BRPI0915452B1

BRPI0915452B1 - fecho com função de segurança térmica para uma máquina hidrodinâmica

Info

Publication number: BRPI0915452B1
Application number: BRPI0915452-3A
Authority: BR
Inventors: Harald Hoffeld
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2009-05-30
Publication date: 2020-10-13
Also published as: EP2310705B1; EP2310705A1; CN105221591A; DE102008031905A1; RU2011104229A; BRPI0915452A2; RU2500933C2; US8904775B2; CN102089543A; US20110185718A1; WO2010003485A1

Abstract

FECHO COM FUNÇÃO DE SEGURANÇA TÉRMICA PARA UM MÁQUINA HIDRODINÂMICA. A presente invenção se refere a um fecho co função de segurança térmica para uma máquina hidrodinâmica ou hidráulica, especialmente para uma embreagem hidrodinâmica, projetado para ser introduzido em uma carcaça da máquina hidrodinâmica ou hidráulica contendo um meio operacional, apresentando o fecho um corpo de fecho para ser aparafusado, introduzido ou de outro modo qualquer montado na carcaça; o corpo de fecho apresente uma passagem, na qual é introduzido um núcleo do fecho, que, por meio de uma elemento fusível capaz de se fundir a uma temperatura predeterminada, é de tal modo ligado imediatamento com o corpo d fecho, ou através de um elemento intermediário introduzido de modo vedante no corpo de fecho, que a passagem seja vedada contra a passagem do meio operacional. A presente invenção é caracterizada pelo fato de que o núcleo de fecho apresente um furo cego, que se abre para o espaço operacional, de modo que o meio operacional possa correr para dentro do núcleo de fecho.

Description

A presente invenção se refere a um fecho com função de segurança térmica para uma máquina hidrodinâmica, tal como para uma embreagem hidrodinâmica, para um transformador hidrodinâmico ou para um freio hidrodinâmico (retardador). Além disso, o fecho com função de segurança térmica também pode ser empregado em outras máquinas hidráulicas para transferência de potência de uma embreagem, tal como a denominada embreagem viscosa, por exemplo.

MáquinaS hidrodinâmicas ou hidráulicas do tipo citado acima apresentam uma carcaça que contém um meio operacional. O meio operacional serve para transferir hidrodinamicamente, ou no caso de uma embreagem viscosa por forças de cisalhamento, a potência de acionamento ou o binário de torção de uma roda primária para uma roda secundária. No caso de embreagens, tanto a roda primária como a secundária são rotativas. No caso de um freio hidrodinâmico, a roda secundária pode ser projetada como estator ou então girar no sentido contrário ao da roda primária.

Já são conhecidos diversos fechos com uma função de segurança térmica para máquinas hidrodinâmicas. Para tal fim pode ser referido os seguintes documentos: DE 103 61 453 B3 DE 103 61 440 Al EP 1 577 577 A2 US 5 398 794 A US 3 399 352 A US 3 436 916 A

Os três primeiros documentos citados dizem respeito expressamente à redução do tempo de reação do fecho para, durante um rápido aumento de temperatura do meio operacional da máquina hidrodinâmica, abrir rapidamente um diâmetro de evacuação suficientemente grande, através da qual o meio operacional possa correr do espaço operacional da máquina hidrodinâmica e possa ser assim evitado um dano à máquina hidrodinâmica por sobreaquecimento.

Os documentos DE 103 61 440 Al e EP 1 577 577 A2 propõem para tal fim introduzir um isolamento entre o corpo do fecho e o elemento fusivel para produzir um aquecimento mais rápido do elemento fusivel. O documento DE 1203 61 453 B3, cujas características são resumidas no conceito geral da reivindicação 1 da presente invenção, propõe se introduzir um núcleo de fecho ou cavilha em uma passagem do corpo de fecho ou de um elemento intermediário, que é introduzido no corpo de fecho, e se ligar o núcleo de fecho ou a cavilha com o corpo do fecho ou o elemento intermediário de modo vedante por meio de um elemento fusivel de modo que a passagem seja vedada contra a passagem do meio operacional. A cavilha apresenta neste caso ou o formato de um cilindro macio ou a forma de um cilindro oco, cuja face dianteira é fechada e é recoberta em toda a sua superfície com o meio operacional. Para se atingir um aquecimento rápido doa cavilha (núcleo do fecho), este se projeta para fora do corpo de fecho na direção axial, de modo que seja envolvido pelo meio operacional mesmo ao longo da sua periferia externa e produz assim uma ligação intima transferidora de calor como meio operacional.

Embora no fecho ilustrado no documento DE 103 61 453 B3 dotado com uma função de segurança térmico, devido à sua construção especial já seja possivel uma reação extremamente rápida da função de segurança térmica, ele apresenta o inconveniente de ter um comprimento axial relativamente grande. Devido a exigências cada vez maiores que se faz a máquinas hidrodinâmicas, seria ainda desejável, que o tempo de reação da função de segurança térmica pudesse ser ainda mais reduzido, uma vez que então são toleradas temperaturas mais elevadas do meio operacional na máquina hidrodinâmica, pois é evitada uma oscilação de temperatura correspondente.

Na construção de recipientes são conhecidas válvulas de sobrepressão, que devem, por exemplo, deixar escapar um gas, antes que ocorra uma explosão. Para tal fim o documento US 5 7 91 367 A descreve uma válvula de sobrepressão que fecha um tanque de gas por meio de um núcleo de fecho em um parafuso. O núcleo de fecho pode apresentar uma abertura que se abre para o meio ambiente ou que é preenchida com um material com condutividade térmica diferente. Válvulas semelhantes dotadas com uma perfuração que é coberta por um disco de ruptura, são descritas nos documentos US 4 744 382 A e US 6 866 507 Bl. Outros fechos são descritos nos documentos US 3 927 791 A, US 47 076 A e DE 20 09 194 A.

A presente invenção tem por objetivo aperfeiçoar um fecho com função de segurança térmica do tipo citado acima no tocante a uma forma de construção vantajosa e do seu tempo de reação.

O objetivo da presente invenção é atingido com um fecho com função de segurança térmica com as características da reivindicação 1. Nas reivindicações dependentes são dadas modalidades vantajosas e particularmente eficazes da invenção.

O fecho de acordo com a presente invenção com uma função de segurança térmica para uma máquina hidrodinâmica ou hidráulica, como foi descrito, por exemplo, acima, especialmente para uma embreagem hidrodinâmica, é de tal modo projetado, que ele pode ser introduzido em uma carcaça da máquina hidrodinâmica ou hidráulica, e justamente de tal modo, que ele se encontre em ligado com condução de corrente com o meio operacional contido na carcaça, ou seja envolvido, na sua extremidade voltada para o espaço interno da carcaça - indicado no presente documento como extremidade dianteira ou interna.

O fecho apresenta um corpo de fecho que pode ser montado na carcaça ou em seu interior. O corpo de fecho pode ser aparafusado no interior da carcaça, por exemplo, ou ser de qualquer outro modo introduzido nela.

O corpo de fecho apresenta uma passagem, na qual é introduzido um núcleo de fecho, que, é de tal modo ligado, por meio de um elemento fusivel que pode se fundir a uma temperatura predeterminada, imediatamente com o corpo do fecho ou com um elemento intermediário introduzido de modo vedante no corpo de fecho, que a passagem seja vedada contra a passagem do meio operacional ou contra uma saida do meio operacional da carcaça. O núcleo de fecho pode assim ser ligado, por meio do elemento fusivel, especialmente na forma de uma solda fusivel, imediatamente no corpo de fecho por solda ou de outro modo qualquer, especialmente por intertravamento de materiais, ou então pode ser soldado dentro de uma luva ou de outro modo qualquer por intertravamento de materiais qualquer ser liqado com ele, sendo a luva introduzida de modo vedado dentro do corpo de fecho.

De acordo com a presente invenção, o núcleo de fecho apresenta um furo cego, tendo especialmente uma seção transversal circular, ou um outro furo cego qualquer com uma extremidade fechada. O furo cego apresenta uma extremidade aberta que se abre para o espaço operacional, de modo que o meio operacional possa correr para dentro do núcleo do fecho. Com o influxo do meio operacional no núcleo do fecho, é produzida uma superficie particularmente grande para a transferência de calor do meio operacional para o núcleo do fecho, quando o furo cego atinge praticamente todo o comprimento axial do núcleo do fecho, isto é, permanece somente um fundo relativamente delgado no núcleo do fecho oco. Alternativamente, ou adicionalmente, a espessura da parede periférica do núcleo oco do fecho pode ser projetado delgada para formar um corpo oco convenientemente delgado com uma capacidade térmica pequena. Com o rápido aquecimento do núcleo do fecho é atingida uma fusão rápida do elemento fusivel entre o núcleo do fecho e o elemento intermediário, ou entre o núcleo do fecho e o corpo do fecho.

É especialmente vantajoso que o núcleo do fecho consista em um material maciço, especialmente fundido, no qual é praticado o furo ceqo. No caso do núcleo do fecho pode-se tratar, portanto, de um corpo homogêneo no tocante ao seu material.

O núcleo do fecho pode apresentar na sua face externa um formato esférico, por exemplo.

É vantajoso quando o núcleo do fecho apresenta um diâmetro externo de tal modo reduzido em relação ao diâmetro interno da passagem na qual ele é introduzido, que, depois da fusão do elemento fusivel, o núcleo do fecho não possa emperrar dentro da passagem, quando o núcleo do fecho se desloca na direção axial através da passagem. O diâmetro externo é, especialmente, de tal modo reduzido que mesmo quando se inclina o núcleo do fecho no interior da passagem, não possa ocorrer nenhum emperramento entre o núcleo do fecho e o corpo do fecho ou entre o núcleo do fecho e o elemento intermediário.

O núcleo do fecho apresenta na sua face externa, vantajosamente, um estreitamento preenchido com o elemento fusivel. Deste modo é possivel se conectar o elemento fusivel por intertravamento de materiais com o núcleo do fecho.

O elemento de fusão pode ser confinado, especialmente em toda a seu comprimento axial entre o núcleo do fecho e o corpo do fecho ou entre o núcleo o fecho e o elemento intermediário. Com um tal exemplo de concretização o elemento fusivel apresenta, portanto, um formato anual, especialmente circular com uma perfuração na qual é inserido, de modo vedante, o núcleo do fecho.

O corpo do fecho pode apresentar uma saliência ou uma reentrância, que é preenchida parcial ou completamente com o elemento fusivel, para se obter uma conexão por intertravamento mecânico entre o corpo do fecho e o elemento fusivel. Prevendo-se um elemento intermediário, é, naturalmente possivel se dotar o elemento intermediário com uma depressão correspondente preenchida com elemento fusivel.

A reentrância citada é projetada especialmente na forma de um entalhe periférico, que é disposto apresentando especialmente uma distância das duas extremidades axiais da passagem. Como material para o núcleo do fecho pode se cogitar especialmente no cobre. O corpo do fecho pode ser fabricado, por exemplo, de CuZn39Pb3F43, ou de 11SMN30+C. Outros materiais são, no entanto, possiveis.

A presente invenção será em seguida descrita a titulo de exemplo com base em um exemplo de concretização e na Figura em anexo.

A figura 1 ilustra um fecho de acordo com a presente invenção, que é introduzido na carcaça de uma máquina hidrodinâmica e que é revestida na sua extremidade dianteira axial, que se projeta para dentro do espaço interno da carcaça, com meio operacional. A carcaça da máquina hidrodinâmica é indicada somente em linhas tracejadas, o meio operacional por linhas onduladas.

O fecho apresenta um corpo do fecho 1, que tem uma rosca 1.2, através da qual ele é aparafusado dentro da carcaça. O corpo do fecho 1 é ainda vedado contra a carcaça através de uma vedação 7. A vedação 7 é uma vedação de compressão, isto é, ela apresenta no presente caso um sulco periférico, que é comprimida através do recalque axial no estado inserido, conforme ilustrado, de modo que as duas superfícies dianteiras que delimitam o sulco e que são dispostas no estado relaxado da vedação de compressão a uma distância entre si, entram em contato uma com a outra.

O corpo do fecho 1 apresenta ainda uma cabeça 1.3 que pode ser projetada em forma hexagonal externamente, para poder se aparafusar o corpo do fecho 1 para dentro da carcaça. Naturalmente é possível, se projetar outras superfícies de ataque para uma ferramenta de aparafusar no corpo de fecho 1 ou da sua cabeça 1.3, tal como para uma chave hexagonal interna, por exemplo, ou semelhantes.

No corpo do fecho 1 é praticada uma passagem 1.1 que atravessa todo o corpo do fecho 1 na direção axial e neste caso é projetada para ser gradual, isto apresentando diversos segmentos axiais sucessivos com diâmetros internos diferentes entre si. Naturalmente é também possivel se projetar a passagem 1.1 cilíndrica com um diâmetro constante.

Na passagem 1.1 é introduzido um núcleo do fecho 2. No presente caso o núcleo de fecho 2 é de tal modo introduzido na extremidade dianteira axial que se projeta para dentro do espaço interno da carcaça, que ele se une com a face dianteira do corpo de fecho 1. O núcleo do fecho 2 é fixado no corpo de fecho 1 por meio de um elemento fusivel 3. Projetando-se o elemento fusivel 3 como solda, o núcleo do fecho 2 é soldado no interior do corpo do fecho 1.

Embora não tenha sido ilustrado, o núcleo do fecho 2 poderia ser fixado em um elemento intermediário também por meio de um elemento fusivel, sendo então o elemento intermediário inserido de modo vedado no corpo de fecho 1.

O elemento de fusão 3 se funde acima de uma temperatura predeterminada, acima de uma temperatura de 60°C ou 70°C, por exemplo, e libera assim a conexão entre o corpo do fecho 1 (ou um elemento intermediário) e o núcleo do fecho 2. deste modo o núcleo de fecho 2 pode se deslocar no interior da passagem 1.1, mais exatamente possa sair do coro do fecho 1, de modo que a passagem 1.1 fica liberada para o meio operacional que pode então sir do espaço operacional, mais exatamente da carcaça.

Para permitir uma resistência maior contra uma força de impulsão, o corpo do fecho 1 apresenta na sua face interna na passagem 1.1 um entalhe periférico 6 que forma um corte com o elemento fusivel 3. Além disso, o núcleo do fecho 2 tem na sua periferia externa, que é essencialmente esférica um estreitamento 5 que também é preenchido com o elemento fusivel 3. Com estas medidas é formada uma conexão especialmente intima entre o corpo do fecho 1, o elemento fusivel 3 e o núcleo do fecho 2.

De acordo com a presente invenção o núcleo do fecho 2 é dotado com um furo cego 4, de modo que o meio operacional possa penetrar no núcleo do fecho 2, e pode atingir uma superfície relativamente grande do núcleo do fecho 2, na face interna do mesmo. Deste modo produz-se um aquecimento especialmente rápido do núcleo de fecho 2 durante um sobreaquecimento do meio operacional, sendo o calor do núcleo do fecho 2 transferido por sua vez ao elemento fusivel 2 fazendo o mesmo fundir.

Na modalidade mostrada, o elemento fusivel 3 esbarra na extremidade axial interna ou na extremidade dianteira do corpo do fecho 1 contra o corpo do fecho 1 e especialmente contra o núcleo do fecho 2. Na extremidade axialmente 5 oposta, o núcleo do fecho 2 se projeta um pouco para fora do elemento fusivel 3 na direção axial.

Claims

1. Máquina hidrodinâmica compreendendo uma roda primária giratória e uma roda secundária giratória ou estacionária, com potência ou torque sendo transmitido hidrodinamicamente da roda primária para a roda secundária através de um meio de trabalho, compreendendo um fecho com função de fixação térmica que é inserida dentro da carcaça da máquina hidrodinâmica que acomoda um meio de trabalho com o fecho compreendendo um corpo de fecho (1) para aparafusar ou inserir na carcaça, ou outra montagem na carcaça; o corpo de fecho (1) compreende uma passagem (1.1) na qual um núcleo de fecho (2) é introduzido, que é ligado diretamente com o corpo de fecho (1), ou com um elemento intermediário introduzido de modo vedante no corpo de fecho (1) por meio de um elemento de fusão (3) que pode ser fundido a uma temperatura predeterminada, de modo que a passagem (1.1) seja vedada contra a passagem do meio de trabalho; caracterizada pelo fato de que o núcleo do fecho (2) compreende um furo cego (4) ou orifício que é aberto em direção à câmara de trabalho, de modo que o meio de trabalho possa fluir para dentro do núcleo de fecho (2) .

2. Máquina hidrodinâmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o núcleo do fecho (2) consiste de um material maciço, especialmente fundido, no qual o furo cego (4) ou o orifício é introduzido, especialmente por meio de usinagem.

3. Máquina hidrodinâmica, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o núcleo do fecho (2) apresenta um formato esférico no seu exterior.

4. Máquina hidrodinâmica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o núcleo de fecho (2) apresenta um estreitamento (5) na sua parte externa que é preenchida com o elemento de fusão (3).

5. Máquina hidrodinâmica, de acordo com uma qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o elemento de fusão (3) possui o formato de um anel circular com uma abertura continua na qual o núcleo de fecho (2) é introduzido de modo vedante.

6. Máquina hidrodinâmica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o corpo do fecho (1) compreende uma depressão, especialmente na forma de um entalhe circunferencial (6), que expande a passagem (1.1), e que é preenchido com o elemento de fusão (3) e está especialmente disposto a uma distância das duas extremidades axiais da passagem (1.1) .

7. Máquina hidrodinâmica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o diâmetro externo do núcleo do fecho (2) é disposto de modo a ser reduzido em relação ao diâmetro interno da passagem (1.1), de modo que a obstrução do núcleo do fecho (2) na passagem (1.1) é impedida.