DE102022121681B3 - Paddle wheel in sheet metal design; and torque transmission and/or braking device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schaufelrad (1) für eine Drehmomentübertragungs- und/oder Bremsvorrichtung (2), mit einem ringförmigen Schalenkörper (3) und mehreren in dem Schalenkörper (3) angeordneten Schaufeln (4), wobei sowohl der Schalenkörper (3) als auch die doppelwandigen Schaufeln (4) aus Blech ausgebildet sind. Zudem betrifft die Erfindung eine Drehmomentübertragungs- und/oder Bremsvorrichtung (2) mit diesem Schaufelrad (1).The invention relates to a blade wheel (1) for a torque transmission and/or braking device (2), having an annular shell body (3) and a plurality of blades (4) arranged in the shell body (3), both the shell body (3) and the double-walled blades (4) are made of sheet metal. The invention also relates to a torque transmission and/or braking device (2) with this paddle wheel (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Schaufelrad für eine hydrodynamische Drehmomentübertragungs- und/oder Bremsvorrichtung, vorzugsweise einen hydrodynamischen Retarder, mit einem ringförmigen Schalenkörper, der auch als Torus bezeichnet ist, und mehreren in dem Schalenkörper angeordneten Schaufeln. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit diesem Schaufelrad.The invention relates to a blade wheel for a hydrodynamic torque transmission and/or braking device, preferably a hydrodynamic retarder, with an annular shell body, which is also referred to as a torus, and a plurality of blades arranged in the shell body. The invention further relates to a torque transmission device with this paddle wheel.
Jene aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannten Schaufelräder werden auf übliche Weise als Gussteile hergestellt und vollständig in einem Teil gegossen. Hierbei werden die vorhandenen Strömungskanäle unmittelbar beim Gießvorgang mit ausgeformt. Ein Nachteil dieser aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen ist es jedoch, dass das Schaufelrad in Gänze relativ schwer ist und die umsetzbaren Schaufelgeometrien durch das Gießverfahren deutlich eingeschränkt werden.Those blade wheels that are well known from the prior art are manufactured in the usual way as castings and are cast completely in one part. The existing flow channels are formed directly during the casting process. However, a disadvantage of these designs known from the prior art is that the blade wheel as a whole is relatively heavy and the blade geometries that can be implemented are significantly limited by the casting process.
Als Stand der Technik wird beispielsweise auf die
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaufelrad zur Verfügung zu stellen, das möglichst leichtbauend umgesetzt ist, zugleich hinsichtlich seiner Schaufelgeometrien möglichst variabel einstellbar ist.It is therefore the object of the present invention to provide a blade wheel that is implemented as light as possible and at the same time can be adjusted as variably as possible with regard to its blade geometries.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sowohl der Schalenkörper als auch die doppelwandigen Schaufeln aus Blech ausgebildet / hergestellt / ausgeformt sind.This is solved according to the invention in that both the shell body and the double-walled blades are designed / manufactured / formed from sheet metal.
Insbesondere der Schalenkörper kann dadurch besonders dünnwandig realisiert werden, wodurch das Gewicht des Schaufelrads deutlich reduziert wird. Durch die gleichzeitige Ausbildung der Schaufeln ebenfalls aus Blech können diese in ihrer Form und ihrem Anstellwinkel möglichst variabel eingestellt werden.In particular, the shell body can be made particularly thin-walled, which significantly reduces the weight of the paddle wheel. By simultaneously making the blades out of sheet metal, their shape and angle of attack can be adjusted as variably as possible.
Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.
Für eine robuste Ausbildung ist es demnach auch von Vorteil, wenn zur Herstellung / Ausbildung des Schalenkörpers verwendete Blech und das zur Herstellung / Ausbildung der Schaufeln verwendete Blech ein Stahlblech ist.For a robust design, it is therefore also advantageous if the sheet metal used to produce/form the shell body and the sheet metal used to manufacture/form the blades is a steel sheet.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn zwischen zwei miteinander verbundenen Wänden der jeweiligen Schaufel ein Strömungskanal gebildet ist, welcher Strömungskanal zwischen einer stirnseitigen Öffnung des Schalenkörpers und einem dieser stirnseitigen Öffnung entgegengesetzten Grund / Boden des Schalenkörpers verläuft. Dadurch ist die jeweilige Schaufel möglichst einfach herstellbar.Furthermore, it is advantageous if a flow channel is formed between two interconnected walls of the respective blade, which flow channel runs between a front opening of the shell body and a base/bottom of the shell body opposite this front opening. This makes the respective shovel as easy to produce as possible.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die jeweilige Schaufel aus zwei aufeinander aufliegenden Einzelblechen oder Blechabschnitten gebildet ist, wobei radial mittig ein die Schaufel axial durchdringender Strömungskanal vorhanden ist. Damit ist die Schaufel möglichst steif realisiert.Furthermore, it is advantageous if the respective blade is formed from two individual sheets or sheet metal sections resting on one another, with a flow channel axially penetrating the blade being present radially in the center. This means that the shovel is made as stiff as possible.
Für die Herstellung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Strömungskanal der jeweiligen Schaufel unmittelbar durch eine Sicke in einem Blechabschnitt gebildet ist. Weiter bevorzugt ist jene Sicke entweder in einem von zwei aufeinander aufliegenden Blechabschnitten oder in beiden Blechabschnitten eingebracht, unter Ausbildung des Strömungskanals.For production purposes, it is also advantageous if the flow channel of the respective blade is formed directly by a bead in a sheet metal section. More preferably, that bead is introduced either in one of two sheet metal sections resting on one another or in both sheet metal sections, forming the flow channel.
Die Schaufeln sind somit bevorzugt aus zwei separat ausgeformten und miteinander verbundenen, weiter bevorzugt miteinander verschweißten oder verlöteten, Einzelblechen zusammengesetzt. Damit sind die Schaufeln möglichst stabil.The blades are therefore preferably composed of two separately formed and interconnected, more preferably welded or soldered, individual sheets. This means the blades are as stable as possible.
Für eine materialsparende Herstellung ist es auch vorteilhaft, wenn die Schaufeln jeweils aus einem einzigen gefalteten Blechteil gebildet sind. Zusätzlich ist es vorteilhaft, auch bei diesem gefalteten Blechteil dieses in den aufeinander aufliegenden Bereichen / Blechabschnitten stoffschlüssig, etwa mittels Schweißen oder Löten, miteinander zu verbinden.For material-saving production, it is also advantageous if the blades are each formed from a single folded sheet metal part. In addition, it is advantageous to connect this folded sheet metal part to one another in a materially bonded manner in the areas/sheet metal sections that rest on one another, for example by means of welding or soldering.
Ist zumindest eine Öffnung des Strömungskanals dabei stanztechnisch gebildet, ist die Schaufel für eine effektive Anströmung weiter optimiert.If at least one opening of the flow channel is formed by stamping, the blade is further optimized for an effective flow.
Sind die Schaufeln jeweils einzeln an jenem Schalenkörper befestigt, wird dadurch eine möglichst steife Anbindung der Schaufeln erreicht.If the blades are each individually attached to that shell body, the connection of the blades is as rigid as possible.
Zur Erleichterung der Montage des Schaufelrads ist es hingegen auch vorteilhaft, wenn die Schaufeln gruppenweise in einem Vorzusammenbau zunächst miteinander / untereinander verbunden sind und an dem Schalenkörper dann gesamtheitlich befestigt sind.In order to facilitate the assembly of the blade wheel, however, it is also advantageous if the blades are first connected to one another in groups in a pre-assembly and are then fastened as a whole to the shell body.
Diesbezüglich ist es wiederum zuträglich, wenn die jeweilige Schaufel stoffschlüssig, etwa mittels Schweißen oder Löten, an dem Schalenkörper befestigt ist. Dadurch wird eine möglichst robuste Aufnahme der Schaufel an dem Schalenkörper erreicht.In this regard, it is again beneficial if the respective blade is attached to the shell body in a materially bonded manner, for example by means of welding or soldering. This ensures that the blade is held on the shell body as robustly as possible.
Um die im Betrieb zu erzielende Strömung optimal einzustellen, ist es auch vorteilhaft, wenn die Schaufeln und/oder der Strömungskanal asymmetrisch in Bezug auf eine (radiale) Mitte des Schalenkörpers und/oder asymmetrisch in Bezug auf die Trennungsfuge ausgebildet ist.In order to optimally adjust the flow to be achieved during operation, it is also advantageous if the blades and/or the flow channel are designed asymmetrically with respect to a (radial) center of the shell body and/or asymmetrically with respect to the separation joint.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Drehmomentübertragungs- und/oder Bremsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem als Stator eingesetzten, erfindungsgemäßen Schaufelrad nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.The invention further relates to a torque transmission and/or braking device for a motor vehicle drive train, with a paddle wheel according to the invention used as a stator according to at least one of the previously described embodiments.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in dessen Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.The invention will now be explained in more detail below with reference to figures, in connection with which various exemplary embodiments are also shown.
Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Detaildarstellung eines Umfangsbereiches eines nach einem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildeten, erfindungsgemäßen Schaufelrads, wobei mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Schaufeln zu erkennen sind, -
2 eine perspektivische Teildarstellung des Schaufelrads der1 unter Veranschaulichung nur einer innerhalb eines Schalenkörpers eingesetzten Schaufel, wobei die Schaufel ausschließlich in radialer Richtung verläuft, -
3 eine perspektivische Teildarstellung eines erfindungsgemäßen Schaufelrads nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, unter Veranschaulichung nur einer Schaufel, wobei die Schaufel nun schräg zu einer Radialrichtung angestellt ist, -
4 eine perspektivische Teildarstellung eines erfindungsgemäßen Schaufelrads nach einem dritten Ausführungsbeispiel, unter Veranschaulichung nur einer Schaufel, wobei nun gegenüber den Ausführungsbeispielen der2 und3 ein die Schaufel bildendes Einzelblech keine Sicke aufweist, -
5 eine perspektivische Teildarstellung eines erfindungsgemäßen Schaufelrads nach einem vierten Ausführungsbeispiel, unter Veranschaulichung nur einer Schaufel, wobei die Schaufel nun aus einem einzelnen, einteiligen, umgefalteten Blechteil hergestellt ist, sowie -
6 eine Längsschnittdarstellung einer vereinfacht dargestellten Drehmomentübertragungs- und/oder Bremsvorrichtung, die bevorzugt das Schaufelrad der1 aufweist.
-
1 a perspective detailed view of a circumferential area of a blade wheel according to the invention designed according to a first exemplary embodiment, with several blades distributed in the circumferential direction being visible, -
2 a partial perspective view of thepaddle wheel 1 illustrating only one blade inserted within a shell body, the blade running exclusively in the radial direction, -
3 a partial perspective view of a blade wheel according to the invention according to a second exemplary embodiment, illustrating only one blade, the blade now being positioned obliquely to a radial direction, -
4 a perspective partial representation of a blade wheel according to the invention according to a third exemplary embodiment, illustrating only one blade, now compared to theexemplary embodiments 2 and3 a single sheet forming the blade has no bead, -
5 a perspective partial view of a blade wheel according to the invention according to a fourth exemplary embodiment, illustrating only one blade, the blade now being made from a single, one-piece, folded sheet metal part, and -
6 a longitudinal sectional view of a simplified torque transmission and/or braking device, which preferably has thepaddle wheel 1 having.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die verschiedenen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele prinzipiell frei miteinander kombiniert werden.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively to understand the invention. The same elements are given the same reference numbers. In principle, the various features of the different exemplary embodiments can also be freely combined with one another.
Der bevorzugte Einsatzbereich eines erfindungsgemäßen Schaufelrads 1 ist in Verbindung mit
Die Drehmomentübertragungs- und/oder Bremsvorrichtung 2 weist somit ein vorzugsweise als Stator (d.h. gehäusefest abgestützter Bestandteil) ausgebildetes Schaufelrad 1 auf. Das erfindungsgemäße Schaufelrad 1 ist mit den
In
Das Schaufelrad 1 weist einen ringförmigen Schalenkörper 3 auf. Jener auch als Torus / Halbtorus bezeichneter Schalenkörper 3 ist erfindungsgemäß aus einem Stahlblech ausgeformt. Der Schalenkörper 3 ist bevorzugt aus einem einzigen, das heißt urformtechnisch einteilig ausgeformten Blech, nämlich Stahlblech, hergestellt.The
In dem durch den Schalenkörper 3 gebildeten ringförmigen Aufnahmeraum 17 sind mehrere in Umfangsrichtung (in
Wie unter Zusammenschau der
Zu einer Stirnseite (/ axialen Seite) des Aufnahmeraums 17 / des Schalenkörpers 3 hin, d.h. zu einer axialen Öffnung 7 des Schalenkörpers 3 selbst bildet die Schaufel 4 eine erste Öffnung 15 des Strömungskanals 6 aus. Über diese erste Öffnung 15 ist der Strömungskanal 6 somit stirnseitig des Schaufelrads 1 hin geöffnet. Mit einer, der ersten Öffnung 15 axial entgegengesetzten, zweiten Öffnung 16, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, ist der Strömungskanal 6 mit einem Grund 8 des Schalenkörpers 3 verbunden. Auf übliche Weise ist jene zweite Öffnung 16 wiederum mit einer Öffnung verbunden, die auch den Schalenkörper 3 axial durchdringt.Towards an end face (/axial side) of the receiving
Entlang einer Trennungsfuge 18 der jeweiligen Schaufel 4 beidseitig versetzt / benachbart zu dem Strömungskanal 6 liegen die Einzelbleche 12, 13 / Blechabschnitte 10, 11 flächig aufeinander auf und sind miteinander verbunden, beispielsweise über eine stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise eine Schweißverbindung.Along a
In den
Die Schaufeln 4 sind in dem ersten Ausführungsbeispiel weiter bevorzugt jeweils einzeln mit dem Schalenkörper 3 verbunden, nämlich mit diesem verschweißt. In weiteren Ausführungsbeispielen ist es jedoch auch vorteilhaft, wenn die Schaufeln 4 gesamtheitlich zu einem Vorzusammenbau (getrennt vom Schalenkörper 3) miteinander, beispielsweise über einen Blechring, verbunden werden und erst im Anschluss dann gesamtheitlich in den Schalenkörper 3 eingesetzt und an diesem befestigt werden.In the first exemplary embodiment, the
In dem dritten Ausführungsbeispiel der
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der
Mit anderen Worten ausgedrückt, werden erfindungsgemäß doppelwandige Schaufeln 4 aus Blech in den Torus (Schalenkörper 3) aus Blech eingebaut. Zwischen diesen Schaufeln 4 gibt es einen Abstand, so dass sich ein Kanal (Strömungskanal 6) ausbildet, durch den das Betriebsmedium einströmen kann.In other words, according to the invention, double-
Die Schaufeln 4 werden z.B. mittels Löten oder Schweißen stoffschlüssig mit dem Torus verbunden.The
Die Schaufeln 4 können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Bei der einteiligen Variante kann das Blech beispielsweise gefaltet und/oder die Ausströmöffnung (erste Öffnung 15) gestanzt sein.The
Die Schaufeln 4 können miteinander verbunden und gemeinsam mit dem Torus verbunden sein, oder jede Schaufel 4 für sich mit dem Torus verbunden werden.The
Die Schaufeln 4 und der dazwischen sich ausbildende Kanal können asymmetrisch ausgeführt sein, um den Strömungsfluss zu optimieren.The
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Schaufelradpaddle wheel
- 22
- Drehmomentübertragungs- und/oder BremsvorrichtungTorque transmission and/or braking device
- 33
- Schalenkörpershell body
- 44
- Schaufelshovel
- 5a5a
- erste Wandfirst wall
- 5b5b
- zweite Wandsecond wall
- 66
- Strömungskanalflow channel
- 77
- Öffnung des SchalenkörpersOpening of the shell body
- 88th
- GrundReason
- 99
- SickeBeading
- 1010
- erster Blechabschnittfirst sheet metal section
- 1111
- zweiter Blechabschnittsecond sheet metal section
- 1212
- erstes Einzelblechfirst individual sheet
- 1313
- zweites Einzelblechsecond single sheet
- 1414
- BlechteilSheet metal part
- 1515
- erste Öffnung des Strömungskanalsfirst opening of the flow channel
- 1616
- zweite Öffnung des Strömungskanalssecond opening of the flow channel
- 1717
- AufnahmeraumRecording room
- 1818
- Trennungsfuge separation joint
- AA
- Axiale RichtungAxial direction
- RR
- Radiale RichtungRadial direction
- UU
- UmfangsrichtungCircumferential direction
Claims (10)
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-
2022
- 2022-08-26 DE DE102022121681.0A patent/DE102022121681B3/en active Active
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Legal Events
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---|---|---|---|
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