DE10361453B3

DE10361453B3 - Plug for sealing off working chambers in especially hydrodynamic machines has sealing component comprising sleeve with through-hole in which is fitted bolt, with fusible safety element interconnecting sleeve and bolt

Info

Publication number: DE10361453B3
Application number: DE2003161453
Authority: DE
Inventors: Oliver Nöhl
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: CN1331713C; ITTO20040894A1; RU2361141C2; RU2004137558A; CN1636837A

Abstract

The plug has a sealing component (1) for the sealing of a cavity which is to be closed off, a fusible safety element (2) incorporated in the sealing component, and a passage formed in the sealing component and which is at least indirectly kept closed. The sealing component comprises a sleeve (3) with a through-hole (3.1) in which is fitted a bolt (4), closing it off. The fusible safety element interconnects the sleeve and the bolt. Independent claims are also included for the following: (A) a method for the manufacture of a plug with a thermal safety function in which a bolt is immersed in fusible solder inside the cavity of a sleeve; and (B) a hydrodynamic fluidic machine such as a hydrodynamic clutch, hydrodynamic brake or hydrodynamic converter, with a working chamber sealed off by the aforesaid plug.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluss mit thermischer Sicherungsfunktion gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf hydrodynamische Strömungsmaschinen, deren Arbeitsraum durch einen Verschluss mit thermischer Sicherungsfunktion gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist.The The invention relates to a closure with thermal fuse function according to the preamble of claim 1. In particular, the invention relates to hydrodynamic Turbomachinery, their working space through a closure with thermal safety function across from the environment is complete.

Verschlüsse mit thermischer Sicherungsfunktion sind bekannt. Solche Verschlüsse dienen der Abdichtung eines Hohlraums, beispielsweise des Arbeitsraums einer hydrodynamischen Kupplung, welcher mit einem Arbeitsmedium befüllt ist, gegenüber der Umgebung. Ein solcher Verschluss ist in der Regel in ein Gehäuse eingesetzt, welches den Hohlraum unmittelbar ausbildet oder zumindest mittelbar umgibt. Der Verschluss steht in thermisch leitender Verbindung mit dem Inhalt des Hohlraums, welcher zum Beispiel ein Arbeitsmedium in Form eines Fluids umfasst.Closures with thermal fuse function are known. Such closures serve the Sealing a cavity, for example, the working space of a hydrodynamic coupling, which is filled with a working fluid, across from the environment. Such a closure is usually inserted into a housing, which directly forms the cavity or at least indirectly surrounds it. The closure is in thermally conductive connection with the contents the cavity, which, for example, a working medium in the form of a Fluids includes.

Die thermische Sicherungsfunktion im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass der Verschluss, welcher eine Temperatur in Abhängigkeit der Temperatur im Innenraum des Hohlraums annimmt, unterhalb eines vorgegebenen Temperaturgrenzwertes fluiddicht ist und sich oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes selbsttätig öffnet. Dies dient beispielsweise bei einer Verwendung in einer hydrodynamischen Strömungsmaschine, insbesondere hydrodynamischen Kupplung, dazu, sicherzustellen, dass das Arbeitsmedium automatisch aus der hydrodynamischen Kupplung abgelassen wird, wenn eine unzulässige obere Grenztemperatur erreicht wird. Dadurch wird eine übermäßige Überhitzung der hydrodynamischen Kupplung vermieden.The thermal fuse function in the context of the present invention means that the closure, which is a temperature depending on Temperature in the interior of the cavity assumes, below a predetermined Temperature limit is fluid-tight and above a predetermined Limit automatically opens. This serves for example when used in a hydrodynamic turbomachine, especially hydrodynamic coupling, to ensure that the working medium automatically from the hydrodynamic coupling is discharged if an invalid upper limit temperature is reached. This will cause excessive overheating avoided the hydrodynamic coupling.

Bekannte Verschlüsse mit thermischer Sicherungsfunktion sind als Schmelzsicherungsschraube ausgebildet. Eine solche Schmelzsicherungsschraube gemäß des Standes der Technik, wie sie die Anmelderin in ihren Strömungsmaschinen seit langem verwendet, ist in der 1 gezeigt. Die Schmelzsicherungsschraube weist einen Grundkörper auf, in welchen eine Durchgangsbohrung eingebracht ist. Die Durchgangsbohrung ist durch ein Schmelzlot, das über dem gesamten Querschnitt der Durchgangsbohrung mit einer erheblichen Dicke eingebracht ist, fluiddicht verschlossen. Die derart vorbereitete Schmelzsicherungsschraube wird in eine Öffnung der umgebenden Wandung eines zu verschließenden Hohlraums, beispielsweise in das Gehäuse einer hydrodynamischen Strömungsmaschine, eingeschraubt und gegenüber der Wandung, beispielsweise durch einen Dichtring unterhalb des Schraubenkopfes, abgedichtet.Known closures with thermal safety function are designed as a fuse screw. Such a fuse plug according to the prior art, as the applicant has long used in their turbomachines, is in the 1 shown. The fuse screw has a base body, in which a through hole is introduced. The through-hole is closed in a fluid-tight manner by a melting solder, which is introduced over the entire cross section of the through-hole with a considerable thickness. The fuse screw prepared in this way is screwed into an opening of the surrounding wall of a cavity to be closed, for example into the housing of a hydrodynamic turbomachine, and sealed against the wall, for example by a sealing ring below the screw head.

Um hohen Drücken im Inneren des Hohlraums widerstehen zu können und eine sichere Verschlussfunktion zu gewährleisten, ist es notwendig, das Schmelzlot über dem gesamten Querschnitt der Durchgangsbohrung in der Schmelzsicherungsschraube mit einer erheblichen Dicke auszuführen. Dies führt zu relativ großen Schmelzlotvolumen. Beim Einsatz einer solchen Schmelzsicherungsschraube in der Gehäusewandung einer hydrodynamischen Kupplung ist beispielsweise ein Schmelzlotvolumen von 700 Kubikmilimetern (mm³) erforderlich, wenn eine Durchgangsbohrung mit einem Durchmesser von 9 Millimetern in der Schmelzsicherungsschraube sicher verschlossen werden soll.In order to be able to withstand high pressures inside the cavity and to ensure a safe sealing function, it is necessary to carry out the melting solder over the entire cross-section of the through-hole in the fuse plug with a considerable thickness. This leads to relatively large fusing solder volume. When using such a fusible plug in the housing wall of a hydrodynamic coupling, for example, a melt volume of 700 cubic mm (mm ³ ) is required if a through hole with a diameter of 9 millimeters in the fusible plug is to be securely closed.

Die bekannten Verschlüsse mit thermischer Sicherungsfunktion weisen Nachteile auf. Ein erheblicher Nachteil ist die erhebliche Ansprechzeit, wenn die Temperatur im Inneren des zu verschließenden Hohlraums ihren vorgegebenen Grenzwert erreicht. So dauert es eine erhebliche Zeit und eine erhebliche Übertemperatur kann entstehen, bis die relativ große Schmelzlotmenge aufgeschmolzen ist und den Durchgang freigibt. In der Regel wird während der Zeit, in welcher der Durchgang noch nicht freigegeben ist, die Temperatur im Inneren des verschlossenen Arbeitsraums weiter ansteigen, was zu einer erheblichen Übertemperatur führt.The known closures with thermal fuse function have disadvantages. A considerable one Disadvantage is the significant response time when the temperature in the Interior of the cavity to be closed reached their predetermined limit. So it takes a considerable amount Time and a considerable over-temperature can arise until the relatively large amount of molten solder is melted is and releases the passage. Usually, during the time, in which the passage is not yet released, the temperature inside the locked work space continue to rise, which to a considerable excess temperature leads.

Diese Ansprechverzögerung wird zusätzlich vergrößert, wenn die Umgebungstemperatur beziehungsweise die Gehäusetemperatur des den verschlossenen Hohlraum umgebenden Gehäuses deutlich unterhalb der Hohlraumtemperatur liegt. In diesem Fall wird das Schmelzlot über den Schraubenkörper von außen gekühlt, was einem Schmelzen entgegenwirkt.These delay is additionally enlarged if the ambient temperature or the housing temperature of the sealed Cavity surrounding housing clearly is below the cavity temperature. In this case, that will Fusible solder over the screw body from the outside cooled, which counteracts melting.

Bei der Verwendung einer solchen Schmelzsicherungsschraube in hydrodynamischen Kupplungen können Übertemperaturen, beispielsweise von ca. 50 K auftreten, das heißt die Temperatur des Betriebsmediums ist um ca. 50 K höher als die Nenntemperatur des Schmelzlotes. Diese Temperaturerhöhung hängt von der Aufheizgeschwindigkeit des Betriebsmediums ab.at the use of such a fuse screw in hydrodynamic Clutches can cause over-temperatures, For example, occur from about 50 K, that is, the temperature of the operating medium is about 50K higher as the nominal temperature of the fused solder. This temperature increase depends on the heating rate of the operating medium from.

US 5 398 794 zeigt einen Stöpsel, der in einen eingeschraubten Einsatz eingelötet ist, um einen Verschlusskörper in einer Kupplung auszubilden. Oberhalb einer bestimmten Temperatur wird die Lötverbindung getrennt. Zudem wird zum Stand der Technik auf die Schriften EP 0 801 243 B1 und EP 0 629 318 B1 verwiesen. US 5,398,794 shows a plug which is soldered into a screwed insert to form a closure body in a coupling. Above a certain temperature, the solder joint is disconnected. In addition, the state of the art on the fonts EP 0 801 243 B1 and EP 0 629 318 B1 directed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluss mit thermischer Sicherungsfunktion anzugeben, welcher gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und insbesondere eine zuverlässige Öffnungsfunktion mit kurzen Ansprechzeiten aufweist. Insbesondere soll sich ein solcher Verschluss zur Verwendung der Abdichtung des Arbeitsraums einer hydrodynamischen Strömungsmaschine, insbesondere einer hydrodynamischen Kupplung, eignen.The invention is based on the object, a closure with thermal fuse function indicate which is improved over the prior art and in particular has a reliable opening function with short response times. In particular, such a closure for the use of the sealing of the working space of a hydrodynamic turbomachine, in particular a hydrodynamic coupling, are suitable.

Diese Aufgabe wird durch einen Verschluss gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.These The object is achieved by a closure according to claim 1. The under claims describe particularly advantageous developments of the invention.

Der erfindungsgemäße Verschluss weist einen Verschlusskörper auf, der in eine abzudichtende Öffnung eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann der Verschlusskörper in die Gehäusewand einer hydrodynamischen Strömungsmaschine, insbesondere einer hydrodynamischen Kupplung, eingesetzt werden, um so den Arbeitsraum innerhalb des Kupplungsgehäuses gegenüber der Umgebung abzudichten.Of the closure according to the invention has a closure body on, in an opening to be sealed can be used. For example, the closure body in the housing wall a hydrodynamic turbomachine, in particular a hydrodynamic coupling, are used, so as to seal the working space within the coupling housing from the environment.

Der Verschluss weist ein Schmelzsicherungselement auf, welches in den Verschlusskörper eingefügt ist. Das Schmelzsicherungselement hält einen Durchlass, der in dem Verschlusskörper ausgebildet ist, unterhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur verschlossen. Oberhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur schmilzt das Schmelzsicherungselement und gibt somit den Durchlass in dem Verschlusskörper frei. Dabei ist es nicht notwendig und in der Regel auch nicht vorgesehen, dass das Schmelzsicherungselement unmittelbar den Durchlass vollständig verschließt.Of the Closure has a fuse element, which in the Closure body is inserted. The fuse element stops a passage formed in the shutter body, below closed a predetermined limit temperature. Above one predetermined limit temperature melts the fuse element and thus releases the passage in the closure body. It is not necessary and usually also not provided that the fuse element immediately complete the passage closes.

Erfindungsgemäß ist in den Verschlusskörper eine Hülse mit einer Durchgangsbohrung eingesetzt. In die Durchgangsbohrung der Hülse ist wiederum ein Bolzen eingesetzt, welcher die Durchgangsbohrung verschließt. Sowohl die Hülse als auch der Bolzen können beispielsweise einen hohlzylindrischen beziehungsweise zylindrischen Querschnitt aufweisen.According to the invention is in the closure body a sleeve used with a through hole. In the through hole the sleeve In turn, a bolt is inserted, which the through hole closes. Both the sleeve as well as the bolt can for example, a hollow cylindrical or cylindrical Have cross-section.

Erfindungsgemäß ist das Schmelzsicherungselement derart eingebracht, dass es die Hülse und den Bolzen vor Erreichen der Schmelztemperatur miteinander formschlüssig verbindet, so dass der Bolzen unterhalb der vorgegebenen Grenztemperatur sicher in der Hülse, die Durchgangsbohrung in der Hülse verschließend, gehalten wird.This is according to the invention Fusible element introduced such that it is the sleeve and connects the bolt with one another before it reaches the melting temperature, so that the bolt is safe below the specified limit temperature in the sleeve, the through hole in the sleeve occlusive, is held.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weist der Verschluss einen Grundkörper auf, der dazu dient, den Bolzen, welcher oberhalb der Ansprechtemperatur nach dem Schmelzen des Schmelzsicherungselements aus der Durchgangsbohrung in der Hülse heraustritt, aufzufangen. Daher ist der Bolzen vorteilhaft derart in die Hülse eingesetzt, dass er bei Trennung des Bolzens aus der Hülse in eine vorgegebene Austrittsrichtung austritt. Der Grundkörper weist eine Öffnung auf, welche benachbart zu der Hülse in Austrittsrichtung des Bolzens angeordnet ist. Der Grundkörper weist eine oder mehrere Durchgangsbohrungen auf, welche in die Öffnung münden, so dass bei getrenntem Bolzen aus der Hülse eine strömungsleitende Verbindung durch den Verschluss sichergestellt ist.According to one advantageous embodiment the closure has a body which serves to secure the body Bolt, which is above the response temperature after melting of the fuse element emerges from the through-hole in the sleeve, catch. Therefore, the bolt is advantageously inserted in such a way in the sleeve, that he in separation of the bolt from the sleeve in a predetermined outlet direction exit. The main body points an opening on which adjacent to the sleeve is arranged in the exit direction of the bolt. The main body points one or more through holes, which open into the opening, so that with separate bolt from the sleeve a flow-conducting Connection through the closure is ensured.

Das Schmelzsicherungselement ist vorteilhaft ein Schmelzlot, insbesondere eutektisches Schmelzlot, welches zwischen dem äußeren Umfang des Bolzens und dem inneren Umfang der Durchgangsbohrung in der Hülse eingebracht ist. Der Bolzen ist somit durch das Schmelzlot in der Durchgangsbohrung der Hülse eingelötet.The Fusible element is advantageously a fusible link, in particular eutectic fusible solder, which lies between the outer circumference of the bolt and introduced the inner circumference of the through hole in the sleeve is. The bolt is thus through the fusible link in the through hole the sleeve soldered.

Der Bolzen und/oder die Hülse sind vorteilhaft aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer oder Messing, hergestellt.Of the Bolt and / or the sleeve are advantageous from a material with high thermal conductivity, for example Copper or brass, made.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verschlusses wird nachfolgend im Vergleich zu einem Verschluss gemäß des Standes der Technik anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.One embodiment the closure according to the invention is subsequently compared to a closure according to the state the technique based on the attached Figures closer explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Verschluss gemäß des Standes der Technik; 1 a closure according to the prior art;

2 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Verschluss in einer Ausführungsform in einem Einbauzustand und einem Zustand nach erfolgter Auslösung; 2 an inventively designed closure in one embodiment in an installed state and a state after tripping;

3 schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verschlusses; 3 schematically a method for producing a closure according to the invention;

4 eine hydrodynamische Kupplung mit einem erfindungsgemäßen Verschluss im Vergleich zum Stand der Technik; 4 a hydrodynamic coupling with a closure according to the invention compared to the prior art;

5 eine vorteilhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Verschlusses 5 an advantageous embodiment of a closure according to the invention

Die 1 zeigt einen Verschluss gemäß des Standes der Technik. Wie man sieht, weist der Verschluss einen Verschlusskörper 1 mit einem Durchlass 1.1 auf, welcher durch ein Schmelzsicherungselement 2 verschlossen ist. Das Schmelzsicherungselement 2 ist ein Schmelzlot, welches über den gesamten Querschnitt des Durchlasses 1.1 in den Durchlass 1.1 eingebracht ist und eine erhebliche Dicke aufweist.The 1 shows a closure according to the prior art. As you can see, the closure has a closure body 1 with a passage 1.1 on which by a fuse element 2 is closed. The fuse element 2 is a fusible link which extends over the entire cross-section of the passage 1.1 in the passage 1.1 is introduced and has a considerable thickness.

Einen Verschluss gemäß des Standes der Technik, welcher in das Gehäuse einer hydrodynamischen Kupplung eingesetzt ist, ist zusätzlich in den 4a und 4b dargestellt. Ein solcher Verschluss in einer hydrodynamischen Kupplung weist eine Ansprechverzögerung auf, die zu einer Übertemperatur des Betriebsmediums von circa 50 K führt, in Abhängigkeit der Aufheizgeschwindigkeit des Betriebsmediums. Das bedeutet, die Temperatur des Betriebsmediums der hydrodynamischen Kupplung ist um ca. 50 K höher als die Nenntemperatur des Schmelzlotes.A closure according to the prior art, which is inserted into the housing of a hydrodynamic coupling is additionally in the 4a and 4b shown. Such a closure in a hydrodynamic coupling has a response delay, which leads to an excess temperature of the operating medium of about 50 K, depending on the heating rate of the operating medium. This means that the temperature of the operating medium of the hydrodynamic coupling is about 50 K higher than the nominal temperature of the fusible link.

In der 2 ist ein erfindungsgemäßer Verschluss dargestellt, und zwar in der 2a in einem Einbauzustand vor Auslösung und in der 2b in einem Zustand nach erfolgter Auslösung.In the 2 an inventive closure is shown, in the 2a in an installed state before tripping and in the 2 B in a state after tripping.

Der Verschlusskörper 1 weist einen Grundkörper 6 auf, welcher mit einer Öffnung 6.1 versehen ist. Die Öffnung 6.1 ist in Form einer zylindrischen Bohrung ausgeführt, die als Blindbohrung beziehungsweise als Sackloch eingebracht wurde. In das geöffnete Ende dieser Blindbohrung ist eine Hülse 3 eingesetzt. Das entgegengesetzte Ende der Blindbohrung weist Durchgangsbohrungen auf, die die Öffnung 6.1 mit der Umgebung strömungsleitend verbinden.The closure body 1 has a basic body 6 on which one with an opening 6.1 is provided. The opening 6.1 is designed in the form of a cylindrical bore, which was introduced as a blind hole or as a blind hole. In the open end of this blind hole is a sleeve 3 used. The opposite end of the blind bore has through holes that open the aperture 6.1 connect with the environment in a flow-conducting manner.

Die Hülse 3 weist eine zylindrische Durchgangsbohrung 3.1 auf, welche koaxial mit der Öffnung 6.1 ausgerichtet ist. Ferner weist die Hülse 3 einen Steg 3.4 auf, mittels welchem die Hülse 3 in den Grundkörper 6 stirnseitig in eine Aussparung eingesetzt ist, welche gegenüber der Öffnung 6.1 einen größeren Durchmesser aufweist. Wie man in der 5 deutlicher erkennen kann, ist zwischen dem Grundkörper 6 und dem Steg 3.4 ein Dichtelement 7 eingesetzt, welches als O-Ring ausgebildet sein kann. Auf der anderen Seite des Steges ist der Grundkörper 6 nach innen umgebördelt, so dass sich ein eingeschnürter Rand (siehe Pfeil) ergibt, welcher die Hülse 3 im Grundkörper 6 einspannt.The sleeve 3 has a cylindrical through hole 3.1 on which coaxial with the opening 6.1 is aligned. Furthermore, the sleeve 3 a footbridge 3.4 on, by means of which the sleeve 3 into the main body 6 is used frontally in a recess, which opposite the opening 6.1 has a larger diameter. How to get in the 5 can see more clearly is between the main body 6 and the jetty 3.4 a sealing element 7 used, which may be formed as an O-ring. On the other side of the bridge is the main body 6 flanged inwards, so that a constricted edge (see arrow) results, which the sleeve 3 in the main body 6 clamps.

Weiter mit Bezug auf die 2 ist in die Hülse 3 ein Bolzen eingesetzt, und zwar derart, dass der äußere Umfang 4.1 des Bolzens 4 dem inneren Umfang 3.2 der Hülse 3 gegenübersteht. Zwischen dem äußeren Umfang 4.1 und dem inneren Umfang 3.2 ist ein Schmelzsicherungselement 2 in Form eines Schmelzlots eingebracht, welches die Hülse 3 und den Bolzen 4 vor Erreichen der Schmelztemperatur formschlüssig miteinander verbindet (Einbauzustand).Next with respect to the 2 is in the sleeve 3 a bolt inserted, in such a way that the outer circumference 4.1 of the bolt 4 the inner circumference 3.2 the sleeve 3 faces. Between the outer circumference 4.1 and the inner circumference 3.2 is a fuse element 2 introduced in the form of a melt solder, which is the sleeve 3 and the bolt 4 before reaching the melting temperature positively connects with each other (installation state).

Im Einbauzustand ist der Verschluss fluiddicht. Die Hülse 3 ist mittels der gezeigten Dichtung 7 gegenüber dem Grundkörper 6 abgedichtet und thermisch isoliert, und der Bolzen 4 ist fluiddicht durch das Schmelzsicherungselement 2 mit der Hülse 3 verlötet. Oberhalb eines vorgegebenen Temperaturgrenzwertes schmilzt das Schmelzsicherungselement und bricht die kraftschlüssige Verbindung zwischen Bolzen 4 und Hülse 3 auf. Dadurch kann sich der Bolzen 4, beispielsweise aufgrund eines Überdruckes im Inneren des zu verschließenden Hohlraums, aus der Hülse 3 lösen und bewegt sich vollständig in den Hohlraum 6.1 im Grundkörper 6 (Zustand nach erfolgter Auslösung). In diesem Zustand gibt es eine strömungsleitende Verbindung durch den Verschluss über die Durchgangsbohrung 6.2 im Kopfbereich des Grundkörpers 6, welcher wie dargestellt als Verschlussschraube ausgebildet ist, durch die Öffnung 6.1 im Grundkörper 6 und die zylindrische Durchgangsbohrung 3.1 in der Hülse 3 in den Innenraum des zuvor verschlossenen Hohlraums.In the installed state, the closure is fluid-tight. The sleeve 3 is by means of the seal shown 7 opposite the main body 6 sealed and thermally insulated, and the bolt 4 is fluid-tight by the fuse element 2 with the sleeve 3 soldered. Above a predetermined temperature limit, the fuse element melts and breaks the frictional connection between bolts 4 and sleeve 3 on. This may cause the bolt 4 , For example, due to an overpressure inside the cavity to be closed, from the sleeve 3 release and move completely into the cavity 6.1 in the main body 6 (Condition after tripping). In this condition, there is a flow-conducting connection through the closure via the through-bore 6.2 in the head area of the main body 6 , which is designed as a closure screw, as shown, through the opening 6.1 in the main body 6 and the cylindrical through-hole 3.1 in the sleeve 3 in the interior of the previously closed cavity.

Dadurch, dass der Bolzen 4 mit einem Kopfbereich 4.4 ausgebildet ist, welcher über den äußeren Umfang 4.1 des Bolzens 4 hervorsteht und welcher stirnseitig an der Hülse 3 anliegt, wird dem Bolzen 4 eine Austrittsrichtung 5 vorgegeben.Because of the bolt 4 with a head area 4.4 is formed, which over the outer circumference 4.1 of the bolt 4 protrudes and which frontally on the sleeve 3 is applied, the bolt is 4 an exit direction 5 specified.

Wie in der 5 dargestellt ist, ist in einer vorteilhaften Ausführung zwischen dem Kopfbereich 4.4 und dem stirnseitigen, der Öffnung 6.1 im Grundkörper 6 zugewandten Bereich der Hülse 3 eine Druckfeder 9 eingebracht. Diese drückt den Bolzen 4 bei Schmelzen des Schmelzsicherungselements 2 zwischen Bolzen 4 und Hülse 3 vollständig aus der Durchgangsbohrung 3.1 in der Hülse 3 heraus in den Hohlraum 6.1. Selbstverständlich können auch andere Druckelemente als eine Druckfeder zum Einsatz kommen, ferner kann zusätzlich oder alternativ ein Zugelement vorgesehen sein, welches beispielsweise im Grundkörper 6 und an dem Bolzen 4 befestigt ist, und eine Zugkraft in Austrittsrichtung 5 auf den Bolzen ausübt. Gemäß der in der 5 gezeigten Ausführung ist der Bolzen 4 vollzylindrisch, und der Raum 6.1, welcher die Druckfeder 9 aufnimmt, ist über Bohrungen mit der Umgebung verbunden, so dass im ausgelösten Zustand Medium aus dem zuvor verschlossenen Raum austreten kann (in der 5 von rechts nach links).Like in the 5 is shown, is in an advantageous embodiment between the header 4.4 and the frontal, the opening 6.1 in the main body 6 facing portion of the sleeve 3 a compression spring 9 brought in. This pushes the bolt 4 upon melting of the fuse element 2 between bolts 4 and sleeve 3 completely out of the through hole 3.1 in the sleeve 3 out into the cavity 6.1 , Of course, other pressure elements can be used as a compression spring, also additionally or alternatively, a tension element may be provided which, for example, in the main body 6 and on the bolt 4 is fixed, and a tensile force in the exit direction 5 on the bolt. According to the in the 5 shown embodiment is the bolt 4 fully cylindrical, and the room 6.1 which is the compression spring 9 is connected via holes with the environment, so that in the tripped condition medium can escape from the previously closed space (in the 5 from right to left).

In der 5 ist der Bolzen oberhalb der Mittellinie im ausgelösten Zustand dargestellt und unterhalb der Mittellinie im Einbauzustand. Dementsprechend ist oberhalb der Mittellinie die Druckfeder 9 weitgehend entspannt, während sie unterhalb der Mittellinie in einem vollständig zusammengedrückten Zustand gezeigt ist. Der Grundkörper 6 ist als Verschlussschraube ausgebildet, welche wie dargestellt mit einem Außengewinde 6.3 zum Einschrauben in eine Gehäusewand versehen ist. Dementsprechend kann der Grundkörper in seinem Kopfbereich einen Außensechskant oder Innensechskant zum Ansatz eines Verschraubwerkzeugs aufweisen.In the 5 the bolt is shown above the centerline in the tripped condition and below the centerline in the installed condition. Accordingly, above the centerline is the compression spring 9 largely relaxed, while being shown below the midline in a fully compressed state. The main body 6 is designed as a screw plug, which as shown with an external thread 6.3 is provided for screwing into a housing wall. Accordingly, the base body may have in its head region an external hexagon or hexagon socket for the attachment of a screwing tool.

Der Bolzen 4 weist, wie in der 2 gezeigt ist, eine Blindbohrung 4.2 auf, welche ihn nahezu vollständig durchtritt und lediglich einen geschlossenen Bodenbereich 4.5 nicht durchdringt. Der relativ dünnwandige hohle Bolzen 4 unterliegt einer schnellen Aufheizung und leitet somit die an seinem Bodenbereich anliegende Wärme ohne Verzögerung auf das Schmelzlot weiter. Dazu ist der Bolzen 4 vorteilhaft aus Kupfer ausgebildet, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Ähnliches gilt für die Hülse 3, welche vorteilhaft ebenfalls aus dünnwandigem Kupfer ausgebildet ist und Wärme, die außenseitig beispielsweise an einem Umfangsbereich anliegt, der in den zu verschließenden Hohlraum 10 hineinragt, nahezu verzögerungsfrei auf das Schmelzlot überträgt. Da die Hülse 3 mittels der Dichtung 7 thermisch gegenüber dem Grundkörper 6 isoliert ist, findet nur ein relativ geringer Wärmeübergang von der Hülse 3 auf den Grundkörper 6 statt, d. h. die Hülse wird nicht durch den Grundkörper gekühlt. Dadurch kann eine äußerst geringe Auslösezeit erreicht werden.The bolt 4 points, as in the 2 shown is a blind hole 4.2 which almost completely passes through it and only a closed floor area 4.5 does not penetrate. The relatively thin-walled hollow bolt 4 is subject to rapid heating and thus passes on the voltage applied to its bottom area heat without delay on the fusible link. This is the bolt 4 advantageously formed of copper, which has a high thermal conductivity. The same applies to the sleeve 3 , which is also advantageously made of thin-walled copper and heat, which bears on the outside, for example, on a peripheral region, in the cavity to be closed 10 protrudes, almost instantaneously transfers to the fusible link. Because the sleeve 3 by means of the seal 7 thermally opposite the main body 6 is isolated, finds only a relatively small heat transfer from the sleeve 3 on the main body 6 instead, ie the sleeve is not cooled by the body. As a result, an extremely low trip time can be achieved.

Sowohl die Hülse auch der Bolzen können aus verzinntem Kupfer hergestellt sein.Either the sleeve also the bolt can out be made of tinned copper.

In der 3 sind Zwischenzustände in der Herstellung eines erfindungsgemäßen Verschlusses dargestellt. Gemäß eines entsprechenden vorteilhaften Verfahrens zur Herstellung des Verschlusses wird die Hülse 3 zunächst als Hohlkörper mit einem geschlossenen und einem geöffneten Ende hergestellt, das heißt als ein Zylinder, der mit einer Blindbohrung versehen ist, so dass ein Boden 3.3 verbleibt.In the 3 intermediate states in the production of a closure according to the invention are shown. According to a corresponding advantageous method for producing the closure, the sleeve 3 initially produced as a hollow body with a closed and an open end, that is, as a cylinder, which is provided with a blind bore, so that a bottom 3.3 remains.

Die Hülse 3 wird weitgehend senkrecht ausgerichtet, so dass das geöffnete Ende nach oben und das geschlossene Ende (der Boden 3.3) nach unten ausgerichtet ist. In den Hohlraum, das heißt in die Blindbohrung der Hülse wird das Schmelzlot eingebracht, so dass sich auf dem Boden 3.3 eine Schmelzlotsäule 2.1 ausbildet. Anschließend wird der Bolzen 4 in den Hohlraum, das heißt die Blindbohrung, eingeführt, und zwar so weit, dass er mit seiner geschlossenen Stirnseite in die Schmelzlotsäule 2.1 eintaucht. Das Schmelzlot wird entsprechend aufgrund des Verdrängungsvolumens des eingetauchten Teils des Bolzens 4 verdrängt und wandert in den Zwischenraum zwischen dem Bolzen 4 und der Hülse 3, das heißt in den Zwischenraum zwischen dem äußeren Umfang 4.1 des Bolzens und dem inneren Umfang 3.2 der Hülse. Dort wird das Schmelzlot derart verlötet, dass es den Bolzen 4 und die Hülse 3 kraftschlüssig verbindet und zugleich gegeneinander abdichtet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Abdichtung auch stirnseitig zwischen beispielsweise dem Kopfbereich 4.4 des Bolzens 4 und der gegenüber stehenden Stirnseite der Hülse 3 erfolgen.The sleeve 3 is oriented largely vertically so that the open end is up and the closed end (the bottom 3.3 ) is oriented downwards. In the cavity, that is in the blind bore of the sleeve, the fusible link is introduced, so that on the ground 3.3 a melting plumb line 2.1 formed. Subsequently, the bolt 4 in the cavity, that is, the blind bore, introduced, and indeed so far that he with his closed end face in the fume column 2.1 dips. The fusible solder is correspondingly due to the displacement volume of the immersed part of the bolt 4 displaces and migrates into the space between the bolt 4 and the sleeve 3 that is, in the space between the outer circumference 4.1 of the bolt and the inner circumference 3.2 the sleeve. There, the fusible solder is soldered so that it is the bolt 4 and the sleeve 3 connects non-positively and at the same time seals against each other. Alternatively or additionally, a seal also frontally between, for example, the head area 4.4 of the bolt 4 and the opposite end face of the sleeve 3 respectively.

Anschließend wird der Boden 3.3 der Hülse 3 abgetrennt, beispielsweise mittels mechanischer Bearbeitung. Somit ergibt sich die Durchgangsbohrung 3.1 in der Hülse 3 (5), welche im nicht ausgelösten Zustand durch den Bolzen 4 verschlossen ist.Subsequently, the soil is 3.3 the sleeve 3 separated, for example by mechanical processing. This results in the through hole 3.1 in the sleeve 3 ( 5 ), which in the untripped condition by the bolt 4 is closed.

Wie in der 3 dargestellt ist, kann die Hülse 4 einen Steg 3.4 aufweisen, mittels welchem sie bei der Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Bolzen 4 und Hülse 3 in einem Werkzeug 8 eingespannt ist. Dieser Steg 3.4 dient, wie oben beschrieben, gleichzeitig zur Abdichtung der Hülse 3 gegenüber dem Grundkörper 6.Like in the 3 is shown, the sleeve 4 a footbridge 3.4 by means of which they in the manufacture of the non-positive connection between bolts 4 and sleeve 3 in a tool 8th is clamped. This jetty 3.4 serves, as described above, simultaneously for sealing the sleeve 3 opposite the main body 6 ,

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Verschlusses ist ein äußerst geringes Lotvolumen erforderlich. Dieses beträgt in den gezeigten Ausführungen circa 105 mm³.Due to the inventive design of the closure an extremely low solder volume is required. This is approximately 105 mm ³ in the embodiments shown.

In der 4 ist eine hydrodynamische Kupplung gezeigt, in deren Gehäuse der oben beschriebene Verschluss eingesetzt ist. Die Kupplung weist einen Arbeitsraum 20 auf, welcher dem abzudichtenden Hohlraum 10 entspricht. Der Arbeitsraum wird vom Kupplungsgehäuse unmittelbar beziehungsweise mittelbar umgeben, wobei das Gehäuse durch das Arbeitsmedium der Kupplung beaufschlagt wird. Durch die Einbringung des Verschlusses, welcher wie dargestellt als Verschlussschraube ausgebildet ist, in eine Durchgangsöffnung im Gehäuse wird der Verschluss stirnseitig mit Arbeitsmedium beaufschlagt und somit die Temperatur des Arbeitsmediums auf ihn übertragen. Oberhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur des Arbeitsmediums schmilzt das Schmelzlot in dem Verschluss, und die Öffnung, in welche der Verschluss eingesetzt ist, wird nahezu über ihrem Gesamtquerschnitt (mit Ausnahme der Wandung des Grundkörpers) freigegeben, so dass das Arbeitsmedium aus der Kupplung austritt.In the 4 is shown a hydrodynamic coupling, in whose housing the closure described above is used. The coupling has a working space 20 on which the cavity to be sealed 10 equivalent. The working space is surrounded by the clutch housing directly or indirectly, wherein the housing is acted upon by the working medium of the clutch. By introducing the closure, which is formed as shown as a screw plug, into a through hole in the housing, the closure is applied to the end face with working fluid and thus transmit the temperature of the working medium to him. Above a predetermined limit temperature of the working medium, the melting solder melts in the closure, and the opening into which the closure is inserted, is released almost over its entire cross-section (with the exception of the wall of the body), so that the working fluid exits from the coupling.

Um gegenüber der in der 2 gezeigten Ausführung einen größeren Strömungsquerschnitt für austretendes Medium nach erfolgter Auslösung zur Verfügung zu stellen, ist vorteilhaft die Durchgangsbohrung in der Hülse 3 mit einem größeren Querschnitt ausgebildet. Vorteilhaft weist die Durchgangsbohrung in der Hülse 2 einen Durchmesser von 7,5 mm oder mehr, insbesondere von 7,8 mm auf, was sich als ein guter Kompromiss zwischen einer maximalen Einbaugröße und einer minimalen Strömungsöffnung herausgestellt hat. Um das Schmelzsicherungselement 2, insbesondere das Schmelzlot, möglichst weit in den Innenraum, beispielsweise eine hydrodynamische Kupplung hineinragen zu lassen, weist der gesamte Verschluss insbesondere eine Länge von 29 mm oder mehr auf.To the opposite in the 2 shown embodiment to provide a larger flow area for escaping medium after tripping available, is advantageous to the through hole in the sleeve 3 formed with a larger cross-section. Advantageously, the through hole in the sleeve 2 a diameter of 7.5 mm or more, in particular of 7.8 mm, which has proven to be a good compromise between a maximum installation size and a minimum flow opening. To the fuse element 2 , In particular, the fusible link, as far as possible into the interior, for example, to project a hydrodynamic coupling, the entire closure in particular has a length of 29 mm or more.

11: Verschlusskörperclosure body
22: SchmelzsicherungselementFuse element
2.12.1: SchmelzlotsäuleSchmelzlotsäule
33: Hülseshell
3.13.1: DurchgangsbohrungThrough Hole
3.23.2: innerer Umfanginternal scope
3.33.3: Bodenground
3.43.4: Stegweb
44: Bolzenbolt
4.14.1: äußerer Umfangouter circumference
4.24.2: Blindbohrungblind hole
4.34.3: geöffnete Seiteopened page
4.44.4: Kopfbereichhead area
4.54.5: Bodenbereichfloor area
55: Austrittsrichtungexit direction
66: Grundkörperbody
6.16.1: Öffnungopening
6.26.2: DurchgangsbohrungThrough Hole
6.36.3: Außengewindeexternal thread
77: Dichtelementsealing element
88th: WerkzeugTool
99: Druckfedercompression spring
1010: Hohlraumcavity
2020: Arbeitsraumworking space

Claims

Closure with thermal safety function, comprising 1.1 a closure body ( 1 ) for sealing a cavity to be closed ( 10 ); 1.2 a fuse element ( 2 ), which in the closure body ( 1 ) and a passage ( 1.1 ), which in the closure body ( 1 ) is formed, at least indirectly keeps closed; characterized by the following features: 1.3 the closure body ( 1 ) comprises a sleeve ( 3 ) with a through hole ( 3.1 ) and 1.4 a bolt ( 4 ), which enters the through-hole ( 3.1 ) is inserted and the through hole ( 3.1 ), 1.5 being the fuse element ( 2 ) the sleeve ( 3 ) and the bolt ( 4 ) connects to each other.

Closure according to claim 1, characterized by the further features: 2.1 the bolt ( 4 ) is in the sleeve ( 3 ) is used, that it is at separation of the bolt ( 4 ) from the sleeve ( 3 ) in a predetermined outlet direction ( 5 ) exit; 2.2 the closure body ( 1 ) comprises a basic body ( 6 ), to which the sleeve ( 3 ) connected; 2.3 the basic body ( 6 ) has an opening ( 6.1 ), which adjacent to the sleeve ( 3 ) in the exit direction ( 5 ) of the bolt ( 4 ) is arranged so that it the bolt ( 4 ) when separated from the sleeve ( 3 ) receives; 2.4 the basic body ( 6 ) has through holes ( 6.2 ), which with the opening ( 6.1 ) are in flow-conducting connection, wherein the opening with the through hole ( 3.1 ) of the sleeve ( 3 ) with separate bolt ( 4 ) is in flow-conducting connection.

Closure according to claim 2, characterized in that the sleeve ( 3 ) in the opening ( 6.1 ) of the basic body ( 6 ) is inserted such that the opening ( 6.1 ) of the basic body ( 6 ) and the through-hole ( 3.1 ) in the sleeve ( 3 ) are aligned with each other.

Closure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fuse element ( 2 ) is a fused solder, in particular a eutectic fusible solder, which between the outer circumference ( 4.1 ) of the bolt ( 4 ) and the inner circumference ( 3.2 ) of the through hole ( 3.1 ) in the sleeve ( 3 ) is introduced.

Closure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fuse element ( 2 ) until reaching its melting point a positive and / or non-positive connection between the sleeve ( 3 ) and the bolt ( 4 ).

Closure according to one of claims 2 to 5, characterized in that the sleeve ( 3 ) relative to the main body ( 6 ) by means of a sealing element ( 7 ), in particular an O-ring, sealed and / or thermally insulated.

Closure according to one of claims 4 to 6, characterized in that the bolt ( 4 ) a blind hole ( 4.2 ), which are aligned with the through hole ( 3.1 ) in the sleeve ( 3 ) and its opened side ( 4.3 ) in flow-conducting connection with the through-bore ( 3.1 ), wherein the fusible link is located radially outside the blind bore ( 4.2 ) is arranged.

Closure according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sleeve ( 3 ) and the bolt ( 4 ) are formed of copper and the main body ( 6 ) is formed of brass.

Closure according to one of claims 2 to 8, characterized in that the basic body ( 6 ) is designed as a screw with an external thread.

Closure according to one of claims 1 to 9, characterized in that the fuse element ( 2 ) is a melting solder having a soldering volume of less than 350 mm ³ , in particular of less than 150 mm ³ , is.

A closure according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the bolt ( 4 ) at its one end a radially outwardly projecting head portion ( 4.4 ) which faces an end region of the sleeve ( 3 ) is arranged, wherein between the end region of the sleeve ( 3 ) and the header area ( 4.4 ) a compression spring ( 9 ) is arranged compressed.

Method for producing a closure with thermal safety function according to one of Claims 4 to 11, characterized by the following steps: 12.1 the sleeve ( 3 ) is produced as a hollow body with a closed and an open end; 12.2 the sleeve ( 3 ) is aligned so that the open end is oriented upwards and the closed end is oriented downwards; 12.3 into the cavity of the sleeve, the fusible link is introduced, so that at the bottom of the cavity a fused-silica column ( 2.1 ) trains; 12.4 the bolt ( 4 ) is introduced into the cavity so that it enters the melt plenum ( 2.1 ) and fusing solder up into the space between pins ( 4 ) and sleeve ( 3 ) repressed; 12.5 the fusible solder is soldered; 12.6 the ground ( 3.3 ) of the sleeve ( 3 ) is removed so that the passage opening ( 3.1 ) results in which of the bolts ( 4 ) is used.

Process according to claim 12, characterized in that the soil ( 3.3 ) of the sleeve ( 3 ) is removed by mechanical machining after soldering.

Method according to one of claims 12 or 13, characterized in that the sleeve ( 3 ) has a cylindrical cross-section with a web ( 3.4 ) on its outside, during the manufacture of the closure, first until the removal of the soil ( 3.3 ) with the bridge ( 3.4 ) into a tool ( 8th ) and then after removal of the soil ( 3.3 ) with this bridge ( 3.4 ) in the basic body ( 6 ) is used according to claim 2.

Hydrodynamic turbomachine, in particular hydrodynamic coupling, hydrodynamic brake or hydrodynamic converter 15.1 with a working space ( 20 ), which is filled with a working medium, which heats up during operation of the turbomachine; characterized in that 15.2 the working space ( 20 ) is closed relative to the environment by means of a closure with thermal safety function according to one of claims 1 to 11.