DE2208857A1 - Hydrodynamische bremse - Google Patents

Description

ap/A 3143 Voith Getriebe KQ

Kennwort: "Doppeltschräge Beschaufelung , Heidenheim/Brenz - Zusatz"

Hydrodynamische Bremse

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse mit zwei axial nebeneinander angeordneten Arbeitsräumen, die je eine Zuleitung sowie, eine gemeinsame Ableitung für das Arbeitsmedium aufweisen, und mit im Längsschnitt gesehen, symmetrischer Anordnung der beiden Rotor- und Stator-Schaufelräder, deren Schaufeln, im Zylinderschnitt gesehen, in der gleichen Richtung schräggestellt sind, nach DBP 1 600 19I.

Bremsen mit einer solchen Doppelanordnung der Schaufelräder, d.h. mit zwei Arbeitsräumen, haben sich vor allem im Bahnbetrieb gut bewährt. Sie vermögen bei gegebenem, meist beengtem Raum eine verhältnismäßig hohe Bremsleistung zu erzeugen. Allerdings ist der Aufwand für das Füllen der Bremse hoch* Es ist eine auf hohen Druck fördernde Füllpumpe und ein entsprechend großer Füllpumpenmotor erforderlich. Diese beiden Aggregate beanspruchen somit viel Raum und sind teuer. Außerdem ist bei Schienenfahrzeugen die Energieversorgung nicht auf einen so großen, stoßweise auftretenden Strombedarf eingestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zum Füllen der Bremse erforderlichen Aufwand zu senken, d.h., den Energiebedarf und damit gleichzeitig die Größe von Füllpumpe und zugehörigem Motor zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einer hydrodynamischen Bremse der eingangs beschriebenen Gattung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die ■ zu den Arbeitsräumen führenden Zuleitungen für das Bremsmedium Je

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ein Rückschlagventil aufweisen, daß die Stator-Schaufelkränze außerhalb und die Rotor-Schaufelkränze innerhalb angeordnet sind, und daß die beiden Arbeitsräume durch eine besondere Leitung miteinander verbunden werden. Hierdurch können Füllpumpe und deren ■ Motor u.U. völlig entfallen.

Der Erfinder hat zunächst erkannt, daß gerade bei Pumpen mit "doppeltschräger Beschaufelung", bei denen die Schaufeln beider Arbeltsräume gemäß dem Hauptpatent in der gleichen Richtung schräggestellt sind, ein besonders hoher Aufwand an Füllenergie erforderlich ist.

Wie im Hauptpatent eingehend beschrieben, wird ja bei Duplexbremsen mit "doppeltschräger Beschaufelung" die Bremskraft - Je nach Drehrichtung des Rotors - in der Hauptsache nur von einem der beiden Arbeitaräume aufgebracht. (Im folgenden "aktiver" Arbeitsraum genannt). Die weitere Erkenntnis des Erfinders bei der hier vorliegenden Zusatzerfindung bestand darin, daß der Widerstand, den die beiden Arbeitsräume dem Zustrom des Bremsmediums entgegensetzen, keineswegs gleich groß ist: Derjenige des weniger bremsenden ("passiven") Arbeitsraumes ist viel höher als der des anderen. Der Erfinder hat hieraus das erste erfindungsgemäße Merkmal abgeleitet: Die beiden Zuleitungen sind mit Rückschlagventilen auszurüsten, so daß das Medium auf den Weg des geringsten Widerstandes strömt, nämlich in den "aktiven" Arbeitsraum, aber die Bremse nicht durch den "passiven" Arbeltsraum verlassen kann. Natürlich können die erwähnten Rückschlagventile auch als gesteuerte Magnetventile ausgebildet werden.

Das zweite erfindungsgemäße Merkmal ist durch das erste bedingt; nur bei außenliegenden Stator-Schaufelrädern ist gewährleistet, daß die Rückschlagventile leicht zugänglich sind.

Gleichzeitig war dafür zu sorgen, daß das im "aktiven" Arbeitsraum enthaltene Medium, das Ja durch das Rückschlagventil abgesperrt ist, gleichwohl umgewälzt (d.h. abgeführt und gekühlt) wird.

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Hierzu dient das dritte erfindungsgemäße Merkmal: Es ist eine besondere Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen zu schaffen,

Die beiden Arbeitsräume stehen ja an sich schon miteinander in Verbindung, und zwar auf dem Wege über einen achsparallelen, zylindrischen Spalt im Bereich des Außenumfanges der Duplex-Bremse. Dieser Spalt ist jedoch nicht wirksam, da ein Druckgefälle fehlt, so daß eine besondere Rohrleitung, Bohrung o. dgl. vom Kern des passiven Kreislaufes (hoher Druck) zum Kern des aktiven Kreislaufes (niedriger Druck) vorzusehen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Rotor der Bremse als selbstansaugende Füllpumpe ausgebildet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 eine Bremse in Duplex-Bauweise im Axialschnitt,

Fig. 2 die Schaufeln der Bremse gemäß Fig. 1 im Zylinderschnitt, und

Fig. 3 die Bremse gemäß Fig. 1, wiederum im Axialschnitt, jedoch mit mehr Einzelheiten.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremse dient zum Abbremsen einer Welle Sie weist zwei Rotor-Schaufelkränze 2 und 3 und zwei Stator-Schaufelkränze 4 und 5 auf. Wie man aus Flg. 2 erkennt, sind alle Schaufeln gegen die Axialrichtung schräggestellt, und zwar alle in derselben Richtung.

Aus Fig. 3 erkennt man, daß die beiden Arbeitsräume Je einen Zulauf 7,8 und einen gemeinsamen Ablauf 9 fUr das Bremsmedium haben· Im Rotorkörper sind außer den beiden Schaufelkränzen 2,3 zwei Reihen von Zuführkanälen 10,11 vorgesehen, die nach Art der Laufradkanäle von Radialpumpen ausgebildet sind und die eine Selbstansaugung bewirken. Diese Kanäle 10 und 11 sind innerhalb der

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Rptor-Schaufelkränze 2 und 3 fortgesetzt durch Rohrleitungen 12,13, die zum Strömungszentrum der jeweiligen Arbeiteräume führen.

Wie man im unteren Teil der Figur erkennt, sind die beiden Arbeitsräume durch Verbindungsleitungen 14 miteinander verbunden, von denen nur eine einzige dargestellt ist. Die beiden Arbelteräume dieser Duplexbremse kommunizieren an sich bereits schon durch einen zylInderförmigen, im radial äußeren Bereich der Bremse vorhandenen Spalt I5. In den beiden Zuleitungen 7#8 und zwar innerhalb der Bremse selbst ist je ein Klappenventil mit einer Klappe 16,17 und einer hierzu gehörenden Feder 18,19 vorgesehen. Die beiden Ventile dienen als Rückschlagventile; sie gestatten nur den Zufluß von Bremsmedium von außen in die Bremse hinein, nicht jedoch den Abfluß aus der Bremse hinaus.

Die Wirkungsweise der Bremse 1st folgende:

Läuft der Rotor gemäß der in Fig. 2 angegebenen Pfeilrichtung um, so ist der in der Figur links abgebildete Arbeiteraum (gebildet aus Rotor-Schaufelkränzen 2 und 4) der "aktive" Arbeitsraum. In diesem Arbeitsraum 1st der K-Wert um Potenzen höher als im rechts dargestellten Schaufelraum, dem "passiven" Arbeitsraum. Wie oben ausgeführt, setzt der passive Arbeitsraum dem Eintritt des Bremsmediums durch die Zulaufleitung 8 einen weit höheren Widerstand entgegen als der aktive Arbeitsraum dem durch die Zuleitung 7 einströmenden Medium. Der aktive Arbeitsraum kann sogar eine ansaugende Wirkung auf das Bremsmedium ausüben. Der sich hler aufbauende Flüssigkeitsdruck pflanzt sich fort bis In den paesiven Arbeitsraum hinein, so daß das Medium (z.B. das 01) den Förderdruck der zugehörenden FUllpumpe überwinden und zur Zuleitung 8 die Bremse wieder verlassen könnte. Dies wird aber durch das Klappenventil 17»19 verhindert.Sobald der Rotor in der entgegengesetzten Drehrichtung als in Fig. 2 angedeutet umläuft, liegen die Verhältnisse umgekehrt. In einem solchen Fall verhindert das der Zuleitung 7 zugeordnete Klappenventil 16,18 ein Abströmen dee Öles durch die Zuleitung 7.

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Füllpumpen mit zugehörigem Motor sind in dieser Zeichnung nicht dargestellt. Es versteht sich aber, daß der Druckstutzen der Füllpumpe an die beiden Zuleitungen 7j8 der hier dargestellten Bremse angeschlossen ist. Ebenso selbstverständlich ist in dem aus Bremse und Füllpurape gebildeten Kreislauf im allgemeinen ein Kühler ■ zum Abführen der Bremswärme vorzusehen.

Heidenheim/Brenz, den 2j5. Februar I972
DrW/HKn

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Claims (2)

1. ap/A 3U3 * Voith Oetriebe KO

   Kennwort: "Doppeltschräge Beschaufelung Heidenheim/Brenz - Zusatz"

   Patentansprüche

   Hydrodynamische Bremse mit zwei axial nebeneinander angeordneten Arbeitsräumen, die eine Zuleitung sowie eine gemeinsame Ableitung für das Arbeitsmedium aufweisen, mit im Längsschnitt gesehen symmetrischer Anordnung der beiden Rotor- und Stator-Schaufelräder, deren Schaufeln im Zylinderschnitt gesehen in der gleichen Richtung schräggestellt sind, nach DBP 1 600 191 (zur Zeit nach DAS 1 6OO I9I), dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Arbeitsräumen führenden Zuleitungen (7*8) für das Bremsmedium Jeweils ein Rückschlagventil (16,18; 17,19) aufweisen, daß die Rotor-Schaufel-

   . . vorzugsweise

   kränze (2,3) in einem Axialschnitt gesehen, /zwischen den Stator-Schaufelkränzen (4,3) angeordnet sind, und dafl die beiden Arbeitsräume durch eine besondere Leitung (14) miteinander verbunden sind.
2. 2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotor-Schaufelräder (2,3) radial innerhalb der Rotor-Schaufelkränze (4,5) Jeweils ZufUhrkanäle (10,11) aufweisen, die nach Art der Kanäle der Laufräder von selbstansaugenden Radialpumpen ausgebildet sind.

   Heidenheim/Brenz, den 23. Februar 1972 DrW/HKn

   303837/0032