CN110319179B - 排放唇形密封件 - Google Patents

Abstract

一种用于从自动变速器离合器活塞腔排放空气的系统包括活塞，其位于活塞腔中。活塞可滑动地设置成与离合器接合。唇形密封件位于活塞的密封槽中。唇形密封件包括：弹性材料的主体；多个槽，其围绕主体的外周边预先形成，每个槽从唇形密封件的外周边表面向外开口；以及角间距，其分隔连续的槽。通过对唇形密封件施加加压流体，活塞腔内的空气通过多个槽排放。

Description

排放唇形密封件

引言

本公开涉及一种用于机动车辆变速器的密封件。

用于机动车辆(包括卡车和货车)的自动变速器，通常在诸如传动液进入腔的位置使用D形环密封件，所述腔具有控制离合器和制动器的活塞。D形环密封件保持传动液的压力，用于致动离合器或制动器，并使传动液泄漏最小化。当液压泵通电时，诸如传动液入口腔和用于启动离合器的活塞之间的空间迅速地填充传动液。当发动机和液压泵关闭时，传动液从入口腔重力排放回到变速器油槽。这种排放允许空气进入腔，一直保持到液压泵重新通电以重新加压系统。在随后的发动机和液压泵启动期间，在离合器最初接合时，夹带有传动液的空气如果没有排出则压缩并且引起时间延迟和明显的“换挡液体衰减反转恢复”。

为了避免离合器致动时间延迟和换挡液体衰减反转恢复，已知的排放空气的解决方案包括结合在变速器操作期间对加压流体连续打开的排放口。在传动设计中，连续打开的排放口是不可接受的，其中排放口通向腔，这可允许加压的传动液影响其他离合器或制动器。

因此，虽然当前的自动变速器密封设计实现了它们的预期目的，但是需要一种新的和改进的系统和方法，用于从变速器离合器或制动腔中排放夹带的空气。

发明内容

根据若干方面，唇形密封件包括弹性材料的主体，其限定大致圆形形状。多个槽，其围绕主体的外周边预先形成。每个槽限定了从唇形密封件的外周边表面向外开口的大致矩形形状。角间距将连续的槽分隔。

在本公开的另一方面，多个槽限定六个槽，每个槽与所述槽中的连续一个等距地定位。

在本公开的另一方面，角间距限定在连续的槽之间提供的大约60度。

在本公开的另一方面，凹陷环腔位于外周边表面和主体的内周边表面之间。当加压流体施加到凹陷环腔时，凹陷环腔增强了唇形密封件的弹性偏转。

在本公开的另一方面，凹陷环腔围绕唇形密封件主体周向延伸。

在本公开的另一方面，凹陷环腔从唇形密封件主体的第一面向外打开，第一面大致垂直于内周边表面定向。

在本公开的另一方面，外周边表面相对于第一面成角度地定向并且朝向与第二面的交叉处逐渐变细。

在本公开的另一方面，第一面大致平行于第二面定向。

在本公开的另一方面，角间距在任何两个连续的槽之间是相等的。

在本公开的另一方面，角间距在任何两个连续的槽之间是随机的。

根据若干方面，一种用于从自动变速器离合器活塞腔排放空气的系统包括活塞，其位于活塞腔中。活塞可滑动地设置成与离合器接合。唇形密封件位于活塞的密封槽中。唇形密封件包括：弹性材料的主体；多个槽，其围绕主体的外周边预先形成，每个槽从唇形密封件的外周边表面向外开口；以及角间距，其分隔连续的槽。

在本公开的另一方面，通过对唇形密封件施加加压流体，活塞腔内的空气通过多个槽排放。

在本公开的另一方面，加压流体的持续施加使唇形密封件弹性变形以抵靠壳体，使多个槽塌缩。

在本公开的另一方面，主体限定大致圆形形状，并且多个槽中的每个限定大致矩形形状。

在本公开的另一方面，壳体可滑动地接收活塞。壳体连接到输出轴并使输出轴旋转。

在本公开的另一方面，唇形密封件包括主体的外周边的外周边表面，外周边表面除了在多个槽中的每个槽之外与壳体直接接触。

在本公开的另一方面，唇形密封件包括凹陷环腔，其围绕唇形密封件主体周向延伸并且位于外周边表面和主体的内周边表面之间。当加压流体施加到凹陷环腔时，凹陷环腔增强了唇形密封件的弹性偏转。

根据若干方面，一种用于从自动变速器离合器活塞腔排放空气的系统包括壳体，其连接并旋转输出轴。活塞位于壳体的活塞腔中。活塞可滑动地移动以接合离合器。唇形密封件位于活塞的密封槽中。唇形密封件包括：弹性材料的主体，其限定大致圆形形状；主体的外周边，其具有与壳体接触的外周边表面；多个槽，其围绕主体的外周边预先形成，每个槽限定了从唇形密封件的外周边表面向外指向的大致矩形形状的开口。通过将加压流体引入活塞腔中作用在唇形密封件上，活塞腔内的空气通过壳体和外周边表面之间的多个槽排放。

在本公开的另一方面，持续施加加压流体使唇形密封件弹性变形以抵靠壳体，从而使多个槽塌缩。

在本公开的另一方面，排出通道位于活塞的与活塞腔相对的一侧，活塞腔接收和排放经过活塞的空气。

根据本文提供的描述，其他适用范围将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据示例性实施例的具有排放唇形密封件的变速器的侧立面横截面视图；

图2是图1的唇形密封件的正视图；

图3是图2的区域3的正视图；

图4是沿图3的部分4截取的横截面端视图；

图5是类似于图3的放大正视图；

图6是图1的部分6的横截面侧视图；以及

图7是从图6改进的横截面侧视图，示出了唇形密封件的弹性变形。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。

参照图1，机动车辆自动变速器10包括变速器壳体12，在其中内壳体14在轴向旋转。内壳体14连接到输出轴16以轴向旋转输出轴16。设置在内壳体14内的多个活塞用于接合或脱离多个离合器构件。这些包括至少一个活塞18，其被液压致动以接合或脱离多板摩擦离合器20。通过操作液压泵(未示出)来提供加压的传动液，以通过输入轴24的流体通道22致动包括摩擦离合器20的多个离合器中的各个离合器。直接提供加压的传动液，以通过专用通道26使专用控制阀(未示出)移动活塞18，专用通道26通向内壳体14的活塞腔28。

当液压泵关闭时，活塞腔28和专用通道26中的传动液通常重力地向下排放到变速器油槽(未示出)。这允许空气通过专用通道26进入活塞腔28。排出通道30也设置在活塞18的与活塞腔28相对的一侧，活塞腔28接收和排出经过活塞18泄漏的任何空气或传动液。根据若干方面，唇形密封件32位于设置在活塞18中的密封槽34中。当加压的传动液作用于活塞18时，当活塞18在正常操作条件下滑动移位时，唇形密封件32的第一功能是可滑动地抵靠内壳体14的内面。在施加全传动液压力的正常操作条件下，唇形密封件32弹性地偏转并且通过物理接触内壳体14的内面防止活塞腔28中加压的传动液泄漏而绕过活塞18并进入排出通道30。

在液压泵关闭之后，传动液排出并且空气积聚到活塞腔28中。在随后的液压泵操作时的该空气量可能影响活塞18的滑动运动的时间并因此负面地影响摩擦离合器20的致动。因此，唇形密封件32的第二功能是在液压泵启动时，但在唇形密封件32在传动液的加压负载下完全偏转之前，将空气从活塞腔28排放到排出通道30中。将参照下面的图2至7更详细地描述第二功能。

参照图2并再次参照图1，唇形密封件32包括主体35，其限定大致圆形形状，并且由适于与高温传动液接触的弹性材料形成。为了允许空气经过唇形密封件32初始排放，多个槽围绕唇形密封件32的主体35的外周边预先形成，例如在模制过程中。根据若干方面，提供六个槽，每个槽与所述槽中的连续一个等距地定位。因此，可以提供槽之间大约60度的角间距，其可以根据槽的总量而变化。在图2所示的示例中，第一槽36与第二槽38以大约60度的角弧α间隔开。另外的连续的槽在唇形密封件的周边处以角弧α等距间隔开。槽的数量可以变化并且可以大于或小于6，因此连续的槽之间的角间距可以相应地变化。

根据若干方面，如果传输设计保证，则槽可以以不太有序，非等间隔的图案布置，例如使所有槽沿着唇形密封件周边的180至270度范围内定。例如，如果唇形密封件的下部位于槽内，其中在任何操作条件下都存在传动液但没有空气，则可以使用非等间隔配置，因此槽可以全部围绕唇形密封件定位在位置在可能存在空气的连续传动液水平之上。任何两个槽之间的角间距也可以是随机的。

参见图3并再次参见图1和图2，每个槽(例如第一槽36)限定了从唇形密封件32的外周边表面40向外开口的大致矩形形状。内周边表面42是在图1所示的唇形密封件32的安装位置中，设置在活塞18中的密封槽34的端壁内并与之接触。唇形密封件32还包括位于外周边表面40和内周边表面42之间的凹陷环腔44，其围绕唇形密封件32周向延伸。凹陷环腔44提供唇形密封件32材料的局部横截面减小。由此允许唇形密封件32局部地偏转，这允许并且当施加或移除加压的传动液时增强唇形密封件32的整体弹性偏转。

参照图4并再次参照图1至图3，凹陷环腔44从第一面46向外打开，根据若干方面，其大致垂直于内周边表面42定向。相比之下，外周边表面40相对于第一面46成角度地定向并且朝向与第二面48的交叉处逐渐变细。根据若干方面，第一面46大致平行于第二面48定向，因此外周边表面40不平行于内周边表面42定向。当唇形密封件32位于设置在活塞18中的密封槽34中并且在压力施加方向50上用传动液加压时，外周边表面40向上弹性地向右偏转，如图4所示，直到外周边表面40接触并密封内壳体14的内面。

首先允许存在于活塞腔28中的空气的排放流入排出通道30，因为传动液压力建立在第一面46上，但是在外周边表面40完全偏转以接触并密封内壳体14的内面之前，从而封闭多个槽，通过多个槽提供排气，包括通过第一槽36。每个槽类似于第一槽36，因此下面对第一槽36的讨论同样适用于剩余的槽。第一槽36形成在逐渐变细的外周边表面40中并且限定了位于相对的槽壁54、62之间的槽底面52(在该视图中仅可见槽壁54，槽壁62在图5中示出)。根据几个方面，槽底面52大致平行于内周边表面42定向。槽底面52的长度56可以在唇形密封件32的总厚度58的大约5％至大约25％的范围内，并且第一槽36的深度60也可以变化，以改变通过槽的体积空气流量，以获得不同的唇形密封件尺寸。

参照图5并再次参照图4，类似于槽底面52的长度56和深度60，每个槽的宽度64，例如相对的槽壁54、62之间的第一槽36，也可以变化到根据不同的唇形密封件尺寸改变通过槽的体积空气流量。槽的矩形入口形状不是决定性的，而是选择以最小化模具加工成本。

参见图6并再次参见图1至图5，当液压泵关闭且没有传动液压力作用在唇形密封件32上时，唇形密封件32显示为松弛状态。如前所述，当液压泵关闭，传动液从活塞腔28排出，允许空气进入并积聚在活塞腔28中。在这种状态下，第一槽36的槽底面52与内壳体14的内面66间隔开，从而提供空气从活塞腔28排放到排出通道30的流动路径。当液压泵接下来启动时，传动液流入活塞腔28并且传动液压力开始在压力施加方向50上建立。在唇形密封件32发生实质变形之前，迫使活塞腔中的空气通过第一槽36(以及通过其它槽)向外排出到排出通道30中。

参照图7并再次参照图6，在唇形密封件32保持在设置在活塞18中的密封槽34中的情况下，由作用在压力施加方向50上的传动液施加的压力弹性地偏转唇形密封件32。在参照图6描述的初始排气期之后，持续的弹性变形继续，直到外周边表面40如图7所示向上弹性偏转，并且外周边表面40直接接触并密封内壳体14的内面66。当槽底面52也接触内壳体14的内面66时，该接触也使第一槽36塌缩。因此，活塞腔28和排出通道30之间的排放流动路径被阻塞并保持阻塞，以在变速器的正常操作期间防止传动液排出到排出通道30中。

本公开的排放唇形密封件提供若干优点。这些包括在弹性体唇形密封件中提供多个槽。当唇形密封件安置在活塞的密封槽中时，活塞的密封槽移动以致动自动变速器的摩擦离合器，这些槽为活塞腔中的空气提供了排放经过活塞到达排出通道的路径。唇形密封件的弹性材料还允许增加作用在唇形密封件上的流体压力，使唇形密封件弹性变形，使槽塌缩，然后防止流体或空气经过活塞。

本公开的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离本公开的主旨的变型旨在落入本公开的范围内。不应将这些变化视为脱离本公开的精神和范围。

Claims (6)

1.一种唇形密封件，包括：

弹性材料的主体，其限定大致圆形形状；

多个槽，其围绕所述主体的外周边预先形成，每个所述槽限定了从所述唇形密封件的外周边表面向外开口的大致矩形形状；

角间距，其分隔连续的所述槽；以及

位于所述外周边表面和所述主体的内周边表面之间的凹陷环腔，所述凹陷环腔从所述唇形密封件主体的第一面向外打开并围绕所述唇形密封件周向延伸，所述第一面大致垂直于所述内周边表面定向，所述凹陷环腔使得所述唇形密封件的局部横截面减小，所述外周边表面相对于第一面成角度地定向并且朝向与第二面的交叉处逐渐变细，所述第一面大致平行于所述第二面定向，所述外周边表面不平行于所述内周边表面定向，当将加压流体施加到所述凹陷环腔时，所述凹陷环腔增强所述唇形密封件的弹性偏转，同时外周边表面向上弹性地向右偏转，直到所述外周边表面接触并密封内壳体的内面。

2.根据权利要求1所述的唇形密封件，其中所述多个槽限定六个槽，每个槽与所述槽中的连续一个等距地定位。

3.根据权利要求1所述的唇形密封件，其中所述角间距限定在连续的所述槽之间提供的大约60度。

4.根据权利要求1所述的唇形密封件，其中所述凹陷环腔围绕所述唇形密封件主体周向延伸。

5.根据权利要求1所述的唇形密封件，其中所述角间距在任何两个连续的所述槽之间是相等的。

6.一种用于从自动变速器离合器活塞腔排放空气的系统，包括：

内壳体，其连接并旋转输出轴；

活塞，其位于所述内壳体的活塞腔内，所述活塞可滑动地移动以接合离合器；以及

唇形密封件，其位于所述活塞的密封槽中，所述唇形密封件包含：

弹性材料的主体，其限定大致圆形形状；

所述主体的外周边，其具有与所述内壳体接触的外周边表面；

多个槽，其围绕所述主体的所述外周边预先形成，每个所述槽限定一个从所述唇形密封件的所述外周边表面向外指向的大致矩形形状的开口；以及

位于所述外周边表面和所述主体的内周边表面之间的凹陷环腔，所述凹陷环腔从所述唇形密封件主体的第一面向外打开并围绕所述唇形密封件周向延伸，所述第一面大致垂直于所述内周边表面定向，所述凹陷环腔使得所述唇形密封件的局部横截面减小，所述外周边表面相对于第一面成角度地定向并且朝向与第二面的交叉处逐渐变细，所述第一面大致平行于所述第二面定向，所述外周边表面不平行于所述内周边表面定向，当将加压流体施加到所述凹陷环腔时，所述凹陷环腔增强所述唇形密封件的弹性偏转，同时外周边表面向上弹性地向右偏转，直到所述外周边表面接触并密封内壳体的内面，

其中，通过将加压流体引入所述活塞腔中作用在所述唇形密封件上，所述活塞腔内的空气通过所述内壳体和所述外周边表面之间的多个所述槽排放。

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