DE102017106942A1 - Hydrodynamic coupling - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplungmit wenigstens einem beschaufelten Pumpenrad und wenigstens einem beschaufelten Turbinenrad, die gemeinsam wenigstens einen mit einem Arbeitsmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitsraum ausbilden, in dem durch Antrieb des Pumpenrads eine hydrodynamischer Kreislaufströmung zum Antrieb des Turbinenrads ausgebildet werden kann;mit einer Antriebswelle, die das Pumpenrad integral oder als separates Bauteil zumindest mittelbar trägt;mit einer Abtriebswelle, die das Turbinenrad integral oder als separates Bauteil zumindest mittelbar trägt;mit einem Gehäuse, das das Pumpenrad und das Turbinenrad umschließt; wobeidie Antriebswelle und die Abtriebswelle mittels jeweils wenigstens einem Lager im Gehäuse gelagert sind.Die erfindungsgemäße hydrodynamische Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle zusätzlich mittels wenigstens einem Relativlager gegen die jeweils andere Welle gelagert sind.The invention relates to a hydrodynamic coupling having at least one bladed impeller and at least one bladed turbine wheel, which together form at least one working space filled or fillable with a working medium in which a hydrodynamic circulation flow for driving the turbine wheel can be formed by driving the impeller; which carries the impeller at least indirectly, integrally or as a separate component, with an output shaft which carries the turbine wheel integrally or at least indirectly as a separate component, with a housing which encloses the impeller and the turbine wheel; wherein the drive shaft and the output shaft are each supported by at least one bearing in the housing. The hydrodynamic coupling according to the invention is characterized in that the drive shaft and / or the output shaft are additionally supported by at least one relative bearing against the respective other shaft.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a hydrodynamic coupling according to the preamble of
Eine gattungsgemäße hydrodynamische Kupplung wird in
Eine solche Kupplung kann als Monokupplung mit einem einzigen Arbeitsraum ausgeführt sein oder als Doppelkupplung, bei welcher zwei Arbeitsräume nebeneinander vorgesehen sind. Der oder die Arbeitsräume werden mit dem Arbeitsmedium befüllt, um eine hydrodynamische Kreislaufströmung darin auszubilden und so Drehmoment beziehungsweise Antriebsleistung vom Pumpenrad auf das Turbinenrad oder von den Pumpenrädern auf die Turbinenräder zu übertragen und dadurch die Abtriebswelle hydrodynamisch mittels der Antriebswelle anzutreiben.Such a coupling may be designed as a monocoupling with a single working space or as a double clutch, in which two working spaces are provided side by side. The one or more work spaces are filled with the working fluid to form a hydrodynamic circulation flow therein and so to transmit torque or drive power from the impeller to the turbine wheel or from the pump wheels to the turbine wheels and thereby drive the output shaft hydrodynamically by means of the drive shaft.
Die Antriebswelle und die Abtriebswelle wurden zunächst fremdgelagert, wie in der
Obwohl somit verschiedene Lagerungen für hydrodynamische Kupplungen, die als Mono- oder als Doppelkupplung ausgeführt sind, vorgeschlagen wurden, besteht ein Bedarf, die Lagerung einer solchen hydrodynamischen Kupplung dahingehend zu verbessern, dass einerseits eine kompakte Bauform erreicht wird und andererseits die Lebensdauer der Lagerungen und damit der hydrodynamischen Kupplung verlängert wird, indem die Lagerbelastung reduziert wird.Although various bearings for hydrodynamic clutches, which are designed as a mono- or double clutch, have been proposed, there is a need to improve the storage of such a hydrodynamic coupling in that on the one hand a compact design is achieved and on the other hand, the life of the bearings and thus the hydrodynamic coupling is lengthened by reducing the bearing load.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische Kupplung der eingangs dargestellten Art derart weiterzuentwickeln, dass bei einer kompakten Bauform die Lagerbelastung und damit einhergehender Verschleiß reduziert werden, sodass die Lebensdauer verlängert ist. Die hydrodynamische Kupplung soll sich dabei vorteilhaft durch geringe Lagerkräfte und eine hohe Laufruhe auszeichnen.The present invention is therefore the object of developing a hydrodynamic coupling of the type described above such that in a compact design, the bearing load and concomitant wear are reduced, so that the life is extended. The hydrodynamic coupling should be characterized advantageously by low bearing forces and high smoothness.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine hydrodynamische Kupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.The object of the invention is achieved by a hydrodynamic coupling with the features of
Eine erfindungsgemäße hydrodynamische Kupplung weist wenigstens ein beschaufeltes Pumpenrad und wenigstens ein beschaufeltes Turbinenrad auf, die gemeinsam wenigstens einen mit einem Arbeitsmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitsraum ausbilden, in dem durch Antrieb des Pumpenrads eine hydrodynamische Kreislaufströmung zum Antrieb des Turbinenrads ausgebildet werden kann. Ferner ist eine Antriebswelle vorgesehen, die das Pumpenrad integral oder als separates Bauteil zumindest mittelbar trägt, sowie eine Abtriebswelle, die das Turbinenrad integral oder als separates Bauteil zumindest mittelbar trägt.A hydrodynamic coupling according to the invention has at least one bladed pump wheel and at least one bladed turbine wheel, which together form at least one working space filled or fillable with a working medium in which a hydrodynamic circulation flow for driving the turbine wheel can be formed by driving the impeller. Further, a drive shaft is provided, which carries the impeller, at least indirectly, integrally or as a separate component, and an output shaft which carries the turbine wheel, at least indirectly, integrally or as a separate component.
Es ist ein Gehäuse beziehungsweise stationäres Gehäuse vorgesehen, das das Pumpenrad und das Turbinenrad umschließt. Wenn mehrere Pumpenräder und Turbinenräder zur Ausbildung mehrere Arbeitsräume, insbesondere zum Ausbilden von zwei Arbeitsräumen, vorgesehen sind, so umschließt das Gehäuse alle Pumpenräder und Turbinenräder. Die Arbeitsräume sind vorteilhaft in Axialrichtung nebeneinander angeordnet.It is a housing or stationary housing is provided, which encloses the impeller and the turbine wheel. If a plurality of pump wheels and turbine wheels are provided for forming a plurality of working spaces, in particular for forming two work spaces, then the housing encloses all pump wheels and turbine wheels. The work spaces are advantageously arranged side by side in the axial direction.
Erfindungsgemäß sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle mittels wenigstens einem Lager im Gehäuse gelagert. Das Lager im Gehäuse wird vorliegend auch als Gehäuselager bezeichnet. Ferner ist/sind die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle zusätzlich mittels wenigstens einem Relativlager gegen die jeweils andere Welle gelagert. Das bedeutet, dass gemäß einer Ausführungsform die Antriebswelle mit einem Relativlager gegen die Abtriebswelle gelagert ist, wohingegen die Abtriebswelle ausschließlich im Gehäuse gelagert ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Antriebswelle ausschließlich im Gehäuse gelagert und die Abtriebswelle ist neben ihrer Lagerung im Gehäuse zusätzlich mittels wenigstens einem Relativlager gegen die Antriebswelle gelagert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zwei Relativlager vorgesehen, eines, um die Antriebswelle gegen die Abtriebswelle zu lagern, und das andere, um die Abtriebswelle gegen die Antriebswelle zu lagern.According to the invention, the drive shaft and the output shaft are mounted in the housing by means of at least one bearing. The bearing in the housing is referred to herein as a housing bearing. Furthermore, the drive shaft and / or the output shaft is / are additionally supported by means of at least one relative bearing against the respective other shaft. This means that according to one embodiment, the drive shaft is mounted with a relative bearing against the output shaft, whereas the output shaft is mounted exclusively in the housing. According to another embodiment, the drive shaft is mounted exclusively in the housing and the output shaft is mounted in addition to its storage in the housing in addition by means of at least one relative bearing against the drive shaft. According to another embodiment two relative bearings are provided, one to support the drive shaft against the output shaft and the other to support the output shaft against the drive shaft.
Vorteilhaft sind sowohl die Lager im Gehäuse als auch das wenigstens eine Relativlager als Wälzlager ausgeführt.Both the bearings in the housing and the at least one relative bearing are advantageously designed as rolling bearings.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle jeweils mittels einem Lager im Bereich jeweils einer Stirnseite im Gehäuse und jeweils mittels einem Relativlager gegeneinander gelagert.According to one embodiment of the invention, the drive shaft and the output shaft are each supported by a bearing in the region of one end face in the housing and in each case by means of a relative bearing against each other.
Bevorzugt ist ein Relativlager im Bereich einer Stirnseite des Gehäuses vorgesehen, wohingegen das andere Relativlager im Bereich einer axialen Mitte zwischen den beiden Stirnseiten des Gehäuses positioniert ist.Preferably, a relative bearing is provided in the region of one end face of the housing, whereas the other relative bearing is positioned in the region of an axial center between the two end faces of the housing.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Relativlager im Bereich der Stirnseite des Gehäuses radial innerhalb des Lagers im Gehäuse, mit welchem die entsprechende Welle - Antriebswelle oder Abtriebswelle - gelagert ist, vorgesehen und wird insbesondere von diesem Lager im Gehäuse vollständig umschlossen. Beispielsweise liegt das antriebsseitige Relativlager direkt innerhalb des antriebsseitigen Gehäuselagers. Durch eine solche Verschachtelung der Lager durch Positionieren der axialen Lagermitten in einer gemeinsamen Radialebene oder in Axialrichtung zumindest dicht zueinander können unerwünschte Kippmomente auf die Welle vermieden oder reduziert werden.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the relative bearing in the region of the end face of the housing radially within the bearing in the housing, with which the corresponding shaft - drive shaft or output shaft - is stored, provided and is completely enclosed in particular by this bearing in the housing. For example, the drive-side relative bearing is located directly within the drive-side housing bearing. By such nesting of the bearings by positioning the axial bearing centers in a common radial plane or in the axial direction at least close to each other undesirable tilting moments can be avoided or reduced to the shaft.
Durch diese spezielle Anordnung entsteht keine zusätzliche Radialbelastung, zum Beispiel aus der Radialkraft der die beiden Lager verbindenden Kupplung, das heißt dem Bauteil, an welchem der Lagerinnenring des Gehäuselagers und der Lageraußenring des Relativlagers angeschlossen ist. Eine solche Radialbelastung würde sich durch eine Hebelwirkung ergeben, die eine axial versetzte, insbesondere antriebsseitige Lageranordnung bedingt.By this special arrangement, no additional radial load, for example, from the radial force of the coupling connecting the two bearings, that is, the component to which the bearing inner ring of the housing bearing and the bearing outer ring of the relative bearing is connected. Such a radial load would result from a lever effect, which causes an axially offset, in particular drive-side bearing assembly.
Besonders bevorzugt ist ein Relativlager, insbesondere das Relativlager im Bereich der Stirnseite der Gehäuses, als Loslager ausgeführt, wohingegen das andere Relativlager, das beispielsweise in der axialen Mitte zwischen den beiden Stirnseiten des Gehäuses vorgesehen ist, als Festlager ausgeführt ist.Particularly preferred is a relative bearing, in particular the relative bearing in the region of the end face of the housing, designed as a movable bearing, whereas the other relative bearing, which is provided for example in the axial center between the two end sides of the housing, is designed as a fixed bearing.
Ein Lager im Gehäuse kann beispielsweise als Loslager und ein Lager im Gehäuse kann beispielsweise als Festlager ausgeführt sein.A bearing in the housing, for example, as a floating bearing and a bearing in the housing can be performed for example as a fixed bearing.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebswelle oder die Abtriebswelle mit zwei in Axialrichtung zueinander beabstandeten Lagern im Gehäuse gelagert, wohingegen die andere Welle - Abtriebswelle oder Antriebswelle - mittels einem einzigen Lager im Gehäuse und einem, insbesondere einem einzigen, Relativlager entsprechend gegen die andere Welle gelagert ist. Bevorzugt ist in diesem Fall das Relativlager als Festlager ausgeführt.According to one embodiment of the invention, the drive shaft or the output shaft is mounted with two axially spaced bearings in the housing, whereas the other shaft - output shaft or drive shaft - by means of a single bearing in the housing and one, in particular a single, relative bearing corresponding to the other shaft is stored. Preferably, the relative bearing is designed as a fixed bearing in this case.
Günstig ist, wenn die Lager im Gehäuse und das wenigstens eine Relativlager beziehungsweise alle Relativlager mit dem Arbeitsmedium der hydrodynamischen Kupplung geschmiert werden.It is favorable if the bearings in the housing and the at least one relative bearing or all relative bearings are lubricated with the working medium of the hydrodynamic coupling.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die hydrodynamische Kupplung als Doppelkupplung mit zwei, insbesondere axial nebeneinander positionierten Arbeitsräumen ausgeführt. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die hydrodynamische Kupplung einen einzigen Arbeitsraum aufweist, um eine sogenannte Monokupplung auszubilden.According to one embodiment of the invention, the hydrodynamic coupling is designed as a double clutch with two, in particular axially juxtaposed work spaces. Another embodiment provides that the hydrodynamic coupling has a single working space to form a so-called mono-coupling.
Bevorzugt ist die hydrodynamische Kupplung als füllungsgesteuerte Kupplung ausgeführt, mit einem externen Arbeitsmediumkreislauf, der über eine Arbeitsmediumzufuhr und eine Arbeitsmediumabfuhr an dem wenigstens einen Arbeitsraum angeschlossen ist, wobei im externen Arbeitsmediumkreislauf ein Arbeitsmediumkühler vorgesehen ist und der externe Arbeitsmediumkreislauf vorteilhaft über ein Füllventil und ein Entleerventil an einem Arbeitsmediumvorrat zur Einstellung der in dem wenigstens einen Arbeitsraum befindlichen Arbeitsmediummenge angeschlossen ist. Der Arbeitsmediumvorrat kann beispielsweise innerhalb des Gehäuses, insbesondere des stationären Gehäuses, vorgesehen sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist er jedoch außerhalb des Gehäuses der hydrodynamischen Kupplung vorgesehen.Preferably, the hydrodynamic coupling is designed as a filling-controlled clutch, with an external working medium circuit, which is connected via a working medium and a Arbeitsmediumabfuhr to the at least one working space, wherein in the external working medium circuit a working medium cooler is provided and the external working medium advantageously via a filling valve and an emptying valve a working medium supply for adjusting the located in the at least one working space working medium quantity is connected. The working medium supply can be provided, for example, within the housing, in particular of the stationary housing. However, according to an alternative embodiment, it is provided outside the housing of the hydrodynamic coupling.
Anstelle des Füllventils und/oder des Entleerventils kann auch eine Staudruckpumpe vorgesehen sein, um mittels dieser die im Arbeitsraum befindliche Arbeitsmediummenge zu variieren. Beispielsweise können beide Ventile dadurch ersetzt werden, dass durch eine Drehrichtungsumkehr der Staudruckpumpe ein zunehmendes Befüllen und ein Entleeren des Arbeitsraumes ermöglicht wird, je nach Lastzustand.Instead of the filling valve and / or the emptying valve and a dynamic pressure pump may be provided to vary by means of this located in the working space working fluid quantity. For example, both valves can be replaced by an increasing filling and emptying of the working space is made possible by reversing the direction of rotation of the dynamic pressure pump, depending on the load condition.
Durch Änderung der Arbeitsmediumfüllung im Arbeitsraum wird vorteilhaft die Drehmomentübertragung stufenlos eingestellt. Beispielsweise wird über den Arbeitsmediumzulauf Arbeitsmedium drucklos an eine Fangrinne übergeben und strömt durch Fliehkraft, insbesondere über Bohrungen, in den Arbeitsraum. Durch Füllkeile kann das Einströmen in den Arbeitsmediumkreislauf im Arbeitsraum begünstigt werden, wobei die Füllkeile eine Injektorwirkung ausüben. Über Düsen kann das Arbeitsmedium gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in eine umlaufende Pumprinne ausströmen, von wo es von einer gegen die Drehrichtung ragenden Staudruckpumpe aufgenommen und über den Arbeitsmediumablauf in den externen Arbeitsmediumkreislauf geführt wird. Dort kann es dann durch den Kühler geführt werden, dabei gekühlt werden, und erneut über den Zulauf wieder in die hydrodynamische Kupplung eingeführt werden.By changing the working medium filling in the working space, the torque transmission is advantageously infinitely adjusted. For example, pressure medium is transferred to a gutter via the working medium inlet and flows through centrifugal force, in particular via bores, into the working space. By filling wedges, the inflow into the working medium circuit can be favored in the working space, the filling wedges an injector effect exercise. Via nozzles, the working fluid according to an embodiment of the invention can flow into a circulating pumping channel, from where it is taken up by a dynamic pressure pump projecting counter to the direction of rotation and guided via the working fluid outlet into the external working medium circuit. There it can then be passed through the cooler, thereby being cooled, and reintroduced into the hydrodynamic coupling again via the inlet.
Über Ventile, insbesondere Elektromagnetventile, oder auch über die zuvor dargestellte Staudruckpumpe, kann bestimmt werden, wieviel Arbeitsmedium aus dem externen Arbeitsmediumkreislauf in den Arbeitsmediumvorrat strömt und wieviel Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumvorrat in den externen Arbeitsmediumkreislauf strömt. Damit kann allein mit diesen Ventilen die Regelung des Füllungsgrades des wenigstens einen Arbeitsraumes mit Arbeitsmedium erfolgen.About valves, in particular solenoid valves, or via the dynamic pressure pump shown above, it can be determined how much working fluid from the external working fluid circuit flows into the working fluid reservoir and how much working fluid flows from the working fluid reservoir into the external working fluid circuit. This can be done with working fluid alone with these valves, the regulation of the degree of filling of the at least one working space.
Die Lagerschmierung mit dem Arbeitsmedium, wobei als Arbeitsmedium insbesondere Öl verwendet wird, kann aus einem Sumpf unten im Gehäuse der hydrodynamischen Kupplung und/oder aus dem Arbeitsmediumkreislauf im Arbeitsraum beziehungsweise einem Arbeitsmediumstrom zum oder aus dem Arbeitsraum erfolgen.The bearing lubrication with the working fluid, in particular oil being used as the working medium, can take place from a sump at the bottom of the housing of the hydrodynamic coupling and / or from the working medium circuit in the working space or a working medium flow to or from the working space.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird zumindest das antriebsseitige Relativlager, wobei sich die Begriffe antriebsseitig und abtriebsseitig auf die Positionen der Antriebswelle und der Abtriebswelle beziehen - die Antriebswelle ist antriebsseitig und die Abtriebswelle ist abtriebsseitig positioniert, mittels Öldruck, der gegen den Rotationsdruck der Arbeitsmediumströmung im Arbeitsraum wirkt, geschmiert. Um eine ausreichende Druckdifferenz zu erhalten, sind bevorzugt zwei Spaltdichtungen zwischen dem Gehäuse und der Antriebswelle, beidseitig einer Ölzufuhrbohrung vorgesehen, um das Öl bis zum Relativlager zu fördern. Die Spaltdichtungen können beispielsweise Kolbenringe umfassen oder durch diese gebildet werden.According to one embodiment of the invention, at least the drive-side relative bearing, wherein the terms drive side and output side refer to the positions of the drive shaft and the output shaft - the drive shaft is the drive side and the output shaft is positioned on the output side, by means of oil pressure against the rotational pressure of the working medium flow in the working space works, lubricated. In order to obtain a sufficient pressure difference, preferably two gap seals between the housing and the drive shaft, provided on both sides of an oil supply hole to promote the oil to the relative bearing. The gap seals may for example comprise piston rings or be formed by them.
Bevorzugt ist auf beiden axialen Seiten des Relativlagers, zumindest auf der der Ölzufuhrbohrung im Gehäuse abgewandten Seite des Relativlagers, ein radial nach innen vorragender Vorsprung, beispielsweise gebildet durch einen Druckring zur Verschraubung des Pumpenrads, vorgesehen, der einen kleineren Innendurchmesser als der Innendurchmesser des Außenrings des Relativlagers aufweist. Durch diese Maßnahme wird eine dauerhafte Schmierung des Relativlagers sichergestellt, auch wenn kurzzeitig kein Öl durch die Ölzufuhrbohrung im Gehäuse gefördert wird. Über einen solchen Vorsprung erfolgt vorteilhaft auch der laufende Ölabfluss, sodass das Lager nicht überflutet ist.Preferably, on both axial sides of the relative bearing, at least on the side facing away from the oil supply bore in the housing of the relative bearing, a radially inwardly projecting projection, for example formed by a pressure ring for screwing the impeller, is provided which has a smaller inner diameter than the inner diameter of the outer ring of the Relativlagers has. By this measure, a permanent lubrication of the relative bearing is ensured, even if for a short time no oil is conveyed through the oil supply hole in the housing. About such a projection is advantageously carried out the ongoing oil drain, so that the warehouse is not flooded.
Insbesondere wenn das Lager als Loslager ausgeführt ist, so kann der Lagerinnenring an einem Bund der Abtriebswelle anstoßen. Der Lageraußenring stößt insbesondere an einem radial nach innen vorstehenden Bund der zumindest im Bereich des Relativlagers als Hohlwelle ausgeführten Antriebswelle an. Damit kann auf eine weitere Sicherung des Lagerinnenringes und/oder des Lageraußenringes verzichtet werden.In particular, when the bearing is designed as a floating bearing, the bearing inner ring can abut against a collar of the output shaft. The bearing outer ring abuts in particular on a radially inwardly projecting collar of the at least in the region of the relative bearing designed as a hollow shaft drive shaft. This can be dispensed with a further assurance of the bearing inner ring and / or the bearing outer ring.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Haltering für den Lageraußenring des Relativlagers, insbesondere des abtriebsseitigen Relativlagers, vorgesehen, welcher in das Turbinenrad beziehungsweise allgemein ein mit Abtriebsdrehzahl umlaufendes Bauteil eingeschraubt ist. Der Lagerhaltering ist beispielsweise aus einem Eisenwerkstoff hergestellt, das Bauteil, in welches er eingeschraubt ist, aus Aluminium. Damit wird eine unerwünschte Positionsveränderung des Relativlagers durch Temperaturdehnung vermieden. Der Lagerhaltering kann gegenüber dem Bauteil, in welches er eingeschraubt ist, abgedichtet sein.According to one embodiment of the invention, a retaining ring for the bearing outer ring of the relative bearing, in particular the output side relative bearing, is provided, which is screwed into the turbine wheel or generally a rotating with output speed component. The bearing retainer is made, for example, of a ferrous material, the component in which it is screwed, made of aluminum. In order for an undesirable change in position of the relative bearing is avoided by thermal expansion. The bearing retainer ring can be sealed against the component in which it is screwed.
Der Lagerhaltering hat bevorzugt einen Bund, dessen Innendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Außenringes des Relativlagers ist. Durch diese Maßnahme ist eine dauerhafte Schmierung des Lagers sichergestellt, auch wenn kurzzeitig kein Öl gefördert wird. Über den Ring kann auch der laufende Ölabfluss erfolgen, sodass das Lager nicht überflutet ist.The bearing retainer preferably has a collar whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the outer ring of the relative bearing. By this measure a permanent lubrication of the bearing is ensured, even if for a short time no oil is conveyed. The ring can also be used for running oil drainage so that the bearing is not flooded.
Die Schmierung erfolgt bevorzugt über eine axiale Düse im Gehäuse, die dicht an der Welle in das Lager spritzt. Das Lager kann als Festlager ausgeführt sein und insbesondere das Turbinenrad axial auf der Abtriebswelle fixieren.Lubrication preferably takes place via an axial nozzle in the housing, which injects into the bearing close to the shaft. The bearing can be designed as a fixed bearing and in particular fix the turbine wheel axially on the output shaft.
Das antriebsseitige Gehäuselager ist insbesondere als Loslager ausgeführt, wobei die Schmierung bevorzugt über eine axiale Düse im Gehäuse erfolgt. Derselbe Ölkanal, der für die Schmierung dieses Lagers vorgesehen ist, kann auch zur Schmierung des antriebsseitigen Relativlagers dienen. Die erforderlichen Ölmengen für das Gehäuselager und das Relativlager können mittels Blenden und/oder Düsen aufeinander abgestimmt werden. Der Ölabfluss erfolgt vorteilhaft über das Gehäuselager beziehungsweise das Relativlager in das Gehäuse Richtung Turbinenrad hinein.The drive-side housing bearing is designed in particular as a floating bearing, the lubrication preferably takes place via an axial nozzle in the housing. The same oil passage provided for the lubrication of this bearing can also serve for the lubrication of the drive-side relative bearing. The required amounts of oil for the housing bearing and the relative bearing can be matched to each other by means of orifices and / or nozzles. The oil drain advantageously takes place via the housing bearing or the relative bearing into the housing in the direction of the turbine wheel.
Die abtriebsseitige Gehäuselagerung wird bevorzugt durch wenigstens eine axiale Düse geschmiert. Auch hier kann derselbe Ölkanal zur Schmierung für das abtriebsseitige Relativlager verwendet werden und bevorzugt die erforderlichen Mengen mit Blenden und/oder Düsen aufeinander abgestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform ist zur abtriebsseitigen Gehäuselagerung ein Schmierring vorgesehen.The output-side housing mounting is preferably lubricated by at least one axial nozzle. Again, the same oil passage can be used for lubrication for the output side relative bearing and preferably the required quantities with orifices and / or nozzles are matched. According to one Embodiment, a lubrication ring is provided for the output side housing mounting.
Der Ölabfluss erfolgt bevorzugt durch weiter unten liegende Bohrungen, die verhindern, dass das Lager überflutet wird. Die Bohrungen sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung winklig versetzt zur Radialebene, sodass ein geringer Ölsumpf vorhanden ist und das Lager nicht ohne Schmierung verbleibt. Das Gehäuselager kann bevorzugt als Festlager ausgeführt sein und die Abtriebswelle und damit das Turbinenrad im Gehäuse fixieren.The oil drainage preferably takes place through holes located further down, which prevent the bearing from being flooded. The holes are offset according to an embodiment of the invention at an angle to the radial plane, so that a small oil sump is present and the bearing does not remain without lubrication. The housing bearing may preferably be designed as a fixed bearing and fix the output shaft and thus the turbine wheel in the housing.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.The invention will be described by way of example with reference to exemplary embodiments and the figures.
Es zeigen:
-
1 eine mögliche Füllungssteuerung für eine erfindungsgemäße hydrodynamische Kupplung; -
2 eine erfindungsgemäß ausgeführte hydrodynamische Kupplung mit zwei Lagern im Gehäuse (Gehäuselagern) und zwei Relativlagern; -
3 eine Ausführungsform entsprechend der2 , jedoch mit Ausführungsform der hydrodynamischen Kupplung als Doppelkupplung; -
4 eine erfindungsgemäß ausgeführte hydrodynamische Kupplung mit drei Gehäuselagern und einem Relativlager; -
5 eine mögliche Gestaltung der Abdichtung zwischen Läufer und Gehäuse, hier auf der Abtriebsseite; -
6 einen Axialschnitt durch den Bereich der Dichtung zwischen der Abtriebswelle und dem Gehäuse; -
7 einen gegenüber der6 in Umfangsrichtung versetzen Axialschnitt; -
8 eine mögliche Gestaltung der Abdichtung zwischen Läufer und Gehäuse, hier auf der Antriebsseite; -
9 einen Axialschnitt durch den Bereich der Dichtung zwischen der Antriebswelle und dem Gehäuse; -
10 einen gegenüber der9 in Umfangsrichtung versetzen Axialschnitt.
-
1 a possible filling control for a hydrodynamic coupling according to the invention; -
2 an inventively designed hydrodynamic coupling with two bearings in the housing (housing bearings) and two relative bearings; -
3 an embodiment according to the2 , but with embodiment of the hydrodynamic coupling as a double clutch; -
4 an inventively designed hydrodynamic coupling with three housing bearings and a relative bearing; -
5 a possible design of the seal between rotor and housing, here on the output side; -
6 an axial section through the region of the seal between the output shaft and the housing; -
7 one opposite the6 offset in the circumferential direction axial section; -
8th a possible design of the seal between rotor and housing, here on the drive side; -
9 an axial section through the region of the seal between the drive shaft and the housing; -
10 one opposite the9 in the circumferential direction offset axial section.
In der
Im externen Arbeitsmediumkreislauf
Im Gehäuse
Die Zufuhr des Arbeitsmediums aus dem externen Arbeitsmediumkreislauf
Mittels einer in das Gehäuse
Um Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumvorrat
Die Gehäuselager
Wenn der Füllungsgrad des Arbeitsraums
In der
Beim gezeigten Kupplungstyp handelt es sich um einen sogenannten Außenradantrieb, da das Turbinenrad
Die Abtriebswelle
Auch bei der Gestaltung gemäß der
Die beiden Läuferteile - Antriebswelle
Alle Lager
Das antriebsseitige Relativlager
Um auch das Relativlager
Zur Abdichtung der Ölzufuhrbohrungen
Das Pumpenrad
Das Relativlager
Die abtriebsseitige Relativlagerung
Der Lagerhaltering
Die Schmierung des Relativlagers
Eine solche axiale Düse
Der Ölabfluss aus dem Lager
Das antriebsseitige Lager
Der Ölabfluss erfolgt maßgeblich über das Lager
Die Ausgestaltung gemäß der
Bei der Ausgestaltung gemäß der
Bevorzugt wird ein Lagerhaltering
Der Ölabfluss erfolgt bevorzugt aus dem Relativlager
Das Relativlager
Das Pumpenrad
Die Antriebswelle
Das zusätzliche Lager
Über das Lager
Der Lagerring des Lagers
Die Schmierung des Lagers
Das Lager
Der Ölabfluss beziehungsweise allgemein Schmiermittel- oder Arbeitsmediumabfluss aus dem Lager
Das Lager
Der Ölabfluss erfolgt bevorzugt durch weiter unten angeordnete Bohrungen, die beidseitig außerhalb der einander abgewandten axialen Enden der Schrägkugellager positioniert sind und die verhindern, dass das Lager überflutet wird. Die Bohrungen sind bevorzugt winklig versetzt zur Radialebene, damit ein geringer Ölsumpf sichergestellt ist und das Lager
Das Lager
In der
Entsprechende Merkmale könnten jedoch auch bei anderen Gestaltungen vorgenommen werden, beispielsweise bei einer Ausgestaltung gemäß der
Die
Die
In den
Die Abdichtung der Antriebswelle
Anhand der
In allen drei Labyrinthstufen
Die erste Labyrinthstufe
Im dargestellen Fall wird beispielsweise die erste Schleuderscheibe
Arbeitsmedium, das aus dem Lager
Auch die Mutter
Der Deckel
Die zweite Labyrinthstufe
In Strömungsrichtung des Arbeitsmediums hinter der zweiten Schleuderscheibe 42 ist eine Ablaufrinne
Das Ablaufen des Schmiermittels (Arbeitsmediums) über die Ablaufrinne
Selbst wenn Schmiermittel über diese Dichtspitze
Der abtriebsseitig der letzten Dichtspitze
Somit ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in den
Der Zulauf des Arbeitsmediums zum Lager
Auch bei dem in den
Auch hier ist eine Mutter
Entsprechend der vorherigen Darstellungen schleudert die erste Schleuderscheibe
Der gestufte Dichtring
Bezüglich Bund
Aus der Darstellung in den
Auf der Abtriebsseite wird das austretende Arbeitsmedium durch eine stehende Scheibe gedrosselt und in einen separaten Ablauf ins Gehäuse zurückgeführt, wobei der radial innerhalb der Scheibe befindliche Sprengring, der bevorzugt vorgesehen ist, auch als Schleuderscheibe wirkt und den Durchfluss reduziert.On the output side, the exiting working fluid is throttled by a stationary disc and returned to the housing in a separate drain, wherein the radially located inside the disc snap ring, which is preferably provided, also acts as a centrifugal disc and reduces the flow.
Die Labyrinthdichtungen haben den Vorteil, dass sie zuverlässig und verschleißfrei arbeiten.The labyrinth seals have the advantage that they work reliably and wear-free.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Pumpenradimpeller
- 22
- Turbinenradturbine
- 33
- Arbeitsraumworking space
- 44
- Antriebswelledrive shaft
- 55
- Abtriebswelleoutput shaft
- 66
- Gehäusecasing
- 77
- Lager im GehäuseBearings in the housing
- 88th
- Lager im GehäuseBearings in the housing
- 99
- Lager im GehäuseBearings in the housing
- 1010
- Relativlagerrelative bearing
- 1111
- Relativlagerrelative bearing
- 1212
- Stirnseitefront
- 1313
- Stirnseitefront
- 1414
- Mittecenter
- 1515
- externer Arbeitsmediumkreislaufexternal working medium circuit
- 1616
- ArbeitsmediumzufuhrWorking medium supply
- 16a16a
- Fangrinnegutter
- 16b16b
- Bohrungendrilling
- 1717
- ArbeitsmediumabfuhrWorking medium removal
- 1818
- ArbeitsmediumkühlerWorking medium cooler
- 1919
- Füllventilfilling valve
- 2020
- Entleerventildrain
- 2121
- ArbeitsmediumvorratWorking medium supply
- 2222
- StaudruckpumpeDynamic pressure pump
- 2323
- NebenraumOutbuildings
- 24 24
- ÖlzufuhrbohrungOil supply hole
- 2525
- Pumpepump
- 2626
- Pumpenradschalepump wheel
- 2727
- ÖlzufuhrbohrungOil supply hole
- 2828
- ÖlzufuhrbohrungOil supply hole
- 2929
- Druckringpressure ring
- 3030
- LagerhalteringBearing retainer
- 3131
- Bohrungdrilling
- 3232
- axiale Düseaxial nozzle
- 3333
- erste Labyrinthstufefirst maze level
- 3434
- zweite Labyrinthstufesecond maze level
- 3535
- erste Schleuderscheibefirst centrifugal disc
- 3636
- Muttermother
- 3737
- erste Fangrinnefirst gutter
- 3838
- Deckelcover
- 3939
- radialer Vorsprungradial projection
- 4040
- BundFederation
- 4141
- gestufter Dichtringstepped sealing ring
- 4242
- zweite Schleuderscheibesecond centrifugal disc
- 4343
- Dichtspitzesealing tip
- 4444
- Dichtspitzesealing tip
- 4545
- Dichtspitzesealing tip
- 4646
- Dichtspitzesealing tip
- 4747
- Dichtspitzesealing tip
- 4848
- Ablaufrinnegutter
- 4949
- Bohrungdrilling
- 5050
- BundFederation
- 5151
- BundFederation
- 5252
- Filzringfelt ring
- 5353
- Schmiermittelleitunglubricant line
- 5454
- Ablaufbohrungdrain hole
- 5555
- Ablaufbohrungdrain hole
- 5656
- axiale Düseaxial nozzle
- 5757
- axiale Düseaxial nozzle
- 5858
- ÜberlaufrinneSpillway
- 5959
- Bohrungendrilling
- 6060
- Gehäuseteilhousing part
- 6161
- dritte Labyrinthstufethird maze level
- 6262
- Ablaufprocedure
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 202014006625 U1 [0005]DE 202014006625 U1 [0005]
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-
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