CN102905816A - 定子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于液力减速器的定子设置有叶片，支撑叶片的环形壁和工作介质的排出口，该排出口在叶片之间延伸通过环形壁。叶片和环形壁与设置在所述环形壁内的排出口一起通过铸造制造为整体部件。排出口因而在铸造期间进行制造，不必进行移除材料的后续机械加工。

Description

定子及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种根据如在权利要求1的前序部分中更详细地限定的那种类型的用于液力减速器的定子。本发明还涉及一种根据如在权利要求4的前序部分中更详细地限定的那种类型的用于制造定子的方法。

背景技术

从德国专利说明书DE 10 2005 013 464 B3中已知一种用于制造具有开口特别是排出口的叶轮的方法。由于尤其当将叶轮用作用于液力减速器的定子时所述排出口的位置是至关重要的，所以它们相对于叶片的精确定位是相有关联的。这可借助于纯机械加工仅通过相当大量的工作来实现。这就是前述的德国专利提出在叶轮的铸造期间一体预制开口的原因。在专利说明书里指定为预制开口的铸造部分最终成为定位标记，其便于钻孔工具在后续的加工中的精确定位。这就是为什么以这样的方式引入开口以使它们从一侧延伸进入叶轮的表面且终止于各自的铸造槽，其被视为相对于叶轮的邻近表面的不均匀标高。开口的钻孔可由此以高的重复精确度来实现。

根据进一步的总体现有技术的钻孔的替代选择将是通过在定子的环形壁的后壁上机械加工环隙来实现排出口。然而这带来的缺点是，当对叶片去除表面时，获得的断续切削对工具施加高的应力。而且，由于事实上排出口设置为环隙，因此它们不可能以有意的方式被放置在单个叶片之间的周向上，而是只能以有意的方式被放置在径向方向。

除了排出口在机械加工期间需要被精确地设置和放置成以使它们将会理想地完成要求的任务的问题之外，机械加工经常伴随的缺点是，它是相当费力的且需要相当大量的制造时间。工具的磨损和需求的机器额外增加了例如用于液力减速器的叶轮的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种定子，其能以简单，有效和费用低廉的方式制造，且具有高的功能性。

根据本发明此目的通过一定子来实现，该定子具有在权利要求1的特征部分所述的特征。所述定子的其他有利实施例在从属于权利要求1的从属权利要求中提供。上述目的还通过用于制造定子的方法进一步来实现，该方法具有权利要求4的特征部分的特征。该方法的有利实施例和其他演变在从属于它的从属权利要求中提供。

因此根据本发明设置在定子中的叶片和其中设置有排出口的环形壁通过铸造被制造为一体部件。最终形成定子的基本形状的叶片和环形壁与排出口一起在铸造期间在单个制造步骤中进行制造。结果，可忽略机械加工，尤其是通过排出口的钻孔或成凹陷的金属切削。除了描述的部件之外，此结构显然也包括在同一的铸造部分中的其他元件，例如凸缘，接收器或者相似物。

排出口在环形壁区域直接被共同铸造且不需要被加工的事实容许以非常简单、有效和费用低廉的方式制造。在环形壁区域内的轮廓和排出口能被直接使用。典型地在所谓的进口叶片区域中的合适的进口也可通过机械加工同时随后被设置在定子内。这不是本发明的主题，因此在本中将不会被更详细地描述。

也会在根据本发明的定子的进一步非常有利的实施例中提供的是，排出口具有带通流能力的横截面，其在流动方向上扩大。排出口因此被共同铸造到环形壁中以使在流出减速器的工作介质的流动方向上它们的横截面将增加。所述排出口在一区域中与在环形壁的面向远离内部空间的侧面上相比设置有更小的直径，其中在所述区域中，排出口开口到为液力减速器的将来工作腔的内部空间中。这种流动横截面的扩大确保流过排出口的工作介质的流动速度被减小。由于流动速度的减小，因此在邻近部件上的载荷，尤其是用于流出工作介质的收集腔上的载荷，将会显著减少，从而导致更少的腐蚀和更少的气蚀。横截面的变化可以连续地和/或以一个或者几个步骤地发生。

为了实现前述的目的，根据本发明的方法提供：排出口是在铸造期间借助合适的芯体引入的。这些芯体确保一结构是在整体部件的铸造期间在一个单一步骤中被制造的，所述结构已经包括排出口以便至少在排出口区域内其不再需要被机械加工，其中所述整体部件包括叶片和环形壁以及可选地与前者连接的接收凸缘等。因此这种方法允许以非常简单，快速和费用低廉的方式制造定子。

在根据本发明的方法的特别有利的进一步发展中，进一步提供了定子在铸造模具内铸造，铸造模具包括该模具的至少两个部分，该模具的第一部分与叶片形成环形壁的内轮廓，该模具的第二部分形成环形壁的外轮廓。这种具有模具的至少两个部分的构造允许以简单和有效的方式通过在能重复使用多次的永久的模具内铸造来制造定子。

在非常有利的进一步发展中提供的是，在模具的部分的构造中，在排出口的方向上在排出口的深度的一部分内延伸的一个相应的芯体部分（coresection）分别与模具的部分之一连接，两个芯体部分的轴向延伸部共同对应于排出口的整个深度。为了在铸造期间形成排出口而将芯体分成分别与模具的部分之一连接的两个芯体部分会产生的决定性优点是：直径相对较小且因此相对较细的芯体部分分别设置有比单个芯体的情况下的构造更短的构造。结果，两个芯体部分的稳定性将会增加，且铸造模具在铸造期间的安全可靠的功能在相当长的服务寿命内被确保。

在根据本发明的方法的有利实施例中进一步提供的是，与模具的第一部分连接的芯体部分比与模具的第二部分连接的芯体部分具有较小的直径。两个芯体部分由于此构造被使用，其实质在整个轴向延伸部上具有相同的直径。设置在环形壁的内部上即在将来会面对工作腔的侧面上的与模具的第一部分连接的芯体部分，具有比在定子的外部上与模具的第二部分连接的芯体部分更小的直径。排出口以这种方式成阶梯形，且有利地它的直径扩大一个台阶。如上述已经提及的，由于排出口的横截面的增加，当在减速器的以后的操作期间流经排出口时，工作介质的流动速度减小。结果，邻近部件能被以更好的方式受到保护防止由腐蚀和气蚀引起的载荷，以便以非常简单和有效的方式获得用于减速器的非常耐用的构造，其中所述减速器具有根据本发明设置的定子。

具有不同直径的芯体部分的构造进一步导致的优势是：当模具的部分被连接时，这两个芯体部分将会互相抵靠。如果它们有相同直径，甚至一个模具部分相对于另一个模具部分的最小限度的位移会导致相对细的芯体相对于彼此位移，以使流动截面将会相应地减少。在与模具的第二部分连接且具有比与模具的第一部分连接的芯体部分更大直径的芯体部分的情况下，这相对而言不是关键的，因为与模具的第一部分连接的芯体部分限定了可流动的最小横截面且不论第二芯体部分的任何精确定位，还总是保持这个横截面打开。

附图说明

根据本发明的定子的其它有利实施例和根据本发明的用于制造定子的方法，可以从其余的独立的从属权利要求获得，或者将参照实施例更详细地予以解释，其中所述实施例在下面将参照附图更详细地予以解释，其中：

图1示出了穿过根据本发明的实例性实施例的液力减速器的截面图；

图2示出了在根据本发明的实施例中的液力减速器的定子的截面图；

图3示出了在图2中视图III方向的视图；以及

图4示出了类似于图2的具有铸造模具的视图。

具体实施方式

图1的图解示出了液力减速器1。它能用于例如车辆的传动系，尤其是用于商用车辆，以便以无磨损的方式制动车辆。转子2在液力减速器里沿轴3旋转，该轴能借助于例如变速器的动力输出装置或者类似物来驱动。转子2和定子4一起形成工作腔5，其中合适的工作介质如油被旋转用于产生希望的制动力矩。转子2和定子4都具有近似半圆环形（torus）形状的底座主体。转子2和定子4在互相面对区域内设置有叶片6，7。转子2和定子4共同形成近似环形(toroidal)的工作腔5。在减速器1的操作期间，工作介质经由在定子4的区域内的进口8吸入。工作介质通过环形壁9和通过典型地设置在叶片7内的进口8流入工作腔5。工作介质经由入口空间10流入背离工作腔5的环形壁9的侧面上的进口8的区域。而且，排出口11设置在环形壁9的区域内，该排出口设置在定子4的两个各自的叶片7之间的环形壁9的区域内。可能在这一点上，排出口11仅设置在一些叶片7之间；主要还可能在所有的叶片7之间设置一个或者可选地几个排出口11。在减速器1的继续操作期间，排出口11引导介质流出工作腔5而进入出口收集腔12和从所述出口收集腔12通过合适的回路和可选的输送设备，返回到进口收集腔10，以便继续经由进口8供应所述介质回到工作腔5。定子4是减速器外壳13的一部分，其围绕转子2且包括用于轴3的合适的密封件/轴承。

这种减速器1的主要功能从现有技术中是已知的。它能使用例如油或者也直接使用冷却水或者传动系的冷却介质来进行操作。在使用油操作的情况下，它分别通过液力减速器1的外侧的热交换器被冷却，例如，通过传动系的冷却回路内的冷却介质被冷却。

如上述已经描述过的，将排出口11引入到定子4的环形壁9中是有问题的。图2的图解因此示出了具有引入到定子4中的排出口11的定子4的放大截面。进口8，已经结合图1进行了描述，在图2的图解中省略。在图2中所示的排出口11，根据如在此所选的截面图位于两个叶片7之间，其中只有一个在截面图中示出。排出口11以这种方式设置，以使在流经排出口11的介质的流动方向上，即，从工作腔5朝着出口收集腔12的方向上，它的横截面扩大。它和环形壁9，定子4的叶片7以及还与各自的连接元件，定子4的凸缘或者相似物，一起设置为整体部件，且通过铸造进行制造。在铸造期间，排出口11被直接引入到环形壁9中，以使它随后不再需要被机械加工。这确保了定子4的简单、快速和费用低廉的制造过程。在这种情况下，排出口11的横截面在从工作腔5朝着开口收集腔12的流动方向上的扩大被设置为以使它以至少一个台阶发生。横截面在流动方向上的扩大导致减速器1的离开工作腔5的工作介质在流经排出口11时的流动速度减小。这可靠并有效地防止了在邻近部件的区域内，尤其是在收集腔12的区域内，由腐蚀或者气蚀引起的问题，其中所述腐蚀或者气蚀可发生在当工作介质进入出口收集腔12时的更高速度处。

图3的图解示出了液力减速器1的定子4的外侧的视图。排出口11被清楚地示出，如在此示出的，其在观察的方向上包括锥形的横截面。进口8示出在视图部分的底部区域中，其进口已经结合图1描述过了且不是本申请的主题。

如在图2中示出的根据本发明的实施例中的定子4的制造，如上述所述的通过铸造来产生，在铸造期间，排出口11同时以直接的方式引入，不需任何后续机械加工便可使用。图4的图解示出了类似于图2的图解的定子4的各个截面。除了定子4之外，示出了铸造模具16的未整个示出的两个部分14，15。第一模具部分14形成定子4的内部；第二部分15形成定子4的外部轮廓，且在这种情况下，尤其形成环形壁9的外部轮廓。穿过环形壁9的排出口11被设置成以使芯体或者两个芯体部分17，18在铸造期间被设置在排出口11的区域内。图4的图解示出了第一芯体部分17与模具的第一部分14连接，其中所述第一芯体部分保持排出口11的具有较小直径的区域是畅通的（free）。用于排出口11的具有较大直径的区域的第二芯体部分18分别与模具的第二部分15连接。芯体部分17，18能与模具的各自部分14，15连接或者与所述部分设置成整体的形式。

尤其在芯体部分17，18的实施例中提供了将模具的14，15部分之间的分割线移动到环形壁9的区域中的优点。由于它们能以相当细的方式设置，所以连续的芯体会相对敏感，容易被磨损或者损坏。通过减少由两个芯体部分17，18形成的芯体的长度可以相当大地缓解这个问题。芯体部分17，18的每一个在轴向方向上相对于其直径被分别以相对短的方式设置，因此能被以各自稳定的方式设置。铸造模具16的部分14，15的长的使用寿命可这样得以实现。这也有助于定子4的费用低廉的制造。

铸造模具16的两部分14，15与芯体部分17，18一起布置成以使它们能以合适的方式从模具移除，例如，通过在液力减速器1的随后轴线方向使模具位移，或者在倾斜定位的叶片7的情况下借助于从模具合适的旋转移除。具有不同直径的排出口11的两个局部部分因此将会被设置成以使在从模具的移除方向上它们不包括任何底切。在附图的图解中仅表明原理，且部分以非精确方式示出。模具的部分14，15的使它们能容易地从模具移除的合适配置产生这样的可能性，即铸造模具16整体可布置为永久模具。用临时模具的铸造原则上也是可能的。

Claims (10)

1.一种用于液力减速器（1）的定子（4），包括：

叶片（7）；

承载叶片（7）的环形壁（9）；

用于工作介质的排出口（11），该排出口在叶片（7）之间延伸过所述环形壁（9）；

其特征在于，

叶片（7）和其中设置有所述排出口（11）的环形壁（9）通过铸造被制造为整体部件。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，排出口（11）具有通流能力的横截面，该横截面在流动方向上扩大。

3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，具有通流能力的排出口（11）的扩大横截面以至少一个台阶式地增加。

4.一种用于制造液力减速器（1）的定子（4）的方法，包括：

叶片（7）；

环形壁（9）承载所述叶片（7）；

用于工作介质的排出口（11），该排出口在叶片（7）之间延伸过所述环形壁（9），以及

叶片（7）和环形壁（9）通过铸造进行制造，

其特征在于，

排出口（11）在铸造期间通过合适的芯体（17，18）被引入。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，排出口（11）在铸造后，随后没有进行机械加工。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，定子（4）在铸造模具（16）内被铸造，该铸造模具包括该模具的至少两个部分（14，15），该模具的第一部分（14）形成具有叶片（7）的环形壁（9）的内部轮廓，且模具的第二部分（15）形成环形壁（9）的外部轮廓。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，用于排出口（11）的芯体（17，18）与所述模具的部分（14，15）的至少之一连接。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在模具的部分（14，15）的构造中，在排出口（11）的方向上在排出口（11）的深度的一部分内延伸的各自的一个芯体部分（17，18）分别与所述模具的部分（14，15）之一连接，两个芯体部分（17，18）的共同轴向延伸部共同对应于排出口（11）的整个深度。

9.根据权利要求4-8之一所述的方法，其特征在于，芯体或芯体部分（17，18）在排出口（11）的后来通流方向上的直径扩大。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，与所述模具的第一部分（14）连接的芯体部分（17）具有比与所述模具的第二部分（15）连接的芯体部分（18）小的直径。

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