DE19756180A1 - Kühlvorrichtung für eine Automatikgetriebe-Flüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge, und spezieller betrifft sie eine Vorrichtung zum Kühlen der ein Automatikgetriebe betreibenden Flüssig­ keit.

Wie es dem Fachmann wohlbekannt ist, variiert die Viskosität einer AGF (Automatikgetriebe-Flüssigkeit), wie sie als Betä­ tigungsöl in Automatikgetrieben für Kraftfahrzeuge verwendet wird, abhängig von ihrer Temperatur. Eine derartige Varia­ tion der AGF-Viskosität kann negative Auswirkungen auf das Funktionsvermögen von Automatikgetrieben haben.

Insbesondere liegt die AGF-Temperatur beim Start eines Mo­ tors aufgrund variierender Umgebungstemperaturen nicht fest, so daß die Viskosität der AGF beim Motorstart variieren kann. Daher ist es unmöglich, für Automatikgetriebe gleich­ mäßige Funktionseigenschaften oder gleichmäßige Ausgangs­ leistung eines Motors zu erwarten, wenn der Motor gestartet wird.

Indessen steigt, wenn ein Motor bei hoher Drehzahl oder für längere Zeit läuft, die AGF-Temperatur, was zu einer Verrin­ gerung der AGF-Viskosität führt, wodurch sich der Wirkungs­ grad des Automatikgetriebes bei der Kraftübertragung verrin­ gert. Um das obige, durch hohe AGF-Temperatur hervorgerufene Problem zu überwinden, kann die Temperatur des AGF durch einen Ölkühler (AGF-Kühler) verringert werden, wenn die AGF-Temperatur übermäßig angestiegen ist.

Fig. 1 zeigt ein Automatikgetriebe mit einer typischen AGF-Kühlvorrichtung. Beim Betrieb des Automatikgetriebes 10 wird AGF während des Umwälzens der AGF im Getriebe 10 wiederholt durch einen Auslaßstutzen 11 vom Getriebe 10 in einen AGF-Kühler 20 ausgegeben, der die AGF kühlt, um dadurch deren Temperatur herabzusetzen, bevor sie über einen Rückleitstut­ zen 12 an einen Ölbehälter 15 des Getriebes 10 zurückgelei­ tet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrich­ tung für eine Automatikgetriebe-Flüssigkeit zu schaffen, die für möglichst gleichmäßige Eigenschaften dieser Flüssigkeit sorgt.

Diese Aufgabe ist durch die Kühlvorrichtung gemäß dem beige­ fügten Anspruch 1 gelöst. Sie zeichnet sich durch eine Umge­ hungseinrichtung aus, durch die der Flüssigkeitskühler um­ gangen werden kann, wenn die Flüssigkeitstemperatur noch un­ ter einem vorbestimmten Wert liegt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist das Problem bei herkömmlichen AGF-Kühlvorrichtungen umgangen, daß die AGF unabhängig von ihrer Temperatur wiederholt durch den Kühler 20 läuft. Dadurch verhindert die bekannte Kühlvorrichtung, daß die AGF-Temperatur beim Start eines Motors bei niedri­ ger Umgebungstemperatur schnell auf einen geeigneten Be­ triebspunkt ansteigen kann. In diesem Fall weist die AGF in unerwünschter Weise für einige Zeit schlechtes Fließvermögen auf, was zu Schaltstößen führt und das Funktionsvermögen des Motors verschlechtert. Demgegenüber kann die AGF im Fall des Motorstarts schnell erhöht werden.

Die obige und andere Aufgaben, Merkmale sowie weitere Vor­ teile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

Fig. 1 zeigt ein Automatikgetriebe mit einer typischen AGF-Kühlvorrichtung;

Fig. 2A und 2B sind Schnittansichten zum Veranschaulichen des Aufbaus und des Betriebs einer Umgehungseinrichtung für ein AGF gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er­ findung, wobei Fig. 2A die Umgehungseinrichtung im Umge­ hungsmodus zeigt, in dem AGF umläuft, während sie einen AGF-Kühler umgeht, und Fig. 2B die Umgehungseinrichtung in einem Kühlmodus zeigt, in dem die AGF durch den AGF-Kühler läuft; und

Fig. 3 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Auf­ baus und des Betriebs einer Umgehungseinrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Zum Vereinfachen der Beschreibung wird das Ende der Umge­ hungseinrichtung links in den Zeichnungen als linkes Ende der Einrichtung bezeichnet, während das entgegengesetzte En­ de, das in den Zeichnungen rechts liegt, als rechtes Ende bezeichnet wird.

Wie es in den Fig. 2A und 2B dargestellt ist, weist die AGF-Umgehungseinrichtung bei einer erfindungsgemäßen Kühlvor­ richtung, wie sie in einem Ölkanal angebracht ist, der sich zwischen einem Automatikgetriebe und einem AGF-Kühler er­ streckt, ein Ventilgehäuse H auf. Im Ventilgehäuse H ist ein federbelasteter Ventilplunger SP beweglich so aufgenommen, daß er axial nach links oder rechts im Gehäuse H verstellt werden kann. Axial in das linke Ende des Ventilplungers SP ist ein Wärmeexpansionsstab 61 eingesetzt, dessen beide En­ den am Plunger SP bzw. an der linken, inneren Stirnwand des Gehäuses H anliegen. Indessen wird das rechte Ende des Ven­ tilplungers SP normalerweise durch eine Ventilfeder (eine Kompressionsschraubenfeder) 62 nach links vorbelastet, wobei die beiden Enden der Feder 62 am Ventilplunger SP bzw. an der rechten Innenstirnwand des Gehäuses H anliegen. Der Wär­ meexpansionsstab 61 ist beweglich in den Ventilplunger SP eingesetzt, und er verfügt über einen hohen Wärmeexpansions­ koeffizient, so daß er sich selektiv abhängig von der AGF-Temperatur ausdehnt und den Ventilplunger SP nach rechts unter Überwindung der Federkraft der Ventilfeder 62 ver­ schiebt.

Das Ventilgehäuse H verfügt über einen ersten bis vierten Ölstutzen 51 bis 54. Der erste Stutzen 51 empfängt die AGF vom Automatikgetriebe, während der zweite Stutzen 52 die AGF von der Umgehungseinrichtung in den AGF-Kühler leitet. Der dritte Stutzen 53 empfängt die AGF vom Kühler, während der vierte Stutzen 54 die AGF von der Umgehungseinrichtung in den Ölbehälter des Getriebes leitet.

Der Ventilplunger SP läuft abhängig von der Temperatur der eingelassenen AGF selektiv nach links oder rechts, um da­ durch selektiv zwei Innenkanäle 55, 57 oder einen Umgehungs­ kanal 56 im Gehäuse H auszubilden. Die zwei Innenkanäle 55, 57 werden gleichzeitig geöffnet, wenn der Stab 51 thermisch expandiert und den Plunger SP nach rechts verschiebt. Von den zwei Innenkanälen ermöglicht es der erste Kanal 57, den ersten und zweiten Stutzen 51 und 52 miteinander zu verbin­ den, während es der zweite Innenkanal 55 ermöglicht, den dritten und vierten Stutzen 53 und 54 miteinander zu verbin­ den. Indessen wird der Umgehungskanal 56 selektiv geöffnet, wenn der Stab 61 seine ursprüngliche Länge beibehält, wo­ durch der erste und der vierte Stutzen 51 und 54 miteinander verbunden werden können.

Das Ventilgehäuse H besteht aus zwei Gehäuseteilen, nämlich einem oberen Teil H1 und einem unteren Teil H2, die leicht so zu einem einzigen Gehäuse zusammengebaut werden können, daß sowohl der Ventilplunger SP als auch die Feder 62 zwi­ schen die zwei Teile H1 und H2 eingefügt sind. Der obere Gehäuseteil H1 verfügt über den zweiten und dritten Stutzen 52 und 53, während der untere Gehäuseteil H2 den ersten und vierten Stutzen 51 und 54 aufweist.

Nachfolgend wird die Funktion der obigen AGF-Umgehungsein­ richtung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.

Wenn ein Motor bei niedriger Umgebungstemperatur gestartet wird oder das Getriebe einen Schaltvorgang bei niedriger AGF-Temperatur ausführt, ist der Wärmeexpansionsstab 61 des Ventilplungers SP nicht expandiert, wie es in Fig. 2A darge­ stellt ist. So ist der Ventilplunger SP durch die Feder 62 vollständig nach links verschoben, wobei die linke Stirnwand des Plungers SP in engem Kontakt mit der linken Innenstirn­ wand des Gehäuses H steht.

Im obigen Zustand öffnet der Ventilplunger SP den Umgehungs­ kanal 56, wodurch der erste und der vierte Stutzen 51 und 54 miteinander verbunden sind. Daher strömt die AGF, wie sie vom Getriebe durch den ersten Stutzen 51 erhalten wird, durch den Umgehungskanal 56, bevor sie über den vierten Stutzen 54 in den Ölbehälter des Getriebes ausgelassen wird.

D. h., daß es die Umgehungseinrichtung dann, wenn die AGF-Temperatur nicht über einem speziellen Punkt liegt, der AGF auf niedriger Temperatur ermöglicht, den AGF-Kühler zu umge­ hen, wodurch die AGF-Temperatur schnell auf einen geeigneten Punkt ansteigen kann.

Indessen expandiert, wenn die AGF-Temperatur auf einen Punkt über einem geeigneten Punkt ansteigt, der Wärmeexpansions­ stab 61 aufgrund der hohen Temperatur der AGF, wie es in Fig. 2B dargestellt ist. In diesem Fall ist der Wärmeexpan­ sionskoeffizient des Wärmeexpansionsstabs 61 ausreichend hoch dafür, daß er sich abhängig von der AGF-Temperatur ziemlich dehnt. Wenn sich der Wärmeexpansionsstab 61 ther­ misch dehnt, wie oben beschrieben, verschiebt er den Ventil­ plunger SP nach rechts, während die Feder 62 zusammenge­ drückt wird.

Wenn der Ventilplunger aufgrund der Wärmeexpansion des Stabs 61 nach rechts läuft, wird der Umgehungskanal 56 geschlos­ sen, wodurch die Verbindung zwischen dem ersten und vierten Stutzen 51 und 54 aufgehoben wird. Indessen ermöglicht es der Ventilplunger SP im obigen Zustand, daß der erste Stut­ zen 51 über den ersten Innenkanal 57 mit dem zweiten Stutzen 52 in Verbindung steht und der zweite Stutzen 52 über den zweiten Innenkanal 55 mit dem vierten Stutzen 54 in Verbin­ dung steht.

Daher wird die AGF auf hoher Temperatur, wie sie über den ersten Stutzen 51 vom Getriebe in das Ventilgehäuse H aufge­ nommen wird, über den zweiten Stutzen 52 in den AGF-Kühler ausgelassen, so daß sie durch diesen gekühlt wird. Anderer­ seits durchläuft die gekühlte AGF vom Kühler den dritten Stutzen 53 und den zweiten Innenkanal 55 in dieser Reihen­ folge, bevor sie über den vierten Stutzen 54 in den Ölbehäl­ ter des Getriebes ausgelassen wird.

D. h., daß es die Umgehungseinrichtung dann, wenn die AGF-Temperatur höher als ein geeigneter Punkt ist, der AGF er­ möglicht, durch den AGF-Kühler zu laufen, bevor sie an den Ölbehälter des Getriebes zurückgeleitet wird. Daher verhin­ dert die Umgehungseinrichtung wirkungsvoll einen übermäßigen Anstieg der AGF-Temperatur.

Fig. 3 veranschaulicht den Aufbau und den Betrieb einer AGF-Umgehungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dieser Umgehungseinrichtung ist der we­ sentliche Aufbau derselbe wie beim ersten Ausführungsbei­ spiel, jedoch liegt ein zweiter Stutzen 52' an einer Posi­ tion, die mehr zum linken Ende des Ventilgehäuses H verscho­ ben ist, als dies für den zweiten Stutzen 52 beim ersten Ausführungsbeispiel gilt, und der Ventilplunger SP' weist keinen ersten Innenkanal 57 auf, was zum Fall beim ersten Ausführungsbeispiel verschieden ist. Wenn sich der Wärmeex­ pansionsstab 61 während des Betriebs der obigen Umgehungs­ einrichtung dehnt, strömt AGF durch den ersten Stutzen 51, den zwischen den Ventilgehäuse H und dem linken Ende des Ventilplungers SP' gebildeten Kanal sowie den zweiten Stut­ zen 52', bevor sie in den Ölkühler geleitet wird.

Wie oben beschrieben, schafft die Erfindung eine Umgehungs­ einrichtung für eine AGF. Diese Umgehungseinrichtung ermög­ licht es, daß die AGF einen AGF-Kühler selektiv umgeht, wenn die AGF-Temperatur ausreichend niedrig dafür ist, daß die AGF nicht gekühlt werden muß, wodurch eine AGF mit geeigne­ ter Temperatur in einem automatischen Getriebe umlaufen kann. Die Umgehungseinrichtung verbessert so das Fließvermö­ gen der AGF, sie ermöglicht es, einen Motor bei niedriger Umgebungstemperatur wirkungsvoll zu starten, und sie ermög­ licht ein wirkungsvolles Ausführen eines Schaltvorgangs ohne Erzeugung irgendwelcher Schaltstöße bei niedriger Temperatur.

Claims (6)

1. Kü

hlvorrichtung zum Kühlen einer AGF (Automatikgetrie­ be-Flüssigkeit), gekennzeichnet durch eine Umgehungseinrich­ tung zum Umgehen eines AGF-Kühlers (20), die folgendes auf­ weist:

• - ein Ventilgehäuse (H) mit
  • - einem ersten Stutzen (51), der so ausgebildet ist, daß er AGF von einem Automatikgetriebe erhält;
  • - einem zweiten Stutzen (52), der so ausgebildet ist, daß er die AGF vom Ventilgehäuse in den AGF-Kühler aus läßt;
  • - einem dritten Stutzen (53), der so ausgebildet ist, daß er die AGF vom AGF-Kühler erhält; und
  • - einem vierten Stutzen (54), der so ausgebildet ist, daß er die AGF vom Ventilgehäuse in einen Ölbehälter des Getrie­ bes ausläßt;
• - einen Ventilplunger (SP), der verstellbar im Ventilgehäuse aufgenommen ist und so ausgebildet ist, daß durch ihn der erste und der zweite Stutzen selektiv miteinander verbunden werden können und der dritte und vierte Stutzen gleichzeitig miteinander verbunden werden können, oder der erste und der vierte Stutzen miteinander verbunden werden können;
• - einen Wärmeexpansionsstab (61), der an einem Ende des Ven­ tilplungers vorhanden ist und so ausgebildet ist, daß er diesen abhängig von der AGF-Temperatur in einer von zwei Richtungen verstellt; und
• - eine Feder (62), die im Ventilgehäuse an einer Position so vorhanden ist, daß sie den Ventilplunger in der Richtung entgegengesetzt zur Ausdehnungsrichtung des Wärmeexpansions­ stabs vorbelastet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (H) folgendes aufweist:

• - einen oberen Gehäuseteil (H1) mit dem zweiten (52) und dem dritten (53) Stutzen; und
• - einen unteren Gehäuseteil (H2) mit dem ersten (51) und dem vierten (54) Stutzen.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ventilplunger (SP) folgendes aufweist:

• - einen Innenkanal (55), der es ermöglicht, den dritten (53) und den vierten (54) Stutzen miteinander zu verbinden; und
• - einen Umgehungskanal (56), der es ermöglicht, den ersten (51) und den vierten Stutzen (54) miteinander zu verbinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilplunger (SP) auch mit einem anderen Innenka­ nal (57) versehen ist, der es ermöglicht, den ersten (51) und den zweiten (52) Stutzen miteinander zu verbinden.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Wärmeexpansionskoeffizient des Wärmeexpansionsstabs (61) höher als der des Ventilplun­ gers (SP) ist.