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Die
Erfindung betrifft einen Ölkühlkreislauf eines
Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes, umfassend
ein Getriebegehäuse, worin eine Zu- und eine Rückführleitung
zum Austausch von Öl zwischen einem Innenraum und einem außerhalb
des Getriebegehäuses platzierten Ölkühler
ausgebildet sind, wobei zwischen dem Ölkühler und
dem Innenraum ein Wegeventil vorgesehen ist, in welchem mittels
Betätigung eines, mit einer Rückstellfeder belasteten
und entlang der Längsmittelachse des Wegeventils verschiebbaren
Ventilelements die Rückführleitung mit der Zuführleitung
koppelbar ist, wobei das Ventilelement seitens der Rückführleitung
mit einem stiftförmigen Aufsatz versehen ist.
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Bei
Kraftfahrzeuggetrieben kommen üblicherweise Getriebeöle
zum Einsatz, um unter anderem die Reibwertverläufe der
innerhalb des Getriebes vorgesehenen Kupplungen zu beeinflussen, Wärme
abzuführen und Zahneingriffe sowie Lager zu schmieren oder
die in Kraftfahrzeuggetrieben angeordneten Kupplungen und/oder Bremsen
zu betätigen. Bei Automatikgetrieben überträgt
das Getriebeöl des Weiteren hydrodynamisch die Leistung
im Drehmomentwandler oder Retarder. Allerdings reicht im letztgenannten
Fall die Oberfläche des Getriebegehäuses häufig
nicht aus, um die in das Getriebeöl eingeleitete Wärme
in ausreichendem Maße abzuführen. Aus diesem Grund
sind bei Automatikgetrieben meistens Ölkühler
vorgesehen, in welchen die Temperatur des Getriebeöls wieder
auf zulässige Werte herab geregelt wird.
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In
dem jeweiligen Ölkühlkreislauf zum Verbinden des
Getriebegehäuses mit dem außerhalb des Gehäuses
liegenden Ölkühler kommen zudem häufig
Wegeventile zum Einsatz, um die dem Ölkühler zugeführte
Menge an Getriebeöl bedarfsgerecht zu regeln.
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Aus
der
DE 10 2006
003 271 A1 ist ein Wegeventil bekannt, dessen Gehäuse
Anschlüsse zum Einen zur Verbindung mit Zu- und Rückführleitungen eines
Getriebegehäuses und zum anderen mit einer Einlass- und
einer Auslassleitung eines Ölkühlers aufweist.
Innerhalb des Wegeventils ist ein federbelastetes Ventilelement
vorgesehen, dass auf der Seite der Rückführleitung
und entlang der Längsmittelachse des Wegeventils über
einen stiftförmigen Aufsatz verfügt, der als thermostatische
Arbeitselemente ausgeführt ist und entsprechend der Temperatur
des jeweils vorbeiströmenden Getriebeöls seine
Länge verändert. Bei kaltem Getriebeöl
wird das Ventilelement durch die sich hierbei einstellende, kurze
Länge des stiftförmigen Aufsatzes sowie durch
eine zusätzlich angeordnete Rückstellfeder in
eine Position bewegt, in der die Verbindung zwischen der Rückführleitung
aus dem Getriebegehäuse zu der Einlassleitung des Ölkühlers
versperrt und gleichzeitig die Rückführleitung
mit der Zuführleitung des Getriebegehäuses gekoppelt
wird. Dementsprechend wird das Getriebeöl nicht über
den Ölkühler geführt, sondern fließt über
den dadurch gebildeten Bypass direkt wieder ins Getriebegehäuse
zurück. Steigt nun die Temperatur des Getriebeöls
an, verändert der stiftförmige Aufsatz seine Länge
und bewegt durch Abstützen an der ihm zugewandten, axialen
Begrenzung des Wegeventils das Ventilelement entgegen der Rückstellfeder
und verschließt allmählich den Bypass, wobei diese
axiale Verschiebung entsprechend der Erstreckung eines, auf der
anderen Seite des Ventilelements vorgesehenen Abstandelements begrenzt
wird. Das Getriebeöl wird hierdurch über die Einlassleitung
dem Ölkühler zugeführt und anschließend über
die Auslassleitung und die Rückführleitung mit
herab geregelter Temperatur wieder zum Innenraum des Getriebegehäuses
geleitet.
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Es
ist im Allgemeinen bekannt, dass ein derartiges Wegeventil innerhalb
eines Ölkühlkreislaufs eines Kraftfahrzeuggetriebes
zwischen einem Getriebegehäuse und einem Ölkühler
platziert sein kann, um einen Innenraum des Getriebegehäuses über
Zu- und Rückführleitungen mit dem Ölkühler
zu verbin den. Hierbei ist das Wegeventil mit einem eigenen Gehäuse
im Bereich außerhalb des Getriebegehäuses platziert.
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Nachteilhaft
an einer derartigen Ausgestaltung eines Ölkühlkreislaufes
ist, dass im Bereich des Kraftfahrzeuggetriebes ein entsprechender
Bauraum für das Gehäuse des Wegeventils vorgesehen
und mit entsprechenden Leitungen verbunden werden muss, was den
Platzbedarf in diesem Bereich sowie den Herstellungsaufwand erhöht.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ölkühlkreislauf
eines Kraftfahrzeuggetriebes zu schaffen, bei welchem eine Anordnung eines
Wegeventils im Bereich des Getriebegehäuses bauraumsparend
und mit niedrigem Herstellungsaufwand bewerkstelligt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung
mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauffolgenden,
abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Die
Erfindung umfasst die technische Lehre, dass das Getriebegehäuse
eine, die Zu- und Rückführleitung durchdringende
Bohrung aufweist, in welcher das Wegeventil platziert ist. Dabei
ist das Ventilelement des Wegeventils zwischen einem Boden der Bohrung
und einem, im Mündungsbereich der Bohrung vorgesehenen
Abstützelement verschiebbar angeordnet. Durch diese Maßnahme
kann ein zusätzliches Gehäuse für das
Wegeventil eingespart wenden, da dieses durch das umliegende Getriebegehäuses
und das Abstützelement gebildet wird. Des Weiteren können
Leitungen zur Verbindung des Getriebegehäuses mit dem Wegeventil
entfallen, was insgesamt zu einer erheblichen Verminderung des Herstellungsaufwandes
führt. Zudem kann durch die Integration des Wegeventils
in das Getriebegehäuse Bauraum eingespart werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der stiftförmige Aufsatz
nach Art eines thermostatischen Arbeitselementes ausgebildet. Dies
hat den Vorteil, dass eine Verschiebung des Ventilelements und damit Koppelungen
der Rückführleitung mit der Zuführleitung
des Getriebegehäuses in Abhängigkeit der Temperatur
des Getriebeöls und der damit verbundenen Längenänderung
des Arbeitselements gesteuert werden kann.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der stiftförmige
Aufsatz als starres Element ausgeführt. Dadurch kann das
Wegeventil als druckgesteuertes Ventil im Bereich des Getriebegehäuses
Anwendung finden, wobei im Normalbetrieb des Ölkühlkreislaufs
das Getriebeöl über den Ölkühler
geführt wird, während bei einem hohen Druck in
der Rückführleitung, beispielsweise aufgrund einer
sehr niedrigen Temperatur des Getriebeöls und einer damit
verbundenen, hohen Viskosität, eine Verschiebung des Ventilelements
und folglich eine Koppelung der Rückführleitung
mit der Zuführleitung ausgelöst wird.
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Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine
Einlass- oder Auslassleitung des Ölkühlers stirnseitig
des Ventilelements und im Mündungsbereich der Bohrung vorgesehen,
wobei das Abstützelement mindestens einen Durchbruch aufweist.
Dies hat den Vorteil, dass eine der beiden Leitungen des Ölkühlers
auch im Bereich der zur Aufnahme des Wegeventils vorgesehenen Bohrung
platziert werden kann und dementsprechend weitere Gestaltungsmöglichkeiten
und Anpassungen an die herrschenden Bauraumverhältnisse im
Bereich des Getriebegehäuses möglich werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das Abstützelement durch
einen ringförmigen Teil gebildet, welcher über
mindestens einen, die Mittelachse schneidenden Steg verfügt.
Durch diese Maßnahme wird zum Einen eine Abstützfläche
für die Rückstellfeder oder den stiftförmigen
Aufsatz gebildet, während gleichzeitig ein ausreichender
Durchflussquerschnitt zum Austausch des Getriebeöls dargestellt wird.
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Gemäß einer
weiteren, vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens
eine Steg in Richtung vom Ventilelement weg weisend gekröpft
ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist der mindestens
eine Steg in Richtung zum Ventilelement hin weisend gekröpft
ausgebildet. Vorteilhafterweise wird hierdurch der Durchflussquerschnitt
weiter vergrößert und ein Druckabfall in diesem
Bereich minimiert.
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In
Weiterbildung der Erfindung verfügt der mindestens eine
Steg über eine, auf der Mittelachse des ringförmigen
Teils liegende Aufnahme. Dadurch kann ein Wegrutschen des stiftförmigen
Aufsatzes verhindert und ein damit verbundenes Verkippen des gesamten
Ventilelements ausgeschlossen werden.
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Es
ist eine weitere Ausführung der Erfindung, dass der ringförmige
Teil in axialer Richtung verlängert ausgebildet ist. Mittels
dieser Verlängerung des ringförmigen Teils und
einer somit hülsenartigen Ausgestaltung des Abstützelements
kann eine, radial zu diesem verlaufende Leitung gezielt abgedrosselt werden.
In diesem Fall kann das Abstützelement also als Steuerungselement
Anwendung finden.
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Vorteilhafterweise
ist die axiale Verlängerung des ringförmigen Teils
als Dichtelement ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass bei einem
Kontakt des Abstützelements mit dem Ventilelement ein unerwünschtes
Fließen von Getriebeöl über das Abstützelement
wirksam und ohne zusätzliche Bauteile verhindert werden
kann.
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Entsprechend
einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Abstützelement über einen, auf der dem Ventilelement
abgewandten Seite platzierten Sprengring in der Bohrung gesichert.
Vorteilhafterweise wird das Abstützelement hierdurch zuverlässig
in Position gehalten.
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Weitere,
die Erfindung verbessernden Maßnahmen werden nachstehend
gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 eine
perspektivische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ölkühlkreislaufs
im Bereich eines Getriebegehäuses gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 eine
perspektivische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ölkühlkreislaufs
im Bereich eines Getriebegehäuses gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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3 eine
perspektivische Detailansicht eines Abstützelements aus 2;
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4 einen
perspektivischen Detailschnitt des erfindungsgemäßen Ölkreislaufs
im Bereich eines Wegeventils gemäß einer dritten
Ausführungsform; und
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5 eine
detaillierte Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ölkreislaufs
im Bereich des Wegeventils gemäß einer vierten
Ausführungsform.
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In 1 ist
eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Ölkühlkreislaufs
gemäß einer ersten Ausführungsform im
Bereich eines Getriebegehäuses 1 zu sehen, in
welchem eine Zuführleitung 2 und eine Rückführleitung 3 ausgebildet
sind, um einen – hier nicht dargestellten – Innenraum
mit einem ebenfalls nicht zu sehenden Ölkühler
zu verbinden. Zur Regelung der dem Ölkühler zuführbaren
Menge an Getriebeöl ist des Weiteren in einer Bohrung 4 des Getriebegehäuses 1 ein
Wegeventil 5 platziert, dass die Zu- und Rückführleitungen 2 und 3 entsprechend der
Position eines Ventilelements 6 mit einer Einlassleitung 7 und
einer Auslassleitung 8 des Ölkühlers verbindet.
Dieses Ventilelement 6 ist über eine Rückstellfeder 9 gegen
ein Abstützelement 10, welches über einen
Sprengring 11 in der Bohrung 4 gesichert ist,
vorgespannt und auf seiner, der Rückführleitung 3 zugewandten
Seite mit einem stiftförmigen Aufsatz in Form eines thermostatischen
Arbeitselements 12 versehen. Dieses thermostatische Arbeitselement 12 ändert
in Abhängigkeit seiner Temperatur seine Länge
und sorgt dabei für eine entsprechende Verschiebung des
Ventilelements 6. Auf seiner Innenseite ist das Ventilelement 6 zudem
fest mit einem Abstandselement 13 verbunden, welches eine
Verschiebung des Ventilelements 6 in Richtung der Rückstellfeder 9 nur
entsprechend seiner axialen Länge zulässt.
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In
der in 1 dargestellten Schaltsituation des Wegeventils 5 ist
das Ventilelement 6 über die Rückstellfedern 9 vollständig
in Richtung des Abstützelements 10 verschoben,
wodurch das Getriebeöl nicht in die Einlassleitung 7 des Ölkühlers
fließen kann, sondern ausgehend von der Rückführleitung 3 in
die Zuführleitung 2 zurückströmt.
Um dieses Zurückströmen an dem Ventilelement 6 vorbei
zu ermöglichen, weist die Bohrung 4 in diesem
Bereich einen Absatz 14 auf. Eine steigende Temperatur
des über die Rückführleitung 3 strömenden
Getriebeöls hat nun zur Folge, dass das thermostatische
Arbeitselement 12 seine Länge verändert
und hierbei, sich über das Abstützelement 10 abstützend,
das Ventilelement 6 entgegen der Rückstellfeder 9 in
axialer Richtung verschiebt. Diese Verschiebung wird im Extremfall
durch einen Kontakt des Abstandselements 13 mit dem Boden
der Bohrung 4 begrenzt, wobei das Ventilelement 6 in
dieser Position das Strömen des Getriebeöls in
die Einlassleitung 7 ermöglicht und gleichzeitig
das Rückströmen in die Rückführleitung 2 unterbindet.
Das Getriebeöl wird in diesem Fall also vollständig über
den Ölkühler geführt. Zwischen diesen
beiden Extrempositionen erfolgt eine Zuführung des Getriebeöls
zum Ölkühler und ein Rückströmen
in den Innenraum stufenlos entsprechend der Längenausdehnung
des thermostatischen Arbeitselements 12.
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In 2 ist
eine perspektivische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ölkühlkreislaufs
gemäß einer zweiten Ausführungsform zu
sehen. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten
Variante, ist die Einlassleitung 7' des Ölkühlers
stirnseitig des Ventilelements 6 und im Mündungsbereich
der Bohrung 4 vorgesehen. Dabei ist die Weiterführung
der Rückführleitung 3 auf der anderen
Seite des Wegeventils 5 über einen Stopfen 15 verschlossen.
Um nun ein Fließen des Getriebeöls in die Einlassleitung 7' des Ölkühlers
zu ermöglichen, weist das Abstützelement 10' den
in 3 detaillierter dargestellten Aufbau auf. Hierzu
ist in 3 zu erkennen, dass das Abstützelement 10' über
einen ringförmigen Teil 16 mit einem Steg 17 verfügt,
welcher die Mittelachse des ringförmigen Teils 16 schneidet
und hierbei zwei Durchbrüche 18A und 18B definiert.
Dieser Steg 17 ist des Weiteren in axialer Richtung gekröpft
ausgebildet und verfügt über eine, auf der Mittelachse
des ringförmigen Teils 16 liegende Aufnahme 19 zum Kontakt
mit dem hier nicht dargestellten thermostatischen Arbeitsteil 12.
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In 4 ist
eine detaillierte Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ölkühlkreislaufs
gemäß einer dritten Ausführungsform im
Bereich des Wegeventils 5 dargestellt. Im Unterschied zu
den beiden vorher beschriebenen Ausführungen weist der
ringförmige Teil 16' eine axiale Verlängerung
auf, über welche der Bohrungsquerschnitt der Rückführleitung 3 teilweise
verschlossen wird und hierüber ein Ölstrom bei
einer Koppelung mit der Einlassleitung 7' des Ölkühlers
gedrosselt wird.
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Schließlich
ist in 5 eine weitere, vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Ölkühlkreislaufs
zu sehen, bei welcher der ringförmige Teil 16'' des
Abstützelements 10''' über eine als Dichtelement 20 ausgebildete,
axiale Verlängerung verfügt. Über dieses
Dichtelement 20 wird bei einem Aufliegen des Ventilelements 6 auf
dem Abstützelement 10''' ein Strömen
von Getriebeöl aus der Rückführleitung 3 in
die Einlassleitung 7' des Ölkühlers wirksam verhindert.
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Durch
die im Vorfeld beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ölkühlkreislaufs
ist es folglich möglich, eine sehr kompakte Anordnung im
Bereich des Getriebegehäuses 1 zu erreichen und
gleichzeitig den Austausch von Getriebeöl zwischen dem Ölkühler
und dem Getriebegehäuse zu steuern.
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- 1
- Getriebegehäuse
- 2
- Zuführleitung
- 3
- Rückführleitung
- 4
- Bohrung
- 5
- Wegeventil
- 6
- Ventilelement
- 7,
7'
- Einlassleitung
- 8
- Auslassleitung
- 9
- Rückstellfeder
- 10,
10', 10'', 10'''
- Abstützelement
- 11
- Sprengring
- 12
- thermostatisches
Arbeitselement
- 13
- Abstandselement
- 14
- Absatz
- 15
- Stopfen
- 16,
16', 16''
- ringförmiger
Teil Abstützelement
- 17
- Steg
- 18A,
18B
- Durchbrüche
- 19
- Aufnahme
- 20
- Dichtelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006003271
A1 [0004]