专利名称：具有可轴向移动的叶轮的液力涡轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液力涡轮4几，该液力涡4仑才几具有两个叶4仑，即 主叶4仑和次叶4仑，在这两个叶專仑中，至少一个叶4仑可以相^于于另一 个叶轮轴向地移动。本发明尤指一种车辆减速器。
背景技术：
两个叶轮中的至少一个叶4仑的可移动性用于减少液力涡4仑才几 在空转时的功率消库毛。例如，DE 102 19 753 Al描述了一种车辆减 速器，在该车辆减速器中，转子借助螺紋安装在空心轴上，并且在 制动状态过渡到非制动状态时，也就是在空转时，转子与定子分离。 为了重新转入制动状态，转子再次移动到定子上，从而在转子和定 子之间的工4乍室中可以形成;危动循环(Stroemungskreislauf )，利用 该流动循环将转矩从转子传递到定子，从而使转子制动。
在例如由机动车驾驶员给出制动指令之后(在该机动车中安装 用于制动的车辆减速器)，应该尽可能快速地实现(可简单理解为) 由空转到工作状态，也就是在车辆减速器中由非制动状态转换为制 动状态的转换。由此而必要的是，即两个叶4仑尽可能快速地形成这 种配置，即这两个叶轮直接地轴向相对设置，从而在工作室中的两 个叶4仑之间形成所希望的工作介质循环，并且利用工作介质来进行 转矩传递。鉴于实际速度或者在空转状态转换为工作状态时所需的 持续时间，根据系统中的惯性将在空间上得到 一定的改善。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种具有可轴向移动的叶l仑的液力涡 轮机，特别是一种车辆减速器，在该液力涡轮机或者车辆减速器中 相对于已知的实施方案更快速地实现由空转到工作状态转换，其中 同时可以保持已知的机器的较小的结构变化，并且在转换时不需要 额外的能量消耗。
根据本发明的目的通过具有权利要求1的特征的液力涡轮机实 现。从属权利要求描述了本发明有利且特别实用的设计方案。
根据本发明的液力涡轮机具有已安装叶片的主叶轮和已安装
叶片的次叶4仑，两个叶4仑相互形成可i真充工作介质的工作室。在此， 两个叶轮中的至少一个叶專仑可以相对于另一个叶4仑轴向移动。才艮据 本发明，轴向可移动性至少关系到可轴向移动叶轮的已安装叶片的 局部区域，从而两个叶轮的两个已安装叶片的局部区域直接轴向地 在第一近端位置上相对设置。随后，当两个叶^r中的一个叶轮(例 如主叶轮)被旋转地驱动时，在由两个已安装叶片的局部区域构成 的工作室中的工作介质通过所驱动叶^^的叶片径向向外加速，流到 相对i殳置的叶轮的已安装叶片的局部区i或中，并且在那里径向地向 内减速，从而在工作室中出现工作介质的循环。
在第二远端位置，也就是在可轴向移动的叶轮的已安装叶片的 局部区域相对于另 一 个叶轮的已安装叶片的局部区域已经移开的 位置上，基于在两个已安装叶片的区域之间的距离在工作室中不会 出现工作介质的循环，乂人而在叶4仑之间没有传递转矩或者基本上没 有传递转矩。因此，进一步地或者完全地避免在空转状态下的不希 望的损失。
为了加速两个叶4仑中的一个叶4仑的移动或者两个叶4仑相^"移 动过程，根据本发明的液力涡轮机具有在工作室和平衡室之间的导 流的压力平^f连^妄部。该导流的压力平〗耔连4妄部一方面通向i殳置在 可移动叶4仑的轴向前侧面上的工作室，另一方面通向i殳置在可移动 叶4仑的后侧面上的平4lf室，该后侧面在轴向上背^j"该前侧面。因此， 在可移动的叶轮(例如主叶轮或者车辆减速器的转子)朝着相对设 置的叶轮(例如次叶轮或者车辆减速器的定子)移动时，之前处于 放大的工作室中的介质(特别是空气)会从移动时将变小的工作室 中通过压力平#f连4妄部流到平#f室中，/人而在移动过程中没有形成 待克服的反作用于叶轮移动的反压力。
为了避免在工作状态(例如制动状态)中，工作介质从工作室 通过压力平衡连接部流出，根据本发明该压力平衡连接部这样在工 作室和平4釺室中连通地/没置，即当可移动的叶轮处于第一近端位置 时，该压力平纟軒连4妄部至少间接;也通过可移动的叶4仑完全;也或者基 本上完全地关闭。为了在移动叶轮时实现上述的流动平衡，当可移 动的叶4仑或者可移动的叶4仑的局部区域处于第二远端位置或者通 常在第一近端位置外部时，根据本发明将同时开启压力平衡连接 部。
例如，当可移动的叶轮或者可移动的叶4仑的局部区域占据所述 第一近端位置时，可以通过可移动叶4仑或者相应的叶4仑的可移动的 局部区域在液力涡轮机的另 一部分上的对接而关闭压力平衡连接部。
特别是压力平衡连接部以 一 个或者多个轴向孔的形式穿过可 移动的叶4仑和/或可移动的局部区域。压力平#f连4妄部可选地或者额 外地沿着可移动的叶轮或者可移动的局部区域的外部圆周设置。
下面，借助两个在附图中示意性示出的实施例进 一 步阐述本发
明。示出了
图1示出了具有转子的根据本发明构成的车辆减速器的第一实 施例，该转子处于其第二远端位置，
图2示出了图1中具有在第一近端位置的转子的车辆减速器，
图3示出了具有转子的根据本发明构成的车辆减速器的第二实 施例，该转子处于在其第二远端位置，
图4示出了图3中具有在第一近端位置的转子的车辆减速器。
具体实施例方式
在图1中可看到具有主叶專仑l和次叶4仑2的车辆减速器。该主 叶轮1是车辆减速器的转子且该次叶轮2是车辆减速器的定子。两 个叶轮1 、 2具有已安装叶片的局部区域，即转子具有局部区域1.1, 且定子具有局部区域2.1 。
在壳体7中位置固定地承载定子(即次叶轮2)。该壳体7与定 子一起包围主叶轮l并且形成一个内腔，该内腔通过主叶轮l的已 安装叶片的局部区域1.1分为两个基本上相互分开的室，即分为工 作室3和平4軒室5。
主叶轮1的承载叶片部1.4的局部区域1.1可以在轴向方向上 移动(例如以双向箭头12示出)。这种轴向的可移动性通过在主叶 轮的轴向固定区域1.3上的可移动局部区域1.1的带齿的或者螺紋 形的支承结构来实现。该支承结构在图1中利用附图标号9来标注。 当然，不仅是可轴向移动的局部区域1.1而且主叶轮的轴向固定区
域1.3在圓周方向上也可旋转地i殳置，由此主叶4仑1可以实施其所 希望的功能。
除了所示出的示意图，整个主叶轮1也能可轴向移动地设置。
在主叶轮l的可轴向移动的局部区域l.l中安装多个轴向孔6， 该轴向孔表示根据本发明的压力平衡连接部4。
在图1中示出了在室内部的可移动的局部区域1.1的位置，在 这个由壳体7和次叶4仑2包围的室中，可移动的局部区域1.1相对 于次叶轮2的已安装叶片的局部区域2.1轴向远离地设置。由此， 通过各个主叶轮1和次叶轮2的两个已安装叶片的区域1.1和2.1 构成的室在其轴向方向上通过清楚的间隙中断，并且不会发生从主 叶轮1到次叶轮2的功率传递。这种状态称为空转，原因是主叶轮 1运转而没有#1制动。在主叶4仑1和次叶4& 2之间的室或者通过主 叶4仑的已安装叶片的局部区域1.1和次叶轮的局部区域2.1与在其 中间设置的轴向间隙共同构成室，在该状态下也称为工作室3，该 室有利地被全部清空或者排放到工作介质的预设剩余量，并且相应 地用空气填充。
为了此时尽可能快速地转换为制动状态，主叶轮l的局部区域 1.1必须快速地转换到在图2中示出的位置上，由此环形工作室3 通过主叶轮的已安装叶片区域1.1和次叶轮的已安装叶片区域2.1 构成。工作室3用工作介质》真充，该工作介质通过在主叶4仑1中的 叶片部1.4径向向外加速，并且通过在次叶轮2中的叶片部2.4径 向向内减速，从而出现传递转矩的循环流动(参见箭头ll)。
当主叶4仑1的局部区域1.1朝向次叶4仑的已安装叶片的局部区 域2.1移动时，每种在主叶4企1的前侧面上(也就是处于主叶4仑1 的叶片底部和次叶4仑2的叶片底部之间的室中)的介质可以通过轴 向孔6流出而进入平衡室5中(参见箭头IO)，并由此在工作室3 中不会形成阻碍局部区域1.1移动的压力。首先在图2中示出的状 态中，这就是说，当局部区域1.1相对于局部区域2.1处于其第一 近端位置时，也就是，在该位置上主叶轮1的叶片部1.4和次叶轮 2的叶片部2.4可轴向直4妄;也相对i殳置，在该4立置上压力平4軒连4妄 部4由此封闭，即可轴向移动的局部区i或1.1利用径向截面石並到轴 向固定的局部区i或L3上，在该径向截面中构成轴向孔6。如在图1 和图2中可以看到，在此轴向固定的区i或1.3在其岸义栽可轴向移动 的局部区域1.1的区域中以基本上或者完全地圓柱形的外部圓周构 成，该轴向固定的区i或1.3以径向凸起轴向相邻于该局部区i或，当 可轴向移动的局部区i或1.1移动到其第一近端4立置上时，随后该凸 起。齿合到可轴向移动的局部区i或1.1中的径向内部凹空13中。
固定的局部区域1.3的径向凸起可以与轴向固定部分1.3的圆 柱形区域整体地构成，或者安装在该圓柱形部分上。特别是以圆盘 的形状构成径向凸起(如在图1和图2中示出)，该圓盘安装在阶 梯形的周向区域中的圆柱形区域上。径向凸起尤其可以由 一 种材泮牛 制成，对于要由其生产的密封件来说该材料是廉价的。
在图3和图4中示出了车辆减速器的第二个实施例。该车辆减 速器与图1和图2中示出的实施例相一致，除了压力平4軒连4妾部4 沿着可轴向移动的局部区i或1.1的径向外部圆周1.2i殳置之外。对 此，壳体7在其内部圓周设置有阶梯部，从而壳体7的内部圆周径 向地始于次叶轮2的外部在主叶轮l的方向上阶梯形地延伸。因此， 当局部区域l.l处于其相对于次叶4仑2的远端位置上时(参见图3 ), 在局4卩区i或1.1的外部圓周和壳体7的内部圆周之间构成比專交大的 径向间隙，反之，当局部区&戈1.1处于其近端位置时(参见图4)， 该环形间隙明显;也纟欠缩。
由此，在局部区域1.1朝向次叶轮2移动时，处于工作室3中 的介质通过还比4交大的环形间隙流到平纟軒室5中，该环形间隙表示 压力平纟軒连4妄部4，而在局部区i或1.1移动到壳体7的以4交小的内 部圆周构成的区i或的径向内部的轴向区i或中时，即运4亍到其相只+于 次叶4仑2的近端位置上(如在图4中示出)时，该流动随之净皮完全 地或者进一步地中断。
在所示出的实施例中，壳体7的内部圆周的阶梯部区域中额外 地安装密封件8，该密封件通过在局部区域1.1的外部圆周1.2上的 对才妻或者通过强烈收缩剩余的环形间隙来密封压力平^f连4妾部4。 当然也可以在壳体7的内部圓周区域中将所示出的阶梯部精简掉， 由此壳体7的内部圆周i殳置为圓柱形，并且为了压力平4軒连接部4 的所希望的密封或者收缩，仅仅设置一个或者多个密封件。在图3 中示出了用于i殳置可能的密封件的其它的实施例。A人上到下可以看 到，第一实施例包括多个在主叶轮的外部圓周1.2上连续设置的同 样长的汽封片，该汽封片啮合在壳体7的内部圆周上，该圆周在该 区域中圆柱形地构成；第二实施例包括多个在壳体7的内部圆周上 的同样长的汽封片，该汽封片轴向连续地设置并且啮合在主叶轮1 的外部圓周1.2的圓柱形区域上；第三实施例包括片-片-密封件 (Spitze画Spitze-Dichtung );第四实施例包4舌在主叶寿仑1的夕卜部圓周 1.2上或者在壳体7的内部圆周上的片，该片啮合在相对设置的具 有已设置的槽的圆柱形表面。也可以考虑其它的密封件实施例。
在图1和图2中示出的压力平^f连4妄部以及在图3和图4中示 出的压力平4軒连4妄部可以同时设置在本发明的具体实施例中。
权利要求
1.一种液力涡轮机，特别是一种车辆减速器，1.1具有已安装叶片的主叶轮(1)和已安装叶片的次叶轮(2)，两个所述叶轮相互形成可填充工作介质的工作室(3)；1.2两个所述叶轮(1、2)中的至少一个所述叶轮至少以其已安装叶片的局部区域(1.1)相对于另一个所述叶轮可以这样轴向地移动，即所述叶轮可以在第一近端位置和第二远端位置之间转换，所述叶轮在所述第一近端位置上与所述另一个叶轮轴向直接相对设置，所述叶轮在所述第二远端位置上以相对于另一个所述叶轮比所述第一位置大的间距轴向地设置；其特征在于，1.3所述工作室(3)与平衡室(5)之间设置有导流的压力平衡连接部(4)，所述工作室设置在可移动的所述叶轮(1)的轴向前侧面上，所述平衡室设置在可移动的所述叶轮(1)的轴向上相反于所述前侧面的后侧面上；1.4所述压力平衡连接部(4)在所述工作室(3)和所述平衡室(5)中这样连通地设置，即当可移动的所述叶轮(1)处于所述第一位置时，所述压力平衡连接部至少间接地通过可移动的所述叶轮(1)完全地或者基本上完全地关闭，反之当可移动的所述叶轮(1)处于所述第二远端位置时，所述压力平衡连接部至少间接地通过可移动的所述叶轮(1)开启。
2. 根据权利要求1所述的液力涡轮机，其特征在于，所述压力平 衡连接部(4 )通过可移动的所述叶轮(1 )或者所述叶轮(1 ) 的可移动的所述局部区域(1.1)对接在所述液力涡轮机的另 一部分上而关闭。
3. 根据权利要求2所述的液力涡轮机，其特征在于，所述压力平 -衡连"l姿部(4)以一个或者多个轴向孔(6)的形式穿过可移动 的所述叶4仑(1 )或可移动的所述局部区域(1.1 )。
4. 根据权利要求2所述的液力涡轮机，其特征在于，所述压力平 4酐连4妄部(4)沿着可移动的所述叶4仑(1 )或者可移动的所述 局部区域(1.1 )的外部圓周(1.2)设置。
5. 根据权利要求4所述的液力涡轮机，其特征在于，所述液力涡 轮机具有壳体(7 )，所述壳体在圓周方向上包围可移动的所述 叶轮(1 )，并且可移动的所述叶轮(1 )或者可移动的所述局 部区域(1.1)在其所述第一近端位置上对4妄在所述壳体(7) 上，或者对接在连接于所述壳体(7)的密封件(8)上，或者 与所述壳体(7 )或所述密封件(8 ) —起相对于所述第二远端 位置收缩所述压力平衡连接部(4)的流通横截面。
6. 根据权利要求3所述的液力涡轮机，其特征在于，可移动的所 述叶4仑(1 )具有在轴向方向上固定的局部区i或(1.3 )和可轴 向移动的所述局部区域(1.1 )，并且所述一个或者多个轴向孔(6)通过所述两个局部区域(1.1， 1.3)的相互对接而关闭。
7. 根据权利要求6所述的液力涡轮机，其特征在于，所述一个或 者多个轴向孔(6)设置在可轴向移动的所述局部区域(1.1) 中。
8. 根据权利要求7所述的液力涡轮机，其特征在于，所述液力涡 轮机是具有转子和定子的车辆减速器。
9. 根据权利要求8所述的液力涡轮机，其特征在于，所述转子相 对于所述定子可轴向;也移动。
全文摘要
一种尤指车辆减速器的液力涡轮机，具有已安装叶片的主叶轮和次叶轮，两叶轮相互形成可填充工作介质的工作室；至少一叶轮至少以其已安装叶片的局部区域相对另一叶轮轴向移动使得叶轮在第一近端和第二远端位置间转换，在第一位置叶轮直接轴向相对于另一叶轮设置，在第二位置叶轮以比第一位置相对另一叶轮大的轴向间距设置，其中，设置在可移动叶轮的轴向前侧上的工作室和设置在可移动叶轮的后侧上的平衡室间设置导流压力平衡连接部，该后侧在轴向上背对前侧；压力平衡连接部在该工作室和该平衡室中连通设置为在第一位置时，该压力平衡连接部至少间接通过可移动叶轮完全或基本完全关闭，在第二位置时，该压力平衡连接部至少间接通过可移动叶轮开启。
文档编号F16D57/04GK101103210SQ200580046608
公开日2008年1月9日 申请日期2005年11月26日 优先权日2005年1月14日
发明者沃尔特·埃伯莱因, 马丁·德格, 马丁·耶格 申请人:沃伊特涡轮两合公司