專利名稱：具有熱保險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前序部分所述類型的具有熱保險功能的封閉裝置，特別是該發(fā)明涉及液力流體機械，其工作腔通過一種具有熱保險功能的封閉裝置相對外界封閉。
具有熱保險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外界的密封，該工作腔被填充了工作介質(zhì)。一個這種封閉裝置原則上是置于一個殼體內(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)。
該熱保險功能在本發(fā)明的意義上表示，具有一個依賴于空腔內(nèi)部空間中溫度的溫度的該封閉裝置，在一個預先給定的溫度極限值下是對液體密封的并且在高于一個預先給定的極限值時自動打開。這例如在使用于液力流體機械、特別是液力偶合器中時，用于保證，當達到一個不允許的上極限溫度時，工作介質(zhì)自動地從液力偶合器中排出。這樣避免液力偶合器的過度過熱。
公知的具有熱保險功能的封閉裝置是作為熔斷保險螺絲構(gòu)成的。一個這樣的現(xiàn)有技術(shù)的熔斷保險螺絲在

圖1中示出。該熔斷保險螺絲具有一個基體，在該基體中開設一個通孔。該通孔由一種有很濃稠度的熔斷材料(Schmelzlot)在其整個橫截面上填入來對液體密封地封閉。這樣制備的熔斷保險螺絲被擰入待封閉空腔的、環(huán)繞的內(nèi)壁的一個開口中，例如液力流體機械的殼體中，并且相對該內(nèi)壁例如通過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螺絲中的通孔的整個橫截面上。這導致相對大的熔斷材料體積。在液力偶合器的殼體內(nèi)壁中置入一個這種熔斷保險螺絲時，例如當在熔斷保險螺絲中直徑9mm的通孔要被可靠地封閉時，需要700mm3的熔斷材料體積。
公知的具有熱保險功能的封閉裝置有缺點。一個特別嚴重的缺點是，動作時間，即直到通過釋放由熔斷材料封閉的橫截面來起動保險功能的時間，特別是在使用在液力偶合器中時到現(xiàn)在還不可精確地再現(xiàn)。這樣，同系列的各個熔斷保險螺絲在相同的液力偶合器中在不同的時間釋放。當然在一些情況中，其中熔斷保險螺絲中的流動通道在釋放后又幾乎同樣被熔斷材料封閉，這樣重新恢復可用的熔斷保險螺絲相對于原來的熔斷保險螺絲產(chǎn)生一個有偏差的釋放時間?，F(xiàn)有技術(shù)的熔斷保險螺絲釋放參數(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，即，說明一種相對于現(xiàn)有技術(shù)改善了的具有熱保險功能的封閉裝置。特別是本發(fā)明的具有熱保險功能的封閉裝置應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作時間的特點。在此，這樣一種封閉裝置應該適用于使液力流體機械、特別是液力偶合器的工作腔密封。
本發(fā)明的任務通過根據(jù)權(quán)利要求1或2中一項所述的封閉裝置得到解決。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的特別有利的進一步拓展。
本發(fā)明的封閉裝置具有一個封閉體，它可被置入一個待密封的開口內(nèi)。例如該封閉體可置入液力流體機械特別是液力偶合器的殼體壁中，以便將偶合器殼體內(nèi)的工作腔相對外界密封。
該封閉裝置具有一個被接合到封閉體中的熔斷保險元件。該熔斷保險元件在溫度低于一個預先給定的極限溫度時使一個構(gòu)造在該封閉體內(nèi)部的通道封閉。在溫度高于一個預先給定的極限溫度時，熔斷保險元件熔化而因此使該封閉體中的通道被釋放(通流)。
根據(jù)一個第一實施形式，封閉體圍住一個套筒，該套筒在封閉體的一個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)剩瑒t區(qū)域在軸向上與該置入的套筒連接。熔斷保險元件在此不直接填充封閉體中的通道，也就是說，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度上的整個橫截面。完全填充這一概念在此應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。
套筒相對于封閉體是密封的，例如通過焊接。根據(jù)一種替換的實施形式，熔斷保險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置在該通道的一個軸向區(qū)域內(nèi)。沿軸向觀察，封閉體具有一個第一軸向端部和一個第二軸向端部，通道延伸在它們之間，在此，熔斷保險元件使通道在一個軸向端部的區(qū)域中保持封閉。在此，對此選擇一個這樣的軸向端部，它在封閉體置入一個限制空腔的壁中時朝向該空腔的內(nèi)部。
在通過熔斷保險元件封閉的、在此被稱為第二軸向端部描述的該軸向端部區(qū)域中，封閉體設有一個圓柱形的或基本上為圓柱形的軸向延續(xù)部，也就是說，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，使得熔斷保險元件至少以其軸向長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)明的所述兩個替換實施形式都具有發(fā)明者的共同的基本認識。即發(fā)明者認識到，具有熱保險功能的傳統(tǒng)的封閉裝置的動作參數(shù)特性的差的可再現(xiàn)性，是由于封閉體熱容對熔斷保險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)在先的實施形式的本發(fā)明一樣作為熔斷保險螺絲構(gòu)成。據(jù)此，發(fā)明者這樣進一步改進了傳統(tǒng)的熔斷保險螺絲，使得封閉體熱容對熔斷保險元件的影響、特別是對封閉體通道內(nèi)的焊接熔斷材料的影響大大地減小。根據(jù)本發(fā)明的一個第一實施形式，通過置入的套筒在封閉體與熔斷保險元件之間形成一個隔離。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)第二實施形式，封閉體熱容對熔斷保險元件的影響可以這樣減小，即，在熔斷保險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，它可被這樣達到，即，封閉體的壁厚通過設置軸向的延續(xù)部減小，使得熔斷保險元件由封閉體的具有相應小的熱容的少的材料包圍。
兩種結(jié)構(gòu)的突出特點一方面是一個在提高了溫度時特別快的動作，另一方面是一個極精確的動作。
熔斷保險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，這種熔斷材料有利地具有小于9mm的軸向長度，特別是具有8mm的長度。但是，如果根據(jù)所要求的抗壓強度，特別是使用在液力偶合器中時，熔斷材料有利地具有至少5mm的長度。為了達到一個特別短的軸向長度，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)域中設置至少一個臺階形式的橫截面擴大結(jié)構(gòu)。這樣一種結(jié)構(gòu)在下面通過所述的附圖來示出。通過所述通道或通孔的軸向延伸的階梯式構(gòu)造，可實現(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、也就是說例如通過在由封閉體密封的空腔中的相應的超壓被用一個軸向力加載的話。
為了使本發(fā)明的具有熱保險功能的封閉裝置能夠使得由它密封的空腔迅速排空，該導流通道有利地在其整個軸向長度上具有至少11mm的最小直徑。
根據(jù)本發(fā)明的第二個實施形式的軸向延續(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用在液力流體機械、特別是液力偶合器或液力制動器或液力變矩器中，用于相對外界密封液力流體機械的工作腔。
以下借助兩個實施例對本發(fā)明更詳細描述。
其中圖1根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的熔斷保險螺絲形式的封閉裝置；圖2熔斷保險螺絲形式的、具有熱保險功能的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的封閉裝置的第一實施形式；圖3熔斷保險螺絲形式的、本發(fā)明的封閉裝置的第二實施形式。
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通道1.1的封閉體1，該通道通過一個熔斷保險元件2被封閉。熔斷保險元件2是一種熔斷材料，它在該通道1.1的整個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，具有動作延遲，它與工作介質(zhì)的加熱速度有關(guān)，導致工作介質(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，如已詳細地在說明書引言中闡明的，所示出的封閉裝置的動作參數(shù)特性的可再現(xiàn)性不令人滿意。
在圖2中示出了本發(fā)明的封閉裝置的第一實施形式。如圖示，該實施形式具有帶有一個通道1.1的基體1，該通道在軸向端部的區(qū)域中設有三個臺階，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大。第一臺階式的擴大結(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互相對準。第二臺階式的擴大結(jié)構(gòu)用于在套筒3與封閉體1之間形成一個空腔。最后，第三個臺階用于接收套筒3的在徑向上的一個凸緣，以便因此在套筒3與封閉體1之間在軸向上產(chǎn)生一個靠觸，借助它將一個軸向推力傳到封閉體1上，該軸向推力在空腔10側(cè)作用于熔斷保險元件、在該例中為低共熔點的熔斷材料的端側(cè)上或者說作用于套筒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)域中設有一個臺階式的擴大，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短的軸向長度來構(gòu)造，在此具有的軸向長度為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)域上設有11mm的直徑。在它的第一軸向端部上，如圖示，通道1.1設有明顯的橫截面擴大，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施形式。該實施形式在封閉體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元件2、在該例中為有共熔點的熔斷材料上。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。封閉裝置的一個快而且非常精確的可再現(xiàn)的釋放功能被實現(xiàn)。
類似于圖2，第二軸向端部1.3區(qū)域中的通道1.1在這里也設有臺階式的橫截面擴大。這樣一方面達到在最外軸向區(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元件到封閉體1的傳遞成為可能。這種在通道1.1中臺階式的橫截面擴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，這種橫截面擴大具有2mm的軸向伸長，也就是例如熔斷保險元件的軸向伸長的1/4。
在圖3所示的實施例中，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相對大的軸向長度，即25mm長。這樣可實現(xiàn)，熔斷材料處在空腔10相對深的內(nèi)部，這樣一方面可避免外界影響，另一方面空腔10中溫度對熔斷保險元件2的影響更直接。
權(quán)利要求
1.具有熱保險功能的封閉裝置，包括1.1一個用于密封一個待封閉的空腔(10)的封閉體(1)；1.2一個熔斷保險元件(2)，它被置入封閉體(1)中并且使一個通道(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)域互相對準；1.5熔斷保險元件(2)在預先給定的軸向長度上在整個橫截面上完全填充套筒(3)的通孔(3.1)。
2.具有熱保險功能的封閉裝置，包括2.1一個用于密封一個待封閉的空腔(10)的封閉體(1)；2.2一個熔斷保險元件(2)，它被置入該封閉體(1)中，以及一個通道(1.1)，它構(gòu)造在封閉體(1)中；2.3封閉體(1)具有一個第一軸向端部(1.2)及一個相反側(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)域中通過該熔斷保險元件(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)域中設有一個圓柱形或基本上圓柱形的軸向延續(xù)部(1.4)，它具有相對其余的封閉體(1.1)部分減小了的壁厚并且它形成了通道(1.1)的外圍壁的一個軸向段，在此2.5熔斷保險元件(2)在其軸向長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的軸向長度，特別是8mm的長度。
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置有熔斷材料的軸向端部上構(gòu)造了橫截面的臺階式擴大結(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)在其整個軸向長度上具有至少為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械、特別是液力偶合器、液力制動器或液力變矩器中的應用，用于液力流體機械的工作腔(20)相對于外界的密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有熱保險功能的封閉裝置，包括用于使一個待封閉的空腔(10)密封的一個封閉體(1)；一個熔斷保險元件(2)，它被置入到該封閉體(1)中以及使一個通道(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)明的具有熱保險功能的封閉裝置的特征在于封閉體圍著一個帶有通孔(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)域互相對準；熔斷保險元件在預先給定的軸向長度上在整個橫截面上完全填充套筒的通孔。
文檔編號F16D9/02GK1898478SQ200480038709
公開日2007年1月17日 申請日期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·霍費爾德 申請人:福伊特渦輪機兩合公司