DE1021870B

DE1021870B - Device for cooling revolving housings

Info

Publication number: DE1021870B
Application number: DES28537A
Authority: DE
Inventors: Karl Gustav Ahlen; Tor Axel Oedman
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1951-05-16
Filing date: 1952-05-15
Publication date: 1958-01-02

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf Kühlung von umlaufenden Gehäusen, die bei normalen Betriebsverhältnissen auf nicht gewünschte Temperaturen erwärmt werden und daher abgekühlt werden müssen mittels Luft oder Gas.The invention relates to cooling of rotating housings, which under normal operating conditions are heated to undesired temperatures and therefore have to be cooled by means of air or gas.

Der Zweck der Erfindung ist ein wirksamer Wärmeaustausch dadurch, daß sowohl hohe relative Geschwindigkeit als auch verhältnismäßig großer Temperaturunterschied zwischen dem Gas und dem umlaufenden Gehäuse aufrechterhalten wird, damit eine hohe Wärmeübertragungsfähigkeit erhalten wird. Außerdem soll diese hohe Wärmeübertragungsfähigkeit mit einem Minimum an Kraftverbrauch erzielt werden.The purpose of the invention is an efficient heat exchange by having both high relative Speed as well as a relatively large temperature difference between the gas and the circumferential housing is maintained so that a high heat transfer capacity is obtained. In addition, this high heat transfer capacity should be achieved with a minimum of power consumption will.

Es ist eine Vorrichtung zur Kühlung von umlaufenden Gehäusen bekannt, die an ihrem äußeren Umfang eine A^ielzahl von ringförmigen Kühlrippen und dazwischenliegenden, konzentrisch zur Drehachse verlaufenden Ringnuten trägt, während die feststehende Außenverkleidung des Gehäuses über den ganzen Umfang verteilte Öffnungen für den Einlaß und Auslaß eines Kühlmittels aufweist, in denen kammartige Schaufelglieder angeordnet sind, deren einzelne Zinken in die Ringnuten hineinragen und deren Querschnitt bis auf schmale Spalte ausfüllen, derart, daß das durch Reibung bewegte Kühlmittel in die Öffnungen hereingesaugt und aus den Öffnungen wieder herausgedrückt wird.There is a device for cooling rotating housings known on their outer periphery a large number of ring-shaped cooling fins and intermediate fins concentric to the axis of rotation Bears ring grooves, while the fixed outer casing of the housing over the entire circumference having distributed openings for the inlet and outlet of a coolant, in which comb-like Blade members are arranged, whose individual prongs protrude into the annular grooves and their cross-section Fill up to the narrow gaps in such a way that the coolant moved by friction into the openings sucked in and pushed out of the openings again.

Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß der eintretende Kühlmittelstrom nicht auf den Grund der Nuten geleitet wird, weshalb dieser nicht wirksam bestrichen wird.A disadvantage of this device is that the incoming coolant flow is not due to the Grooves is passed, which is why this is not effectively painted.

Durch die Erfindung wird dieser Nachteil der Vorrichtung beseitigt. Die Erfindung besteht darin, den Kühlmittelstrom durch Führungsteile auf den Grund der Nuten zu leiten. Diese Führungsteile greifen wenigstens an der Einlaßstelle des Kühlmittelstromes in die Nuten ein und endigen vor dem Grund der Nuten. Hierdurch wird der eintretende Kühlmittelstrom auf den Grund der Nuten geleitet, um diesen wirksam zu bestreichen.This disadvantage of the device is eliminated by the invention. The invention consists in the To direct coolant flow through guide parts to the bottom of the grooves. These guide parts take hold at least at the inlet point of the coolant flow into the grooves and terminate in front of the bottom of the Grooves. As a result, the incoming coolant flow is directed to the bottom of the grooves, around them to coat effectively.

Nachstehend wird die Erfindung in Anwendung auf einen hydraulischen Drehmomentwandler mit Luftkühlung für ein umlaufendes Gehäuse beschrieben. Da in einer derartigen Vorrichtung erhebliche Wärmemengen bei normaler Arbeitsweise entwickelt werden, ist das Beispiel zur Erläuterung der Grundsätze der Erfindung geeignet. Die Erfindung kann aber auf anderen Gebieten ebenfalls zur Anwendung gelangen.In the following, the invention will be applied to an air-cooled hydraulic torque converter described for a circumferential housing. Since in such a device significant amounts of heat are developed during normal operation, the example is to explain the principles of the Invention suitable. However, the invention can also be used in other fields.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung gezeigten Anwendung bei hydraulischen Drehmomentwandlern näher erläutert. In der Zeichnung sindThe invention will be applied in the following description to the application shown in the drawing hydraulic torque converters explained in more detail. In the drawing are

Fig. 1 a, 1 b und 1 c Teilquerschnitte durch verschie-Vorrichtung zur Kühlung
von umlaufenden GehäusenFig. 1 a, 1 b and 1 c partial cross-sections through various device for cooling
of circumferential housings

Anmelder:Applicant:

Svenska Rotor Maskiner Aktiebolag,
Nacka (Schweden)Svenska Rotor Maskiner Aktiebolag,
Nacka (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Jourdan, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Kronberger Str. 46Representative: Dipl.-Ing. E. Jourdan, patent attorney,
Frankfurt / M., Kronberger Str. 46

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Mai 1951Claimed priority:
V. St. v. America May 16, 1951

Karl Gustav Ahlen und Tor Axel ödman, Stockholm, sind als Erfinder genannt wordenKarl Gustav Ahlen and Tor Axel ödman, Stockholm, have been named as inventors

dene Ausführungsformen von Kühlvorrichtungen an einem hydraulischen Drehmomentwandler;dene embodiments of cooling devices on a hydraulic torque converter;

Fig. 2 ist ein Teillängsschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung;Fig. 2 is a partial longitudinal section of another embodiment of the invention;

Fig. 3 ist ein Teil einer Ansicht von rechts nach Fig. 2;Figure 3 is part of a right side view of Figure 2;

Fig. 4 ist ein Teil einer Draufsicht auf die Ausführungsform nach der Fig. 3.FIG. 4 is part of a top plan view of the embodiment of FIG. 3.

Die in den Fig. 1 a bis 1 c dargestellten Vorrichtungen zeigen Schnitte durch einen hydraulischen Drehmomentwandler mit umlaufendem, luftgekühltem Gehäuse, wie er im Patent 856 541 beschrieben ist. Die Welle der Maschine ist mit 20 bezeichnet.The devices shown in FIGS. 1 a to 1 c show sections through a hydraulic torque converter with a circumferential, air-cooled housing, as described in patent 856 541. the The shaft of the machine is denoted by 20.

Das Gehäuse besteht aus zwei radförmigen Teilen 40, die über den ringförmigen Teil 44 miteinander verbunden sind. Der ringförmige Teil 44 ist an seinem äußeren Umfang mit einer Vielzahl radial verlaufender Rippen 46 ausgestattet. Zwischen diesen Rippen entstehen Ringnuten. Diese Rippen und Nuten verlaufen also konzentrisch zur Rotationsachse des Gehäuses 10. Die innere Oberfläche des Ringes 44 ist radial getrennt von einer parallelen äußeren Oberfläche, in die das eine Rad ausläuft. Zwischen diesen beiden ringförmigen Flächen ist ein weiterer Ring 54 angeordnet, derart, daß zwischen ihm und den beiden vorgenannten Ringen ringförmige Kanäle 56 und 58 verbleiben. Letztere sind durch Bohrungen im Ring 54 miteinander verbunden. Der äußere Ringkanal 56 mündet in den Auß enteil der Flüssigkeitskammer 16,The housing consists of two wheel-shaped parts 40, which are connected to one another via the annular part 44 are connected. The annular part 44 is on its outer circumference with a plurality of radially extending Ribs 46 fitted. Annular grooves are created between these ribs. These ribs and grooves run that is, concentric to the axis of rotation of the housing 10. The inner surface of the ring 44 is radially separated from a parallel outer surface into which one wheel terminates. Between these two annular surfaces, a further ring 54 is arranged, such that between it and the two aforementioned rings annular channels 56 and 58 remain. The latter are through holes in the ring 54 connected to each other. The outer annular channel 56 opens into the outer part of the liquid chamber 16,

709 847/227709 847/227

während der Kanal 58 durch Bohrlöcher etwa in halber Höhe der Kammer 16 mit dieser in Verbindung steht.while the channel 58 communicates with the chamber 16 through boreholes approximately halfway up the chamber 16 stands.

Der Druck in der Flüssigkeitskammer ist während des Betriebes naturgemäß in der Nähe der Antriebswelle am kleinsten, während er am äußeren Umfang der Kammer 16 am größten ist. Es ergibt sich daher eine nicht unerhebliche Druckdifferenz zwischen den Mündungsstellen der Kanäle 56 und 58. Infolge dieser Druckdifferenz wird ein Teil der arbeitenden Flüssigkeit gezwungen, in stetem Kreislauf durch das genannte Kanalsystem zu fließen, wodurch ein innerer Abkühlungsvorgang im Gehäuse bzw. eine gleichmäßige Temperaturverteilung im gesamten rotierenden Gehäuse erzielt wird.The pressure in the liquid chamber is naturally in the vicinity of the drive shaft during operation smallest, while it is largest on the outer periphery of the chamber 16. It therefore arises a not insignificant pressure difference between the mouths of the channels 56 and 58. As a result of this Pressure difference, part of the working fluid is forced to circulate continuously through the said Channel system to flow, creating an internal cooling process in the housing or a uniform Temperature distribution throughout the rotating housing is achieved.

Die Außenverkleidung 34 umfaßt einen Wandungsteil, der die Rippen 46 des rotierenden Gehäuses 44 umgibt und mit ihrer korrespondierenden Ausbildung die Umhüllung der Ringnuten bildet. Dieser Wandteil 34 ist an seinem ganzen Umfang durch eine Vielzahl von Öffnungen 74, 76 unterbrochen, die eine Verbindung zwischen den Ringnuten und der äußeren Atmosphäre darstellen. Der Teil 34 der äußeren Verkleidung besitzt an seinem Umfang plattenförmige Teile 66 in gewissen Abständen voneinander. Die kammartig ausgebildeten Schaufelglieder 72 ragen mit den Zinken dieses Kammes in die Ringnuten hinein und füllen einen großen Teil von deren Querschnitt aus.The outer lining 34 comprises a wall part which the ribs 46 of the rotating housing 44 surrounds and forms the envelope of the annular grooves with their corresponding training. This part of the wall 34 is interrupted on its entire circumference by a plurality of openings 74, 76, which a connection represent between the annular grooves and the external atmosphere. The part 34 of the outer fairing has plate-shaped parts 66 on its circumference at certain distances from one another. the Blade members 72 of comb-like design protrude with the prongs of this comb into the annular grooves and fill a large part of their cross-section.

Die Schaufelglieder 72 dienen in bekannter Weise dazu, die Kanäle zu unterteilen. Sie teilen jede Öffnung in zwei Hälften, eine Einlaßöffnung 74 und eine Auslaßöffnung 76. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen liegen mit Bezug auf die Luftströmung in jedem Teil des Gehäuses in Drehrichtung, wie durch den Pfeil 78 angedeutet. Die Luftströmung entsteht durch die Drehung des Gehäuses, so daß Luft in die Kanäle eintritt und durch die Auslaßöffnungen infolge der sperrenden Schaufelglieder austritt.The paddle members 72 are used in a known manner to subdivide the channels. They share every opening in two halves, an inlet port 74 and an outlet port 76. The inlet and outlet ports are rotatable with respect to the air flow in each part of the housing, as indicated by arrow 78 indicated. The air flow is created by the rotation of the housing so that air enters the channels and exits through the outlet openings as a result of the blocking vane members.

Die beste Kühlung wird bei Kanälen erhalten, die verhältnismäßig tief und eng sind, wobei Versuche gezeigt haben, daß bedeutende Verbesserungen dadurch gewonnen werden, wenn die erfindungsgemäßen Führungsteile zusammen mit den kammartigen Schaufelgliedern 72 verwendet werden. Eine solche Anordnung ist aus Fig. 1 a ersichtlich. In dieser Ausführungsform dienen die Führungsteile 86, die verhältnismäßig hoch oberhalb des betreffenden Kanalgrundes endigen, dazu, die Luftströme, die durch die Einlaßöffnungen 74 eintreten, noch zu teilen, wodurch eine unmittelbare Abwärtsströmung der eintretenden Luft zu den verhältnismäßig tiefen Kanalgründen erzielt wird. Die Führungsteile können in jeder geeigneten Weise gehalten werden. In der vorliegenden Ausführungsform bestehen die Tragteile der Führungsteile aus dünnen, am Umfang verteilten Ouerstreben 88, zwischen denen die eintretende Luft, wie durch Pfeile in der Figur angegeben, strömt.The best cooling is obtained with channels that are relatively deep and narrow, with trials have shown that significant improvements are gained when using the inventive Guide parts can be used together with the comb-like paddle members 72. Such Arrangement can be seen from Fig. 1 a. In this embodiment, the guide parts 86, the relatively end high above the channel bottom in question, in addition, the air currents flowing through the Inlet ports 74 enter, yet to divide, creating an immediate downward flow of the entering Air is achieved to the relatively deep channel bottoms. The guide parts can be in any suitable Way to be kept. In the present embodiment, the support parts consist of the guide parts of thin cross struts 88 distributed around the circumference, between which the incoming air, as if through Arrows indicated in the figure flows.

Die an den Einlaßöffnungen gelegenen Führungsteile sind wirksamer als die an den Auslaßöffnungen. Die in Fig. 1 a gezeigte Anordnung kann, wie beispielsweise in den Fig. 1 b und 1 c angedeutet, geändert werden. In Fig. 1 b sind Führungsteile 86 angeordnet, um sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßströmung zu führen. In vielen Fällen kann es bei sehr tiefen Kanälen wünschenswert sein, wie gezeigt, zusätzlich eine Anzahl Führungsteile 86 a zu verwenden. Die in der Fig. 1 c gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der in der Fig. 1 b nur durch die Verwendung von Führungsteilen 86 α auch zur Führung der austretenden Luft. Es lassen sich auch verbesserte Ergebnisse erzielen, wenn die Eintrittsöffnungen größer als die Austrittsöffnungen gemacht werden. Zu diesem Zweck werden die Eintrittsöffnungen mit größerer Umfangsausdehnung als die Austrittsöffnungen, wie in den Fig. 1 a, 1 b und 1 c gezeigt, hergestellt. Die Verwendung von Eintrittsöffnungen mit einem größeren Querschnitt als der der Austrittsöffnungen ist vorteilhaft, unabhängig davon, ob Führungsteile nur in der Eintrittsöffnung oder auch in der Austrittsöffnung verwendet werden.The guide parts located at the inlet openings are more effective than those at the outlet openings. The arrangement shown in FIG. 1 a can be changed, as indicated, for example, in FIGS. 1 b and 1 c. In Fig. 1b, guide members 86 are arranged to guide both inlet and outlet flow. In many cases, in the case of very deep channels, it may be desirable, as shown, to additionally use a number of guide parts 86 a. The arrangement shown in FIG. 1 c differs from that in FIG. 1 b only through the use of guide parts 86 α also for guiding the exiting air. Improved results can also be achieved if the inlet openings are made larger than the outlet openings. For this purpose, the inlet openings are made with a larger circumferential extent than the outlet openings, as shown in FIGS. 1 a, 1 b and 1 c. The use of inlet openings with a larger cross section than that of the outlet openings is advantageous, regardless of whether guide parts are used only in the inlet opening or also in the outlet opening.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind mehr oder weniger schematisch gezeigt, und in den Fig. 2 bis 4 ist eine handelsmäßige Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die an einem hydraulischen Drehmomentwandler für ein Omnibusgetriebe angewandt ist, das etwa 150 PS überträgt. In Fig. 2 sind die inneren Teile des Drehmomentwandlers nicht dargestellt. Sie können normaler Ausführung sein.The embodiments described above are shown more or less schematically, and in FIGS Fig. 2 to 4 is a commercial embodiment of the invention is shown, which is based on a hydraulic Torque converter is used for a bus transmission that transmits about 150 hp. In Fig. 2 the internal parts of the torque converter are not shown. They can be of normal execution.

Das umlaufende Gehäuse mit gegossenen Rippen 46 wird von dem äußeren festen Gehäuse 34 umschlossen, das mit einer Anzahl am Umfang verteilter Öffnungen, die mit 89 bezeichnet sind, versehen ist. In dem vorliegenden Falle sind acht solcher öffnungen vorhanden. Jede dieser Öffnungen hat einen Deckel 90, der an dem Gehäuse 34 mittels Schrauben 92 abnehmbar befestigt ist. Diese Deckel sind wie Rahmen ausgeführt, an denen die kammartigen Schaufelglieder 72 befestigt sind. Diese haben in der gezeigten Ausführung die Form kammartiger Teile, die vorzugsweise durch Präzisionsguß hergestellt werden. Die Deckel tragen außerdem Führungsteile 86, die wie die kammartigen Schaufelglieder 72 ausgebildet sein können. Wie aus Fig. 3 und 4 erkennbar, dienen die kammartigen Schaufelglieder dazu, die öffnung 89 des Gehäuses 34 in Eintritts- und Austrittsöffnungen 74 bzw. 76 zu unterteilen, wobei der Luftstrom der in Fig. 3 durch Pfeile gezeigten Richtung folgt.The circumferential housing with cast ribs 46 is enclosed by the outer fixed housing 34, which is provided with a number of openings distributed around the circumference, which are designated by 89. By doing In the present case, there are eight such openings. Each of these openings has a cover 90, which is detachably attached to the housing 34 by means of screws 92. These lids are like frames executed, on which the comb-like blade members 72 are attached. These have in the version shown the shape of comb-like parts, preferably made by precision casting. the Lids also carry guide parts 86, which are designed like the comb-like vane members 72 can. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the comb-like blade members serve to open the opening 89 of the housing 34 into inlet and outlet openings 74 and 76, respectively, the air flow being the in Fig. 3 follows the direction shown by arrows.

Die Deckel 90 können außerdem zum Schutz der Nuten gegen Beschädigungen durch feste Partikeln verwendet werden, die gegebenenfalls in die Nuten durch die Öffnung eindringen könnten. Als Schutz können Netze 94 verwendet werden, die von den abdeckenden Rahmen gehalten werden und die öffnungen abdecken. Sowohl bei dieser Ausführungsform als auch bei den in den Fig. la. Ib und 1 c gezeigten Ausführungsformen sind die kammartigen Schaufelglieder an den Deckeln derart gelegen, daß die Eintrittsöffnungen wesentlich größeren Querschnitt als die Austrittsöffnungen 76 haben.The covers 90 can also protect the grooves from damage by solid particles are used, which could possibly penetrate into the grooves through the opening. For protection nets 94 can be used, which are held by the covering frame and the openings cover. Both in this embodiment and in the in Fig. La. Ib and 1c shown embodiments the comb-like blade members are located on the covers in such a way that the inlet openings have a significantly larger cross-section than the outlet openings 76.

Claims

Patent claims:

1. Device for cooling rotating housings, which on their outer periphery a plurality of annular cooling fins and intermediate, concentric to the axis of rotation Wear ring grooves, while the fixed outer casing of the housing, over the whole Circumferentially distributed, having openings for the inlet and outlet of a coolant, in which a comb-like shaped blade members are arranged. whose individual prongs protrude into the ring grooves, and fill their cross-section up to narrow gaps, in such a way that this is caused by friction moving coolant is sucked into the openings and pushed out of the openings again is characterized by guide parts for the coolant, which at least at the inlet

place the coolant flow into the grooves and end in front of the bottom of the grooves.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inlet openings are larger Have cross-section than the outlet openings.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the blade members and Guide parts are attached to a frame adapted to the openings, the blade members share in a known manner the openings in the inlet and outlet and the guide parts at least divide the inlet openings into partial inlet openings.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the frame is covered with nets are.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the guide parts are different Have length, in such a way that the furthest away from the paddle members Guide parts are shorter than those that are closer to the shut-off vane members are.

Considered publications:
French patent specification No. 967 485.

1 sheet of drawings