專(zhuān)利名稱(chēng)：具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述類(lèi)型的具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置，特別是該發(fā)明涉及液力流體機(jī)械，其工作腔通過(guò)一種具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置相對(duì)外界封閉。
具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置是公知的。這種封閉裝置用于空腔、例如液力偶合器的工作腔相對(duì)外界的密封，該工作腔被填充了工作介質(zhì)。一個(gè)這種封閉裝置原則上是置于一個(gè)殼體內(nèi)，該殼體直接形成或至少間接包圍空腔。該封閉裝置與該空腔的內(nèi)部處于導(dǎo)熱連接，該空腔例如包含一種液態(tài)的工作介質(zhì)。
該熱保險(xiǎn)功能在本發(fā)明的意義上表示，具有一個(gè)依賴(lài)于空腔內(nèi)部空間中溫度的溫度的該封閉裝置，在一個(gè)預(yù)先給定的溫度極限值下是對(duì)液體密封的并且在高于一個(gè)預(yù)先給定的極限值時(shí)自動(dòng)打開(kāi)。這例如在使用于液力流體機(jī)械、特別是液力偶合器中時(shí)，用于保證，當(dāng)達(dá)到一個(gè)不允許的上極限溫度時(shí)，工作介質(zhì)自動(dòng)地從液力偶合器中排出。這樣避免液力偶合器的過(guò)度過(guò)熱。
公知的具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置是作為熔斷保險(xiǎn)螺絲構(gòu)成的。一個(gè)這樣的現(xiàn)有技術(shù)的熔斷保險(xiǎn)螺絲在

圖1中示出。該熔斷保險(xiǎn)螺絲具有一個(gè)基體，在該基體中開(kāi)設(shè)一個(gè)通孔。該通孔由一種有很濃稠度的熔斷材料(Schmelzlot)在其整個(gè)橫截面上填入來(lái)對(duì)液體密封地封閉。這樣制備的熔斷保險(xiǎn)螺絲被擰入待封閉空腔的、環(huán)繞的內(nèi)壁的一個(gè)開(kāi)口中，例如液力流體機(jī)械的殼體中，并且相對(duì)該內(nèi)壁例如通過(guò)螺絲頭下面的密封圈密封。
為了能抵抗空腔內(nèi)部中的高壓并且保證可靠的封閉功能，必要的是，將有極大稠度的熔斷材料施加到熔斷保險(xiǎn)螺絲中的通孔的整個(gè)橫截面上。這導(dǎo)致相對(duì)大的熔斷材料體積。在液力偶合器的殼體內(nèi)壁中置入一個(gè)這種熔斷保險(xiǎn)螺絲時(shí)，例如當(dāng)在熔斷保險(xiǎn)螺絲中直徑9mm的通孔要被可靠地封閉時(shí)，需要700mm3的熔斷材料體積。
公知的具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置有缺點(diǎn)。一個(gè)特別嚴(yán)重的缺點(diǎn)是，動(dòng)作時(shí)間，即直到通過(guò)釋放由熔斷材料封閉的橫截面來(lái)起動(dòng)保險(xiǎn)功能的時(shí)間，特別是在使用在液力偶合器中時(shí)到現(xiàn)在還不可精確地再現(xiàn)。這樣，同系列的各個(gè)熔斷保險(xiǎn)螺絲在相同的液力偶合器中在不同的時(shí)間釋放。當(dāng)然在一些情況中，其中熔斷保險(xiǎn)螺絲中的流動(dòng)通道在釋放后又幾乎同樣被熔斷材料封閉，這樣重新恢復(fù)可用的熔斷保險(xiǎn)螺絲相對(duì)于原來(lái)的熔斷保險(xiǎn)螺絲產(chǎn)生一個(gè)有偏差的釋放時(shí)間。現(xiàn)有技術(shù)的熔斷保險(xiǎn)螺絲釋放參數(shù)特性可再現(xiàn)性差的原因至今還是未知。
本發(fā)明基于這樣的任務(wù)，即，說(shuō)明一種相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)改善了的具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置。特別是本發(fā)明的具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置應(yīng)該具有精確的可再現(xiàn)的釋放參數(shù)特性并且特別是具有短的動(dòng)作時(shí)間的特點(diǎn)。在此，這樣一種封閉裝置應(yīng)該適用于使液力流體機(jī)械、特別是液力偶合器的工作腔密封。
本發(fā)明的任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1或2中一項(xiàng)所述的封閉裝置得到解決。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的特別有利的進(jìn)一步拓展。
本發(fā)明的封閉裝置具有一個(gè)封閉體，它可被置入一個(gè)待密封的開(kāi)口內(nèi)。例如該封閉體可置入液力流體機(jī)械特別是液力偶合器的殼體壁中，以便將偶合器殼體內(nèi)的工作腔相對(duì)外界密封。
該封閉裝置具有一個(gè)被接合到封閉體中的熔斷保險(xiǎn)元件。該熔斷保險(xiǎn)元件在溫度低于一個(gè)預(yù)先給定的極限溫度時(shí)使一個(gè)構(gòu)造在該封閉體內(nèi)部的通道封閉。在溫度高于一個(gè)預(yù)先給定的極限溫度時(shí)，熔斷保險(xiǎn)元件熔化而因此使該封閉體中的通道被釋放(通流)。
根據(jù)一個(gè)第一實(shí)施形式，封閉體圍住一個(gè)套筒，該套筒在封閉體的一個(gè)軸向端部上被這樣置于該封閉體的通道中，使得被沿軸向構(gòu)造于該套筒內(nèi)的通孔與封閉體的通道的區(qū)域?qū)?zhǔn)，則區(qū)域在軸向上與該置入的套筒連接。熔斷保險(xiǎn)元件在此不直接填充封閉體中的通道，也就是說(shuō)，它特別是不與封閉體直接接觸，而是優(yōu)選僅僅這樣置入所插入的套筒的通孔中，使得它完全填充該通孔在給定的軸向長(zhǎng)度上的整個(gè)橫截面。完全填充這一概念在此應(yīng)理解為通孔自由橫截面的、每一種至少基本上是完全的充填。
套筒相對(duì)于封閉體是密封的，例如通過(guò)焊接。根據(jù)一種替換的實(shí)施形式，熔斷保險(xiǎn)元件被直接置入封閉體中，也就是完全或至少基本上完全封閉所述通道地設(shè)置在該通道的一個(gè)軸向區(qū)域內(nèi)。沿軸向觀察，封閉體具有一個(gè)第一軸向端部和一個(gè)第二軸向端部，通道延伸在它們之間，在此，熔斷保險(xiǎn)元件使通道在一個(gè)軸向端部的區(qū)域中保持封閉。在此，對(duì)此選擇一個(gè)這樣的軸向端部，它在封閉體置入一個(gè)限制空腔的壁中時(shí)朝向該空腔的內(nèi)部。
在通過(guò)熔斷保險(xiǎn)元件封閉的、在此被稱(chēng)為第二軸向端部描述的該軸向端部區(qū)域中，封閉體設(shè)有一個(gè)圓柱形的或基本上為圓柱形的軸向延續(xù)部，也就是說(shuō)，該延續(xù)部基本上沿封閉體軸向延伸。在此，該延續(xù)部具有一壁厚，它相對(duì)于封閉體的其它區(qū)域的壁厚是減小了的。該軸向延續(xù)部在此具有一種這樣的軸向伸長(zhǎng)，使得熔斷保險(xiǎn)元件至少以其軸向長(zhǎng)度的一半被該軸向延續(xù)部在圓周方向上包圍，該熔斷保險(xiǎn)元件的終端特別是與該軸向延續(xù)部的外軸向端部齊平。
本發(fā)明的所述兩個(gè)替換實(shí)施形式都具有發(fā)明者的共同的基本認(rèn)識(shí)。即發(fā)明者認(rèn)識(shí)到，具有熱保險(xiǎn)功能的傳統(tǒng)的封閉裝置的動(dòng)作參數(shù)特性的差的可再現(xiàn)性，是由于封閉體熱容對(duì)熔斷保險(xiǎn)元件有太大的影響的原因造成的，這些傳統(tǒng)的封閉裝置尤其是如根據(jù)在先的實(shí)施形式的本發(fā)明一樣作為熔斷保險(xiǎn)螺絲構(gòu)成。據(jù)此，發(fā)明者這樣進(jìn)一步改進(jìn)了傳統(tǒng)的熔斷保險(xiǎn)螺絲，使得封閉體熱容對(duì)熔斷保險(xiǎn)元件的影響、特別是對(duì)封閉體通道內(nèi)的焊接熔斷材料的影響大大地減小。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第一實(shí)施形式，通過(guò)置入的套筒在封閉體與熔斷保險(xiǎn)元件之間形成一個(gè)隔離。隔離效果可被這樣有利地提高，即，在套筒與封閉體之間包圍了一個(gè)空腔，它例如由空氣填充或特別有利的是具有真空。
根據(jù)第二實(shí)施形式，封閉體熱容對(duì)熔斷保險(xiǎn)元件的影響可以這樣減小，即，在熔斷保險(xiǎn)元件特別是置入的熔斷材料的相鄰區(qū)域中，封閉體以特別小的熱容被構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明，它可被這樣達(dá)到，即，封閉體的壁厚通過(guò)設(shè)置軸向的延續(xù)部減小，使得熔斷保險(xiǎn)元件由封閉體的具有相應(yīng)小的熱容的少的材料包圍。
兩種結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)一方面是一個(gè)在提高了溫度時(shí)特別快的動(dòng)作，另一方面是一個(gè)極精確的動(dòng)作。
熔斷保險(xiǎn)元件有利地是低共熔的熔斷材料，它被置入封閉體的通道中或套筒的通孔中。在置入熔斷材料時(shí)，這種熔斷材料有利地具有小于9mm的軸向長(zhǎng)度，特別是具有8mm的長(zhǎng)度。但是，如果根據(jù)所要求的抗壓強(qiáng)度，特別是使用在液力偶合器中時(shí)，熔斷材料有利地具有至少5mm的長(zhǎng)度。為了達(dá)到一個(gè)特別短的軸向長(zhǎng)度，封閉體的通道和/或特別是套筒中的通孔在最外部的軸向端部區(qū)域中設(shè)置至少一個(gè)臺(tái)階形式的橫截面擴(kuò)大結(jié)構(gòu)。這樣一種結(jié)構(gòu)在下面通過(guò)所述的附圖來(lái)示出。通過(guò)所述通道或通孔的軸向延伸的階梯式構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)推力從熔斷材料到套筒或封閉體或者從套筒到封閉體的傳遞，如果封閉體在端側(cè)上、也就是說(shuō)例如通過(guò)在由封閉體密封的空腔中的相應(yīng)的超壓被用一個(gè)軸向力加載的話(huà)。
為了使本發(fā)明的具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置能夠使得由它密封的空腔迅速排空，該導(dǎo)流通道有利地在其整個(gè)軸向長(zhǎng)度上具有至少11mm的最小直徑。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施形式的軸向延續(xù)部有利地具有最大2.5mm的壁厚，特別是在1到2mm范圍內(nèi)的壁厚或甚至低于該范圍的壁厚。
本發(fā)明的封閉裝置適于特別是應(yīng)用在液力流體機(jī)械、特別是液力偶合器或液力制動(dòng)器或液力變矩器中，用于相對(duì)外界密封液力流體機(jī)械的工作腔。
以下借助兩個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明更詳細(xì)描述。
其中圖1根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的熔斷保險(xiǎn)螺絲形式的封閉裝置；圖2熔斷保險(xiǎn)螺絲形式的、具有熱保險(xiǎn)功能的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的封閉裝置的第一實(shí)施形式；圖3熔斷保險(xiǎn)螺絲形式的、本發(fā)明的封閉裝置的第二實(shí)施形式。
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的封閉裝置。如圖示，該封閉裝置具有帶有一個(gè)通道1.1的封閉體1，該通道通過(guò)一個(gè)熔斷保險(xiǎn)元件2被封閉。熔斷保險(xiǎn)元件2是一種熔斷材料，它在該通道1.1的整個(gè)橫截面上置入該通道1.1中，具有特別大的稠度。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的這樣一種封閉裝置，它例如被置于液力偶合器的殼體中，具有動(dòng)作延遲，它與工作介質(zhì)的加熱速度有關(guān)，導(dǎo)致工作介質(zhì)超溫約50k。這意味著，液力偶合器工作介質(zhì)的溫度高于熔斷材料的額定溫度約50k。此外，如已詳細(xì)地在說(shuō)明書(shū)引言中闡明的，所示出的封閉裝置的動(dòng)作參數(shù)特性的可再現(xiàn)性不令人滿(mǎn)意。
在圖2中示出了本發(fā)明的封閉裝置的第一實(shí)施形式。如圖示，該實(shí)施形式具有帶有一個(gè)通道1.1的基體1，該通道在軸向端部的區(qū)域中設(shè)有三個(gè)臺(tái)階，該軸向端部朝向空腔10(這里只示意性示出)。這樣該通道1.1如圖示首先從在其第一軸向端部區(qū)域中的11mm直徑分三步向其第二軸向端部方向擴(kuò)大。第一臺(tái)階式的擴(kuò)大結(jié)構(gòu)用于接收套筒3，以使通道1.1及套筒中的通孔3.1互相對(duì)準(zhǔn)。第二臺(tái)階式的擴(kuò)大結(jié)構(gòu)用于在套筒3與封閉體1之間形成一個(gè)空腔。最后，第三個(gè)臺(tái)階用于接收套筒3的在徑向上的一個(gè)凸緣，以便因此在套筒3與封閉體1之間在軸向上產(chǎn)生一個(gè)靠觸，借助它將一個(gè)軸向推力傳到封閉體1上，該軸向推力在空腔10側(cè)作用于熔斷保險(xiǎn)元件、在該例中為低共熔點(diǎn)的熔斷材料的端側(cè)上或者說(shuō)作用于套筒3上。同樣原因，套筒3中通孔3.1的直徑也在其軸向端部區(qū)域中設(shè)有一個(gè)臺(tái)階式的擴(kuò)大，以便推力可以從熔斷材料傳遞到套筒3上。熔斷焊料因此能夠以相對(duì)短的軸向長(zhǎng)度來(lái)構(gòu)造，在此具有的軸向長(zhǎng)度為8mm，其中，+/-1mm的公差是有利的。
在第二軸向端部的區(qū)域中，即朝向空腔10的端部，套筒3中的通孔3.1具有12mm的直徑，在套筒的相反端部上，以及在通道1.1的幾乎余下的軸向區(qū)域上設(shè)有11mm的直徑。在它的第一軸向端部上，如圖示，通道1.1設(shè)有明顯的橫截面擴(kuò)大，以便使得在釋放情況中介質(zhì)從空腔10的排流容易。
套筒有利地由一種良好導(dǎo)熱的材料做成，例如由銅。封閉體1可以例如由CuZn39Pb3F43制成。
在圖3中示出了本發(fā)明的封閉裝置的第二實(shí)施形式。該實(shí)施形式在封閉體1的第二軸向端部1.3上具有根據(jù)本發(fā)明的圓柱形軸向延續(xù)部1.4。如圖示，該圓柱形延續(xù)部首先具有1.5mm的壁厚且在第二軸向端部1.3的最外區(qū)域中具有1mm的壁厚。整個(gè)軸向延續(xù)部1.4可由接收在空腔10中的介質(zhì)環(huán)繞沖洗，使得空腔10中介質(zhì)的溫度直接地傳遞到熔斷保險(xiǎn)元件2、在該例中為有共熔點(diǎn)的熔斷材料上。由于該軸向延續(xù)部壁厚很小，因此該封閉體區(qū)域1的熱容的影響非常小。封閉裝置的一個(gè)快而且非常精確的可再現(xiàn)的釋放功能被實(shí)現(xiàn)。
類(lèi)似于圖2，第二軸向端部1.3區(qū)域中的通道1.1在這里也設(shè)有臺(tái)階式的橫截面擴(kuò)大。這樣一方面達(dá)到在最外軸向區(qū)域中的軸向延續(xù)部的更小的壁厚，另一方面上述的軸向推力從熔斷保險(xiǎn)元件到封閉體1的傳遞成為可能。這種在通道1.1中臺(tái)階式的橫截面擴(kuò)大特別是從外軸向端部1.3延伸到最大至置入的熔斷保險(xiǎn)元件的一半，也就是在該例中在軸向上到通道1.1中最大至4mm。另一種結(jié)構(gòu)(如圖示)中，這種橫截面擴(kuò)大具有2mm的軸向伸長(zhǎng)，也就是例如熔斷保險(xiǎn)元件的軸向伸長(zhǎng)的1/4。
在圖3所示的實(shí)施例中，封閉體1例如可由和圖2所示封閉體相同的材料制成。替換地，對(duì)于一種或兩種結(jié)構(gòu)，也可以用St52-3作為封閉體材料。
圖2和圖3所示的兩種封閉體具有一個(gè)相對(duì)大的軸向長(zhǎng)度，即25mm長(zhǎng)。這樣可實(shí)現(xiàn)，熔斷材料處在空腔10相對(duì)深的內(nèi)部，這樣一方面可避免外界影響，另一方面空腔10中溫度對(duì)熔斷保險(xiǎn)元件2的影響更直接。
權(quán)利要求
1.具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置，包括1.1一個(gè)用于密封一個(gè)待封閉的空腔(10)的封閉體(1)；1.2一個(gè)熔斷保險(xiǎn)元件(2)，它被置入封閉體(1)中并且使一個(gè)通道(1.1)保持至少間接地封閉，該通道是構(gòu)造于封閉體(1)中的；其特征在于1.3封閉體(1)圍著一個(gè)帶有通孔(3.1)的套筒(3)，及1.4套筒(3)這樣置入封閉體(1)的通道(1.1)中的一個(gè)軸向端部(1.3)，使得通孔(3.1)同通道(1.1)的軸向上與套筒(3)連接的區(qū)域互相對(duì)準(zhǔn)；1.5熔斷保險(xiǎn)元件(2)在預(yù)先給定的軸向長(zhǎng)度上在整個(gè)橫截面上完全填充套筒(3)的通孔(3.1)。
2.具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置，包括2.1一個(gè)用于密封一個(gè)待封閉的空腔(10)的封閉體(1)；2.2一個(gè)熔斷保險(xiǎn)元件(2)，它被置入該封閉體(1)中，以及一個(gè)通道(1.1)，它構(gòu)造在封閉體(1)中；2.3封閉體(1)具有一個(gè)第一軸向端部(1.2)及一個(gè)相反側(cè)的第二端部(1.3)，在此通道(1.1)沿軸向從第一軸向端部(1.2)延伸到第二軸向端部(1.3)并且在第二軸向端部(1.3)的區(qū)域中通過(guò)該熔斷保險(xiǎn)元件(2)封閉，其特征在于2.4封閉體(1)在其第二軸向端部(1.3)的區(qū)域中設(shè)有一個(gè)圓柱形或基本上圓柱形的軸向延續(xù)部(1.4)，它具有相對(duì)其余的封閉體(1.1)部分減小了的壁厚并且它形成了通道(1.1)的外圍壁的一個(gè)軸向段，在此2.5熔斷保險(xiǎn)元件(2)在其軸向長(zhǎng)度的至少一半上由該軸向延續(xù)部(1.4)在圓周方向上包圍，
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的封閉裝置，其特征在于，熔斷保險(xiǎn)元件(2)是一種熔斷材料，特別是一種低共熔的熔斷材料，它焊入在通道(1.1)中或通孔(3.1)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的封閉裝置，其特征在于，該熔斷材料具有最大9mm的軸向長(zhǎng)度，特別是8mm的長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的封閉裝置，其特征在于，該熔斷材料具有至少5mm的長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一的封閉裝置，其特征在于，通道(1.1)和/或套筒在它的其中設(shè)置有熔斷材料的軸向端部上構(gòu)造了橫截面的臺(tái)階式擴(kuò)大結(jié)構(gòu)，使得熔斷材料或套筒(3)的一部分在軸向上這樣靠觸在封閉體(1)或套筒(3)上，使得一個(gè)軸向推力可從熔斷材料和/或套筒傳遞到封閉體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1及特別是權(quán)利要求3至6之一的封閉裝置，其特征在于，在該套筒(3)及封閉體(1)之間構(gòu)造了一個(gè)空腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的封閉裝置，其特征在于，通道(1.及特別是通孔(3.1)在其整個(gè)軸向長(zhǎng)度上具有至少為11mm的最小直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8之一的封閉裝置，其特征在于，該軸向延續(xù)部(1.4)具有最大為2.5mm的壁厚，特別是在1到2mm范圍中的壁厚或更小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的封閉裝置在液力流體機(jī)械、特別是液力偶合器、液力制動(dòng)器或液力變矩器中的應(yīng)用，用于液力流體機(jī)械的工作腔(20)相對(duì)于外界的密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置，包括用于使一個(gè)待封閉的空腔(10)密封的一個(gè)封閉體(1)；一個(gè)熔斷保險(xiǎn)元件(2)，它被置入到該封閉體(1)中以及使一個(gè)通道(1.1)保持至少間接地封閉，該通道構(gòu)造于封閉體中；本發(fā)明的具有熱保險(xiǎn)功能的封閉裝置的特征在于封閉體圍著一個(gè)帶有通孔(3.1)的套筒(3)，該套筒這樣置入封閉體的通道中的一軸向端部(1.3)，使得通孔同通道的在軸向上的與套筒連接的區(qū)域互相對(duì)準(zhǔn)；熔斷保險(xiǎn)元件在預(yù)先給定的軸向長(zhǎng)度上在整個(gè)橫截面上完全填充套筒的通孔。
文檔編號(hào)F16D9/02GK1898478SQ200480038709
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者安東·弗蘭克, 奧利弗·諾爾, 哈拉爾德·霍費(fèi)爾德 申請(qǐng)人:福伊特渦輪機(jī)兩合公司