit zwischen der Schaufeln 55, 60 beeinflußt, wie nunmehr einbenachbart, η Pumpenräumen zu ermöglichen und 45 gehend erläutert wird.According to one feature of the invention, braking force properties are to be given. Your function Let 57 at the base of each of the blades 50 is determined by some important design factors arranged to affect the flow of liquid between the blades 55, 60, as now adjoining, η to enable pump rooms and 45 is explained in detail.
dadurch jeden nachfolgenden Raum mit einer kleinen Die vorderen Enden der Statorschaufeln 60 er-Flüssigkeitsmenge quer zu der betreffenden Fläche strecken sich um die Enden der Rotorschaufe.n und der Einlaßkammer 48 anzufüllen (F i g. 2). Diese bilden Schaufelabschnitte 62, wie am besten in F i g. 2 Einlaßdurchlässe 57 liegen in einem solchen Winkel, zu erkennen ist. Am entgegengesetzten Ende der daß sie nach auswärts von der Einlaßkammer weg 50 Schaufeln 60 sitzen an der Innenfläche der Abschlußgerichtet sind, wie in Fig. 2 dargestellt. Wenn jede platte Schaufelabschnitte63.Beide Schaufelabschnitte einzelne Pumpschaufel 50 die Einlaßkammer 48 bei 62 und 63 liegen in einer Flucht mit den Schaufeln ihrer Rotation in Richtung des Pfeils 52 überläuft, 60 (s. F i g. 4 und 5). Infolge des Vorhandenseins der wird ein genau bestimmter Flüssigkeitsstrahl durch Schaufelabschnitte 62, 63 werden getrennte Verdie Durchgänge 57 in Rückwärts- und Auswärts- 55 wirbelungsbereiche 64,65 an den Enden der Durchrichtung hervorgerufen, der die Anfangswirkung aus- flußbahn in den Taschen 56,61 geschaffen, die mit löst. Dieser Flüssigkeitsstrahl bewirkt dann das Ein- einer zentralen Wirbelzone 66 zusammenwirken, um bringen von mehr Flüssigkeit, wenn die Schaufeln 50 einen besonders wirksamen Austausch von Flüssigdie Einlaßkammer 48 überqueren, und infolgedessen keit hin und her auf dem Durchflußweg hervorwerden die Ladekennlinien des Schaufelrades 35 60 zurufen. Zusätzlich zu dieser Art von Wirbelwirkung stark angehoben. Durch die Anordnung der Durch- über die Länge des Durchflußweges hinweg erfolgt lasse 57 wird sichergestellt, daß die Schaufeln 50,53 eine beträchtliche Wirbelwirkung im Winkel von 90" ganz von Flüssigkeit überströmt werden in der dazu wegen der Bewegung der Enden der Rotorkürzestmöglichen Zeit, so daß ein maximaler Betrag schaufeln quer über die Statortaschen, wie durch die von Flüssigkeit verfügbar ist zum Abscheren und zur 65 Pfeile 68 in F i g. 5 angedeutet ist. Es ist festgestellt Turbulenz in den Rotortaschen 56, wie später aus- worden, daß durch die Kombination ilieccr vergeführt ist. Weiterhin ist festgestellt worden, daß die schiedenen Wirbelkräfte die Turbulenz in der Bremse in iedcn der aufeinanderfolgenden Räume zwischen 10 von sich selbst erhaltender Art und sehr vielthereby each subsequent space with a small amount of liquid across the surface in question extend around the ends of the rotor blades and the inlet chamber 48 to fill (Fig. 2). These form blade sections 62, as best shown in FIG. 2 Inlet passages 57 are at such an angle as can be seen. At the opposite end of the that they are facing outwardly from the inlet chamber 50 vanes 60 on the inner surface of the closure are as shown in FIG. If each plate vane sections 63.Both vane sections individual pump blade 50, the inlet chamber 48 at 62 and 63 are in alignment with the blades their rotation in the direction of arrow 52 overflows 60 (see FIGS. 4 and 5). As a result of the presence of the If a precisely determined jet of liquid through blade sections 62, 63 are separate Verdie Passages 57 in backward and outward 55 vortex areas 64,65 at the ends of the passage caused, which created the initial effect of the outflow path in the pockets 56,61, which with solves. This jet of liquid then causes a central vortex zone 66 to work together bring in more liquid when the blades 50 provide a particularly effective exchange of liquid Cross inlet chamber 48, and consequently speed back and forth on the flow path Call up the charging characteristics of the paddle wheel 35 60. In addition to this type of vortex effect strongly raised. The arrangement of the flow takes place over the length of the flow path let 57 ensure that the blades 50,53 have a significant vortex effect at 90 " are completely overflowed by liquid in the shortest possible time because of the movement of the ends of the rotor Time so that a maximum amount of shovel across the stator pockets, such as through the of fluid is available for shear and for 65 arrows 68 in FIG. 5 is indicated. It is established Turbulence in the rotor pockets 56, as explained later, that was seduced by the combination ilieccr is. It has also been found that the different eddy forces cause the turbulence in the brake in each of the successive spaces between 10 self-sustaining kind and very much
ΙόΙό
wirksamer ist, a!s sic bisher mit bekannten Bremsen Zustand auftritt bei irgendeiner Drehzahl des Dreherreichbar war. /nhlbcreiclis, für den die Bremse konstruiert ist. DasIt is more effective than that previously with known braking condition occurs at any rotational speed of the Dreherachbar was. / nhlbcreiclis for which the brake is designed. The
Wenn die Enden der Rotorschaufehl über die ist sehr zuverlässig durch die vorliegende ErfindungIf the ends of the rotor blade are over the is very reliable by the present invention
Stalortaschcn 61 bei der Rotation des Schaufelrades dadurch verwirklicht, daß in jeder Statorschaufel 60Stalortaschcn 61 realized during the rotation of the impeller in that in each stator blade 60
35 bir. weglaufen, erfolgt natürlich ein kurzzeitiges 5 ein Durchgang 75 angeordnet ist, der einen kon-35 bir. run away, there is of course a brief 5 a passage 75 is arranged, which has a con-
Anwachsen des Drucks in den einzelnen Stator- trollierten Durchtritt von öl zwischen benachbartenIncrease in pressure in the individual stator trolled passage of oil between adjacent
taschen61, um einen Impuls auszulösen. Um ein bei Statortaschen61 zuläßt. Wi<; in Fig. 2 dargestellt,taschen61 to trigger an impulse. To one at stator pockets61 admits. Wi <; shown in Fig. 2,
der gleichzeitigen Überlagerung dieser einzelnen sind diese Durchgänge 75 in dei Nähe des vorderenthe simultaneous superposition of these individual passages 75 are in the vicinity of the front one
Druckvvechscl auftretendes stoßartiges Arbeiten des lindes der Durchflußbahn bzw. in der NachbarschaftPressure fluctuations occurring jerky work of the lindes of the flow path or in the neighborhood
Schaufelrades 35 zu verhindern, ist die Anzahl der io der AbströmölTnungen 70 bis 72 angeordnet. DieseTo prevent impeller 35, the number of io of outflow openings 70 to 72 is arranged. This
Statorschaufclnöü von derjenigen der Rotorschaufeln Durchgänge 75 lassen in einfacher Weise den Über-Stator vanes from that of the rotor vanes, passages 75 allow the over-
55 verschieden. Dadurch wird erreicht, daß nicht tritt von Flüssigkeit zwischen den Statortaschen 6155 different. This ensures that no liquid escapes between the stator pockets 61
alle Rotorschaufcln 55 und Statorschaufeln 60 gleich- zu, so daß diese nicht darin eingeschlossen wird,all rotor blades 55 and stator blades 60 at the same time, so that this is not included therein,
zeitig miteinander fluchten, sondern schrittweise. Da- was einen strömungslosen Zustand verursachenalign with one another at an early stage, but gradually. That could cause a state of no flow
her ist bei der dargestellten bevorzugten Ausführungs- l5 könnte. Der Austausch von Flüssigkeit durch dieher is in the illustrated preferred embodiment 15 could. The exchange of fluid through the
form der Erfindung die Zahl der Rotorschaufcln 55 Durchgänge 75 hindurch findet rund um das Stator-form of the invention the number of rotor blades 55 passages 75 through it takes place around the stator
als gerade Zahl gewählt worden, während die Anzahl gehäuse im Uhrzeigersinn statt, wie aus Fig. 5 er-been chosen as an even number, while the number housing clockwise instead, as shown in Fig. 5
dcr Statorschaufeln 60 eine ungerade Zahl ist, wobei sichtlich, und zwar infolge der Wirkung der SchaufelnThe stator blades 60 is an odd number, being evident, due to the action of the blades
sich die in F i g. 4 dargestellte Anordnung ergibt, 55, die sich über die Taschen hinwegbewegen. Diethe in F i g. 4 results in 55 moving over the pockets. the
mit dem Ergebnis, daß, wenn das Schaufelrad 35 ao Durchgänge 75 sind so angeordnet, daß sie von vornwith the result that when the paddle wheel 35 ao passages 75 are arranged so that they are from the front
sich an den Taschen 61 vorbeibewegt, der Druck in . nach hinten sowie auch schräg zur Peripherie desmoves past the pockets 61, the pressure in. to the rear as well as obliquely to the periphery of the
jeder von zwei aufeinanderfolgenden Statortaschen Slatorgchäuses hin verlaufen. Diese Rückwärts-each of two successive stator pockets run towards Slatorgchäuses. This reverse
zu verschiedenen Zeiten ansteigt und absinkt und richtung der Durchgänge 75 in bezug auf die Durch-rises and falls at different times and the direction of the passages 75 with respect to the
sichcrgcstellt ist, daß ein Stoßeffekt nicht auftritt. flußbahn längs der Taschen 56, 61 verstärkt die Vcr-it is ensured that an impact effect does not occur. flow path along the pockets 56, 61 reinforces the
Die peripheren F.ntlademittel des Statorgehäuses a5 wirbelungswirkung bei 64 in den Statortaschen 61, bestehen vorzugsweise aus einer oberen Gruppe von s0 daß der turbulente Zustand der Flüssigkeit weiter Ausldßöffnungen 70 und zwei unteren Gruppen von verbessert und eine unerwünschte Laminarslrömung AnslaßöfTiuingen 71. 72. wie am besten in Fig. 2 bzw. ein strömungsloscr Zustand der Flüssigkeit vcr- und 6 zu erkennen ist. Bei dieser Anordnung erfolgt hindert wird. Ferner wird wegen des Durchströmens ein Abführen des Öls aus dem Statorgehäuse an drei 30 einer gewissen Flüssigkeitsmenge durch die Durchvoncinander getrennten Stellen der Peripherie des gärige 75 die Flüssigkeit in den Statortaschen 61 Gehäuses zwecks gleichmäßigen Abführens der ständig zu den Ausströmöffnungen 70 bis 72 hin Flüssigkeit und um einen gleicholeibenden Durch- bewegt, um ein besseres Abströmen aus dem Statorfluß durch die Bremse zu fördern. Ferner ist es bei gehäuse 26 zu bewirken.The peripheral discharge means of the stator housing a 5 vortex effect at 64 in the stator pockets 61, preferably consist of an upper group of s0 that the turbulent state of the liquid further improves outlet openings 70 and two lower groups of and an undesirable laminar flow AnslaßöfTiuingen 71, 72. as can best be seen in Fig. 2 or a flowless state of the liquid vcr- and 6 can be seen. This arrangement prevents this. Furthermore, because of the flow through, the oil is drained out of the stator housing at three 30 of a certain amount of liquid through the mutually separated points on the periphery of the fermented 75 the liquid in the stator pockets 61 housing for the purpose of evenly discharging the liquid to the outflow openings 70 to 72 and around a constant flow in order to promote a better outflow of the stator flux through the brake. It is also to be done with housing 26.
Anordnung einer Mehrzahl von AuslaßöfTnungen um 35 Die günstigste Weite der Durchgänge 75 ist fest-Arrangement of a plurality of outlet openings by 35 The most favorable width of the passages 75 is fixed.
die Peripherie des Gehäuses 26 herum möglich, die gestellt worden, um das Bremsvermögen der Bremsethe periphery of the housing 26 around possible that has been put to the braking capacity of the brake
Arbeitsdrücke auf etwa 0,35 kg pro qcm zu senken, 10 günstig zu beeinflussen, bei der bei größerenLowering working pressures to around 0.35 kg per square cm, 10 having a positive effect on the larger ones
und es findet ein besserer Druckausgleich am inneren Durchgangsweiten die Flüssigkeit ungehinderter vonand there is a better pressure equalization at the inner passageway, the liquid is more unhindered from
Umfang des Gehäuses statt, während die gewünschte einer Tasche zu einer anderen strömen kann undPerimeter of the case held while the desired one pocket can flow to another and
Turbulenzwirkung in der Flüssigkeit noch aufrecht- 40 daher einen geringeren Widerstand beim Drehen desTurbulence effect in the liquid is still maintained- 40 therefore less resistance when rotating the
erhalten wird. Schaufelrades 35 hervorruft. Im allgemeinen hat einis obtained. Impeller 35 causes. Generally has a
Während die Gruppen von Auslaßöffnungen 70 in Durchlaß von etwa 6 mm einen guten Übertritt zwider äußeren ringförmigen Wand des Gehäuses a.i- sehen den Statortaschen 61 ergeben, um ein Zurückgeordnet sind, sind die Auslässe 71, 72 in der Stir*!- halten der Flüssigkeit zu verhindern und den hohen wand des Gehäuses angeordnet (Fig. 2 und 6). En 45 Nutzeffekt der Verwirbelung der Flüssigkeit nicht Paar von Durchflußkammern 73, 74 ist mit den Au«- abzuschwächen. Durch die Bemessung der Durchlaßöffnungen 71, 72 verbunden, so daß das aus gänge 75 kann in einfacher Weise die Charakteristik diesen öffnungen austretende öl beim Entlade- der Bremse 10 in gewissen Grenzen geändert werden Vorgang zu einem Punkt oberhalb des ölspiegels in in Anpassung an die besonderen Bedingungen eines den Behälter überführt wird. Das erwärmte öl wird 50 speziellen Fahrzeuges.While the groups of outlet openings 70 in passage of about 6 mm a good crossing outer annular wall of the housing a.i- see the stator pockets 61 are given back, the outlets 71, 72 are in the stir *! - to prevent the liquid from holding and the high wall of the housing arranged (Fig. 2 and 6). En 45 no swirling effect of the liquid The pair of throughflow chambers 73, 74 are to be weakened with the Au «-. By dimensioning the passage openings 71, 72 connected so that the outputs 75 can easily change the characteristic Oil escaping from these openings can be changed within certain limits when the brake 10 is discharged Operation to a point above the oil level in adaptation to the particular conditions of a the container is transferred. The heated oil will be 50 special vehicle.
also gekühlt, bevor es beim Arbeitszyklus in das Einer der Vorteile der Bremse ergibt sich aus deiso cooled before it goes into the duty cycle. One of the advantages of the brake arises from the dei
Statorgehäuse zurückkommt. Durch die Lage d;r Anordnung der Durchlässe 57 in dem Schaufelrad 3fStator housing comes back. Due to the position of the arrangement of the passages 57 in the paddle wheel 3f
Einströmöffnungen des Vorratsbehälters wird auch und der Durchlässe 75 in den Statorschaufeln, dieInflow openings of the storage container is also and the passages 75 in the stator blades, the
ein Zurückströmen von Flüssigkeit durch die öffnuii- ein wirkungsvolles und zuverlässiges Arbeiten deia backflow of liquid through the opening - an effective and reliable working dei
gen 71,72 verhindert, wenn die Bremse 10 ur- 55 hydrodynamischen Bremse 10 im ganzen Drehzahl-gen 71,72 prevented when the brake 10 ur- 55 hydrodynamic brake 10 in the whole speed
aufgeladen und abgeschaltet ist. bereich der Bremse sicherstellen. Ferner wird durchis charged and turned off. ensure the brake area. Furthermore, through
Die Arbeitsweise der Bremse ist folgende: die erfindungsgemäß vorgenommene Anordnung deiThe operation of the brake is as follows: the arrangement made according to the invention dei
Wenn die Ventileinrichtung 40 geöffnet wird, ui,i Rotor- und Statorschaufeln 55, 60 eine hohe uncWhen the valve device 40 is opened, ui, i rotor and stator blades 55, 60 have a high unc
öl in das Statorgehäuse einzubringen, wird das Ol gleichbleibende Turbulenz erreicht. Es hat sich ferneiBringing oil into the stator housing, constant turbulence is achieved for the oil. It's gone
nach auswärts gepumpt, wie in Fig. 2 durch die 60 ergeben, daß es möglich ist, die Bremse mit erhebpumped outwards, as shown in Fig. 2 by the 60 that it is possible to raise the brake with
Fließrichtungspfeile angedeutet, wird dann über dis Hch niedrigeren Flüssigkeitsdrücken zu betreiben, al;Flow direction arrows indicated, will then operate over dis Hch lower fluid pressures, al;
Bahn des turbulenten Durchflusses mit den Wirbe - es bisher möglich war, und zwar infolge der AnPath of the turbulent flow with the eddies - it was previously possible, namely as a result of the An
zonen 64 bis 66 gedrückt und schließlich durch ώ s Ordnung einer Vielzahl von Ausströmöffnungen 7(zones 64 to 66 and finally through the order of a multitude of outflow openings 7 (
AuslaßöfTnungen 70 bis 72 hinausgedrückt. Währen i bis 72 rund um die Peripherie des Staic-rgehäuseiOutlet openings 70 to 72 pushed out. While i to 72 around the periphery of the Staic-rgehäusei
dieses Arbeitsganges ist es, wie bereits bei der Ei- 65 herum. Schließlich stellen die Verbesseningen aithis is the same process as it was with the Ei-65. Finally, the Verbesseningen ai
läuterung der Einspritzöffnungen 57 ausgefühi:, dem mit der Bremse vereinigten Kühl- und SteuerPurification of the injection openings 57 executed: the cooling and control combined with the brake
wichtig, daß die Turbulenz längs der Durchflußbahn system ein wirtschaftliches und zuverlässiges Arbeiterimportant that the turbulence along the flow path system an economical and reliable worker
aufrechterhalten wird, so daß kein strömungsloscr dei Bremse sicher.is maintained so that no flow lock of the brake is safe.
Hierzu 213 Iatt Zeichnungen 309 617/2Z For this purpose 213 Iatt drawings 309 617 / 2Z
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681805329 DE1805329C (en) | 1968-10-25 | Hydrodynamic brake |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681805329 DE1805329C (en) | 1968-10-25 | Hydrodynamic brake |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1805329A1 DE1805329A1 (en) | 1970-04-23 |
DE1805329B2 DE1805329B2 (en) | 1972-10-05 |
DE1805329C true DE1805329C (en) | 1973-04-26 |
Family
ID=
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