DE19544188A1 - Hydrodynamic retarder or coupling - Google Patents

Hydrodynamic retarder or coupling

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Abstract

The retarder has a rotary scoop wheel (2) and a stator scoop wheel (3), which together form an annular working space of basically circular cross-section. At least one of these is built out from a base body which forms part of the annular working space and which has several scoops on it.The walls of the working space are lined with an inserted bearing element, e.g. a sheet, to which the scoops are fixed. The bearing element may be fixed in the body by means of a step or groove. The bearing element may have slits into which the scoops can be inserted.

Description

Repräsentativ für derartige Maschinen sind Retarder - siehe z. B. DE 43 11 356 A1.Retarders are representative of such machines - see e.g. B. DE 43 11 356 A1.

Derartige Maschinen umfassen ein Rotarschaufelrad und ein Statorschaufelrad. Diese beiden Schaufelräder bilden gemeinsam einen ringförmigen (torusförmigen) Hohlraum von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt. Die Schaufeln sind im allgemeinen schräg gestellt.Such machines include a rotary vane wheel and a Stator impeller. Form these two paddle wheels together an annular (toroidal) cavity of essentially circular cross-section. The shovels are generally slanted.

Maschinen der eingangs genannten Art, vor allem Retarder, werden durch erhöhte Sicherheitsanforderungen mehr und mehr zu einem Massenprodukt. Hierbei kommt es auf besonders rationelle Fertigung an.Machines of the type mentioned above, especially retarders, are becoming more and more due to increased security requirements to a mass product. This is particularly important rational manufacturing.

Bisher wurden die genannten Schaufelräder solcher Maschinen bei Serienfertigung im Gußverfahren hergestellt. Dabei wurde der Grundkörper des Schaufelrades zusammen mit den Schaufeln gegossen. Das Gießverfahren ist aufwendig und teuer. Dies betrifft das Gießverfahren als solches, als auch die Bearbeitung. Dies ist mühevoll, zeitaufwendig und demgemäß teuer.So far, the aforementioned paddle wheels of such machines in series production in the casting process. Here became the basic body of the paddle wheel together with the Poured blades. The casting process is complex and expensive. This concerns the casting process as such, as also editing. This is tedious, time consuming and accordingly expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrodynamischen Retarder oder eine hydrodynamische Kupplung derart zu gestalten und ein entsprechendes Herstellungsverfahren anzugeben, um die Fertigung zu vereinfachen und zu verbilligen, dabei aber trotzdem die technologischen Erfordernisse einer solchen Maschine zu erfüllen und zu verbessern.The invention has for its object a hydrodynamic retarder or a hydrodynamic To design the clutch and a corresponding Manufacturing process to specify the manufacturing process simplify and cheapen, but still the technological requirements of such a machine meet and improve.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. This task is characterized by the characteristics of the independent Claims resolved.  

Der Grundkörper des Schaufelrades bleibt weiterhin ein Gußkörper oder ein Schmiedekörper. Hieraus ergeben sich für das Schaufelrad gewisse Vorteile gegenüber einem Schaufelrad aus Blech. Der Gußkörper hat eine relativ hohe Festigkeit. Es können Teile und notwendige Konturen angegossen werden, beispielsweise eine Hohlwelle, oder Pumpenschaufeln auf der Rückseite, d. h. den eigentlichen Schaufeln des Schaufelrades gegenüberliegend.The basic body of the paddle wheel remains on Cast body or a forged body. This results in the paddle wheel has certain advantages over you Paddle wheel made of sheet metal. The cast body has a relatively high Strength. There can be parts and necessary contours are cast on, for example a hollow shaft, or Pump blades on the back, d. H. the real one Buckets of the paddle wheel opposite.

Andererseits sind die Schaufeln aus Blech hergestellt und in das Trägerelement, mit dem die Innenfläche des Arbeitsraumes ausgekleidet ist, eingesteckt. Diese Fertigung ist wesentlich einfacher als beim Gießen. Beim Gießen muß für jeden einzelnen Zwischenraum zwischen zwei einander benachbarten Schaufeln ein Gießkern vorgesehen werden, was mühsam und arbeitsaufwendig ist. Sind die Schaufeln aus Blech hergestellt, so lassen sie sich durch Stanzen, durch Schneiden oder auf andere einfache Weise erzeugen.On the other hand, the blades are made of sheet metal and in the carrier element with which the inner surface of the Work area is lined, inserted. These Manufacturing is much easier than casting. At the Pouring must take place for every single space between two a casting core is provided for adjacent blades become what is tedious and labor-intensive. Are the Shovels made of sheet metal, so they can be Punching, cutting or other simple means produce.

Auch das Trägerelement läßt sich auf sehr einfache und kostengünstige Weise erzeugen, beispielsweise durch Stanzen oder Schneiden, etwa durch Laserstrahlen.The support element can be very simple and Generate inexpensively, for example by punching or cutting, for example by laser beams.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in folgendem: Die vom Arbeitsmedium berührten Oberflächen bestehen aus Blech, statt aus Guß. Sie sind daher viel glatter, was den Wirkungsgrad der Maschine bedeutend erhöht. Außerdem brauchen sie keine Nachbearbeitung. Schließlich sind sie bei Ausführung aus hochwertigem Edelstahl in hohem Maße widerstandsfähig gegen Kavitation und Korrosion, viel mehr, als dies bei einer Gußfläche der Fall ist. Im allgemeinen wird man die Blechschaufeln am Klemmkörper auch noch durch weitere Verfahren befestigen, vor allem durch Hartlöten. Es ist aber auch denkbar, Steckverbindungen zu erzeugen, die eine hohe Verbindungsfestigkeit aufweisen. Another advantage of the invention is as follows: Surfaces touched by the working medium consist of sheet metal, instead of cast iron. They are therefore much smoother than that Efficiency of the machine increased significantly. also you do not need any post-processing. After all, they are in high-quality stainless steel resistant to cavitation and corrosion, much more, than is the case with a casting surface. In general you will also go through the metal blades on the sprag Attach other methods, especially by brazing. It but is also conceivable to produce plug connections that have a high connection strength.  

Durch die Erfindung sind außerdem engere Toleranzwerte erzielbar und damit genauere Kennlinien.The invention also enables tighter tolerance values achievable and thus more precise characteristics.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Retarder. Zur besseren Verdeutlichung ist der Klemmkörper weggelassen. Dabei ist auf einer Retarderwelle 1 ein Rotarschaufelrad 2 befestigt. Koaxial zum Rotarschaufelrad 2 befindet sich ein Statorschaufelrad 3. Man erkennt ferner ein Gehäuse 4. Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a retarder according to the invention. The clamp body is omitted for clarity. A rotar paddle wheel 2 is fastened on a retarder shaft 1 . Coaxial to Rotarschaufelrad 2 there is a stator. 3 A housing 4 can also be seen.

Fig. 2 zeigt den Grundkörper des Statorschaufelrades 3, wiederum ohne Auskleidung. Fig. 2 shows the base body of the stator vane 3 , again without a liner.

Fig. 3 zeigt einen Teilausschnitt einer Abwicklung des Statorschaufelrades 3 in einer Draufsicht. Man erkennt daraus Statorschaufelräder 3.1. Wie man sieht, sind die Schaufeln 3.1 unter einem Winkel gegen eine achssenkrechte Ebene des Rotorschaufelrades geneigt. Fig. 3 shows a partial section of a development of the stator vane 3 in a plan view. From this one can see stator impellers 3.1 . As can be seen, the blades 3.1 are inclined at an angle to an axis-perpendicular plane of the rotor blade wheel.

Fig. 4 zeigt wiederum einen Grundkörper, und zwar eines Rotorschaufelrades 2. Dabei sind auf der Rückseite Pumpenschaufeln 3.2 angegossen, auf der Vorderseite eine Hohlwelle 3.3. FIG. 4 again shows a basic body, specifically a rotor blade wheel 2 . Pump blades 3.2 are cast on the back and a hollow shaft 3.3 on the front.

Fig. 5 stellt eine Teilansicht eines Trägerelementes 5 für ein Rotarschaufelrad dar, und zwar in einer Draufsicht nach dem Ausstanzen aus einer Blechtafel. Das Trägerelement 5 ist somit noch eben, d. h. nicht räumlich verformt. Wie man sieht, weist es eine Vielzahl von weitgehend radial angeordneten Schlitzen 5.1 und 5.2 auf. Diese dienen dazu, nach dem Verformen dem Trägerelement 5 eine gewisse federnde Elastizität zu verleihen, so daß es in denjenigen Teil des Arbeitsraumes, der aus dem Grundkörper des Rotors 2 gebildet ist, eingeklemmt werden kann und dort durch Einklipsen an umlaufenden Absätzen befestigt wird. Fig. 5 shows a partial view of a carrier element 5 for a Rotarschaufelrad, in a plan view after punching out of a metal sheet. The carrier element 5 is thus still flat, ie not spatially deformed. As you can see, it has a plurality of largely radially arranged slots 5.1 and 5.2 . These are used to give the carrier element 5 a certain resilient elasticity after the deformation, so that it can be clamped into that part of the working space which is formed from the base body of the rotor 2 and is fastened there by clipping onto circumferential heels.

Trägerelement 5 weist weitere Aussparungen auf, und zwar einerseits am Außenumfang randoffene Aussparungen 5.5 und andererseits im mittleren Radius Aussparungen 5.6. Dazu sind abgewinkelte Einschnitte 5.7 in der Mitte vorgesehen.Carrier element 5 has further cutouts, on the one hand cutouts 5.5 open on the outer circumference and on the other hand cutouts 5.6 in the middle radius. Angled cuts 5.7 are provided in the middle for this purpose.

Die Einschnitte 5.5 und die abgewinkelten Einschnitte 5.7 sind derart ausgebildet, daß sie nach dem Verformen paßgenaue Teilschlitze erzeugen, die gemeinsam mit den Aussparungen 5.6 der Montage der Rotorschaufeln dienen.The incisions 5.5 and the angled incisions 5.7 are designed in such a way that, after the deformation, they produce precisely fitting partial slots which, together with the cutouts 5.6, serve to mount the rotor blades.

Fig. 6 zeigt ein Trägerelement 6. Auch dieses weist analoge Schlitze 6.1, 6.2 auf, zum Erleichtern des Verformens und zum Erzeugen einer inneren elastischen Spannung. Ferner erkennt man Schlitze 6.5, 6.6 sowie abgewinkelte Einschnitte 6.7, die nach dem Verformen dem Einstecken der Schaufeln dienen. Fig. 6 shows a support element 6. This also has analog slots 6.1 , 6.2 , to facilitate the deformation and to generate an internal elastic tension. Furthermore, one sees slots 6.5 , 6.6 and angled incisions 6.7 , which are used for inserting the blades after the deformation.

Fig. 7 zeigt eine Statorschaufel 7. Fig. 7 shows a stator 7.

Fig. 8 zeigt ein Statorschaufelrad 3 mit darin montiertem Trägerelement 7 und eingedrehte Absätze zum Fixieren. Fig. 8 shows a stator 3 with mounted therein carrier member 7 and screwed paragraphs for fixing.

Fig. 9 zeigt denselben Gegenstand in einer Draufsicht in Achsrichtung. Fig. 9 shows the same object in a plan view in the axial direction.

Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt aus einem Zylinderschnitt durch ein erfindungsgemäßes Statorschaufelrad. Rotorschaufelräder könnten gleich oder ähnlich ausgeführt sein. Fig. 10 shows a section of a cylinder cut by an inventive stator. Rotor blade wheels could be of the same or similar design.

Bei der Herstellung eines Schaufelrades gemäß der Erfindung ist es möglich, das Trägerelement zuerst in den Hohlraum des Grundkörpers einzusetzen, beispielsweise klemmend, und erst dann die Schaufeln mit dem Trägerelement fest zu verbinden, beispielsweise ebenfalls durch Klemmen oder durch Löten oder durch beides. Statt dessen ist es aber auch möglich, die Schaufeln mit dem Trägerelement vorab auf irgendeine Weise zu verbinden und sodann diese Einheit, die aus dem Trägerelement und den Schaufeln besteht, in den Hohlraum des Grundkörpers einzusetzen.In the manufacture of a paddle wheel according to the invention it is possible to insert the carrier element into the cavity first insert the base body, for example clamping, and only then firmly shut the blades with the carrier element connect, for example also by clamping or by soldering or by both. Instead it is also possible to advance the blades with the carrier element  any way to connect and then this unity that consists of the carrier element and the blades, in the Insert cavity of the base body.

Claims (11)

1. Hydrodynamischer Retarder oder hydrodynamische Kupplung mit einem Rotarschaufelrad (2) und einem Statorschaufelrad (3), die gemeinsam einen ringförmigen, hohlen Arbeitsraum von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt bilden, mit den folgenden Merkmalen:
  • 1.1 wenigstens ein Schaufelrad ist aus einem Grundkörper aufgebaut, der einen Teil des ringförmigen Arbeitsraumes bildet;
  • 1.2 der Grundkörper weist eine Vielzahl von Schaufeln auf; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • 1.3 die Wände des Arbeitsraumes sind mit einem eingelegten Trägerelement, z. B. mit einem Trägerblech ausgekleidet;
  • 1.4 die Schaufeln sind am Trägerelement befestigt.
1. Hydrodynamic retarder or hydrodynamic coupling with a rotar vane wheel ( 2 ) and a stator vane wheel ( 3 ), which together form an annular, hollow working space of essentially circular cross section, with the following features:
  • 1.1 at least one paddle wheel is constructed from a base body which forms part of the annular working space;
  • 1.2 the base body has a plurality of blades; characterized by the following features:
  • 1.3 the walls of the work space are with an inserted support element, for. B. lined with a carrier sheet;
  • 1.4 the blades are attached to the carrier element.
2. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement durch Einklemmen im Grundkörper befestigt ist, z. B. über einen Absatz oder eine Nut.2. Hydrodynamic machine according to claim 1, characterized characterized in that the carrier element by clamping is attached in the base body, for. B. over a paragraph or a groove. 3. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement Schlitze zum Einstecken der Schaufeln aufweist.3. Hydrodynamic machine according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier element slots for inserting the blades. 4. Hydrodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln mit dem Trägerelement verschweißt oder verlötet sind.4. Hydrodynamic machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blades with the support element is welded or soldered. 5. Verfahren zum Herstellen eines Schaufelrades für eine hydrodynamische Maschine mit einem Rotarschaufelrad und einem Statorschaufelrad, die gemeinsam einen ringförmigen Arbeitsraum von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt bilden, mit den folgenden Verfahrensschritten:
  • 5.1 es wird zunächst ein Grundkörper gegossen oder geschmiedet, der einen Teil des Arbeitsraumes bildet;
  • 5.2 es wird ein Trägerelement hergestellt, das der hohlen Ringraumfläche annähernd entspricht;
  • 5.3 das Trägerelement wird in den Hohlraum eingesetzt und an diesem befestigt;
  • 5.4 die Schaufeln werden am Trägerelement befestigt.
5. A method for producing a paddle wheel for a hydrodynamic machine with a rotar paddle wheel and a stator paddle wheel, which together form an annular working space of essentially circular cross section, with the following method steps:
  • 5.1 a base body is first cast or forged, which forms part of the work space;
  • 5.2 a carrier element is produced which approximately corresponds to the hollow annular area;
  • 5.3 the carrier element is inserted into the cavity and fastened to it;
  • 5.4 the blades are attached to the carrier element.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement durch Festklemmen im Hohlraum befestigt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the carrier element by clamping in the cavity is attached. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln in Schlitze des Trägerelementes eingesetzt werden, beispielsweise unter Einschnappen des Trägerbleches in eine Hinterdrehung des Grundkörpers.7. The method according to claim 5 or 6, characterized characterized in that the blades in slots of the Carrier element are used, for example by snapping the carrier sheet into one Back turning of the base body. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln am Trägerelement klemmend befestigt werden.8. The method according to any one of claims 5 or 6, characterized characterized in that the blades on the carrier element be clamped. 9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Laschen der Schaufeln durch Schlitze im Trägerelement hindurchgesteckt und krallend umgebogen werden.9. The method according to claim 5 or 6, characterized characterized that tabs of the blades by Slots in the support element and be bent with a claw. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln mit dem Trägerelement verschweißt oder verlötet werden.10. The method according to any one of claims 5 to 9, characterized characterized in that the blades with the Carrier element are welded or soldered. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement vor dem Einklemmen in den Hohlraum zum Erzeugen einer Elastizität mit Schlitzen versehen wird.11. The method according to any one of claims 5 to 10, characterized characterized in that the carrier element before Pinch in the cavity to create a Elasticity is slotted.
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