DE102016216593A1 - Method for producing a hydrodynamic machine and hydrodynamic machine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer hydrodynamischen Maschine, insbesondere eines hydrodynamischen Retarders (1), die Maschine aufweisend ein Gehäuse, ein erstes Schaufelrad (15) und ein zweites Schaufelrad (14), wobei zwischen dem ersten Schaufelrad (15) und dem zweiten Schaufelrad (14) hydrodynamisch eine mechanische Leistung übertragbar ist, wobei das Gehäuse, das erste Schaufelrad (15) und/oder das zweite Schaufelrad (14) zumindest abschnittsweise aus einem Blech hergestellt werden/wird, wobei das Blech wärmebehandelt und dabei ein Mischgefüge mit bainitischen Anteilen, ein bainitisch dominiertes Mischgefüge und/oder ein Mischgefüge mit bainitischen und ferritischen oder ferritisch-perlitischen Anteilen erzeugt wird, und hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder (1), die Maschine aufweisend ein Gehäuse, ein erstes Schaufelrad (15) und ein zweites Schaufelrad, wobei zwischen dem ersten Schaufelrad (15) und dem zweiten Schaufelrad (14) hydrodynamisch eine mechanische Leistung übertragbar ist, wobei das Gehäuse, das erste Schaufelrad (15) und/oder das zweite Schaufelrad (14) zumindest abschnittsweise aus einem Blech hergestellt sind/ist, bei der das Blech ein Mischgefüge mit bainitischen Anteilen, ein bainitisch dominiertes Mischgefüge und/oder ein Mischgefüge mit bainitischen und ferritischen oder ferritisch-perlitischen Anteilen aufweist.Method for producing a hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder (1), the machine comprising a housing, a first impeller (15) and a second impeller (14), wherein between the first impeller (15) and the second impeller (14) hydrodynamically a mechanical power is transferable, wherein the housing, the first paddle wheel (15) and / or the second paddle wheel (14) at least partially made of a sheet is / are, wherein the sheet is heat treated and thereby a mixed structure with bainitic proportions, a bainitic dominated mixed structure and / or a mixed structure with bainitic and ferritic or ferritic-pearlitic proportions is generated, and hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder (1), the machine comprising a housing, a first impeller (15) and a second impeller, wherein between the first impeller (15) and the second impeller (14) hydrodynamically a me wherein the housing, the first impeller (15) and / or the second impeller (14) is at least partially made of a sheet, wherein the sheet is a mixed structure with bainitic proportions, a bainitic dominated mixed structure and / or has a mixed structure with bainitic and ferritic or ferritic-pearlitic proportions.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer hydrodynamischen Maschine, insbesondere eines hydrodynamischen Retarders, die Maschine aufweisend ein Gehäuse, ein erstes Schaufelrad und ein zweites Schaufelrad, wobei zwischen dem ersten Schaufelrad und dem zweiten Schaufelrad hydrodynamisch eine mechanische Leistung übertragbar ist, wobei das Gehäuse, das erste Schaufelrad und/oder das zweite Schaufelrad zumindest abschnittsweise aus einem Blech hergestellt werden/wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine hydrodynamische Maschine, insbesondere einen hydrodynamischen Retarder, die Maschine aufweisend ein Gehäuse, ein erstes Schaufelrad und ein zweites Schaufelrad, wobei zwischen dem ersten Schaufelrad und dem zweiten Schaufelrad hydrodynamisch eine mechanische Leistung übertragbar ist, wobei das Gehäuse, das erste Schaufelrad und/oder das zweite Schaufelrad zumindest abschnittsweise aus einem Blech hergestellt sind/ist.The invention relates to a method for producing a hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder, the machine having a housing, a first impeller and a second impeller, wherein between the first impeller and the second impeller hydrodynamically a mechanical power is transferable, wherein the housing, the first impeller and / or the second impeller is at least partially made of a metal sheet / is. Moreover, the invention relates to a hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder, the machine having a housing, a first impeller and a second impeller, wherein between the first impeller and the second impeller hydrodynamically a mechanical power is transferable, wherein the housing, the first impeller and / or the second impeller are at least partially made of a metal sheet / is.

Aus der DE 10 2007 047 889 A1 ist ein hydrodynamischer Retarder bekannt mit einem Gehäuse bzw. einem Stator, einer Rotorwelle und einer in dem Gehäuse bzw. dem Stator eingebauten Rotorwellenlagerung, bei dem das Gehäuse bzw. der Stator aus Gusseisen mit Kugelgraphit (GGG-Werkstoff) hergestellt ist, sodass durch die sehr ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuses bzw. des Stators und der aus Stahl hergestellten Rotorwelle die Ausdehnungsdifferenz der beiden Bauteile über den gesamten thermischen Betriebsbereich des Retarders vernachlässigt werden kann.From the DE 10 2007 047 889 A1 is a hydrodynamic retarder known with a housing or a stator, a rotor shaft and a built-in housing or the stator rotor shaft bearing, wherein the housing or the stator of cast iron with nodular graphite (GGG material) is made, so that through the very similar coefficients of thermal expansion of the housing or the stator and the rotor shaft made of steel, the expansion difference of the two components over the entire thermal operating range of the retarder can be neglected.

Aus der DE 10 2014 206 753 A1 ist eine hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder, bekannt umfassend ein Gehäuse, ein erstes Schaufelrad, insbesondere Rotor und ein hierzu konzentrisch angeordnetes zweites Schaufelrad, insbesondere Stator, die gemeinsam einen torusförmigen Arbeitsraum bilden und die um eine gemeinsame Drehachse gruppiert sind, wobei der Stator drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, bei der zwischen Stator und Gehäuse eine Gewindeverbindung mit einer Anschlagsposition vorgesehen ist, die derart ausgelegt ist, dass der Stator nach dem Einbau eine vorbestimmbare Position gegenüber dem Gehäuse einnimmt, in der vom Stator ein Drehmoment auf das Gehäuse übertragbar ist. Der Stator und der Rotor können als Blechkonstruktion oder als Gussteil ausgeführt sein.From the DE 10 2014 206 753 A1 is a hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder, known comprising a housing, a first impeller, in particular rotor and concentrically arranged second impeller, in particular stator, which together form a toroidal working space and which are grouped around a common axis of rotation, the stator rotatably is connected to the housing, in which a threaded connection is provided with a stop position between the stator and the housing, which is designed such that the stator assumes a predeterminable position relative to the housing after installation, in which a torque can be transmitted from the stator to the housing , The stator and the rotor can be designed as a sheet metal construction or as a cast part.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine eingangs genannte Maschine baulich und/oder funktional zu verbessern.The invention has for its object to improve a method mentioned above. In addition, the invention has the object to improve a machine mentioned above structurally and / or functionally.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a method having the features of claim 1.

Das erste Schaufelrad kann einen Grundkörper aufweisen. Das erste Schaufelrad kann Schaufeln aufweisen. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper fest verbunden sein. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper stoffschlüssig verbunden sein. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper verlötet sein. Das zweite Schaufelrad kann ein Rotorschaufelrad sein. Das zweite Schaufelrad kann einen Grundkörper aufweisen. Das zweite Schaufelrad kann Schaufeln aufweisen. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper fest verbunden sein. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper stoffschlüssig verbunden sein. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper verlötet sein. Der Grundkörper des ersten Schaufelrads kann aus Blech hergestellt sein. Die Schaufeln des ersten Schaufelrads können aus Blech hergestellt sein. Der Grundkörper des zweiten Schaufelrads kann aus Blech hergestellt sein. Die Schaufeln des zweiten Schaufelrads können aus Blech hergestellt sein. Das Gehäuse kann zumindest abschnittsweise aus Blech hergestellt sein.The first impeller may have a base body. The first impeller may have blades. The blades can be firmly connected to the main body. The blades can be materially connected to the base body. The blades can be soldered to the base body. The second paddle wheel may be a rotor paddle wheel. The second impeller may have a base body. The second impeller may have blades. The blades can be firmly connected to the main body. The blades can be materially connected to the base body. The blades can be soldered to the base body. The main body of the first impeller may be made of sheet metal. The blades of the first paddle wheel may be made of sheet metal. The main body of the second impeller may be made of sheet metal. The blades of the second impeller may be made of sheet metal. The housing may be at least partially made of sheet metal.

Das Blech kann zunächst in einem Stanz-Biege-Verfahren vorbereitet werden. Das Blech kann nachfolgend wärmebehandelt werden. Das Blech kann zumindest überwiegend ein bainitisches Gefüge aufweisen. Das Blech kann außerdem ferritische oder ferritisch-perlitische Gefügeanteile aufweisen. Ein Blech aus einem borlegierten Vergütungsstahl, insbesondere aus einer Stahlsorte zwischen 10MnB5 bis 40MnB5, insbesondere aus der Stahlsorte 22MnB5, kann verwendet werden. Die Wärmebehandlung kann unter Schutzgas durchgeführt werden. Das Schutzgas kann das Blech vor einem Zutritt von Atmosphärengasen, wie N2, O2, H2, schützen. Das Schutzgas kann verhindern, dass das Blech während einer Wärmebehandlung mit Sauerstoff reagiert. Eine Herstellung des Gehäuses, des ersten Schaufelrads und/oder des zweiten Schaufelrads kann ein thermisches Fügeverfahren umfassen. Das thermische Fügeverfahren kann ein Löten sein. Zur Wärmebehandlung kann eine Fügewärme genutzt werden. Zur Wärmebehandlung kann eine Lötwärme genutzt werden.The sheet can first be prepared in a punch-bending process. The sheet can subsequently be heat treated. The sheet may at least predominantly have a bainitic structure. The sheet may also have ferritic or ferritic-pearlitic structure portions. A sheet of a boron-alloyed tempered steel, in particular of a steel grade between 10MnB5 to 40MnB5, in particular of steel grade 22MnB5, may be used. The heat treatment can be carried out under protective gas. The shielding gas can protect the sheet from access of atmospheric gases, such as N 2 , O 2 , H 2 . The shielding gas can prevent the sheet from reacting with oxygen during a heat treatment. Manufacturing of the housing, the first impeller and / or the second impeller may include a thermal joining process. The thermal joining method may be soldering. For heat treatment, a joint heat can be used. For heat treatment, a soldering heat can be used.

Beim thermischen Fügen kann ein Temperaturverlauf derart gesteuert werden, dass sich ein Mischgefüge mit bainitischen Anteilen, ein bainitisch dominiertes Mischgefüge und/oder ein Mischgefüge mit bainitischen und ferritischen oder ferritisch-perlitischen Anteilen bildet. Beim thermischen Fügen kann eine Temperatur von ca. 900°C bis ca. 1400°C, insbesondere von ca. 1100°C, erreicht werden. Beim thermischen Fügen kann eine Abkühlgeschwindigkeit von ca. 5 K/s bis ca. 8 K/s, insbesondere von ca. 6,5 K/s, eingehalten werden.During thermal joining, a temperature profile can be controlled such that a mixed structure with bainitic proportions, a bainitic dominated mixed structure and / or a mixed structure with bainitic and ferritic or ferritic-perlitic fractions forms. During thermal joining, a temperature of about 900 ° C to about 1400 ° C, in particular of about 1100 ° C, can be achieved. During thermal joining, a cooling rate of approx. 5 K / s to approx. 8 K / s, in particular approx. 6.5 K / s, can be maintained.

Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einer hydrodynamischen Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 9. In addition, the object underlying the invention is achieved with a hydrodynamic machine having the features of claim 9.

Die Maschine kann nach einem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt sein. Die hydrodynamische Maschine kann zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Nutzfahrzeug, wie Omnibus oder Lastkraftwagen, dienen. Die hydrodynamische Maschine kann zur Verwendung in einer Arbeitsmaschine, insbesondere in einer Baumaschine, dienen. Die hydrodynamische Maschine kann zur Verwendung einem Bahnantriebssystem dienen. Die hydrodynamische Maschine kann ein hydrodynamischer Wandler sein. Die hydrodynamische Maschine kann eine hydrodynamische Kupplung sein. Der hydrodynamische Retarder kann zum verschleißfreien Bremsen dienen. Die hydrodynamische Maschine kann zur Inline-Anordnung in einem Antriebsstrang dienen. Die hydrodynamische Maschine kann zur Outline-Anordnung an einem Antriebsstrang dienen.The machine can be manufactured according to a method described above. The hydrodynamic machine may be for use in a motor vehicle, in particular in a commercial vehicle, such as buses or trucks. The hydrodynamic machine may be for use in a work machine, especially in a construction machine. The hydrodynamic machine may be for use in a web drive system. The hydrodynamic machine may be a hydrodynamic converter. The hydrodynamic machine may be a hydrodynamic coupling. The hydrodynamic retarder can serve for wear-free braking. The hydrodynamic machine can serve for in-line placement in a powertrain. The hydrodynamic machine can be used to outline a drivetrain.

Das erste Schaufelrad kann ein Statorschaufelrad sein. Das erste Schaufelrad kann einen Grundkörper aufweisen. Das erste Schaufelrad kann Schaufeln aufweisen. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper fest verbunden sein. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper stoffschlüssig verbunden sein. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper verlötet sein. Das zweite Schaufelrad kann ein Rotorschaufelrad sein. Das zweite Schaufelrad kann einen Grundkörper aufweisen. Das zweite Schaufelrad kann Schaufeln aufweisen. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper fest verbunden sein. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper stoffschlüssig verbunden sein. Die Schaufeln können mit dem Grundkörper verlötet sein.The first paddle wheel may be a stator paddle wheel. The first impeller may have a base body. The first impeller may have blades. The blades can be firmly connected to the main body. The blades can be materially connected to the base body. The blades can be soldered to the base body. The second paddle wheel may be a rotor paddle wheel. The second impeller may have a base body. The second impeller may have blades. The blades can be firmly connected to the main body. The blades can be materially connected to the base body. The blades can be soldered to the base body.

Das erste Schaufelrad und das zweite Schaufelrad können rotationssymmetrisch sein. Das erste Schaufelrad und das zweite Schaufelrad können einander gegenüberliegend angeordnet sein. Die hydrodynamische Maschine kann eine Drehachse aufweisen. Das zweite Schaufelrad kann relativ zu dem ersten Schaufelrad drehbar sein. Die hydrodynamische Maschine kann eine Lagervorrichtung zur drehbaren Lagerung des zweiten Schaufelrads aufweisen. Die hydrodynamische Maschine kann eine Rotorwelle aufweisen. Die Rotorwelle und das zweite Schaufelrad können miteinander drehfest verbunden oder verbindbar sein. Das erste Schaufelrad und das Gehäuse können miteinander drehfest verbunden oder verbindbar sein. Das Gehäuse kann zumindest abschnittsweise von dem ersten Schaufelrad baulich gesondert sein. Das Gehäuse kann zumindest abschnittsweise von dem ersten Schaufelrad gebildet sein. Das Gehäuse kann einen Fluidraum begrenzen. Das erste Schaufelrad und das zweite Schaufelrad können in dem Fluidraum angeordnet sein. Der Fluidraum kann mit einer Hydraulikflüssigkeit füllbar sein. Aus dem Fluidraum kann Hydraulikflüssigkeit entfernbar sein. Zwischen dem ersten Schaufelrad und dem zweiten Schaufelrad kann ein hydrodynamischer Kreis gebildet sein. Das erste Schaufelrad kann als Turbine wirken. Das zweite Schaufelrad kann als Pumpe wirken. Eine hydrodynamisch übertragbare mechanische Leistung kann von einem Hydraulikflüssigkeitsstand in dem Fluidraum abhängen.The first impeller and the second impeller may be rotationally symmetric. The first impeller and the second impeller may be arranged opposite to each other. The hydrodynamic machine may have a rotation axis. The second paddle wheel may be rotatable relative to the first paddle wheel. The hydrodynamic machine may have a bearing device for rotatably supporting the second blade wheel. The hydrodynamic machine may have a rotor shaft. The rotor shaft and the second impeller may be rotatably connected or connectable with each other. The first impeller and the housing may be rotatably connected or connectable with each other. The housing may be at least partially structurally separate from the first impeller. The housing may be formed at least in sections of the first paddle wheel. The housing may define a fluid space. The first impeller and the second impeller may be disposed in the fluid space. The fluid space can be filled with a hydraulic fluid. Hydraulic fluid may be removable from the fluid space. Between the first impeller and the second impeller, a hydrodynamic circuit may be formed. The first paddle wheel can act as a turbine. The second paddle wheel can act as a pump. Hydrodynamically transferable mechanical power may depend on a hydraulic fluid level in the fluid space.

Der Grundkörper des ersten Schaufelrads kann aus Blech hergestellt sein. Die Schaufeln des ersten Schaufelrads können aus Blech hergestellt sein. Der Grundkörper des zweiten Schaufelrads kann aus Blech hergestellt sein. Die Schaufeln des zweiten Schaufelrads können aus Blech hergestellt sein. Das Gehäuse kann zumindest abschnittsweise aus Blech hergestellt sein. Das Blech kann aus einem borlegierten Vergütungsstahl, insbesondere aus einer Stahlsorte zwischen 10MnB5 bis 40MnB5, insbesondere aus der Stahlsorte 22MnB5, hergestellt sein.The main body of the first impeller may be made of sheet metal. The blades of the first paddle wheel may be made of sheet metal. The main body of the second impeller may be made of sheet metal. The blades of the second impeller may be made of sheet metal. The housing may be at least partially made of sheet metal. The sheet may be made of a boron-alloyed tempered steel, in particular of a steel grade between 10MnB5 to 40MnB5, in particular of steel grade 22MnB5.

Mit „kann” sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.By "may" in particular optional features of the invention are referred to. Accordingly, there is an embodiment of the invention each having the respective feature or features.

Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Herstellung von Retardern mittels Blechtechnologie mit hoher Kavitationsresistenz. Eine Abkühlung von einer Löttemperatur kann so gesteuert werden, dass sich ein bainitisches bzw. bainitisch dominiertes Gefüge bildet und damit Festigkeitseigenschaften eines Werkstoffes erheblich verbessert werden. Eine Abkühlgeschwindigkeit kann ca. 6,5 K/s betragen. Eine zusätzliche Wärmequelle kann entfallen. Es soll gezielt ein bainitisch dominiertes Mischgefüge erzeugt werden. Eine Einstellung eines inhomogenen Mischgefüges aus bainitischen und ferritisch-perlitischen Gefügeanteilen wird angestrebt. Ein martensitisches Gefüge wird nicht angestrebt. 22MnB5 kann verwendet und unter Nutzung einer Fügewärme wärmebehandelt werden.In summary and in other words, the invention thus provides inter alia a production of retarders by means of sheet metal technology with high resistance to cavitation. A cooling of a soldering temperature can be controlled so that forms a bainitic or bainitic dominated structure and thus strength properties of a material are significantly improved. A cooling rate can be approx. 6.5 K / s. An additional heat source can be omitted. It is intended to produce a bainitic dominated mixed structure. An adjustment of an inhomogeneous mixed structure of bainitic and ferritic-perlitic fractions is sought. A martensitic structure is not sought. 22MnB5 can be used and heat treated using a bonding heat.

Mit der Erfindung wird eine hydrodynamische Maschine, insbesondere ein hydrodynamischer Retarder, bereitgestellt, der eine hohe Leistungsfähigkeit, geringe Verluste, eine geringe Oberflächenrauheit, geringe Maßtoleranzen, ein geringes Gewicht, eine geringe Baugröße und/oder eine hohe Kavitationsresistenz aufweist. Ein Aufwand, wie Herstellungsaufwand und/oder Kostenaufwand, ist reduziert.The invention provides a hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder, which has high performance, low losses, low surface roughness, small dimensional tolerances, low weight, small size and / or high cavitation resistance. An effort, such as production costs and / or costs, is reduced.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Figur näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to a figure. From this description, further features and advantages. Concrete features of this embodiment can represent general features of the invention. Features associated with other features of this embodiment may also represent individual features of the invention.

1 zeigt schematisch und beispielhaft eine obere Hälfte eines hydrodynamischen Retarders 1 im Längsschnitt. Der Retarder 1 ist gegenüber einer Achse 2 zentriert und verfügt über einen in einem nicht gezeigten Getriebegehäuse drehfest angeordneten Retarderträger 3, welcher ein ebenfalls drehfestes Stützelement 4 radial umgreift. Das Stützelement 4 trägt ein Radiallager 5, auf dem eine Kupplungsnabe 6 einer Kupplungseinheit 7 drehbar gelagert ist. Die Kupplungseinheit 7 verfügt über ein Kupplungsgehäuse 8, welches mit einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist. Aufgrund dieser Verbindung nimmt die Kupplungseinheit 7 und damit das Kupplungsgehäuse 8 sowie letztlich die Kupplungsnabe 6 an einer Drehbewegung der Getriebeeingangswelle teil. 1 shows schematically and by way of example an upper half of a hydrodynamic retarder 1 in longitudinal section. The retarder 1 is opposite to an axis 2 centered and has a rotatably mounted in a gear housing, not shown retarder carrier 3 , which is also a non-rotatable support element 4 engages radially. The support element 4 carries a radial bearing 5 on which a clutch hub 6 a coupling unit 7 is rotatably mounted. The coupling unit 7 has a clutch housing 8th , which is rotatably connected to a transmission input shaft, not shown. Due to this connection, the coupling unit decreases 7 and thus the clutch housing 8th and finally the clutch hub 6 part in a rotational movement of the transmission input shaft.

Die Kupplungsnabe 6 der Kupplungseinheit 7 steht über eine axiale Verzahnung 9 mit einer Rotornabe 10 des Retarders 1 in Eingriff, wobei sich die Rotornabe 10 an ihrer von der Kupplungseinheit 7 abgewandten Seite über ein Axiallager 11 am Stützelement 4 axial abstützt. Die Rotornabe 10 ist an einem als Rotorschale dienenden Grundkörper 12 befestigt, der sich, ausgehend von der Rotornabe 10, nach radial außen erstreckt und im radial äußeren Bereich eine Beschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln, wie 13, zur Bildung eines Rotorschaufelrads 14 aufnimmt. Das Rotorschaufelrad 14 wirkt mit einem Statorschaufelrad 15 des Retarders 1 zusammen, das ebenfalls über einen Grundkörper 16 verfügt, der als Statorschale wirksam ist und zur Aufnahme einer Beschaufelung mit Schaufeln, wie 17, dient. An der Statorschale sind an deren vom Rotorschaufelrad 14 abgewandten Seite über den Umfang verteilt Gewindehülsen, wie 18, befestigt, in die jeweils ein Befestigungselement, wie 19, einbringbar ist. Dabei ist durch die Befestigungselemente 19, hier Schrauben, in Verbindung mit den Gewindehülsen 18 das Statorschaufelrad 15 am Retarderträger 3 befestigt.The clutch hub 6 the coupling unit 7 is about an axial toothing 9 with a rotor hub 10 of the retarder 1 engaged, with the rotor hub 10 at her from the clutch unit 7 opposite side via a thrust bearing 11 on the support element 4 axially supported. The rotor hub 10 is on a serving as a rotor shell body 12 attached, which, starting from the rotor hub 10 , extends radially outward and in the radially outer region a blading with a plurality of blades, such as 13 , to form a rotor blade wheel 14 receives. The rotor blade wheel 14 acts with a stator blade wheel 15 of the retarder 1 together, which also has a base body 16 which is effective as a stator shell and to accommodate a blading with blades, such as 17 , serves. At the stator shell are at the rotor blade from the wheel 14 opposite side distributed over the circumference threaded sleeves, such as 18 , fastened, in each case a fastener, such as 19 , is einbringbar. It is by the fasteners 19 , here screws, in connection with the threaded sleeves 18 the stator blade wheel 15 on the retarder carrier 3 attached.

Das Rotorschaufelrad 14 bildet zusammen mit dem Statorschaufelrad 15 einen als hydrodynamischen Kreis 20 bezeichneten Raum, der mit einem viskosen Medium, insbesondere mit einem mineralischen Öl, zumindest teilweise befüllt ist. Der Füllungsgrad des hydrodynamischen Kreises 20 kann mittels einer Fluidzuführvorrichtung 21 erhöht werden, während über eine Fluidauslassvorrichtung 22 das viskose Medium aus dem hydrodynamischen Kreis 20 entfernt werden kann. In bekannter Weise kann über den Befüllungsgrad des hydrodynamischen Kreises 20 dessen Momentenübertragbarkeit und damit die durch den Retarder 1 ausgelöste Bremswirkung eingestellt werden. Die Fluidzuführvorrichtung 21 dient somit zusammen mit der Fluidauslassvorrichtung 22 zur Regelung des Retarders 1.The rotor blade wheel 14 forms together with the stator blade wheel 15 one as hydrodynamic circle 20 designated space which is filled with a viscous medium, in particular with a mineral oil, at least partially. The degree of filling of the hydrodynamic circuit 20 can by means of a Fluidzuführvorrichtung 21 be increased while over a fluid outlet device 22 the viscous medium from the hydrodynamic circuit 20 can be removed. In a known manner can about the degree of filling of the hydrodynamic circuit 20 its torque transferability and thus the through the retarder 1 triggered braking effect can be adjusted. The fluid delivery device 21 thus serves together with the fluid outlet device 22 for regulating the retarder 1 ,

In dem Grundkörper 12 des Rotorschaufelrades 14 ist im Bereich eines Rotorschalenhalses 23 zumindest eine Druckausgleichsbohrung 24 ausgebildet. Durch diese Druckausgleichsbohrung 24 ist der hydrodynamische Kreis 20 über einen radial innen ausgebildeten Strömungsweg mit einem Druckausgleichsraum 25 verbunden, der sich axial zwischen dem Grundkörper 12 des Rotorschaufelrades 14 und einem Dichtflansch 26 befindet. Der Dichtflansch 26 ist erkennbar radial außen mittels Befestigungselementen, wie 27, wie beispielsweise Schrauben, am Retarderträger 3 befestigt. Der Druckausgleichsraum 25 ist radial außen über einen ringförmigen Spalt 28 zwischen dem radial äußeren Ende der Rotorschalen und einer radial gegenüberliegenden Fläche des Dichtflansches 26 mit dem hydrodynamischen Kreis 20 des Retarders 1 verbunden. Durch diesen Spalt 28 kann im Betrieb des Retarders 1 unter hohem dynamischen Druck stehendes Fluid von dem hydrodynamischen Kreis 20 in den Druckausgleichsraum 25 gelangen und dort einen ebenso hohen Gegendruck auf die Rotorschale ausüben.In the main body 12 of the rotor blade wheel 14 is in the range of a rotor shell neck 23 at least one pressure equalization hole 24 educated. Through this pressure equalization hole 24 is the hydrodynamic circle 20 via a radially inwardly formed flow path with a pressure equalization chamber 25 connected, extending axially between the main body 12 of the rotor blade wheel 14 and a sealing flange 26 located. The sealing flange 26 is recognizable radially on the outside by means of fastening elements, such as 27 , such as screws, on the retarder carrier 3 attached. The pressure compensation room 25 is radially outward over an annular gap 28 between the radially outer end of the rotor shells and a radially opposite surface of the sealing flange 26 with the hydrodynamic circuit 20 of the retarder 1 connected. Through this gap 28 can during operation of the retarder 1 fluid under high dynamic pressure from the hydrodynamic circuit 20 in the pressure equalization room 25 get there and exert an equally high back pressure on the rotor shell.

Bei einem Betrieb des Retarders 1 treten in dem Fluid unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und Drücke auf, in der Folge kann es lokal zur Kavitation, zur Bildung und zum anschließenden Zusammenbrechen von Luftblasen, kommen. Die dabei stoßartig freigesetzte Energie beansprucht die mit dem Fluid in Kontakt stehenden Oberflächen, insbesondere die Schaufeln 13, 17.During operation of the retarder 1 occur in the fluid at different flow velocities and pressures, as a result, it can locally to cavitation, to the formation and the subsequent collapse of air bubbles, come. The jerky released energy claimed the surfaces in contact with the fluid, in particular the blades 13 . 17 ,

Der Grundkörper 12, die Schaufeln 13, der Grundkörper 16, die Schaufeln 17, der Retarderträger 3 und/oder der Dichtflansch 26 sind/ist aus einem wärmebehandelten Blech hergestellt bzw. weisen/weist wenigstens ein Teil aus einem wärmebehandelten Blech auf. Vorliegend sind insbesondere die Schaufeln 13, 17 aus einem Blech aus der Stahlsorte 22MnB5 hergestellt und mit dem jeweiligen Grundkörper 12, 16 durch Löten stoffschlüssig verbunden und die Lötwärme wird zur Wärmebehandlung des Blechs genutzt.The main body 12 , the shovels 13 , the basic body 16 , the shovels 17 , the retarder 3 and / or the sealing flange 26 are / is made of a heat-treated sheet and / have at least a part of a heat-treated sheet metal. In the present case, in particular, the blades 13 . 17 made of a sheet of steel grade 22MnB5 and with the respective base body 12 . 16 connected by soldering cohesively and the soldering heat is used for heat treatment of the sheet.

Beim Lötverbinden der Schaufeln 13, 17 mit dem jeweiligen Grundkörper 12, 16 wird in dem Blech eine Temperatur von ca. 1100°C erreicht. Dabei entsteht durch Schmelzen eines Lotes oder durch Diffusion an den Grenzflächen eine flüssige Phase und eine Oberflächenlegierung wird erzeugt, die Liquidustemperatur der zu verbindenden Komponenten wird kaum oder nicht überschritten, sodass das Werkstück in der Tiefe nicht aufschmilzt. Nach dem Erstarren des Lotes ist eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt. Beim Abkühlen wird eine Abkühlgeschwindigkeit von ca. 6,5 K/s eingehalten. In dem Blech bildet sich auf diese Weise ein bainitisch dominiertes Gefüge mit ferritisch-perlitischen Anteilen aus.When soldering the blades 13 . 17 with the respective basic body 12 . 16 In the plate, a temperature of about 1100 ° C is reached. This results from melting a solder or by diffusion at the interfaces, a liquid phase and a surface alloy is produced, the liquidus temperature of the components to be connected is hardly or not exceeded, so that the workpiece does not melt in the depth. After solidification of the solder a cohesive connection is made. Upon cooling, a cooling rate of about 6.5 K / s is maintained. In the sheet forms In this way a bainitic dominated microstructure with ferritic-perlitic parts emerges.

Das Blech weist eine erhöhte Festigkeit auf. Beispielsweise weist das Blech eine mittlere 0,2%-Dehngrenze von ca. 400 MPa bis ca. 500 MPa, insbesondere von ca. 443 MPa, eine mittlere Zugfestigkeit von ca. 600 MPa bis ca. 700 MPa, insbesondere von ca. 646 MPa, und eine Bruchdehnung von unter ca. 20%, insbesondere von unter ca. 8%, auf. Das Blech weist damit eine erhöhte Verschleißfestigkeit, insbesondere eine erhöhte Kavitationsresistenz, auf.The sheet has increased strength. For example, the sheet has an average 0.2% proof strength of about 400 MPa to about 500 MPa, in particular of about 443 MPa, an average tensile strength of about 600 MPa to about 700 MPa, in particular of about 646 MPa , and an elongation at break of less than about 20%, in particular less than about 8%. The sheet thus has an increased wear resistance, in particular an increased resistance to cavitation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Retarderretarder
22
Achseaxis
33
Retarderträgerretarder carrier
44
Stützelementsupport element
55
Radiallagerradial bearings
66
Kupplungsnabeclutch
77
Kupplungseinheitclutch unit
88th
Kupplungsgehäuseclutch housing
99
Verzahnunggearing
1010
Rotornaberotor hub
1111
Axiallagerthrust
1212
Grundkörperbody
1313
Schaufelshovel
1414
zweites Schaufelrad, Rotorschaufelradsecond bucket wheel, rotor bucket wheel
1515
erstes Schaufelrad, Statorschaufelradfirst impeller, stator impeller
1616
Grundkörperbody
1717
Schaufelshovel
1818
Gewindehülsethreaded sleeve
1919
Befestigungselementfastener
2020
hydrodynamischer Kreishydrodynamic circuit
2121
Fluidzuführvorrichtungfluid delivery device
2222
Fluidauslassvorrichtungfluid discharge
2323
RotorschalenhalsRotor shell neck
2424
DruckausgleichsbohrungPressure compensating bore
2525
DruckausgleichsraumPressure equalization chamber
2626
Dichtflanschsealing flange
2727
Befestigungselementfastener
2828
Spaltgap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007047889 A1 [0002] DE 102007047889 A1 [0002]
  • DE 102014206753 A1 [0003] DE 102014206753 A1 [0003]

Claims (11)

Verfahren zum Herstellen einer hydrodynamischen Maschine, insbesondere eines hydrodynamischen Retarders (1), die Maschine aufweisend ein Gehäuse, ein erstes Schaufelrad (15) und ein zweites Schaufelrad (14), wobei zwischen dem ersten Schaufelrad (15) und dem zweiten Schaufelrad (14) hydrodynamisch eine mechanische Leistung übertragbar ist, wobei das Gehäuse, das erste Schaufelrad (15) und/oder das zweite Schaufelrad (14) zumindest abschnittsweise aus einem Blech hergestellt werden/wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech wärmebehandelt und dabei ein Mischgefüge mit bainitischen Anteilen, ein bainitisch dominiertes Mischgefüge und/oder ein Mischgefüge mit bainitischen und ferritischen oder ferritisch-perlitischen Anteilen erzeugt wird.Method for producing a hydrodynamic machine, in particular a hydrodynamic retarder ( 1 ), the machine comprising a housing, a first impeller ( 15 ) and a second paddle wheel ( 14 ), wherein between the first paddle wheel ( 15 ) and the second paddle wheel ( 14 ) hydrodynamically a mechanical power is transferable, wherein the housing, the first impeller ( 15 ) and / or the second paddle wheel ( 14 ) is at least partially produced from a metal sheet / is, characterized in that the sheet is heat-treated and thereby a mixed structure with bainitic proportions, a bainitic dominated mixed structure and / or a mixed structure with bainitic and ferritic or ferritic-perlitic shares is generated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blech aus einem borlegierten Vergütungsstahl, insbesondere aus einer Stahlsorte zwischen 10MnB5 bis 40MnB5, insbesondere aus der Stahlsorte 22MnB5, verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that a sheet of a boron-alloyed tempering steel, in particular from a steel grade between 10MnB5 to 40MnB5, in particular from the steel grade 22MnB5, is used. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung unter Schutzgas durchgeführt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat treatment is carried out under protective gas. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Herstellung des Gehäuses, des ersten Schaufelrads (15) und/oder des zweiten Schaufelrads (14) ein thermisches Fügeverfahren umfasst und zur Wärmebehandlung eine Fügewärme genutzt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a production of the housing, of the first impeller ( 15 ) and / or the second impeller ( 14 ) comprises a thermal joining method and for the heat treatment, a joint heat is used. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim thermischen Fügen ein Temperaturverlauf derart gesteuert wird, dass sich ein Mischgefüge mit bainitischen Anteilen, ein bainitisch dominiertes Mischgefüge und/oder ein Mischgefüge mit bainitischen und ferritischen oder ferritisch-perlitischen Anteilen bildet.A method according to claim 4, characterized in that the thermal joining a temperature profile is controlled such that a mixed structure with bainitic proportions, a bainitic dominated mixed structure and / or a mixed structure with bainitic and ferritic or ferritic-perlitic shares forms. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim thermischen Fügen eine Temperatur von ca. 900°C bis ca. 1400°C, insbesondere von ca. 1100°C, erreicht wird.Method according to at least one of claims 4 to 5, characterized in that during thermal joining a temperature of about 900 ° C to about 1400 ° C, in particular of about 1100 ° C, is achieved. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim thermischen Fügen eine Abkühlgeschwindigkeit von ca. 5 K/s bis ca. 8 K/s, insbesondere von ca. 6,5 K/s, eingehalten wird.Method according to at least one of claims 4 to 6, characterized in that during cooling a cooling rate of about 5 K / s to about 8 K / s, in particular of about 6.5 K / s, is maintained. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Fügeverfahren ein Löten ist.Method according to at least one of claims 4 to 7, characterized in that the thermal joining method is a soldering. Hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamischer Retarder (1), die Maschine aufweisend ein Gehäuse, ein erstes Schaufelrad (15) und ein zweites Schaufelrad, wobei zwischen dem ersten Schaufelrad (15) und dem zweiten Schaufelrad (14) hydrodynamisch eine mechanische Leistung übertragbar ist, wobei das Gehäuse, das erste Schaufelrad (15) und/oder das zweite Schaufelrad (14) zumindest abschnittsweise aus einem Blech hergestellt sind/ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech ein Mischgefüge mit bainitischen Anteilen, ein bainitisch dominiertes Mischgefüge und/oder ein Mischgefüge mit bainitischen und ferritischen oder ferritisch-perlitischen Anteilen aufweist.Hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic retarder ( 1 ), the machine comprising a housing, a first impeller ( 15 ) and a second impeller, wherein between the first impeller ( 15 ) and the second paddle wheel ( 14 ) hydrodynamically a mechanical power is transferable, wherein the housing, the first impeller ( 15 ) and / or the second paddle wheel ( 14 ) are at least partially made of a metal sheet / is, characterized in that the sheet has a mixed structure with bainitic proportions, a bainitic dominated mixed structure and / or a mixed structure with bainitic and ferritic or ferritic-perlitischen shares. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech aus einem borlegierten Vergütungsstahl, insbesondere aus einer Stahlsorte zwischen 10MnB5 bis 40MnB5, insbesondere aus der Stahlsorte 22MnB5, hergestellt ist.Machine according to claim 9, characterized in that the sheet is made of a boron-alloyed tempering steel, in particular of a steel grade between 10MnB5 to 40MnB5, in particular of the steel grade 22MnB5. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaufelrad (15) und/oder das zweite Schaufelrad (14) einen Grundkörper (12, 16) mit Schaufeln (13, 17) aufweisen/aufweist und der Grundkörper (12, 16) und die Schaufeln (13, 17) miteinander verlötet sind.Machine according to at least one of claims 9 to 10, characterized in that the first impeller ( 15 ) and / or the second paddle wheel ( 14 ) a basic body ( 12 . 16 ) with blades ( 13 . 17 ) and the base body ( 12 . 16 ) and the blades ( 13 . 17 ) are soldered together.
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