CN1914441A - 液力离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液力离合器，其包括泵叶轮(1)和涡轮(2)；所述泵叶轮和所述涡轮共同限定了一工作空间，其可充满工质，用于将转矩由泵叶轮传递到涡轮上。壳体(3)具有一个或多个排放口(4)，用于将工质从工作空间和壳体中排出。在壳体下方设置有用于收集从所述排放口(4)排出的工质的收集槽(5)，所述壳体(3)被浸入到该收集槽中，其中在所述收集槽(5)中设置有至少一个带有排流边(6.1)的排流口(6)，该排流口定位在距底部预定距离处的收集槽(5)的底部(5.1)上方，以及所述壳体(3)浸入到收集槽(5)中到这种程度，使得它延伸到排流边(6.1)下方的区域中。

Description

液力离合器

技术领域

本发明涉及一种可连接在传动机和做功机械之间的液力离合器，以及特别是一种组件，其具有车辆的传动马达、可由该传动马达驱动的空气压缩机以及设置在该传动马达与该空气压缩机之间的传动连接中的液力离合器。

背景技术

液力离合器在针对不同应用目的的多种实施形式中是公知的。对于这种液力离合器的可能的使用范围是由车辆传动马达至空气压缩机的转矩或者一般的驱动功率的传递，其中后者给车辆的压缩空气设备提供压缩空气。液力离合器设置在这种传动系中的优点是，传动马达或连接在传动马达后的传动机构与空气压缩机之间的阻尼振荡，众所周知，这归因于液力离合器的自然特性。因此例如避免了在往复活塞空气压缩机的传动中，在活塞的上止点的区域中，负转矩由压缩机回传到传动机构上，这可以导致在传动机构中的齿轮摩擦和过量磨损。

作为在传动机—这里为柴油机，和空气压缩机—这里为径向空气压缩机之间设置液力离合器的例子，参阅公开文献DE 32 33 567 A1。

在许多实施形式中，液力离合器具有壳体，其部分地通过泵叶轮来构造，使得壳体在液力离合器的运行中以输入轴的旋转速度运转。在此，泵叶轮通常与连接在其上的壳体部分一起包围涡轮。泵叶轮和涡轮在此这样彼此相对，使得它们形成共同的工作空间，其可以填满工质，例如油、水或具有这些物质的一种或两种的混合物，使得转矩或一般的旋转功率由泵叶轮通过该工质传递到涡轮上。

由于这种液力离合器的壳体旋转，工质排出管路—通过该管路，工质从该工作空间被“干净地”排出—的连接是高成本的，因为需要相应的转动连接(Drehverbindung)。因此，这种液力离合器实际上通常这样来实施，即该壳体具有—个或多个排放口，从该工作空间所排出来的工质从这些排放口喷出。所喷出的工质例如通过在离合器壳体下方的收集池来收集，并通过相应的出口或管路从该收集槽排出。

为了防止将制动作用施加到该液力离合器上—这导致传动系统的效率降低，该收集槽这样实施，即基本上不能产生油池或一般不能产生工质积累，该油池可能与离合器壳体相接触。这或者可以通过这种方式来实现，即该收集槽以相对于离合器壳体的足够的距离来设置，或者在该收集槽中实现相应的排流可能性，其避免工质在收集槽中的积累。

此外公知的是，在液力离合器中，由于在泵叶轮和涡轮之间的转差率，工质在运行中通过液体摩擦被加热。该热量的绝大部分通过工质流动排出。但是，工质的流动依赖于输入管中的压力。在泵叶轮的低转速的情况下以及由此在涡轮的低转速的情况下，仅有微小的输入压力可用。同时，在泵叶轮和涡轮之间具有大的转差率和相应大的加热功率。

在工作空间中同时液体摩擦大的情况下，通过液力离合器的低通流的不利组合可导致液力离合器中的不允许的温度升高。

此外，特别在传动马达、尤其是车辆传动马达和空气压缩机之间的传动连接中使用液力离合器时出现这样的问题，即在排空或尽可能排空的液力离合器时，该液力离合器通过该压缩机系统激励产生振荡，因为这些振荡产生振动和噪声，所以这些振荡是不期望的。

发明内容

本发明的任务在于，这样构造液力离合器或提供一种具有这种液力离合器的组件，其在所有运行状态中可靠地避免液力离合器的不允许的加热。此外，应该说明一种用于液力离合器的可靠的运行方法，其在所有运行状态下将热量从液力离合器中可靠地散出。根据本发明的一个实施形式，应该同时避免不期望的、如在上面已所说明的振荡。

根据本发明的任务通过一种具有权利要求1所述特征的液力离合器或一种根据权利要求7的组件以及一种如在权利要求10中所描述的方法来解决。从属权利要求描述了本发明有利的且合乎目的的扩展方案。

根据本发明，离合器的工作空间中所产生的热量的一部分通过液体冷却在该离合器壳体的外表面上被排出。这通过这种方式来实现，即液力离合器的壳体如此浸入在用于收集从壳体中设置的排放口排出的工质的壳体下方的收集槽中，使得至少在预定的运行状态下，有利的是在泵叶轮和涡轮之间具有高转差率的运行状态下，至少壳体的下部区域位于已经在收集槽中积累的工质浴(Arbeitsmediumbad)或工质池中。

特别是在连接到泵叶轮上的壳体中，或者在液力离合器的这些实施形式中—其中，泵叶轮构成壳体的一部分，并由此环绕壳体—壳体的整个外环周面有利地穿过工质浴或工质池，特别是油池—当油用作工质时。由此进行离合器壳体外表面的液体冷却，其中与壳体的静止的浸入相比，通过离合器壳体表面的旋转运动穿过工质浴，由表面到工质浴的热传导被增强了。

此外，液力离合器壳体的浸入引起振荡阻尼，其特别简单且可靠地完全或基本上避免了例如在排空或尽可能排空的液力离合器中振荡的出现。

根据本发明的一种有利的实施形式，壳体并非始终，而是仅仅在预定的运行状态中，浸入工质池或工质浴中。这些所选出的运行状态有利地是这样的运行状态，在其中在泵叶轮和涡轮之间的转差率大，例如超过百分之50，即泵叶轮以多于两倍的涡轮速度旋转，其中这些转差状态通常出现在离合器的低转速情况下。自然，也可以选择其它的转差率边界值，在其之上设置将壳体浸在收集槽中的工质池、特别是油池中。例如是所谓的百分之60、70、80或90。

通过在壳体的低转速情况下将离合器壳体浸入积累在收集槽中的工质中，在这样的运行状态中进行根据本发明的液体冷却，即其中在工作空间中产生的热量大，而由经过离合器的工质通流(Arbeitsmediumdurchsatz)排出的热量是小的。同时避免在壳体的、其中在离合器中的热量生成相对地小并且通过工质通流排出的热量大的高转速情况下的浸入，使得壳体的和由此离合器的、特别是泵叶轮的降低传动效率的制动不发生。

可以通过不同结构的构型来保证工质池在收集槽中的积累和部分或完全地移除。根据第一实施形式，收集槽具有至少一个带有排流边的排流口，其以预定的距离设置在收集槽的底部上方。由此，一方面限制了在收集槽中的工质池的最大高度。另一方面，可采取附加的措施，以便在预定的运行状态中引起将收集槽排空到排流口或排流边之下的水平。

根据第一措施，液力离合器的壳体在其外侧上具有叶片组，其在积累在收集槽中的工质内“搅动”。随着离合器壳体转速的增加，该“搅动化”更加剧烈，并且导致工质通过这些排放口从收集槽中溢出。由此，当与经由液力离合器所输送的相比，从收集槽排出更多的工质时，在该收集槽中的工质平面的水平下降。特别是在预定的转速之上，该水平如此强烈地下降，使得液力离合器的壳体不再浸在收集槽中的工质中。在高转速的情况下，通过在壳体外侧上的叶片组，也可以造成工质池的雾化，其中该雾随后从该收集槽中消散或被吸出。

根据第二措施，在至少一个具有排流边的排流口下方可以设置有附加的开口，这些开口在事先被阻塞之后，被有针对性地打开。由此工质可以从收集槽中漏出。该打开例如可以在液力离合器的、即泵叶轮的、涡轮的和/或壳体的预定的转速之上和/或例如百分之50或更少的预定的转差率之下进行。

根据第三措施，在预定的运行状态中，例如与第二措施相关联地描述的状态中，工质借助泵从收集槽中泵出。

所有这三个措施都可以单个地、按组地或组合地被实施。

根据本发明的液力离合器的所有实施形式都具有泵叶轮和涡轮，其中泵叶轮和涡轮共同形成工作空间，其可装满有工质用于将转矩由泵叶轮传递到涡轮。该工质可以是油、水或这两种物质的以及具有这些物质中的一种或两种的其它物质的混合物。此外，设置有壳体，其具有一个或多个排放口用于从工作空间排出工质，其中工质通过排放口从该壳体被输送出或喷出。

在该壳体的下方设置有收集槽用于收集从排放口或那些排放口排出的工质。在此，在本发明的意义中，下方意味着，收集槽的底部并以预定的距离位于壳体的底边之下。壳体浸入到收集槽中，使得在收集槽中收集工质时，它伸入到工质中。

根据本发明的第一实施形式，收集槽具有至少一个带有排流边的排流口，其以预定的距离设置在收集槽的底部之上。由此，当该工质平面已经达到排流边的高度时，工质开始从收集槽通过排放口流出。

排流边设置在测地学上(geodaetisch)比离合器壳体的底边更高的位置上，由此，在收集槽中的工质的液面可以升高到这样的程度，使得至少离合器壳体的下部区域浸入至在收集槽中积累的工质内。

根据一种特别的构型，在排流边之下的收集槽没有任何排出工质的开口，这样保证了在那些所期望的运行状态中形成工质积累。

当壳体在其外侧上支承叶片组并以泵叶轮的、涡轮的旋转速度或其它预定的速度运转时，该叶片组在预定的转速之上，与通过液力离合器所输送的相比，将更多的工质通过排流口或那些排流口铲出，使得在收集槽中的工质的液面下降。相反，在离合器壳体的低转速的情况下，在外侧上的铲挖不可达到足够的铲挖效果，使得在收集槽中的工质一直积累到或几乎积累到排流边，并且将相应大的冷却效果施加到壳体的外侧上。

根据本发明的液力离合器-其包括具有或没有在排流口中的排流边的所示的收集槽—可以特别有利地被引入在车辆传动马达和由传动马达所驱动的空气压缩机之间的传动系中。设置液力离合器能够实现有针对性地接通和关断空气压缩机，其中同时避免了转矩由压缩机传递到例如被法兰连接在传动马达上的传动机构上，其传动轴处于与离合器的泵叶轮轴的有效连接中。该传动马达特别地构造为内燃机，而该空气压缩机特别地是往复活塞空气压缩机。

一种组件，其中设置有根据本发明的液力离合器、车辆传动马达和空气压缩机，有利地具有这种构造，即液力离合器法兰连接或接合在该车辆马达上，或者至少部分地与它整体地构造。在此，收集槽的排流口(这些排流口)的排流边可以在马达中构造。当在收集槽中的油液面越过排流边的水平，或者壳体的外叶片组的铲挖效应足够大时，工质—在这种情况下是油—特别有利地从收集槽经由排流边被输送到马达中或流到马达中。

附图说明

随后借助实施例来更详细地说明本发明。其中：

图1示出根据本发明实施的液力离合器的侧边俯视图；

图2示出沿着图1中的线A-A的轴向剖面图。

具体实施方式

在图1中示出了液力离合器11，确切地说，特别是壳体3的外表面以及始端的离合器输入轴14和离合器输出轴15。此外，示意性地示出收集槽5，其具有在排流口6中的排流边6.1。在此，排流口被理解为在排流边6.1之上的空腔，当在收集槽5中积累的工质的液体平面—如所示的—达到和越过排流边6.1的测地学上的水平时，工质通过该空腔从工质池13中流出。此外，在壳体3的预定转速之上，工质可以从工质池13通过在壳体3上的外部的叶片组7被一起带走并且从油槽5中被输出，例如以油蒸汽的形式，工质油通过叶片组7被搅成油蒸汽，其随后通过排放口6消散或被主动地吸出。

可替代地，收集槽5在其内侧上可以设置有例如具有沟(未示出)形式的收集装置，其收集由叶片组7离心到收集槽5的工质液面之上的内壁上的工质并从收集槽5向外排出。

收集槽5具有底部5.1，在工质从离合器11中被排出之后，在该底部上开始积累。

如图1中很示意性地示出的，离合器输入轴14处于与车辆传动马达12的传动连接中，而离合器输出轴15处于与特别构造为往复活塞空气压缩机的空气压缩机16的传动连接中。

转矩由车辆传动马达12通过离合器输入轴14传递到与壳体3整体构造的泵叶轮1上。通过装满由泵叶轮1和设置在壳体内部并与泵叶轮1相对的涡轮2所构造的环面形的工作空间，转矩或传动功率由泵叶轮1传递到涡轮2上，并且通过旋转固定地连接在涡轮2上或与其整体地构造的离合器输出轴15传递到压缩机16上。

尽管收集槽特别地在图1中示意性地以实施为单个构件的槽的形式被示出，该收集槽5也可以通过例如车辆传动系的其它部件的相邻于液力离合器11而设置的构件来构造。如图2中所示，排流边6.1特别地通过车辆传动马达12的构件来构造。

在图2中，其中示出了在泵叶轮1和涡轮2之间穿过液力离合器11的轴向剖面图，使得清楚地看到涡轮2的端面的俯视图，此外例如看到多个排放口4中的一个，这些排放口穿过壳体3的外壁而被引入。排放口4，其例如示例性地代表多个设置在壳体3的整个环周上的排放口，以相对于壳体3的径向9的预定的角度8而倾斜。在此，该倾斜如此实施，使得当径向地从内向外观察排放口4的走向时，该倾斜与通过箭头10所示出的壳体3的旋转方向相反而对准。所示出的相对于径向9的倾斜的对准具有这样的优点，即一方面，可能完全排空液力离合器11，另一方面，在排空液力离合器11时，通过该排放口4产生反冲效应，其像喷气传动的方式将按照旋转方向10的传动力施加到液力离合器11上，即至少到壳体3上和必要时到液力离合器11的泵叶轮1上。

此外，在图2中可看到，液力离合器11被法兰连接在马达12上。然而，因为在液力离合器11的径向9，即在图2中所示的轴向剖面图的方向观察，马达12具有比液力离合器更大的宽度和高度，可看到在液力离合器11的右边和上方的马达12的部分。此外，在图1中可看到位置17，在这些位置上，液力离合器11被侧面地法兰连接在马达12上。

Claims (13)

1.液力离合器，

1.1.具有泵叶轮(1)；

1.2.具有涡轮(2)；

1.3.所述泵叶轮(1)和所述涡轮(2)共同限定一工作空间，该工作空间能充满工质，用于将转矩由所述泵叶轮(1)传递到所述涡轮(2)上；

1.4.具有壳体(3)，其具有一个或多个排放口(4)，用于将工质从所述工作空间和所述壳体(3)中排出；

其特征在于：

1.5.在所述壳体(3)的下方设置有收集槽(5)，用于收集从所述排放口(4)排出的工质，所述壳体(3)浸入到该收集槽(5)中，其中

1.6.在所述收集槽(5)中设置有至少一个带有排流边(6.1)的排流口(6)，其定位在所述收集槽(5)的所述底部(5.1)之上、距底部(5.1)预定的距离处，以及

1.7.所述壳体(3)浸入到所述收集槽(5)中到如下程度，它一直延伸到在所述排流边(6.1)的下方的区域中。

2.如权利要求1的液力离合器，其特征在于，所述泵叶轮(1)形成为所述壳体(3)的一部分。

3.如权利要求1或2的其中之一所述的液力离合器，其特征在于，所述壳体(3)在其外侧支承叶片组(7)。

4.如权利要求1至3的其中之一所述的液力离合器，其特征在于，在所述排流边(6.1)下方的所述收集槽(5)没有排出工质的开口，特别是没有任何开口。

5.如权利要求1至4的其中之一所述的液力离合器，其特征在于，所述排放口(4)以一个或多个穿过所述壳体(3)的孔的形式来实施，其以相对于所述壳体(3)的径向(9)的预定的角度(8)被倾斜地引入。

6.如权利要求5所述的液力离合器，其特征在于，径向地由内向外看，所述至少一个孔相对于所述径向(9)，与所述壳体(3)的所述旋转方向(10)相反地倾斜。

7.一种组件，其包括车辆传动马达(12)和一种如权利要求1至6的其中之一所述的液力离合器(11)，其泵叶轮(1)与所述车辆传动马达(12)的传动轴传动连接。

8.如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述液力离合器(11)接合或法兰连接在所述车辆传动马达(12)上，并且所述排流边(6.1)构造在所述车辆传动马达(12)中。

9.如权利要求7或8的其中之一所述的组件，其特征在于，所述组件包括空气压缩机(16)，特别是往复活塞式空气压缩机，其传动轴与所述涡轮(2)传动连接。

10.用于驱动具有权利要求1所述特征1.1至1.5的液力离合器(11)的方法，其特征在于，如此地调整工质流入和流出所述收集槽(5)，使得所述壳体(3)至少在所述离合器(11)的预定的运行状态中浸入收集在所述收集槽(5)中的工质池(13)中。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预定的运行状态是，所述离合器(11)的传动具有在所述泵叶轮(1)和所述涡轮(2)之间多于百分之五十的转差率。

12.如权利要求10或11之一所述的方法，其特征在于，所述离合器(11)根据权利要求3至9之一来实施，以及在所述壳体(3)的外侧所述叶轮组(7)从所述壳体(3)的预定的转速起，通过所述至少一个排流口(6)，从所述工质池(13)中输送出比引入到所述工质池(13)中的工质更多的工质，以致在所述工质池(13)中的工质量变少，使得所述工质池(13)的液体平面下降到所述壳体(3)之下的水平。

13.如权利要求10或11的其中之一所述的方法，其特征在于，在低于所述泵叶轮(1)和所述涡轮(2)之间预定的转差率时，和/或在超过所述泵叶轮(1)和/或所述壳体(3)和/或所述涡轮(2)的预定的转速时，所述收集槽(5)中的所述工质池(13)的所述液体平面通过打开所述收集槽(5)中的至少一个排流口或通过从所述工质池(13)中泵出工质而降低到在所述壳体(3)之下的水平。

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