CN211820467U - 液力耦合器 - Google Patents

Abstract

一种液力的耦合器，所述耦合器具有装有叶片的一级叶轮(2)和装有叶片的二级叶轮(3)，所述一级叶轮和二级叶轮这样构造，使得两个叶轮(2、3)能旋转地支承并且构成能够被油填充的工作空间，在所述工作空间中能够通过形成流动将扭矩从其中一个叶轮(2)传递至另外的叶轮(3)，所述耦合器还具有与固定的壳体(5)连接的油入口通道(7)，其中，所述油入口通道(7)具有至少一个喷嘴(18)，从而能够产生自由射束，并且其中，两个叶轮(2、3)的其中一个在叶轮的根部区域中具有至少两个用于使油进入工作空间中的贯穿的开口(11)并且针对每个开口(11)分别具有圆弧形的槽(12)，其中，相应的槽(12)在端部通入所述开口(11)之一中，其中，槽(12)位于圆上，所述圆的圆心位于叶轮的旋转轴(20)上，并且其中，所述槽(12)的深度(t)沿着圆弧朝向开口(11)增大，所述槽通入所述开口中。

Description

液力耦合器

技术领域

本实用新型涉及一种液力耦合器，所述液力耦合器具有装有叶片的一级叶轮和装有叶片的二级叶轮，所述一级叶轮和二级叶轮这样构造，使得两个叶轮能旋转地支承并且构成能够被油填充的工作空间，在所述工作空间中能够通过构成流动从其中一个叶轮向其它叶轮传递扭矩，所述液力耦合器还具有与固定的壳体连接的油入口通道。这种液力耦合器也作为涡轮耦合器或者流体耦合器已知。

背景技术

为了能够控制扭矩的传递，工作空间必须能够受控地以油填充并且排空。大多通过耦合器的外周的区域中的孔实现流出口。通过穿过叶轮的壁的油入口这样实现流入口，使得油被吸入工作空间中。由于离心力，油被径向向外地输送。该向外的输送方向与工作空间中的用于传递扭矩的流动叠加，并且由此产生了油的流量。为了控制油的流量或者为了控制填充和排空而在流入口并且通常也在流出口中设置阀门。

在专利文献DE 3610106 C1中例如描述了这种液力耦合器，所述液力耦合器在外周的区域中具有流出开口并且具有经由壳体中的通道的油入口。油穿过其中一个旋转的构件流入工作空间中，在这种情况下穿过一级叶轮的壁。

如果涉及可调控的耦合器，则能够通过调整流入口调节耦合器的填充量。油流出口持续地打开，从而调节形成一定的油流量。通过油的流量输出在耦合器中产生的摩擦热。然而为此需要的油流量根据运行状态大有不同。然而在此出现的问题是，随着叶轮的转速的升高，越来越多的油通过油流出口被离心甩出。而在油入口处有更少的油流入工作空间中，因为旋转的叶轮的阻断效果随着更高的转速增大。在流出口中没有阀门的情况下只能够困难地调控这种耦合器。

为了解决所述问题，在上述公开文献中公开了具有能够控制的或者能够自发地调整的流出开口的耦合器，在所述耦合器中能够根据运行状态改变流出开口，以便能够使油的流量并且由此使冷却与不同运行情况中的相应需求适配。然而这要求在设计方面或者控制技术方面的显著的额外耗费，并且因此是严重的缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，扩展设计液力耦合器，使得在没有设计方面或者控制技术方面的较大耗费的情况下一方面实现耦合器在所有运行状态中的可靠的运行，并且实现可靠的冷却。

所述技术问题按照本实用新型通过按照本实用新型的液力耦合器解决。按照本实用新型的耦合器具有装有叶片的一级叶轮和装有叶片的二级叶轮，所述一级叶轮和二级叶轮这样构造，使得两个叶轮能旋转地支承并且构成能够被油填充的工作空间，在所述工作空间中能够通过形成流动将扭矩从其中一个叶轮传递至另外的叶轮，所述耦合器还具有与固定的壳体连接的油入口通道，按照本实用新型的耦合器的特点在于，油入口通道具有至少一个喷嘴并且两个叶轮的其中一个具有至少两个处于叶轮的根部区域中的用于使油进入工作空间中的贯穿的开口并且针对每个开口分别具有圆弧形的槽。其中，所述喷嘴设计为能够产生自由射束。相应的槽在端部通入其中一个开口并且所述槽位于圆上，所述圆的圆心位于叶轮的旋转轴上。此外，槽的深度沿着圆弧向开口增大，所述槽通入所述开口中。

按照本实用新型的解决方案的显著优点在于，油的输入更少地依赖于转速并且由此能够更容易地使耦合器中的油量保持或者控制为恒定。尤其是由此甚至能够实现，油的输入随着转速的增加同样增多。油作为自由射束通过油入口通道处的喷嘴喷入槽中。其中，所述自由射束优选基本上沿着轴向指向并且必要时还略微沿着切向指向。喷嘴例如可以是入口通道的端部处的孔或者有棱角的通道。能够通过入口通道中或者入口通道前的阀门控制入口处的油量。由于槽和开口的按照本实用新型的特殊的构造，通过旋转运动在开口前产生压力，并且油通过叶轮根部区域中的开口流入叶轮之间的运行缝隙中。油从那里通过旋转运动被吸入工作空间中并且由于离心力，油被径向向外地输送。

在按照本实用新型的解决方案中的油的输入尤其比通过具有升高的预压力的腔室实现油输入的设计方案更好，因为这种已知的耦合器需要更耗费的密封装置，并且因为在此旋转的构件在更高的转速中加强的阻断效果产生负面的影响。

油在此理解为所有类型的用于运行耦合器的运行液体；这例如也可以是冷却剂或者水。

开口位于叶轮的根部区域中，因为此处的圆周速度更低，这对于油的通过是有利的。在径向上观察比具有叶片的工作区域处于更小的半径上的区域被视为根部区域。即轮毂附近的区域。通过相应地选择槽的长度和深度可以影响输送效果并且由此有针对性地设计。用于输入油的开口优选设置在二级叶轮上，因为所述二级叶轮尤其在耦合器的具有耦合器壳罩的封闭的设计方案中针对油入口通道的连接能够更好地接近。

此外，能够通过开口和槽的数量有针对性地调节输入量。尤其优选的是，存在至少两个用于输入油的开口和至少两个槽。

为了能够在周向上更均匀分布地输入油，可以存在多个喷嘴、尤其可以在入口通道处存在与叶轮处的开口同样多个喷嘴。

有利的是，槽的深度基本上连续地朝向端部处的开口增大。由此产生了朝向开口的良好的流动。尤其有利的是，槽的深度与叶轮的规定的旋转方向相反地增大。由此在开口之前良好地产生压力。

开口和槽优选这样构造和布置，使得分别存在输送棱边和倾斜于旋转方向布置的壁。一旦输送棱边在运行中在来自喷嘴的油射束旁边扫过，则油被压入开口中。随着转速升高，输送棱边相应地更频繁地在油射束旁边经过并且油的输入随之增多。输送棱边和倾斜的壁构成了一种叶片。在此足够的是，开口或者槽的仅一部分壁构造为倾斜的壁。特别优选的是，倾斜的壁和输送棱边弯曲地设计。例如就像在开口设计为孔和/或槽通过指形铣刀或者立铣刀加工时所形成的那样。同样好地可行的是，在铸造设计时将槽和开口设计入叶轮中。

在另一种有利的设计方案中，倾斜的壁在横截面中与旋转方向形成25 °至80°之间、优选30°到60°之间的角。由此实现了特别良好的穿过开口的输送效果。

另一种按照本实用新型的耦合器具有耦合器壳罩，所述耦合器壳罩通过连接面与其中一个叶轮在所述叶轮的外周的区域中连接，并且因此能够与所述叶轮共同旋转并且与所述叶轮构成封闭的内部空间，其它叶轮位于所述内部空间中。内部空间是由其中一个叶轮和耦合器壳罩包围的空间。用于油的流出的流出开口优选布置在耦合器壳罩或者与所述耦合器壳罩连接的叶轮的外周上。特别优选的是，耦合器壳罩与二级叶轮连接。一级叶轮则例如安装在输入轴上。输入轴还可以具有轴向的中心孔，用于冷却的油在耦合器未激活时、即在工作空间排空时也能够通过所述中心孔输入。冷却由能够在这种情况下在一级叶轮和耦合器壳罩之间从工作空间旁边导引通过内部空间。

尤其存在至少一个油出口，油能够通过所述油出口从耦合器的内部空间向外流动。有助于进一步地简化和改善可靠性的是，在油出口的区域中不存在用于控制流出量的阀门。这只在以下情况中才是可行的，即在没有这种阀门的情况下也能够在所有运行状态中控制油的流量。这在按照本实用新型的耦合器中特别好地得到了解决。

附图说明

根据实施例在参照附图的情况下阐述本实用新型的其它有利的设计方案。所述特征不只能够在所示的组合中有利地实现，而且也能够单独地彼此组合。详细地在附图中：

图1示出了按照本实用新型的耦合器的示意性的视图；

图2示出了按照本实用新型的耦合器的槽的区域的沿着轴向的俯视图；

图3a示出了按照本实用新型的一种实施形式的槽的区域的展开图的横截面；

图3b示出了按照本实用新型的另一种实施形式的槽的区域的展开图的横截面。

具体实施方式

以下详细地描述附图。相同的附图标记标注相同的或者近似的构件或者部件。

图1在侧向的剖视图中示出了按照本实用新型的液力耦合器的上半部分。一级叶轮2和二级叶轮3构成约为环面形的工作空间6，在所述工作空间中，叶片这样布置在相应的叶轮中，使得在用油填充时能够将扭矩从其中一个叶轮向另一个叶轮传递。由此能够将扭矩从其上固定有一级叶轮2的输入轴1传递至与二级叶轮3连接的耦合器壳罩4。耦合器壳罩4和叶轮3构成封闭的内部空间，一级叶轮2位于所述内部空间中。

通过入口通道7实现油的输入14以便填充耦合器，所述入口通道通过壳体壁5与固定的壳体连接。油通过至少一个喷嘴18作为自由射束喷射至二级叶轮3的槽12中，所述槽位于叶轮3的根部区域中。通过所述槽的特别的、即朝相应的开口11的方向具有增大的深度t的设计方案使得油被压入贯穿的开口11中，所述开口同样存在与叶轮的根部区域中。在此通过叶轮3 的旋转辅助油的输入。槽12圆弧形地构造并且全部位于圆上，所述圆的圆心位于叶轮的旋转轴20上。在图2和图3a或者图3b中示出了槽12和开口 11的设计方案的细节。

由于在开口11之前的空间中不是通过特别高的预压力工作，而是通过自由射束，因此短的缝隙密封装置9足够用于密封输入油的区域。油随即通过叶轮3到达叶轮2和3之间的空间中。油从这里由于旋转经由运行缝隙10 被吸入工作空间6中。在工作空间6中由于叶片和给定的形状形成期望的流动。通过填充度能够控制扭矩的传递。

通过油出口8在径向外部实现油的输出14，所述油出口布置在叶轮3 的外周的区域中。在所示的设计方案中，所述油出口呈现为耦合器壳罩4中的径向的孔。但所述油出口同样能够良好地布置在叶轮3中并且同样能够良好地设计为轴向的或者切向的或者倾斜的开口或者孔。此外，所述油出口布置在穴状的凹部的区域中，所述凹部开设在叶轮3和耦合器壳罩4之间的连接面中。通过该穴使油在通过油出口8甩出之前产生积聚，这抑制油的发泡。所述穴在此存在于耦连器壳罩4中并且设计具有基本上恒定的深度。此外也可以存在多个穴。所述穴和叶轮3设计为，使得油必须围绕转向棱边15流动。每个穴在此确切地具有一个流出口8。

在耦合器排空时、也就是在工作空间6中不应当有油时，用于冷却的油能够从工作空间旁边流动通过内部空间，方式是所述油通过输入轴1中的轴向的中心孔17导入叶轮2和耦合器壳罩4之间的区域中。冷却油同样通过所述穴向出口8并且向外流动。在所有情况下、即在以被填充的耦合器运行时以及在排空期间或者在冷却油流从工作空间旁边经过时，油均能够积聚在所述穴中并且由此提浓，从而包含更少的空气。

在图2中针对之前描述的设计方案示出槽12和开口11的端侧的视图的示例。在此示出了具有三个槽12和三个开口11的设计方案。为了与油的期望的输送量适配，数量可以变化。同样可以调整槽的深度t和槽沿着圆周方向的长度。开口11设计为倾斜的孔，所述孔在其入口处与槽12共同构成叶片状的输送棱边19。所有槽12位于围绕叶轮的旋转轴20的圆上并且与在运行中产生的旋转方向13相反地朝向所述槽12的相应的开口11延伸。

图3a和图3b在横截面中示出了针对槽12和开口11的设计方案的两种变型的展开图。从中能够清楚地看出的是，槽的深度t分别朝向开口11、并且在此逆着叶轮的旋转方向13增大。槽12在端部通入倾斜的开口11中并且与所述开口构成输送棱边19。在此沿着切向和轴向、在没有沿着径向的分量的情况下给出了开口的斜度。当输送棱边19由于旋转在来自喷嘴的自由射束旁边经过时，所述输送棱边将油压入开口11中。在输送棱边19下方存在倾斜的壁21，所述壁还加强了穿过开口11的输送效果。

图3a和3b的区别只在于建议的制造。在图3a中示出了具有铣削的槽 12和钻出的开口11的设计。图3b备选地示出了作为铸造设计方案的变型。按照本实用新型的重要的特征存在于所述两个变型中。

附图标记列表

1 输入轴

2 一级叶轮

2a 叶片棱边

3 二级叶轮

4 耦合器壳罩

5 壳体壁

6 工作空间

7 油入口通道

8 油出口

9 缝隙密封装置

10 运行缝隙

11 开口

12 槽

13 旋转方向

14 入口处的油流

15 转向棱边

16 出口处的油流

17 中心孔

18 喷嘴

19 输送棱边

20 旋转轴

21 壁

t 槽的深度

Claims (14)

1.一种液力的耦合器，所述耦合器具有装有叶片的一级叶轮(2)和装有叶片的二级叶轮(3)，所述一级叶轮和二级叶轮这样构造，使得两个叶轮(2、3)能旋转地支承并且构成能够被油填充的工作空间，在所述工作空间中能够通过形成流动将扭矩从其中一个叶轮(2)传递至另外的叶轮(3)，所述耦合器还具有与固定的壳体(5)连接的油入口通道(7)，

其特征在于，

所述油入口通道(7)具有至少一个喷嘴(18)，从而能够产生自由射束，并且两个叶轮(2、3)的其中一个在叶轮的根部区域中具有至少两个用于使油进入工作空间中的贯穿的开口(11)并且针对每个所述开口(11)分别具有圆弧形的槽(12)，

其中，相应的槽(12)在端部处通入所述开口(11)之一中，其中，槽(12)位于圆上，所述圆的圆心位于叶轮的旋转轴(20)上，并且其中，所述槽(12)的深度(t)沿着圆弧朝向开口(11)增大，所述槽通入所述开口中。

2.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，存在至少两个开口(11)和至少两个槽(12)。

3.根据权利要求1或2所述的耦合器，其特征在于，存在多个喷嘴(18)。

4.根据权利要求3所述的耦合器，其特征在于，在入口通道(7)处存在与叶轮(3)处的开口(11)同样多个喷嘴(18)。

5.根据权利要求1或2所述的耦合器，其特征在于，槽的深度(t)连续地朝向开口(11)增大。

6.根据权利要求1或2所述的耦合器，其特征在于，槽的深度(t)与规定的旋转方向(13)相反地增大。

7.根据权利要求1或2所述的耦合器，其特征在于，开口(11)和槽(12)这样构造和布置，使得分别存在输送棱边(19)和倾斜于旋转方向(13)布置的壁(21)。

8.根据权利要求7所述的耦合器，其特征在于，壁(21)在横截面中与旋转方向(13)形成25°至80°之间的角。

9.根据权利要求8所述的耦合器，其特征在于，壁(21)在横截面中与旋转方向(13)形成30°到60°之间的角。

10.根据权利要求1或2所述的耦合器，其特征在于，存在耦合器壳罩(4)，所述耦合器壳罩通过连接面(16)与其中一个叶轮(3)在所述叶轮的外周的区域中连接，并且因此能够与所述叶轮(3)共同旋转并且与所述叶轮构成封闭的内部空间，另外的叶轮(2)位于所述内部空间中。

11.根据权利要求1或2所述的耦合器，其特征在于，存在至少一个油出口(8)，油能够通过所述油出口从耦合器的内部空间向外流出。

12.根据权利要求11所述的耦合器，其特征在于，在所述油出口(8)的区域中不存在用于控制流出量的阀门。

13.根据权利要求1或2所述的耦合器，其特征在于，在所述入口通道(7)中或者在所述入口通道(7)之前存在用于控制入口处的油流(14)的阀门。

14.根据权利要求1或2所述的耦合器，其特征在于，所述开口(11)存在于二级叶轮(3)处。

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