专利名称：液力机械、特别是液力减速器的制作方法
液力机械、特别是液力减速器本发明涉及一种具体地根据权利要求I的前序部分的液力机械(hydrodynamicmachine),特别地涉及一种液力减速器(hydrodynamic retarder)。已知晓液力机械几十年了。它们包括至少两个叶轮，其中的至少一个叶轮旋转。至少一个第二叶轮与第一叶轮形成工作室，该工作室永久性地填充有工作介质或者能选择性地填充有工作介质以将转矩或者驱动力通过液力从第一叶轮传送至第二叶轮。当第二叶轮以静止的方式保持或者与第一叶轮的旋转方向相反地从外部驱动时，液力机械是液力减速器，该液力减速器的第一叶轮通过液力制动。当第二叶轮通过第一叶轮经由工作室中的回路通过液力驱动并且因此在与第一叶轮相同的旋转方向上旋转时，液力联接是所关心的。如果除了旋转叶轮之外还具有其他导向叶轮或导向叶片，那么液力机械是液力转换器。本发明基本上能应用于液力机械的所有上述构造中。·油、水或者水混合物尤其被视为是用于液力机械的工作介质。由于液力机械包括旋转和非旋转(静止)部件或者相对于彼此以不同速度旋转的部件，因此在这些部件之间需要密封以防止工作介质任何不期望地泄漏到周围环境中。然而在实践中已经注意到，这些密封可能是有问题的并且趋向于泄漏，尤其是在液力机械的长期使用之后。当将水用作工作介质时，这尤其会发生。尽管过去做出了重大努力以使密封完善，但是仍然存在与防漏相关的问题，特别是在布置为液力减速器的液力机械中，该液力减速器的工作介质是水或者水混合物，尤其是车辆冷却回路的冷却剂。尽管当将水用作工作介质时水的泄漏不会破坏环境，但是不期望的水的损失会导致冷却系统频繁地需要重新填充水的结果，这对于具有带有液力机械且尤其是带有液力减速器的这种冷却系统的机动车辆的使用者来说是不令人满意的。特此参照涉及液力机械且尤其是液力减速器的密封的所公开的现有技术DE 10 2005 009 456A1WO 2004/026652A1DE 102 42 736A1DE 10 2006 054 615B3本发明基于提供一种液力机械且尤其是液力减速器的目的，该液力减速器的驱动轴相对于液力机械的壳体以尤其可靠且持久的方式密封以防止工作介质不期望地从液力机械中泄漏。驱动轴应当理解为是任何类型的轴，无论其是中空轴还是实心轴或者是圆盘状轴或者环形轴，其使得能够驱动液力机械的至少一个叶轮。根据本发明的目的通过具有权利要求I的特征的液力机械来实现。从属权利要求中提供了本发明的有利的且特别适当的实施方式。尤其布置为液力减速器的根据本发明的液力机械包括至少一个第一旋转叶轮以及一个第二叶轮，该第二叶轮也旋转或者以静止的方式(非旋转的)保持。这两个叶轮形成工作室，该工作室能选择性地填充有工作介质或者该工作室一直填充有所述介质，并且该工作室尤其具有环形(toroidal)形状，以将转矩通过液力从第一叶轮传送至第二叶轮。当在这种情形中第二叶轮以静止的方式保持或者与第一叶轮的旋转方向相反地驱动时，液力机械将如同减速器或者如同反向旋转减速器一样地工作。当第二叶轮可旋转地保持以通过第一叶轮经由工作室中的工作介质回路通过液力驱动时，液力机械将如同液力联接器一样地工作。根据本发明的液力机械还包括至少一个壳体，该壳体与两个叶轮中的一个一起封闭另一叶轮，通过这种方式，壳体因此也至少部分地由两个叶轮中的作为“外”叶轮的一个叶轮形成，或者壳体封闭两个叶轮。当壳体封闭两个叶轮时，壳体能尤其以静止的方式保持。这还在壳体与由两个叶轮中的一个形成的定子一起封闭另一叶轮时应用。设有至少一个驱动轴，以机械地驱动第一或第二叶轮，驱动轴相对于壳体通过滑动环密封件密封，以防止驱动轴与壳体之间的工作介质的泄漏。滑动环密封件包括至少一个密封液体供给件，以将密封液体供给至滑动环密封件并通过所述密封液体冷却和/或润滑滑动环密封件。根据本发明，滑动环密封件包括至少一个第一滑动环和一个第二滑动环，所述第 一滑动环和第二滑动环布置为在径向方向上相互同心地封闭，并且所述第一滑动环和第二滑动环分别包括一密封表面，并且所述第一滑动环和第二滑动环与匹配元件一起密封相对于驱动轴在径向方向上延伸的密封间隙。特别地，第二滑动环密封件比第一滑动环密封件布置在更大的直径上并且有利地在其外侧上完全封闭第一滑动环密封件。滑动环密封件能定位在相同的轴向截面中，以特别地使它们的密封表面相互对齐。这将在下文中参照附图
更详细地解释。密封液体沟道在径向方向上在两个密封表面之间通向滑动环密封件，以通过密封液体冷却和/或润滑两个密封表面。密封液体沟道被供给有来自密封液体供给件的密封液体，以使密封液体能流过所述密封液体沟道流动并且能经由密封液体沟道的孔到达两个密封表面。还有利地设有密封液体排放件，一旦密封液体冷却和/或润滑两个密封区域，密封液体将流入到密封液体排放件中并且然后经由密封液体排放件从密封环密封件中并且尤其从液力机械中排放。根据第一实施方式，第一滑动环与第二滑动环布置为一体式的或者相互机械地连接。根据可替代实施方式，第一滑动环和第二滑动环布置为相互分离并且因此没有相互机械地接合的部件。有利地，两个滑动环与驱动轴和/或叶轮一起旋转，尤其以相同的速度一起旋转，并且匹配元件是静止的。可替代地，匹配元件随着驱动轴和/或叶轮旋转，尤其以相同的旋转速度旋转，并且两个滑动环以静止的方式保持。优选地，两个密封表面与尤其布置为匹配环的共用一体式匹配元件一起共同地密封密封间隙。根据一有利实施方式，至少部分地在轴向方向上延伸的尤其以插入件形式的导向元件至少设置在滑动环密封件中的液体沟道的孔中，该导向元件将至少在径向内密封表面的方向上或者在两个密封表面的方向上引导从密封液体沟道流出的密封液体。导向元件有利地布置为插入件，该插入件在穿过液力机械的轴向截面中尤其是L形状，并且该插入件在径向方向上布置在第一滑动环与第二滑动环之间。插入件以这样的方式有利地将密封液体的供给件与滑动环密封件的密封液体排放件分离开并且有利地布置为在密封液体沟道内延伸，即，使得密封液体从密封液体供给件沿着插入件尤其在轴向方向上流入到第一径向内密封表面的区域中，此后围绕插入件径向地流动至外部而进入到第二径向外密封表面的区域中，并且此后，尤其再次在径向方向上进入到密封液体排放件中。以特别有利的方式，密封液体按照这样的引导流动，即，首先在第一轴线方向上沿着插入件从密封液体供给件流动，并且此后，一旦其已冷却和/或润滑密封表面，则沿着第二相反轴向方向在密封液体排放方向上流动。密封液体供给件和密封液体排放件能分别布置为至少部分地在径向方向上延伸的沟道，其中这两个沟道能以相对于彼此在周向方向上偏移的方式布置，尤其以大约基本地或者准确地为180°偏移。根据一实施方式，滑动环密封件包括壳体，该壳体封闭两个滑动环以及尤其是匹配元件。作为密封液体供给件的钻孔以及作为密封液体排放件的另一钻孔于是也能设置在壳体中，其中壳体中和/或液力机械的叶轮中的相应沟道能连接至这些钻孔。弹簧，尤其是锯齿形(zigzag)弹簧或者正弦弹簧，插入到壳体中，该弹簧在密封表 面的方向上通过弹力挤压两个滑动环，以使滑动环通过其密封表面挤压匹配元件。为此，弹簧能插入到壳体的一相应壁与两个滑动环之间，两个滑动环中的一个，尤其是径向外滑动环，有利地通过弹簧而被加压。为此，插入件能自由地搁置在密封环上，尤其是在轴向方向上。能为每个滑动环设置单独的弹簧。可替代地，一个弹簧，并且尤其是单个弹簧，将对几个或所有的滑动环加压。在下文中将参照实施方式通过实例的方式描述本发明，其中图I示出了液力减速器形式的液力机械，根据本发明驱动轴的密封件能相对于壳体布置；图2示出了在驱动轴的一侧上在穿过液力机械的第一截面中液力减速器在轴向截面中的截面图，根据本发明驱动轴的密封件相对于壳体布置；图3示出了在驱动轴另一侧上例如在穿过根据本发明相对于图2的区域偏移约180°的密封件的一区域的轴向截面中的根据图2的轴向截面图。图I示意性示出了液力减速器，仅示意性示出了穿过驱动轴5的一侧的一个截面。另一侧以相应的镜像反向方式布置(未示出)。该图示出了第一旋转叶轮I和第二静止叶轮2。两个叶轮1、2共同地形成环形工作室3，在该工作室中能选择性地引入诸如油、水或者水混合物的工作介质，以将驱动力(在这种情形中，其是制动转矩)通过液力从第一叶轮I传送至第二叶轮2 (其是定子)。第二叶轮2与在背离第二叶轮2的一侧上封闭第一叶轮I的外壳一起形成壳体4。第一叶轮I通过驱动轴5驱动。驱动轴5通过多个密封件相对于壳体4密封。例如，在图I中的右手侧上示出的密封件能如同根据本发明所布置地设置为滑动环密封件6。应理解的是，无需设置如图I所示的多个密封件。此外，通过实例方式示出的其他密封件中的任一者都可以交替地或者另外地布置为根据本发明的滑动环密封件。图2示出了穿过相应滑动环密封件6的轴向截面图。还能识别出第一叶轮I的径向内侧区域以及驱动轴5和壳体4的径向内侧部分。还能看到工作室3的径向内侧部分。图3不出了相应的截面图，但位于在液力减速器的周向方向上偏移的交叉平面中。相应的类似元件设有相同的附图标记。
现在将在下文中更详细地解释在图2和图3中示出的滑动环密封件6的作用滑动环密封件6包括第一滑动环8和第二滑动环9。滑动环8、9与匹配环3形式的共用匹配元件一起密封在径向方向上延伸至驱动轴5的密封间隙，第一滑动环8以其(第一)密封表面10并且第二密封环9以其(第二)密封表面11进行密封。滑动环密封件6包括壳体16，该壳体封闭并引导两个滑动环8、9。两个弹簧17布置在壳体16的一表面壁与两个滑动环8、9之间，以实现密封间隙的最佳可能密封，这两个弹簧在此分别以正弦弹簧或者锯齿形弹簧的形式布置并被置于壳体16上且使得滑动环8、9以其密封表面10、11挤压匹配环13。两个弹簧17同心地相互封闭。可替代地，还可以设置对两个滑动环8、9加压的共用弹簧。在示出的实施方式中，匹配环13还被弹簧(在此用附图标记18指出)在滑动环8、9的方向上加压。应理解的是，还可以使用其他压力元件或者储能装置，以实现将滑动环8、9和匹配元件(在这种情形中，其是匹配环13)挤压到一起。最后地，还可以在没有储能装置 的情况下并且仅通过联锁来实现这种挤压到一起。在如在此示出的实施方式中，壳体16与两个滑动环8、9 一起插入到液力减速器的壳体4中并且因此不旋转。另一方面，匹配环13插入到驱动轴5中并且与驱动轴5或者第一叶轮I 一起旋转。插入件14被引入到第一径向内滑动环8与第二径向外滑动环9之间，如将在下文中更详细地解释的，该插入件设有流动引导功能，以将密封液体引入到滑动环密封件6中并且传送至密封间隙。在这种情形中，插入件14在示出的截面图中具有L形状，具有平行于驱动轴5的旋转轴线19延伸的相对较长的分支(limb)以及垂直于上述相对较长的分支延伸的相对较短的分支。相对较短的分支以使得弹簧17经由插入件14而将其压力施加在第二滑动环9上的方式引入到第二滑动环9与径向外弹簧17之间，同时在示出的实施方式中，径向内弹簧17将其压力直接施加到第一滑动环8上而没有插入任何其他元件。密封液体经由液力减速器的壳体4中的供应沟道20而被引导至滑动环密封件6的密封液体供给件7。密封液体供给件7能例如以滑动环密封件6的壳体16中的一个或者几个钻孔的形式来布置，至少一个钻孔优选地至少部分地在径向方向上延伸。如箭头所指示的，密封液体从密封液体供给件7到达插入件14与第一滑动环8之间的径向内间隙，在轴向方向上沿着插入件14的相对较长的分支流入到所述间隙中直至插入件14的定位在密封表面10、11附近的自由分支。密封液体由此围绕插入件14的自由端流动至外部而进入到插入件14与第二径向外滑动环9之间的径向外间隙中。由于这种环绕流动，迫使密封液体紧靠密封表面10、11流动，以润滑和/或冷却密封表面。在此吸收的热将被流走的密封液体带走，密封液体再次在与“进入路径”相反的轴向方向上流动，通过插入件14与第二滑动环9之间的间隙直至滑动环密封件6的密封液体排放件15。密封液体排放件15以滑动环密封件6的壳体16中的一个或多个钻孔的形式来布置，与这些钻孔对齐以用于形成液体排放件15的钻孔还设置在第二滑动环9中。密封液体然后从滑动环密封件6中的密封液体排放件15通过排放沟道20或者多个排放沟道流动到液力减速器的壳体4中。滑动环密封件6的示出的实施方式允许同时与驱动轴5相对于液力减速器的壳体4的最佳密封相结合的对两个密封表面10、11的非常有效的冷却。由于在径向方向上设置的所选布置，因此还可以实现非常短的总长度以及滑动环密封件6的非常紧凑的实施方式，并在两个滑动环8、9上均匀地施加力。此外，减小了滑动环密封件6的部件的数量。密封液体供给件7或者供给沟道20例如能连接至液力机械(在这种情形中，其是液力减速器中的一种)的工作介质供给件，以实现最高可能压力。特别地，水将被视为是工作介质。密封液体排放件15或者排放沟道21例如能连接至泵(未示出)的抽吸侧，通过这种方式，通过工作室3泵送工作介质或者将工作介质泵送至减速器入口。当液力机械(在这种情形中，其是液力减速器)包含在机动车辆的冷却回路中时，泵通常将是冷却泵。·
权利要求
1.一种液力机械，尤其是液力减速器， 具有第一旋转叶轮(I); 具有第二叶轮(2)，所述第二叶轮也旋转或者是静止的； 两个叶轮(1、2)形成一工作室(3)，所述工作室能填充工作介质或者填充有所述工作介质，以将转矩通过液力从所述第一叶轮(I)传送至所述第二叶轮(2)； 具有壳体(4)，所述壳体与所述两个叶轮中的一个叶轮(2)—起封闭另一个叶轮(I)或者封闭两个叶轮(I、2)； 具有驱动轴(5 )，以机械地驱动所述第一叶轮或所述第二叶轮(I、2 )， 所述驱动轴(5)通过滑动环密封件(6)相对于所述壳体(4)密封，以防止所述驱动轴(5)与所述壳体(4)之间的工作介质的泄漏； 所述滑动环密封件(6)包括密封液体供给件(7)，以冷却和/或润滑所述滑动环密封件(6)； 其特征在于以下特征 所述滑动环密封件(6)包括第一滑动环(8)和第二滑动环(9)，所述第一滑动环和所述第二滑动环布置成在径向方向上以同心的方式封闭并分别包括一密封表面(10、11),所述密封表面与匹配元件一起密封一密封间隙，所述密封间隙相对于所述驱动轴(5)在径向方向上延伸； 密封液体沟道(12)在径向方向上在两个密封表面(10、11)之间通向所述滑动环密封件(6 )，以通过密封液体冷却和/或润滑所述两个密封表面(10、11)。
2.根据权利要求I所述的液力机械，其特征在于，所述第一滑动环(8)和所述第二滑动环(9)布置为相互分离的部件。
3.根据权利要求I或2中的一项所述的液力机械，其特征在于，两个滑动环(8、9)中的任一个随着所述驱动轴(5)和/或一叶轮(I、2)旋转并且所述匹配元件是静止的,或者所述匹配元件随着所述驱动轴(5)和/或一叶轮(1、2)旋转并且所述两个滑动环(8、9)是静止的。
4.根据权利要求1-3中的一项所述的液力机械，其特征在于，所述两个密封表面(10、11)与一共用一体式匹配元件一起密封所述密封间隙，所述共用一体式匹配元件尤其布置为匹配环(13)。
5.根据权利要求1-4中的一项所述的液力机械，其特征在于，至少在所述密封液体沟道(12)的孔中设置有尤其为插入件(14)形式的导向元件，所述插入件尤其至少部分地在轴向方向上延伸，所述导向元件或所述插入件将至少在径向内密封表面(10)的方向上或者在所述两个密封表面(10、11)的方向上引导从所述密封液体沟道(12)流出的所述密封液体。
6.根据权利要求2和5所述的液力机械，并且尤其根据权利要求3或4中的一项所述的液力机械，其特征在于，所述导向元件布置为插入件(14)，所述插入件在穿过所述液力机械的轴向截面中尤其是L形状，并且所述插入件在径向方向上布置在所述第一滑动环(8)与所述第二滑动环(9)之间。
7.根据权利要求5或6所述的液力机械，其特征在于，所述插入件(14)以这样的方式将所述密封液体供给件(7 )与所述滑动环密封件(6 )的密封液体排放件(15 )分离开，S卩，使得所述密封液体从所述密封液体供给件(7)沿着所述插入件(14)尤其在轴向方向上流入到所述第一径向内密封表面(10)的区域中，此后围绕所述插入件(14)径向地流动至外部而进入到所述第二径向外密封表面(11)的区域中，并且此后，尤其再次在轴向方向上，流入到所述密封液体排放件(15)中。
8.根据权利要求1-7所述的液力机械，其特征在于，所述滑动环密封件(6)包括封闭所述两个滑动环(8、9 )且尤其是所述匹配元件的壳体(16 )。
9.根据权利要求8所述的液力机械，其特征在于，所述壳体(16)与所述两个滑动环(8、9)之间设置有至少一个弹簧(17)，尤其是正弦弹簧，所述弹簧(17)在所述密封表面(10、11)的方向上将力施加到所述两个滑动环(8、9)上。
10.根据权利要求5-9中的一项所述的液力机械，其特征在于，所述弹簧(17)经由所述插入件(14)将力施加到所述两个滑动环(8、9)中的至少一个上，尤其是施加到所述径向外滑动环(9)上。
全文摘要
一种液力机械，特别是液力减速器，具有第一旋转叶轮(1)；具有第二叶轮(2)，也旋转或者静止；这两个叶轮(1、2)形成工作室(3)，工作室填充有或者能填充有工作介质，以将转矩通过液力从第一叶轮(1)传送至第二叶轮(2)；具有壳体(4)，壳体与两个叶轮中的一个叶轮(2)一起封闭另一个叶轮(1)或者封闭两个叶轮(1、2)；具有驱动轴(5)，以机械地驱动第一或第二叶轮(1、2)；驱动轴(5)通过滑动环密封件(6)相对于壳体(4)密封，以防止驱动轴(5)与壳体(4)之间的工作介质的任何漏出；滑动环密封件(6)具有密封液体供给件(7)，以冷却和/或润滑滑动环密封件(6)；其特征在于以下特征滑动环密封件(6)具有第一滑动环(8)和第二滑动环(9)，第一滑动环和第二滑动环布置为在径向方向上同心地相互封闭，并且每个滑动环具有一密封表面(10、11)，并且密封表面与匹配元件一起密封相对于驱动轴(5)在径向方向上延伸的密封间隙；密封液体沟道(12)在径向方向上在两个密封表面(10、11)之间通向滑动环密封件(6)，以通过密封液体冷却和/或润滑两个密封表面(10、11)。
文档编号F16J15/34GK102892649SQ201080051704
公开日2013年1月23日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月15日
发明者维尔纳·亚当斯, 迪特尔·劳克曼, 托马斯·奥赫 申请人:沃依特专利有限责任公司