Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilationsblende für eine

hydrodynamische Maschine, insbesondere eine hydrodynamische Bremse, sowie eine hydrodynamische Bremse mit einer solchen Ventilationsblende.

Hydrodynamische Bremsen weisen einen von einem Rotor und einem Stator gebildeten Arbeitsraum auf, der mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, um im Arbeitsraum eine Kreislaufströmung des Arbeitsmediums auszubilden und dadurch Drehmoment beziehungsweise Bremsleistung vom angetriebenen Rotor auf den nicht umlaufenden Stator zu übertragen und dadurch den Rotor hydrodynamisch und verschleißfrei abzubremsen. Um solche hydrodynamischen Bremsen auszuschalten, wird der Arbeitsraum zumindest weitgehend vom

Arbeitsmedium entleert. Auch im ausgeschalteten Zustand der hydrodynamischen Bremse tritt jedoch eine unerwünschte Drehmomentübertragung vom Rotor auf den Stator auf, die zu unerwünschten Leerlaufverlusten, auch Ventilationsverluste genannt, führt.

Um solche Ventilationsverluste zumindest weitgehend zu vermeiden, wurden Ventilationsblenden vorgeschlagen. Ventilationsblenden sind Bauteile, die in den Arbeitsraum einbringbar sind, um das Ausbilden einer Kreislaufströmung zu unterbinden. Beispielsweise beschreibt DE 1 144 317 zwei sich über den halben Umfang erstreckende, sichelförmige Strömungshindernisse, die radial in den Arbeitsraum einschiebbar sind. Diese Konstruktion hat den Nachteil, dass der Platzbedarf in radialer Richtung sehr groß ist.

DE 6 926 604 schlägt daher vor, einen in Umfangsrichtung mittels eines Aktuators verdrehbaren Stellring mit einzelnen sichelförmigen Blendensegmenten zu kombinieren, wobei die Blendensegmente aus einer inaktiven, radial äußeren Position in eine aktive, vergleichsweise weiter radial innen liegende Position verschwenkbar sind, um in der aktiven Position in den Arbeitsraum einzugreifen. In einer Ausführungsform weisen die Blendensegmente hierfür in eine Ringwand eingepresste Bolzen auf, die eine ortsfeste Verschwenkachse bilden. Der

Verstellring weist schräg zur Umfangsrichtung verlaufende Langlöcher auf, die mit je einem an jedem Blendensegment vorhandenen Stehbolzen Zusammenwirken. Durch eine Umfangsbewegung des schrägen Langloches wird der Stehbolzen radial nach innen gedrückt und damit das Blendensegment in den Arbeitsraum eingeschwenkt. Der an jedem Blendensegment vorhandene Stehbolzen bildet demnach einen Kulissenstein, der beidseitig in einer Kulisse, gebildet durch das schräg zur Umfangsrichtung verlaufende Langloch, im Verdrehring geführt ist.

Nachteilig an der beschriebenen Ausführungsform ist, dass die Verstell kräfte des Verstellringes, die in der Umfangsrichtung wirken, eine ungünstige Kraft auf die Stehbolzen der Blendensegmente und damit auf die Blendensegmente selbst ausüben, die zu einem Aufwölben beziehungsweise Ausknicken der

Blendensegmente führen kann. Ferner besteht die Gefahr, dass der Kulissenstein, also der Stehbolzen, in der Kulissenführung, also dem schräg zur

Umfangsrichtung verlaufenden Langloch im Verstellring, verklemmt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

Ventilationsblende für eine hydrodynamische Maschine, insbesondere eine hydrodynamische Bremse, anzugeben, die einen geringen Bauraum aufweist und zuverlässig arbeitet. Die Ventilationsblende soll insbesondere hinsichtlich der Kraftübertragung bei deren Betätigung verbessert sein, um ungünstige

Spannungen zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Ventilationsblende mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Ventilationsblende sowie eine hydrodynamische Bremse mit einer solchen Ventilationsblende angegeben. Eine erfindungsgemäße Ventilationsblende für eine hydrodynamische Maschine, insbesondere für eine hydrodynamische Bremse, weist einen Verstellring auf, der in Umfangsrichtung mittels eines Aktuators verdrehbar ist. Der Verstellring ist beispielsweise über seinem Umfang, das heißt in der Umfangsrichtung, geschlossen ausgeführt.

Es ist wenigstens ein ringförmiges oder sichelförmiges Blendensegment vorgesehen, das sich zumindest auch in der Umfangsrichtung erstreckt und verschwenkbar ist zwischen einer inaktiven, radial äußeren Position und einer aktiven, vergleichsweise weiter radial innen liegenden Position. Damit kann das wenigstens eine Blendensegment radial von außen in den Arbeitsraum der hydrodynamischen Maschine eingeschwenkt werden, um die Ventilationsverluste zu reduzieren oder zu vermeiden. Alternativ ist auch das Einschwenken radial von innen in den Arbeitsraum möglich. Dann ist das Blendensegment verschwenkbar zwischen einer inaktiven, radial inneren Position und einer aktiven,

vergleichsweise weiter radial außen liegenden Position.

Erfindungsgemäß ist das Blendensegment an einem Umfangsende verdrehbar um eine Versch wenkachse ortsfest gelagert und mit dem anderen Umfangsende durch Verdrehung um die Verschwenkachse radial verschwenkbar. Im Bereich des anderen Umfangsendes ist das Blendensegment durch einen Kulissenstein in einem zumindest auch in der Umfangsrichtung verlaufenden ersten Langloch zur Verschwenkung des Blendensegments geführt.

Erfindungsgemäß ist nun ein zweites Langloch vorgesehen, das zumindest auch in der radialen Richtung verläuft, das erste Langloch kreuzt und den Kulissenstein führt.

Durch das Zusammenwirken des ersten Langloches und des zweiten Langloches und die Koppelung des Blendensegments mittels des in beiden Langlöchern geführten Kulissensteins an den Verstellring kann eine zumindest weitgehende Entkopplung der auf den Verstellung aufgebrachten Verstell kräfte vom

Blendensegment erfolgen. Durch die Lagerung des Blendensegments an den beiden Umfangsenden, insbesondere unmittelbar an den beiden Umfangsenden kann ferner das Risiko eines mechanischen Versagens durch Schwingungen reduziert werden.

Durch eine rotatorische Bewegung des Verstellringes schwenkt das wenigstens eine Blendensegment radial ein oder radial aus, wobei der Drehpunkt des

Blendensegments nicht gleich dem Lagerpunkt ist, wodurch der

Strömungsquerschnitt im Arbeitsraum der hydrodynamischen Maschine, das heißt der Querschnitt in einem Radialschnitt durch den Arbeitsraum der

hydrodynamischen Maschine verengt wird. Unter Lagerpunkt ist dabei die

Drehachse des Verstellringes zu verstehen, um welche der Verstellring verdreht werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich das zweite Langloch zur Führung des Kulissensteins ausschließlich in der Radialrichtung zu einer Drehachse des Verstellringes.

Das erste Langloch zur Führung des Kulissensteins erstreckt sich bevorzugt in einer Umfangsrichtung um die Verschwenkachse des Blendensegments.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das erste Langloch in einem Gehäuseteil, beispielsweise dem Gehäuse der hydrodynamischen Maschine, welche den Rotor und/oder den Stator umschließt oder insbesondere den Stator ausbildet, vorgesehen, wobei der Verstellring bevorzugt in diesem Gehäuseteil verdrehbar in der Umfangsrichtung gelagert ist. Das zweite Langloch kann dann im Verstellring vorgesehen sein und der Kulissenstein kann zumindest im

Wesentlichen ortsfest zum Blendensegment gehalten werden oder von diesem gebildet werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann auch das Blendensegment eines der beiden Langlöcher ausbilden, das dann mit dem jeweils anderen Langloch im Verstellung zusammenwirkt, um die erfindungsgemäße Betätigung des Blendensegments zu erreichen.

Die Führung des Kulissensteins im ersten Langloch und/oder im zweiten Langloch erfolgt vorteilhaft beidseitig.

Der Kulissenstein kann beispielsweise durch eine Schrauben-Mutter-Kombination oder einen Niet gebildet sein. Bei einer Schrauben-Mutter-Kombination muss dabei lediglich eine Mutter auf eine Schraube aufgeschraubt werden, sodass der Verstellring und das Blendensegment zwischen dem Schraubenkopf und der Mutter eingeschlossen sind und sich der Schaft der Schraube durch die beiden Langlöcher erstreckt.

Der Verstellring weist bevorzugt im Bereich der Verschwenkachse des

Blendensegments ein drittes, sich in der Umfangsrichtung erstreckendes Langloch auf, in welchem sich ein geeignet gestalteter Lagerzapfen, der die Verschwenkung des Blendensegments um die Verschwenkachse ermöglicht, relativ zu dem

Verstellring bewegt, wenn der Verstellring verdreht wird. Dabei ist der Lagerzapfen stationär und das dritte Langloch wird bewegt.

Bevorzugt sind genau zwei Blendensegmente vorgesehen, die sich jeweils zumindest annähernd über die Hälfte des Umfangs, insbesondere über mehr als 120°, insbesondere mehr als 145°, erstrecken und mit einem gemeinsamen Verstellring verschwenkbar sind.

Der Aktuator, mittels welchem der Verstellring verdreht wird, ist bevorzugt tangential am Verstellring angeschlossen beziehungsweise greift in der

Tangentialrichtung am Verstellring zu dessen Verstell ungA/erdrehung an.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Aktuator einen

Betätigungszylinder auf, dessen Kolbenstange sich tangential zum Verstellring bewegt. Eine andere Ausführungsform sieht einen Aktuator mit einer Drehachse in Richtung der Verdrehachse des Verstellringes, insbesondere exzentrisch parallel zur Verdrehachse des Verstellringes vor, wobei der Aktuator einen Exzenter umfasst, der am Verstellring zumindest mittelbar angreift.

Beispielsweise ist der Aktuator als elektrohydraulischer Aktuator, als hydraulischer Aktuator oder als pneumatischer Aktuator ausgeführt. Jedoch kommen auch andere Ausführungsformen in Betracht, beispielweise ein elektrischer Aktuator oder ein anderer mechanischer Aktuator.

Bevorzugt weist jedes Blendensegment genau zwei Lagerstellen auf, nämlich eine auf der Verschwenkachse, beispielsweise gebildet durch den Lagerzapfen, und die andere gebildet durch den Kulissenstein.

Mit seinem einen Umfangsende ist das Blendensegment bevorzugt an einem Gehäuse ortsfest gelagert. Bei dem Gehäuse kann es sich um das Gehäuse der hydrodynamischen Maschine, insbesondere den Stator, oder ein Bauteil eines solchen Gehäuses handeln.

Eine erfindungsgemäße hydrodynamische Bremse weist einen beschaufeiten Rotor und einen beschaufeiten Stator auf, die gemeinsam einen torusförmig Arbeitsraum ausbilden, sowie eine Ventilationsblende der dargestellten Art. Das wenigstens eine Blendensegment ist radial in seine aktive Position, die zumindest teilweise innerhalb des Arbeitsraumes angeordnet ist, verschwenkbar.

Selbstverständlich kann das Blendensegment auch wieder zurück in seine inaktive Position verschwenkt werden, die bevorzugt vollständig außerhalb des

Arbeitsraumes positioniert ist. Die Erfindung soll nachfolgend anhand von

Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.

Es zeigen: Figur 1 eine Draufsicht auf einen Stator einer hydrodynamischen Maschine mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Ventilationsblende;

Figur 2 die Blendenelemente in der aktiven Position;

Figur 3 die Blendenelemente in der inaktiven Position;

Figur 4 Schnitt A-A;

Figur 5 eine alternative Gestaltung mit vier Blendensegmenten in der

inaktiven Position;

Figur 6 die Blendensegmente aus der Figur 5 in der aktiven Position;

In der Figur 1 ist ein Stator 14 einer hydrodynamischen Maschine, hier einer hydrodynamischen Bremse, gezeigt. Der Stator 14 bildet eine Hälfte des

Arbeitsraumes 15 aus. Im Arbeitsraum 15 sind die Schaufeln 16 des Stators 14 positioniert. Ein Rotor der hydrodynamischen Maschine wird entsprechend gegengleich gestaltet sein und dem Stator 14 in der Axialrichtung

gegenüberstehen.

Die Ventilationsblende, die im ausgeschalteten Zustand der hydrodynamischen Bremse Ventilationsverluste vermeidet, umfasst einen Verstellring 1 , der in der Umfangsrichtung 2 mittels des Aktuators 3 um ein vorgegebenes Ausmaß hin und her verdrehbar ist. Die Verdrehung erfolgt um die Verdrehachse 12, die mit der Drehachse des hier nicht dargestellten Rotors zusammenfällt. Bevorzugt wird der Verstellring 1 radial innen und/oder radial außen durch einen in der Axialrichtung (Richtung der Drehachse 12) vorstehenden Bund 19 am Gehäuse, der auch am Stator 14 vorgesehen sein kann, geführt. Zwei Blendensegmente 4 sind in Axialrichtung auf dem Verstellring 1 positioniert. Die Blendensegmente 4 weisen jeweils ein erstes Umfangsende 5 und ein in der Umfangsrichtung 2 entgegengesetztes zweites Umfangsende 7 auf. Am ersten Umfangsende 5 sind die Blendensegmente 4 verdrehbar um die

Verschwenkachse 6 der dargestellten Schraube, die in Axialrichtung verläuft, ortsfest am Gehäuse13 angeschlossen. Der Verstellring 1 weist in diesem Bereich jeweils ein Langloch 17 auf, durch welches Verschwenkachse 6, hier gebildet durch eine Schraube, hindurchgreift.

Beim Verdrehen des Verstellringes 1 in der Umfangsrichtung 2 wird jedes

Blendensegment 4 mit seinem zweiten Umfangsende 7 radial nach innen in den Arbeitsraum 15 verschwenkt.

In den Figuren 2 und 3 Figur 2 sind die Blendenelemente 4 in der aktiven und inaktiven Position dargestellt, so dass die Funktion des Schwenkens deutlich wird. Das erste Umfangsende 5 des Blendensegments 4 ist über die Verschwenkachse 6 ortsfest im Gehäuse 13 angeschlossen. Auch das im Verstellring 1 vorhandene Langloch 17 ist ersichtlich. Das Langloch 17 ermöglicht die Verdrehung des Verstellringes 1 in der Umfangsrichtung 2. Der angedeutete Bund 19 am

Gehäuse 13 führt den Verstellring 1 bei der Drehung.

Der Lagerzapfen 18 ermöglicht ein Verschwenken des zweiten Blendensegments 4 gegenüber dem Gehäuse 13 und dem Verstellring 1.

Das Gehäuse 13 beziehungsweise ein Teil desselben weist im Bereich des zweiten Umfangsendes 7 des Blendensegments 4 ein erstes Langloch 9 auf, hier teils verdeckt durch den Verstellring 1 und/oder das Blendensegment 4 selbst. Dieses Langloch 9 verläuft in der Umfangsrichtung 2 und radial nach innen.

Genauer verläuft dieses erste Langloch 9 in einer Umfangsrichtung um die entsprechende Verschwenkachse des Blendensegments 4, dessen zweites Umfangsende 7 dargestellt ist. Im Bereich des ersten Langlochs 9 weist der Verstellring 1 ein zweites Langloch 10 auf, das in der Radialrichtung 11 verläuft, hier ausschließlich radial zur nicht dargestellten Drehachse 12 (siehe die Figur 1 ). In beiden Langlöchern 9, 10 wird der Lagerbolzen 18 geführt, der ortsfest im Blendensegment 4 im Bereich dessen zweiten Umfangsendes 7 gehalten wird. Anstelle des Lagerbolzens 18 mit den zwei Lagerbolzenbereichen 8.1 und 8.2 ) kann aber eine Schraube und daran befestigte Kulissensteinen, die in den

Langlöchern 9 und 10 geführt werden, verwendet werden.

Wenn nun der Verstellring 1 in der hier gezeigten Umfangsrichtung 2 verdreht wird, so bewegt sich der Lagerbolzen 18 in den beiden Langlöchern 9 und 10 in der Umfangsrichtung 2 und in der Radialrichtung 11 , siehe die eingezeichneten Pfeile. Damit wird auch das zweite Umfangsende 7 des Blendensegments 4 entsprechend bewegt und schwenkt in den Arbeitsraum 15 (Fig 1 und 2) ein.

Jedes Blendensegment 4 ist demnach an seinen beiden Umfangsenden 5, 7 gelagert, wobei der Kraftangriff an jedem Blendensegment 4 im Bereich des zweiten Umfangendes 7 erfolgt. Hierdurch und durch die Vermeidung der

Krafteinleitung in das Blendensegment 4 mit einem starren Anschluss werden Schwingungen und unerwünschte Verformungen der Blendensegmente 4 vermieden.

Figur 4 zeigt den Schnitt A-A aus dem noch einmal hervorgeht wie die

Blendenelemente 4 an den Umfangsenden 5, 7 zueinander gekoppelt sind.

Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 5 und 6 sind vier Blendensegmente 4 vorgesehen, die entsprechend der anhand der Figuren 1 bis 5 dargestellten Funktionalität aus ihrer inaktiven Position in der Figur 5 in ihre aktive Position in der Figur 6 verschwenkbar sind. Auch hier sind die Blendensegmente 4 an ihrem ersten Umfangsende 5 mit einer entsprechenden Schraube 6 ortsfest in einem Gehäuse 13, beispielsweise gebildet durch den Stator einer hydrodynamischen Maschine, gelagert und mit ihrem zweiten Umfangsende 7 derart mittels des Lagerbolzens 18 in Langlöchern geführt, dass die Blendenelemente 4 nach innen radial nach innen verschwenkbar sind.

Bezugszeichenliste

1 Verstellring

2 Umfangsrichtung

3 Aktuator

4 Blendensegment

5 Umfangsende

6 Verschwenkachse

7 Umfangsende

8 Lagerbolzenbereich

9 Langloch

10 Langloch

1 1 Radialrichtung

12 Drehachse

13 Gehäuse

14 Stator

15 Arbeitsraum

16 Schaufeln

17 Langloch

18 Lagerzapfen

19 Bund