CN112739585A - 液力缓速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液力缓速器，所示液力缓速器具有转子和定子或者具有转子和逆向转子，转子和定子或者转子和逆向转子共同构成环状的可由工作介质填充的工作腔，以借助液力的工作腔工作介质循环传递扭矩；具有外部工作介质循环，其中设有用于从工作介质中输出热量的热交换器，其中，外部工作介质循环通过工作介质入口和工作介质出口工作介质导通地连接在工作腔上并且工作介质入口以及工作介质出口在工作腔的环外径上通入工作腔中；具有通入外部工作介质循环中的工作介质输入管路。按照本发明的液力缓速器的特征在于，芯环填充管路工作介质导通地连接在工作腔上，芯环填充管路在环外径的径向内部通入工作腔的芯环中。

Description

液力缓速器
本发明涉及一种具体按照权利要求1的前序部分所述的液力缓速器，所述液力缓速器具有位于缓速器的工作腔中的、在此被称为工作腔工作介质循环的内部工作介质循环并具有外部工作介质循环，在所述外部工作介质循环中布置有热交换器。
本发明所涉及的液力缓速器例如可以安装在交通工具传动装置中和/或利用传动装置的工作介质、尤其是油工作。如果通过传动装置工作介质实现缓速器的工作介质供给，那么相应地仅有传动装置的工作介质压力可供用于填充缓速器的工作腔。
专利文献EP 2 300 696 B1公开了按照本发明类型的缓速器。该液力缓速器具有外部工作介质循环，通过工作介质输入管路能够将工作介质输入所述外部工作介质循环中，以便填充缓速器的工作腔。所述工作介质输入管路为此连接在缓速器切换阀上并且能够通过该缓速器切换阀选择性地与工作介质压力管路(工作压力平面)和贮罐管路连接，从而也能够通过工作介质输入管路将工作介质从外部工作介质循环中输出。缓速器的工作腔的填充和排空在此通过所谓的间隙式填充或者间隙式排空和外部工作介质循环实现。外部工作介质循环为此连接在工作介质入口和工作介质出口上，所述工作介质入口和工作介质出口分别在工作腔的环外径上通入所述工作腔中。由于工作介质在工作腔中的循环流动而在该环外径上存在相对较高的压力。
此时为了调节应当由液力缓速器产生的确定的制动力矩，必须将工作介质输入外部工作介质循环中或者从所述外部工作介质循环中输出。对该输入和输出的调控例如可以通过具有工作介质压力管路接口和贮罐管路接口的所谓的换向阀实现。然而由于外部工作介质循环通过环外径上的工作介质入口通入，因此需要相对较大的压力以填充循环。该所需的压力可能比由传动装置工作介质提供的最大压力更大，所述最大压力通过传动装置的压力供给装置确定。这使得在这种情况下，通过缓速器只能控制相对较小的制动力矩。
因此本发明所要解决的技术问题在于，这样改进按照本发明类型的液力缓速器，使得在工作介质压力管路中的工作介质压力更低时也能够通过液力缓速器产生足够大的制动力矩。
按照本发明的技术问题通过具有权利要求1的技术特征的液力缓速器解决。在从属权利要求中给出了本发明的有利的和特别适宜的设计方案。
通过按照本发明的解决方案，将液力系统内在工作腔工作介质循环和外部工作介质循环中的不同压力水平用于控制或者调控对工作腔的填充及排空或者对最佳填充度的设置。在设置工作介质的期望的填充度时的精确性能够得到改善。同时有利地减少已经在工作腔中受热的热工作介质向贮罐的回流，所述贮罐通常由传动装置的油槽构成。
具体而言，按照本发明的液力缓速器具有转子和定子或者具有转子和逆向转子(Gegenlaufrotor)，其中，转子和定子或者转子和逆向转子共同构成环状的、能够由工作介质填充的工作腔，以便借助液力的工作腔工作介质循环将扭矩从转子传递至定子或者从转子传递至逆向转子并且由此使转子制动。如果液力缓速器连接在交通工具传动装置上，由所述交通工具传动装置的供油装置供给，和/或液力缓速器集成在该交通工具传动装置中，则工作介质尤其是油、例如传动装置油。
液力缓速器还具有外部工作介质循环，热交换器设置在所述外部工作介质循环中，以便从已经在工作腔中受热的工作介质中输出热量。外部工作介质循环通过工作介质入口和工作介质出口工作介质导通地连接在缓速器的工作腔上，其中，所述工作介质入口和工作介质出口在工作腔的环外径上通入所述工作腔中。这意味着，通入部位于环壁的直径上并且在通过工作腔的轴向区段中观察没有在径向上更靠内地定位在环横截面内部。工作介质入口和/或工作介质出口例如在两个沿着轴向相互对置的、构成转子和定子或者构成转子和逆向转子的叶轮之间的间隙中通入。
设置有通入外部工作介质循环中的工作介质输入管路。
此外，按照本发明，芯环填充管路工作介质导通地与缓速器的工作腔连接，其中，所述芯环填充管路在环外径的径向内部通入工作腔的芯环中。由于在这种芯环中存在相对较低的压力，从而即使可供使用的工作介质填充压力有限时也能够相对容易地以工作介质填充工作腔。
按照本发明的设计方案由此有利地实现了工作腔的间隙式填充和间隙式排空、尤其是纯粹的间隙式填充和纯粹的间隙式排空，并且附加地尤其是在换向阀(工作介质输入管路借助所述换向阀优选连接在工作介质压力管路上并且尤其是连接在贮罐管路上)的其它切换位置中实现了芯环填充连同与其独立的间隙式排空。
优选克服芯环中的较低的压力水平由工作介质压力管路、尤其是传动装置的、例如传动装置的工作压力平面的工作介质压力管路进行纯粹的芯环填充，其中，芯环填充管路相对于缓速器的工作腔中以及在外部工作介质循环中的具有较高的工作介质压力的区域独立。工作介质从工作腔中的输出在此能够通过间隙式排空实现。由此能够在将工作介质输入工作腔和从工作腔中输出工作介质时分别利用最大可能的压力差。
工作介质输入管路优选借助换向阀连接在工作介质压力管路并且尤其连接在贮罐管路上，其中，特别有利地将换向阀设计为保压阀，所述保压阀的控制活塞在一侧被外部工作介质循环的压力、尤其是外部工作介质循环在工作介质出口中或者在工作介质出口后的压力加载，并且在另一侧沿着相反的方向被来自控制压力管路的控制压力加载，通过所述控制压力预设液力缓速器的期望的制动力矩并且所述控制压力尤其与期望的制动力矩成比例。
按照本发明的实施例，芯环填充管路从工作介质输入管路中分支。特别在这种情况下适宜的是，基于以工作介质经由工作介质输入管路对外部工作介质循环的填充，沿着工作介质在工作介质输入管路中的流动方向在芯环填充管路的分支点之后在工作介质输入管路中设置有节流装置，以便在工作介质输入管路中产生预设的压力差。
此外适宜的是，在芯环填充管路中设置用于在芯环填充管路中产生预设的压力差的节流装置。
如果设置两个节流装置，则所述节流装置能够在流动横截面中相互适配，以便达到芯环填充的期望的程度。
节流装置可以设计为持续节流装置或者可调节流装置。
尤其是在设置芯环填充管路从工作介质输入管路的分支时可以将换向阀设计为3/2换向阀、例如设计为前述保压阀的形式。
按照一种备选的实施方式，芯环填充管路与工作介质输入管路并行地并且相对于所述工作介质输入管路独立地设置。这意味着，流动通过工作介质输入管路的工作介质无法流动到芯环填充管路中。芯环填充管路和工作介质输入管路例如连接在换向阀的不同接口或者出口上。特别是在这种情况下可以将换向阀设计为4/2换向阀。
按照本发明的一种优选的设计方案，工作介质输入管路能够被工作介质沿着两个相反的方向穿流，以便不仅能够通过工作介质输入管路将工作介质输入外部工作介质循环并且由此输入换流器的工作腔中，也能够将工作介质从外部工作介质循环中输出以便排空所述工作腔。输入和输出在此优选能够在换向阀的相同的切换位置实现，并且根据存在的压力比，并且尤其是根据控制压力管路中的控制压力进行调整，通过所述控制压力预设缓速器制动力矩。在此可行的是，换向阀的控制活塞在相同的切换位置进行一定程度的移动，由此控制边缘调整换向阀上的压力差，以便实现期望的填充和排空。在此例如可以通过如所述那样将换向阀设计为保压阀来实现所述调整。
优选在外部工作介质循环中沿着工作介质的流动方向在热交换器的前方和后方设置有换向阀，以便选择性地将热交换器相对于外部工作介质循环脱耦。例如沿着流动方向在热交换器前方设置换向阀，所述换向阀将外部工作介质循环的对应接口选择性地与热交换器以及选择性地与贮罐管路连接。沿着工作介质的流动方向在热交换器的后方尤其可以设置换向阀，所述换向阀将热交换器的对应接口选择性地与外部工作介质循环的接口和贮罐管路的接口连接，所述贮罐管路同时能够工作介质导通地与在工作介质输入管路中的或者在所述工作介质输入管路前方的换向阀连接。
在以工作介质部分地填充工作腔，而其中并不存在芯环中的工作介质体积时，也能够通过在环外径上通入的工作介质出口实现工作介质从工作腔的输出，从而也能够设置特别小的制动力矩。同时也可以在缓速器的转速较大，随之在工作介质循环中产生较高的工作介质压力时通过芯环填充来现完全填充。
下面将根据实施例和附图示例性地描述本发明。
在附图中：
图1示出了本发明的第一实施例；
图2示出了缓速器的工作腔中的工作介质循环和用于按照本发明的缓速器的工作介质空间上的接口的示意性视图；
图3示出了本发明的另一实施例。
图1示意性地示出了具有外部工作介质循环6的液力缓速器1。外部工作介质循环6通过工作介质入口8和工作介质出口9工作介质导通地连接在缓速器1的工作腔4上。接口和工作腔4的细节在图2中示意性地示出。
工作腔4由装有叶片的转子2和装有叶片的定子3构成。转子2和定子3沿着轴向、即沿着转子2的转动轴线的方向以轴向间隙相互对置。通过转子2的转动驱动装置使工作腔4中的工作介质径向向外加速、进入定子3中，在那里径向向内减速并且重新径向向内地进入转子2中。由此构成了液力的工作腔工作介质循环5。
在横截面中示出的工作腔4在转子2的转动轴线的周向上呈环状，其中，环具有相应的环外径D。环外径D在此是指整圆的直径，由所述整圆的外径围绕转动轴线的旋转形成数学意义上的环。工作腔4的所谓的芯环12至少几乎位于环外径D或者工作腔4的中心，所述芯环相应地由工作腔工作介质循环5的孔眼确定。工作介质入口8和工作介质出口9都在工作腔4的环外径D上通入所述工作腔4中。
芯环填充管路11附加地通入工作腔4中。该芯环填充管路11通入芯环12中，即通入工作腔4的具有相对较低的工作介质压力、尤其是最低的工作压力的位置处，相反，工作介质出口9则尤其在压力较高的位置处通入工作腔4中。工作介质出口9的通入部为此例如也可以基于转子2的转动轴线在径向上更靠外地设置。工作介质入口8和工作介质出口9的在此示出的位置尤其可以相互交换。此外，工作介质入口8和/或工作介质出口9并非必须通入转子2和定子3之间的所示的间隙中。
图1示出，除了工作介质输入管路10之外还设置芯环填充管路11，所述工作介质输入管路尤其在缓速器壳体外连接在外部工作介质循环6上。然而工作介质输入管路10和芯环填充管路11连接在共同的换向阀16上的接口上，所述换向阀设计为保压阀。换向阀16具有两个切换位置，并且除了所述工作介质输入管路10和芯环填充管路11的接口之外还具有用于工作介质压力管路17的接口和用于贮罐管路18的接口。换向阀16由此设计为4/2换向阀。
换向阀16的彼此相反定位的并且彼此相互作用的压力接口的其中一个在工作介质出口9后方与外部工作介质循环6连接，并且其中另一个与控制压力管路21连接，通过所述控制压力管路的控制压力调整液力缓速器1的期望的制动力矩。控制压力管路21还沿着工作介质在外部工作介质循环6中的流动方向在热交换器7的前方加载换向阀19，并且沿着工作介质在外部工作介质循环6中的流动方向在热交换器7的后方加载换向阀20。由此使得热交换器7能够选择性地接入外部工作介质循环6中以及从所述外部工作介质循环中断开，以便将热交换器7用于冷却来自缓速器1的工作介质或者其它冷却用途。在图1中在此示出了处于断开状态中的热交换器7，在所述断开状态中，外部工作介质循环6在换向阀19的出口侧与贮罐22连接，并且换向阀20将热交换器7与贮罐管路18连接。
如双箭头所示，工作介质输入管路10能够被工作介质沿着两个方向穿流，以便使工作介质输入外部工作介质循环6中或者使工作介质从所述外部工作介质循环6中输出。
在按照图3的设计方案中，芯环填充管路11的接口与按照图1的实施例不同地设计。除此之外参考图1和图2的视图，其中，对相应的构件使用相同的附图标记。
在按照图3的实施例中，芯环填充管路11从工作介质输入管路10中分支。为了建立适宜的压力比，设置有节流装置14和15，节流装置14在工作介质输入管路10中位于芯环填充管路11的分支点后方，并且节流装置15位于芯环填充管路11中。
换向阀16由此可以设计为2/3换向阀，相应地仅具有三个接口，因为可以省去工作介质压力管路17与芯环填充管路11的如图1所示的单独的连接。
芯环填充管路11从工作介质输入管路10中的分支点由13标注。
附图标记清单
1 缓速器
2 转子
3 定子
4 工作腔
5 工作腔工作介质循环
6 外部工作介质循环
7 热交换器
8 工作介质入口
9 工作介质出口
10 工作介质输入管路
11 芯环填充管路
12 芯环
13 分支点
14 节流装置
15 节流装置
16 换向阀
17 工作介质压力管路
18 贮罐管路
19 换向阀
20 换向阀
21 控制压力管路
22 贮罐
D 环面外径

Claims (11)

1.一种液力缓速器(1)，所述液力缓速器具有转子(2)和定子(3)或者具有转子(2)和逆向转子(3)，所述转子和定子或者转子和逆向转子共同构成环状的、能够由工作介质填充的工作腔(4)，以便借助液力的工作腔工作介质循环(5)传递扭矩；
所述液力缓速器具有外部工作介质循环(6)，在所述外部工作介质循环中设置有用于将热量从工作介质中输出的热交换器(7)，其中，所述外部工作介质循环(6)通过工作介质入口(8)和工作介质出口(9)工作介质导通地连接在工作腔(4)上，并且所述工作介质入口(8)以及所述工作介质出口(9)在工作腔(4)的环外径(D)上通入所述工作腔(4)中。
所述液力缓速器具有通入外部工作介质循环(6)中的工作介质输入管路(10)；
其特征在于，
芯环填充管路(11)工作介质导通地连接在工作腔(4)上，所述芯环填充管路在环面外径(D)的径向内部通入所述工作腔(4)的芯环(12)中。
2.根据权利要求1所述的液力缓速器(1)，其特征在于，所述工作介质输入管路(10)借助换向阀(16)连接在工作介质压力管路(17)上并且尤其是连接在贮罐管路(18)上。
3.根据权利要求1或2之一所述的液力缓速器(1)，其特征在于，所述芯环填充管路(11)从工作介质输入管路(10)中分支。
4.根据权利要求3所述的液力缓速器(2)，其特征在于，沿着工作介质经由工作介质输入管路(10)流入工作腔(4)的流动方向，在芯环填充管路(11)的分支点(13)的后方设置有用于在工作介质输入管路(10)中产生预设的压力差的节流装置(14)。
5.根据权利要求3或4所述的液力缓速器(1)，其特征在于，在芯环填充管路(11)中设置有用于产生预设的压力差的节流装置(15)。
6.根据权利要求2至5之一所述的液力缓速器(1)，其特征在于，所述换向阀(16)设计为3/2换向阀。
7.根据权利要求1或2所述的液力缓速器(1)，其特征在于，所述芯环填充管路(11)设计为与工作介质输入管路(10)并行并且相对于所述工作介质输入管路独立。
8.根据权利要求2和7所述的液力缓速器(1)，其特征在于，所述芯环填充管路(11)和工作介质输入管路(10)连接在换向阀(16)的不同出口上。
9.根据权利要求8所述的液力缓速器(1)，其特征在于，所述换向阀(16)设计为4/2换向阀。
10.根据权利要求2至9之一所述的液力缓速器(1)，其特征在于，工作介质能够沿着两个相反的方向穿流过所述工作介质输入管路(10)，以便选择性地使工作介质导入外部工作介质循环(6)和从所述外部工作介质循环中输出。
11.根据权利要求1之10之一所述的液力缓速器(1)，其特征在于，在外部工作介质循环(6)中，沿着工作介质的流动方向在热交换器(7)的前方和后方分别设置有至少一个换向阀(19、20)，以便将所述热交换器(7)与外部工作介质循环(6)脱耦。
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