CN213511947U - 液力偶合器、驱动系、货物输送机以及链式输送机 - Google Patents

液力偶合器、驱动系、货物输送机以及链式输送机 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及液力偶合器、驱动系、货物输送机以及链式输送机。液力偶合器具有至少一个第一叶轮作为泵轮(20)并且具有分别配属于泵轮(20)的第二叶轮作为涡轮(23)。通过泵轮(20)和涡轮(23)来形成工作腔(10)。为了传递转矩，工作腔(10)被填充或能被充填工作介质。在其中至少一个叶轮中设置有至少一个溢流通道(30)、优选多个溢流通道(30)，用以将工作介质从至少一个工作腔(10)中排出。优选地，该至少一个溢流通道(30)穿过相应的叶轮的叶轮壳。

Description

液力偶合器、驱动系、货物输送机以及链式输送机
技术领域
本实用新型原则上可以应用于任何类型的液力机械，因此可以应用于液力变矩器、液力偶合器或者液力减速器。然而，该应用在液力偶合器中特别有利，该液力偶合器具有通常由输入轴驱动的所谓的泵轮作为装有叶片的初级轮并且具有所谓的涡轮作为次级轮，该涡轮通过在工作腔中的循环流动由泵轮来驱动。涡轮通常通过从动轴来承载或者与这种从动轴保持驱动连接。
背景技术
从DE 202014006630公知一种液力机械，该液力机械尤其实施为液力偶合器。该偶合器具有装有叶片的初级轮和装有叶片的次级轮。这些叶轮形成环面形的、填充或者可充填有工作介质的工作腔，用于形成该工作介质的液力循环流动。通过液力循环流体，可以将转矩或驱动功率无损耗地并且阻尼转动振动地从初级轮(也被称作泵轮)传递到次级轮(也被称作涡轮)。在初级轮与次级轮之间的分隔间隙中可以设置伸入到工作腔中的固定的节流盘。通过节流盘的伸展和位置可以实现对偶合器的转矩限制。
还公知的是：通过调设初级轮与次级轮的距离来预先给定或设定功率数据。
从DE 10 2016 215 739 A1公知一种充填受控的偶合器，其中能通过在偶合器的工作腔中的流体量来控制可能的功率传递。
从EP 1 127 231 B1公知一种用于从驱动马达到作业机械的力传递的液力偶合器。优选地，涉及具有大的质量或者输送大的质量的作业机械、例如传送带。利用该液力偶合器实现了：驱动马达能仅在低负载下起动。在驱动马达到达其额定转速时才使作业机械运动，或者甚至在该驱动马达已经达到该额定转速之后才使作业机械运动。在作业机械的起动过程期间，液力偶合器将由其所传递的转矩自动地限制到特定的值，使得驱动马达和作业机械受到保护。该实用新型仅涉及如下这样的结构类型的液力偶合器，该述液力偶合器利用恒定量的工作液体来被运行。也就是说，在偶合器停下时，给该偶合器的内部空间充填所确定的工作液体量，该工作液体量在运行期间保持不变。然而，除了装有叶片的工作腔之外，偶合器还具有至少一个与初级轮一起转动的减速室。尤其是在偶合器停下时，工作液体的一部分积聚在该减速室中。通过该设计，实现了：装有叶片的工作腔在起动过程开始时只是部分地充填有工作液体并且在工作腔中的填充液位只是逐渐取得最大可能值。可以说：涉及一种具有对工作腔充填液位的内部影响的偶合器。还存在具有对工作腔充填液位的外部影响、例如借助于勺管对工作腔充填液位的外部影响的液力偶合器。这种类型的偶合器具有相似特性。然而，用于外部影响的装置的附加花费大多只有在功率密度很高的情况下才值得。
例如从DE 10 2016 118 588还公知一种液力偶合器，该种液力偶合器在叶轮处具有增大的表面并且由此能够传递更大的驱动功率。
存在驱动装置、例如用于在采矿业驱动传送带的驱动装置，其中并行布置多个液力偶合器用于功率传递。碰巧这些液力偶合器必须被更换。如果只须更换例如两个设置在像被驱动的鼓轮那样的驱动部位上的偶合器中的一个偶合器，则会建议在其中一侧装入具有更大的驱动功率的新的实施方案，但是常常放弃这样做，因为出于成本原因不应该同时更换多个、尤其是两个设置在被驱动的鼓轮上的液力偶合器。在另一侧通常使用驱动功率相同的偶合器。
在链式输送机的情况下，通常设置多个驱动器，这些多个驱动器在空间上不同的位置对链条进行驱动。由于与链条的连接，在相应的与链条连接的液力偶合器的从动侧的转速被预先给定。由此，在不同的液力偶合器的情况下得到所传递的不同的功率。这样，例如具有大的叶片轮廓(也被称作XL轮廓)的液力偶合器可以在滑移率相同的情况下具有比叶片尺寸小的液力偶合器更高的功率。如果现在这两个偶合器共同被设置在链式输送机上，则据此可能导致具有XL轮廓的液力偶合器的过载。
实用新型内容
本实用新型所基于的任务在于提供一种液力偶合器，该液力偶合器的功率和工作能力可以被降低。优选地，该工作能力能由于液力偶合器的结构而被降低。
按照本实用新型，该任务通过如下的液力偶合器来解决。所述液力偶合器具有至少一个第一叶轮作为泵轮，其中，给每个泵轮分别配属有第二叶轮作为涡轮，其中，通过泵轮和涡轮来形成工作腔，并且，为了传递转矩，所述工作腔被填充或能被充填工作介质，其中，在其中至少一个叶轮中设置有至少一个溢流通道，用以将工作介质从至少一个工作腔中排出。
本实用新型具有有利的实施方案。
优选地，在其中至少一个叶轮中设置有多个溢流通道，用以将工作介质从至少一个工作腔中排出。
优选地，所述至少一个溢流通道穿过相应的叶轮的叶轮壳。
该任务通过如下方式来被解决：新使用的液力机械、尤其是液力偶合器的驱动功率有意被降低。在稍后的时间点，该降低可以再被取消。由此，如果一个或多个其它液力偶合器也被转换成驱动功率提高的偶合器，则可以完成向驱动功率提高的液力偶合器的转换。
这样的改换的花费和成本应该尽可能低。尤其值得期望的是在不拆卸偶合器的情况下进行改换。
通过溢流通道可能改变偶合器的功率曲线、尤其是降低可传递的转矩。通过溢流通道可能将工作介质从工作腔中排出。由此可以降低可由偶合器传递的转矩。
如果例如在链式输送机上设置多个驱动系并且这些液力偶合器之一可能已经在滑移率高的情况下将较大转矩传递到链条上，则存在恰好该驱动系过载的危险。其原因在于：由转矩引起偶合器的驱动功率并且该驱动系经由链条与其它驱动系连接。在这样的格局下，有利的是降低可传递的驱动功率或使可传递的驱动功率与其它驱动系相协调。该协调或降低尤其可以通过液力偶合器来进行。
已经被证明为有利的是：溢流通道具有穿过叶片壳的开口。
在一个优选的实施方式中，溢流通道具有分支，其中，该分支优选地具有朝向勺管的开口。由此，可以将工作介质从工作腔直接输送给勺管。
在一个优选的实施方式中规定：至少一个溢流通道具有指向转动轴线的用于容纳工作介质的开口。由此，在工作介质流入到叶轮中时可以将工作介质排出。已经被证明为有利的是：在叶轮的径向靠内的二分之一的区域中、优选地是径向靠内的三分之一的区域中布置该开口。
在一个优选的实施方式中规定：溢流通道整合到叶轮的叶片中。溢流通道在叶片中的布置对稳定性产生有利影响。尤其可以通过叶片来对溢流通道进行支撑。也可设想的是直接布置在叶片之前。直接整合到叶片中所带来的另一优点是：阻止叶片与溢流通道的相对运动，这尤其也可对噪声形成产生有利影响。
在一个优选的实施方式中规定：溢流通道至少部分地被浇铸。由此可以使制造成本保持得低。
在一个优选的实施方式中规定：至少一个溢流通道设置在泵轮中或者甚至整合到泵轮的叶片中。已经表明：将溢流通道布置在泵轮中特别高效。
在另一实施方式中规定：至少一个溢流通道整合到构造为外转子的叶轮中。由此，叶轮的向径向外部指向的开口能特别轻易地接近。尤其可能的是，通过通常设置在壳体中的能封闭的安装开口可以事后将溢流通道封闭。那么为此并不需要拆卸液力偶合器。
在一个优选的实施方式中规定：溢流通道的长度超过相应的叶轮的叶片的半径的70％。已经被证明为有利的是：使用可从径向外部插入的小管作为溢流通道，其中，该小管的长度是能调整的并且通过对该长度的选择可以协调液力偶合器的功率数据。
在另一实施方式中规定：溢流通道在其径向外端部处、优选地在穿过叶轮壳的区域中，能通过封闭件来封闭并且借此可以被停用。为了封闭，在相应的叶轮的壳中构造有用于封闭件的对应的容纳部。
在另一实施方式中规定：在叶轮的连接法兰中构造用于容纳封闭件的容纳部，该封闭件用于部分和/或完全封闭溢流通道。优选地，溢流通道的径向开口布置在轴向布置的法兰孔之间。
在另一实施方式中规定：溢流通道设置在至少一个具有XL轮廓的叶轮中。由此使液力偶合器的应用可能性扩展。尤其可能与具有不同功率曲线的其它模块共同应用。
已经被证明为有利的是：在具有两个泵轮和两个涡轮的偶合器的情况下，仅其中一个叶轮、优选地仅一个泵轮配备有溢流通道。由此，稍后通过将溢流通道封闭来调整功率数据变得特别简单。这样的布置也对制造成本产生有利影响。
优选地，只有在充填受控的液力偶合器中才使用溢流通道。在这种偶合器类型的情况下，经由溢流通道被排出的工作介质可以通过已经存在的泵再被输送。
已经被证明为有利的是：至少有四个溢流通道并且至多给其中一个叶轮的每四个叶片配属有一个溢流通道。优选地，溢流通道整合到相应的叶片中。
之前所描述的液力偶合器尤其适合于在链式输送机中使用。
之前所描述的液力偶合器可以特别有利地用水作为工作介质来被运行。
附图说明
依据实施例，参考附图来阐述本实用新型的其它有利的实现形式。所提到的特征不仅可以有利地以所示出的组合来被实现，而且可以单独地彼此组合。这些附图详细地：
图1示出了具有整合的溢流通道的叶轮的3D图示；
图2以2D视图示出了叶轮；
图3示出了具有溢流通道的液力偶合器的片段；
图4示出了具有驱动系的输送机；
图5示出了具有封闭的溢流通道的液力双偶合器。
具体实施方式
下面更详细地描述这些附图。
首先，依据图4来描述用于驱动具有链条7的链式输送机的驱动系1。借助于输送链条，可以沿输送方向12运输所要输送的货物。为了驱动链条而设置驱动系，该驱动系通过驱动鼓轮来驱动链条。为了驱动链条7，以分布在输送路线上的方式设置多个驱动系，这些驱动系未示出。这些驱动系经由链条来保持连接。如果现在为不同的驱动系引入不同的驱动线路，则各驱动系都可能过载。
在图4中示出的驱动系具有马达2、液力偶合器3和变速器4。马达的驱动功率经由液力偶合器3和变速器4被传递到驱动鼓轮6的轴5 上。在链式输送机的情况下，驱动系的耦联更为突出，因为链条星形轮的滑转与在货物输送机中的驱动鼓轮的滑转相比可能不那么容易。
液力偶合器3具有壳体8，其中，壳体8配备有壳体盖9。液力偶合器的可能的布置在图5中以片段来示出。偶合器3具有第一和第二泵轮20。这两个泵轮20通过连接元件18来彼此连接。这些泵轮构造为外转子。给每个泵轮都配属有涡轮。这些涡轮构造为内转子，也就是说这两个涡轮23的连接径向布置在这两个泵轮的连接之内。
这些泵轮20中的每个泵轮都具有泵轮壳21。泵轮壳与驱动轴连接并且通过驱动轴15来被驱动。这两个涡轮23也分别具有涡轮壳和布置在涡轮壳24中的涡轮叶片25。这些涡轮叶片与从动轴16固定连接。通过在由泵轮20和涡轮23所形成的工作腔中的工作介质，将转矩从泵轮20传递到涡轮23上。所示出的实施方案是可填充的液力偶合器，该可填充的液力偶合器被填充用于转矩传递的工作介质。为了更换，设置勺管14。通过勺管14将从工作腔中溢出的工作介质转移走。
朝向勺管的泵轮配备有具有溢流通道30的泵轮叶片22。在那里示出的溢流通道30包括小管。如果小管40没有整合到叶片中，则通过缩短所插入的小管可以进行对偶合器的功率曲线(Leistungsprofil) 的调整或改变。小管的径向长度用31来表示并且涉及配属有溢流通道的相应的叶轮的径向延伸。轴向方向用27来表示并且与驱动轴15/从动轴16的转动轴线重合。
如果小管与叶片固定连接，诸如在图1和2中所示出的那样，则就不能这样简单地从外部对该小管进行缩短。可以通过缩小溢流通道 30的流入开口41的范围执行调整。
整合在叶片中的溢流通道具有如下优点：溢流通道30通过叶片 22来被支撑。溢流通道在其径向端部处构造成具有分支37。该分支具有沿轴向方向指向勺管的开口39以及径向开口38。通过设置封闭件，可以将径向开口38和轴向开口39封闭，如在图5中所示出的那样。但是，也可以只将径向开口38封闭，如在图3中所示出的那样。在图 3中示出的实施方案中，设置螺旋塞34作为封闭件32。通过打开壳体中的盖9，也可以事后在构造为外转子的泵轮中轻易地封闭溢流通道 30。通过封闭，可以实现液力偶合器4的最大工作能力。
在图1中所示出的图示中，溢流通道整合到叶轮的叶片中。工作介质的流动方向用箭头26来绘出。如果在偶合器中有很少的工作介质，则还没有工作介质到达溢流通道30。全起动转矩被提供。随着充填增加，溢流通道30的开口41被穿流并且工作介质的一部分被排出，由此可传递的功率被降低。如果现在溢流通道通过部分封闭、例如通过能紧固到容纳部42中的部分封闭件受到限制，则流出的工作介质的量被改变并且借此偶合器的功率数据被改变。用于完全封闭溢流通道的螺旋塞34也可以被紧固在容纳部中。由此，可以提供液力偶合器的最大工作能力。
虽然这里示出了在泵轮20中的溢流通道30，溢流通道也可能会设置在涡轮23中，用于液力偶合器的功率调整。
如果如从EP 2 140 161中公知的那样的具有大叶片轮廓的偶合器要与具有较小功率传递的其它偶合器共同被使用，则可以通过初始的功率降低来防止具有XL轮廓的偶合器的过载。其中在其它驱动系的功率特性发生变化时可以通过封闭所设置的溢流通道中的一些溢流通道来进行调整。
附图标记列表
1 驱动系
2 驱动器；马达
3 液力偶合器
4 变速器
5 驱动鼓轮的轴
6 驱动鼓轮
7 输送链条
8 壳体
9 壳体盖
10 工作腔
11 XL轮廓(EP2 140 161)
12 输送方向
14 勺管
15 驱动轴
16 从动轴
17 连接法兰
18 泵轮的连接元件
20 泵轮
21 泵轮壳
22 泵轮叶片
23 涡轮
24 涡轮壳
25 涡轮叶片
26 工作介质的流动方向
27 轴向方向
29 径向方向
30 溢流通道
31 溢流通道的径向长度
32 溢流通道的封闭件
33 外转子
34 螺旋塞
35 具有整合的溢流通道的叶片
36 溢流通道的入口的留空部
37 分支
38 溢流通道的径向开口
39 溢流通道的轴向开口
40 小管
41 溢流通道的流入开口
42 封闭件容纳部。

Claims (22)

1.液力偶合器(3)，所述液力偶合器具有至少一个第一叶轮作为泵轮(20)，其中，给每个泵轮(20)分别配属有第二叶轮作为涡轮(23)，其中，通过泵轮(20)和涡轮(23)来形成工作腔(10)，并且，为了传递转矩，所述工作腔(10)被填充或能被充填工作介质，
其特征在于，
在其中至少一个叶轮中设置有至少一个溢流通道(30)，用以将工作介质从至少一个工作腔(10)中排出。
2.根据权利要求1所述的液力偶合器，
其特征在于，
在其中至少一个叶轮中设置有多个溢流通道(30)，用以将工作介质从至少一个工作腔(10)中排出。
3.根据权利要求1所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述至少一个溢流通道(30)穿过相应的叶轮的叶轮壳。
4.根据权利要求1所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述至少一个溢流通道(30)具有指向转动轴线的流入开口。
5.根据权利要求4所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述流入开口布置在叶轮的叶片的径向靠内的二分之一的区域中。
6.根据权利要求4所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述流入开口布置在叶轮的叶片的径向靠内的三分之一的区域中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述溢流通道(30)整合到叶轮的叶片中。
8.根据权利要求7所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述溢流通道(30)通入到所述叶片的留空部中。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述溢流通道(30)至少部分地被浇铸到泵轮叶片(22)或涡轮叶片(25)的中。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述至少一个溢流通道(30)整合在所述泵轮(20)中。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述至少一个溢流通道(30)整合到构造为外转子的叶轮中。
12.根据权利要求7所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述溢流通道(30)的长度超过叶片的径向长度的70％，其中，所述溢流通道(30)是能从外部插入的小管，其中，所述小管(40)的长度是能调整的。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述溢流通道(30)在其径向外端部处能通过封闭件来封闭并且借此能够被停用。
14.根据权利要求3所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述溢流通道(30)在穿过所述叶轮壳的区域中能通过封闭件来封闭并且借此能够被停用。
15.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
在所述叶轮的连接法兰(17)中构造有用于容纳封闭件的容纳部，所述封闭件用于部分和/或完全封闭所述溢流通道(30)。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述溢流通道(30)设置在至少一个具有XL轮廓(11)的叶轮中。
17.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
所述液力偶合器具有两个泵轮(20)和两个涡轮(23)，并且所设置的溢流通道(30)仅设置在其中一个叶轮中。
18.根据权利要求1至6中任一项所述的液力偶合器，
其特征在于，
至少有四个溢流通道(30)并且至多给其中至少一个叶轮的每四个叶片配属有一个溢流通道(30)。
19.驱动系，
其特征在于，
所述驱动系(1)具有至少一个根据权利要求1至18中任一项所述的液力偶合器(3)，所述液力偶合器具有至少一个溢流通道(30)。
20.根据权利要求19所述的驱动系，
其特征在于，
所述驱动系用于具有驱动器和动态偶合器的链式输送机。
21.货物输送机，其具有多个驱动系，
其特征在于，
所述驱动系中的至少一个驱动系具有根据权利要求1至18中任一项所述的液力偶合器(3)。
22.链式输送机，其具有多个驱动系，
其特征在于，
所述驱动系中的至少一个驱动系具有根据权利要求1至18中任一项所述的液力偶合器(3)。
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