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Title:
HYDRODYNAMIC MACHINE, ESPECIALLY HYDRODYNAMIC RETARDER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/049230
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydrodynamic machine, for example a retarder (1), comprising a housing (6) and components arranged inside said housing (6). The coefficient of linear thermal expansion of the material of the housing (6) is greater than that of at least one of the components. The invention also provides for a compensating element (9) whose coefficient of linear thermal expansion is equal to or approximately the same as that of the housing (6). The compensating element (9) contacts one of the components in such a way that when the motor grows hot it compensates for the resulting play.

Inventors:
HOELLER HEINZ (DE)
MANDLIK MANFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/001850
Publication Date:
September 30, 1999
Filing Date:
March 19, 1999
Export Citation:
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Assignee:
VOITH TURBO KG (DE)
HOELLER HEINZ (DE)
MANDLIK MANFRED (DE)
International Classes:
B60T1/087; F16D57/04; (IPC1-7): F16D57/04
Foreign References:
DE19623680A11997-02-20
US5585682A1996-12-17
US4473309A1984-09-25
DE19623680A11997-02-20
Attorney, Agent or Firm:
DR. WEITZEL & PARTNER (Friedenstrasse 10 Heidenheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hydrodynamische Maschine, insbesondere Retarder (1) ; 1.1 mit einem Gehäuse (6) ; 1.2 mit innerhalb des Gehäuses (6) befindlichen Bauteilen ; 1.3 das Material des Gehäuses (6) hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der größer als derjenige wenigstens eines der Bauteile ist ; 1.4 es ist ein Ausgleichskörper (9) vorgesehen, der einen gleichen oder ähnlich hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das Gehäuse (6) hat ; 1.5 der Ausgleichskörper (9) greift derart in eines der Bauteile ein, daß er bei der Erwärmung der Maschine eine Klaffung ausgleicht.
2. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale : 2.1 die hydrodynamische Maschine ist ein hydrodynamischer Retarder (1) ; 2.2 sie umfaßt als Bauteile einen Rotor (2), einen diesen umgebendes Rotorgehäuse (4) sowie einen Stator (3).
3. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskörper (9) ringförmig ist.
4. Hydrodynamische Maschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale : 4.1 es ist ein Gewindering (10) vorgesehen, der ein Außengewinde aufweist, und der in ein entsprechendes Innengewinde des Retardergehäuses (6) eingeschraubt ist ; 4.2 der Ausgleichsring (9) ist zwischen Gewindering (10) und Rotorgehäuse (4) angeordnet und stützt sich gegen diese beiden ab.
5. Hydrodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Retardergehäuse (6) zum Anschluß an ein Getriebe gestaltet ist.
6. Hydrodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsring (9) ein im wesentlichen Uförmiges oder Lförmiges Profil aufweist.
7. Hydrodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsring (9) an der Innenfläche des Retardergehäuses (6) anliegt.
8. Hydrodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsring dem Rotorgehäuse (4) zugeordnet ist.
9. Hydrodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsring (9) dem Stator (3) zugeordnet ist.
Description:
Hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Maschine, insbesondere einen hydrodynamischen Retarder, der in bekannter Weise einen Rotor sowie einen Stator aufweist, die beide miteinander einen hydrodynamischen Arbeitsraum bilden. Als Medium kommen verschiedene Flüssigkeiten in Betracht, beispielsweise Öl oder Wasser. Die Einsatzgebiete finden sich sowohl im stationären als auch im mobilen Bereich. Aus der Vieizahl von Veröffentlichungen wird nur beispielshalber verwiesen auf DE 196 23 680 A1.

Bei Retardern kann es während des Betriebes bei bestimmten Lageranordnungen zu einem unrunden Lauf der rotierenden Teile kommen und damit zu einem Anlaufen solcher Teile an anderen Bauteilen. So kann es z. B. zu einem Anlaufen des Rotors am Stator kommen, desgleichen zu einem asymmetrischen VerschleiB von Dichtungen. Im ungünstigen Falle kann dies zum Ausfall des gesamten Retarders führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Retarder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß ein unrunder Lauf und ein Anlaufen von rotierenden Teilen verringert bzw. vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfinder haben folgendes erkannt : Wird der Retarder während des Betriebes heiß, so führt dies zu einer ungleichförmigen Ausdehnung der einzelnen Bauteile, da diese aus verschiedenen Materialien bestehen. Das im wesentlichen topfförmige Retardergehäuse besteht meist aus Aluminium. Es dehnt sich stärker aus als andere Bauteile, die aus anderen Materialien hergestellt sind. Dies gilt insbesondere für das Rotorgehäuse, das aus ferritischem Material besteht.

Deshalb kommt es zu einem radialen Spiel zwischen Retardergehäuse und Rotorgehäuse. Die entstehenden Längenänderungen bleiben unbeeinflußt, die axialen Kräfte des hydrodynamischen Kreislaufes werden über den Stützring übernommen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, einen Ausgleichskörper vorzusehen, der aus einem Material besteht, das wenigstens annähernd denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten hat wie das Retardergehäuse.

Dies hat die folgende Wirkung : Dehnt sich das Retardergehäuse aufgrund der Wärmeentwicklung des Retarders in einem bestimmten Maße aus, so unterliegt der Ausgleichskörper einer analogen Ausdehnung. Es kommt somit zu einem Verspannen des Rotorgehäuses über den Ausgleichskörper mit dem Retardergehäuse, d. h. die Zentrierung des Lagers bleibt aufrechterhalten.

Im allgemeinen wird der genannte Ausgleichskörper als Ring ausgebildet sein. Besteht das Retardergehäuse aus Aluminium-so wie meist der Fall-so wähtt man als Material für den Ausgleichsring ebenfalls Aluminium.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist ein Teil eines Antriebsstranges dargestellt, umfassend u. a. einen Retarder, mit zwei Varianten, dargestellt in den Figuren 1 und 2.

Figur 1 zeigt im einzelnen folgendes : Der Retarder 1 weist einen Rotor 2 sowie einen Stator 3 auf. Der Rotor 2 ist von einem Rotorgehäuse 4 umgeben. Er ist auf einer Welle 5 aufgekeilt. Rotor 2, Stator 3 und Rotorgehäuse 4 sind von einem Retardergehäuse 6 umschlossen, das topfförmig ausgebildet ist. Die Welle 5 ist in einem getriebeseitigen Lager 7 und einem retarderseitigen Lager 8 gelagert.

Gemäß der Erfindung ist ein Ausgleichsring 9 vorgesehen. Dieser ist im wesentlichen von U-förmigem Querschnitt. Das Rotorgehäuse 4 ist entsprechend profiliert, so daß der Ausgleichsring 9 formschlüssig in die Profilierung des Rotorgehäuses eingreift.

Ein Gewindering 10 mit Außengewinde ist in ein entsprechendes Innengewinde im Retardergehäuse 6 eingeschraubt. Der Ausgleichsring 9 ist somit zwischen Gewindering 10 und Rotorgehäuse 4 angeordnet. Der Ausgieichsring befindet sich hierbei somit radial außen und liegt am Retardergehäuse 6 an.

Entsteht im Bremsbetrieb des Retarders 1 Wärme, so führt dies zu einer Ausdehnung sämtlicher Teile, jedoch in unterschiedlichem Maße. Das aus Aluminium bestehende Retardergehäuse 6 dehnt sich dabei besonders stark aus. Ausgleichsring 9 besteht ebenfalls aus Aluminium und dehnt sich daher im selben Maße aus. Dabei stützt sich Ausgleichsring 9 einerseits gegen den Gewindering 10 und übt andererseits eine Kraft auf das Rotorgehäuse 4 aus.

Der in Fig. 2 dargestellte Retarder 1 umfaßt im wesentlichen alle Elemente, die auch der Retarder gemäß Fig. 1 aufweist. Der Unterschied besteht nur darin, daß der Ausgleichsring 9 an einer anderen Stelle angeordnet ist, als beim Retarder gemäß Fig. 1. Wie man sieht, befindet sich Ausgleichsring 9 zwischen dem Retardergehäuse 6 und dem Stator 3. Auch hierbei ist Ausgleichsring 9 wieder radial außen angeordnet, somit nahe der Umfangswand des Gehäuses 6. Er ist ferner im hier dargestellten Querschnitt U-förmig. Die nach außen gewandte Stirnfläche von Stator 3 ist ebenfalls U- förmig gestaltet, und zwar komplementär zur U-förmigen Gestaltung des Ausgleichsrings 9.