DE102011005406A1

DE102011005406A1 - Vorrichtung zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen

Info

Publication number: DE102011005406A1
Application number: DE102011005406A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gläser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-09-13

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen vorgeschlagen, welche als Hülse (7) ausgeführt ist, die in das Gehäuse (10) des Hydrauliksystems eingebracht ist und eine gestufte Durchgangsbohrung umfasst, wobei der Übergang zwischen den beiden Stufen im Wesentlichen konisch mit einem kleinen Konuswinkel ausgeführt ist, wobei die den größeren Durchmesser aufweisende Bohrung (8) der gestuften Durchgangsbohrung an dem Hydrauliksystem zugewanden Ende der Hülse (7) vorgesehen ist und die den kleineren Durchmesser aufweisende Bohrung (9) an dem Hydrauliksystem abgewandten Ende der Hülse (7) vorgesehen ist und wobei die Vorrichtung (6) eine Kugel (11) aufweist, die vor der initialen Entlüftung des Hydrauliksystems innerhalb der Bohrung (8) mit dem größeren Durchmesser angeordnet ist, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der größeren Bohrung (8) und größer als der Durchmesser der kleineren Bohrung (9) der Vorrichtung (6) ist. Alternativ kann die Vorrichtung auch ohne separate Hülse ausgeführt sein. Die der Vorrichtung entsprechende Kontur wird in diesem Fall direkt in das hydraulische Bauteil (Kolben oder Zylinder) durch Bearbeitung oder Umformung eingebracht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei öl- und luftdichten Hydrauliksystemen, die nach dem Stand der Technik beispielsweise in Lamellenschaltelementen von Automatgetrieben eingesetzt werden, entsteht oft das sogenannte „Urluft”-Problem. Hierbei sind in neuen bzw. neu montierten Hydrauliksystemen, beispielsweise in neu montierten Hydrauliksystemen von Automatgetrieben, die Hydraulikleitungen nicht vollständig entlüftet. Dies führt aufgrund der Anforderung, dass das Hydrauliksystem öl- und luftdicht ausgeführt sein muss, dazu, dass zumindest die ersten Ansteuerungen der Hydrauliksysteme nicht dem Zielverhalten folgen, da die im System verbliebene Luft den zeitlichen Verlauf der Drücke stark beeinflusst.
Diese Situation resultiert für den Fall von Schaltungen in nachteiliger Weise in einer schlechten Schaltqualität und in entsprechenden Komforteinbußen. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zum Zweck der vollständigen Entlüftung derartiger Systeme Entlüftungsschrauben zu verwenden, wobei dies in einer signifikanten Erhöhung der Herstellungs- und Montagekosten resultiert. Zudem ist bei den bekannten Entlüftungssystemen die Durchführung eines zusätzlichen Entlüftungsprozesses erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen anzugeben, welche auf einfache und kostengünstige Weise und ohne die Notwendigkeit eines zusätzlichen Entlüftungsprozesses eine vollständige initiale Entlüftung gewährleistet, ohne die Dichtheit des Systems zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Vorrichtung zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen vorgeschlagen, welche als separate Hülse oder in Form einer Direktbearbeitung des Gehäuses oder eines Gehäuseteils oder eines anderen Bauteils wie beispielsweise eines Kolbens des Hydrauliksystems mit einem kleinen Konuswinkel aufweisenden Kugelventil ausgeführt ist. Die Vorrichtung weist eine gestufte Durchgangsbohrung auf, wobei der Übergang zwischen den beiden Stufen im Wesentlichen konisch mit einem kleinen Konuswinkel ausgeführt ist; die den größeren Durchmesser aufweisende Bohrung ist an dem Hydrauliksystem zugewanden Ende der Vorrichtung vorgesehen, wobei die den kleineren Durchmesser aufweisende Bohrung an dem Hydrauliksystem abgewandten Ende der Vorrichtung vorgesehen ist.
Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung eine Kugel auf, die vor der initialen Entlüftung des Hydrauliksystems innerhalb der Bohrung mit dem größeren Durchmesser angeordnet ist, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der größeren Bohrung und größer als der Durchmesser der kleineren Bohrung ist.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen ist wie folgt: Bei der ersten Druckbeaufschlagung des Hydrauliksystems strömt die Luft, die sich im Hydrauliksystem befindet an der Kugel vorbei und kann somit entweichen. Durch die hohe Viskosität der nach der Luft strömenden Hydraulikflüssigkeit wird die Kugel in den konischen Übergangsbereich der gestuften Durchgangsbohrung gepresst, wodurch die Durchgangsbohrung irreversibel luft- und fluiddicht geschlossen wird.
Durch den kleinen Winkel des Übergangsbereiches der gestuften Durchgangsbohrung wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass sich die Kugel im Bereich der Selbsthemmung befindet und somit auch bei nachfolgendem Druckabbau im hydraulischen System die Verschlussposition nicht verlassen kann.
Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung vorzugsweise als Hülse ausgeführt, die in das Gehäuse des Hydrauliksystems oder in ein anderen Bauteil des Hydrauliksystems einpressbar ist; die Montage der Hülse kann jedoch auch mittels Verschrauben oder mittels weiterer, dem Fachmann geläufiger Maßnahmen erfolgen. Alternativ dazu können Hülse und Gehäuse bzw. Hülse und das andere Bauteil des Hydrauliksystems auch einstückig ausgeführt sein.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorrichtung für den Fall eines ortsfesten, nicht rotierenden Hydrauliksystems vorzugsweise an dessen höchsten Stelle in beliebiger Einbaulage angebracht ist, wobei für den Fall eines rotierenden Hydrauliksystems bzw. eines Hydrauliksystems mit rotierenden Bauteilen die Vorrichtung vorzugsweise im Bereich der Drehachse des Hydrauliksystems und koaxial bzw. parallel zu dieser Drehachse angebracht ist.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine Vorrichtung zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen zur Verfügung gestellt, welche ohne die Notwendigkeit eines zusätzlichen Entlüftungsprozesses eine vollständige initiale Entlüftung gewährleistet, ohne die Dichtheit des Systems zu beeinträchtigen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine schematische Schnittansicht eines Lamellenschaltelementes zur Veranschaulichung der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen;
2: eine schematische Detailansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor der initialen Entlüftung bzw. der ersten Druckbeaufschlagung; und
3: eine schematische Detailansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der initialen Entlüftung bzw. der ersten Druckbeaufschlagung.
In 1 ist ein hydraulisch betätigbares Lamellenschaltelement 1 eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs dargestellt, umfassend ein Lamellenpaket 2 und einen in einem Zylinder 3 verschieblich angeordneten Kolben 4. Die Zuführung der Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des Kolbens 4 ist mit dem Bezugszeichen 5 versehen.
Zur initialen Entlüftung des Hydrauliksystems des Lamellenschaltelementes 1 ist am höchsten Punkt des Hydrauliksystems eine Vorrichtung 6 angeordnet, die anhand 2 und 3 näher beschrieben wird.
Bezugnehmend auf 2 ist die Vorrichtung 6 beispielhaft als Hülse 7 ausgeführt, welche in das Gehäuse 10 des Hydrauliksystems eingebracht, vorzugsweise eingepresst, ist und eine gestufte Durchgangsbohrung aufweist, wobei der Übergang zwischen den beiden Stufen im Wesentlichen konisch mit einem kleinen Konuswinkel ausgeführt ist. Alternativ kann diese gestufte Durchgangsbohrung auch direkt in das Gehäuse gebohrt sein.
Erfindungsgemäß ist die den größeren Durchmesser aufweisende Bohrung 8 der gestuften Durchgangsbohrung, im Folgenden größere Bohrung genannt, an dem Hydrauliksystem zugewanden Ende der Hülse 7 vorgesehen, wobei die den kleineren Durchmesser aufweisende Bohrung 9, im Folgenden kleinere Bohrung genannt, an dem Hydrauliksystem abgewandten Ende der Hülse 7 vorgesehen ist.
Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die Vorrichtung 1 eine Kugel 11 auf, die vor der initialen Entlüftung des Hydrauliksystems innerhalb der Bohrung 8 mit dem größeren Durchmesser angeordnet ist, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der größeren Bohrung 8 und größer als der Durchmesser der kleineren Bohrung 9 der Vorrichtung 1 ist. Die vor der initialen Entlüftung lose eingebrachte Kugel 11 ist vorzugsweise durch Verstemmung 12 oder durch weitere geeignete Maßnahmen gegen ein Herausfallen gesichert.
Die initiale Entlüftung des Hydrauliksystems mittels der hier vorgestellten Vorrichtung 1 erfolgt erfindungsgemäß bei der ersten Druckbeaufschlagung des Hydrauliksystems. Hierbei strömt die Luft (d. h. die „Urluft”), die sich im Hydrauliksystem befindet, an der Kugel 11 vorbei und kann somit durch die Bohrung 9 kleineren Durchmessers entweichen.
Wie bereits erläutert, wird die Kugel 11 aufgrund der hohen Viskosität der nach der Luft strömenden Hydraulikflüssigkeit in den konischen Übergangsbereich 13 der gestuften Durchgangsbohrung gepresst, so dass durch den entstehenden Presssitz die Bohrung 9 kleineren Durchmessers in vorteilhafter Weise irreversibel luft- und fluiddicht geschlossen wird.
In diesem Zustand, der Gegenstand der 3 ist, befindet sich die Kugel 11 bedingt durch den kleinen Winkel des konischen Übergangsbereiches 13 der gestuften Durchgangsbohrung im Bereich der Selbsthemmung; demnach kann die Kugel 11 auch bei nachfolgendem Druckabbau im hydraulischen System die Verschlussposition nicht verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Lamellenschaltelement
2: Lamellenpaket
3: Zylinder
4: Kolben
5: Zuführung
6: Vorrichtung zur initialen Entlüftung des Hydrauliksystems
7: Hülse
8: Bohrung
9: Bohrung
10: Gehäuse
11: Kugel
12: Verstemmung
13: konischer Übergangsbereich

Claims

Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Hülse (7) ausgeführt ist, die in ein Gehäuse (10) des Hydrauliksystems eingebracht ist und eine gestufte Durchgangsbohrung umfasst, wobei der Übergang zwischen den beiden Stufen im Wesentlichen konisch mit einem kleinen Konuswinkel ausgeführt ist, wobei die den größeren Durchmesser aufweisende Bohrung (8) der gestuften Durchgangsbohrung an dem Hydrauliksystem zugewanden Ende der Hülse (7) vorgesehen ist und die den kleineren Durchmesser aufweisende Bohrung (9) an dem Hydrauliksystem abgewandten Ende der Hülse (7) vorgesehen ist und wobei die Vorrichtung (6) eine Kugel (11) aufweist, die vor der initialen Entlüftung des Hydrauliksystems innerhalb der Bohrung (8) mit dem größeren Durchmesser angeordnet ist, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der größeren Bohrung (8) und größer als der Durchmesser der kleineren Bohrung (9) der Vorrichtung (6) ist. Alternativ kann diese Vorrichtung auch ohne Hülse, in dem die Kontur der Vorrichtung direkt in das hydraulische Bauteil eingebracht wird, dargestellt werden.
Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die initiale Entlüftung des Hydrauliksystems bei der ersten Druckbeaufschlagung des Hydrauliksystems erfolgt, wobei die Luft, die sich im Hydrauliksystem befindet, an der Kugel (11) vorbeiströmt und somit durch die Bohrung (9) kleineren Durchmessers entweicht und wobei die Kugel (11) aufgrund der hohen Viskosität der nach der Luft strömenden Hydraulikflüssigkeit in den konischen Übergangsbereich (13) der gestuften Durchgangsbohrung gepresst wird, so dass durch den entstehenden Presssitz die Bohrung (9) kleineren Durchmessers irreversibel luft- und fluiddicht geschlossen wird, wobei sich die Kugel (11) bedingt durch den kleinen Winkel des konischen Übergangsbereiches (13) im Bereich der Selbsthemmung befindet, so dass sie auch bei nachfolgendem Druckabbau im hydraulischen System die Verschlussposition nicht verlassen kann.
Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) für den Fall eines ortsfesten, nicht rotierenden Hydrauliksystems an dessen höchsten Stelle in beliebiger Einbaulage angebracht ist, wobei für den Fall eines rotierenden Hydrauliksystems bzw. eines Hydrauliksystems mit rotierenden Bauteilen die Vorrichtung (6) im Bereich der Drehachse des Hydrauliksystems und koaxial bzw. parallel dazu angebracht ist.
Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7) als separates Bauteil ausgebildet ist, welches in das Gehäuse (10) des Hydrauliksystems einpressbar ausgeführt ist.
Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Hülse (7) und Gehäuse (10) des Hydrauliksystems einstückig ausgebildet sind.
Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse in ein dem Bauteil des Hydrauliksystems integriert ist.
Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Bauteil ein Kolben des Hydrauliksystems ist.
Vorrichtung (6) zur initialen Entlüftung von öl- und luftdichten Hydrauliksystemen nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vor der initialen Entlüftung lose eingebrachte Kugel (11) durch Verstemmung (12) gegen ein Herausfallen gesichert ist.