DE4018601A1

DE4018601A1 - Einrichtung zum be- und entlueften von hohlraeumen

Info

Publication number: DE4018601A1
Application number: DE19904018601
Authority: DE
Inventors: Friedrich Schreiner; Franz Boss
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1990-06-09
Publication date: 1990-12-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen in Ventilen, Arbeitskolben und Gehäusen von z.B. Getrieben, die infolge von Volumen- oder Temperaturveränderungen zum Atmen dieser Räume erforderlich sind, wobei die Hohlräume, z.B. Getriebegehäuse, auch ölführend sein können.

Aus der DE-PS 12 33 681 ist ein ölführender Raum in einem Getriebegehäuse bekannt, der über einen besonders gestalteten Verschluß be- und entlüftet wird.

Eine ähnliche Be- und Entlüftungseinrichtung in einer anderen Ausgestaltung zeigt die DE-PS 32 01 217. Obwohl diese beiden Schriften 20 Jahre auseinanderliegen, hat sich an dem Grundprinzip der Be- und Entlüftung der Hohlräume und der Zurückhaltung von mitgerissenem Öl bzw. der Verhinderung von Schmutz- und Spritzwassereintritt in der Gegenrichtung nichts verändert. Weiter sind noch sehr viele Ausgestaltungen solcher Be- und Entlüftungsverschlüsse über diese beiden Schriften hinaus allgemein bekannt.

In der DE-PS 24 58 047 wird eine völlig andere Lösung beschrieben, wobei zwischen einem Getriebegehäuse und dem Getriebegehäusedeckel, der Entlüftungsbohrungen aufweist, eine Dichtung als Abschirmeinrichtung angeordnet ist, die einen Teil des Getriebegehäuseraumes abdeckt, insbesondere den Teil, in dem im Deckel die Entlüftungsbohrungen angeordnet sind.

Allen diesen Be- und Entlüftungseinrichtungen ist gemeinsam, daß die Zurückhaltung des Öles und die Verhinderung des Feuchtigkeits- und Schmutzeintrittes nicht völlig gewährleistet werden kann. Auch bei Be- und Entlüftungseinrichtungen, die bei Ventilen und Arbeitszylindern angeordnet sind, ist der Feuchtigkeits- und Schmutzeintritt beim Belüften nicht völlig vermeidbar.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so zu gestalten, daß ein Ölaustritt bei der Entlüftung und eine Feuchtigkeits- und Schmutzaufnahme bei der Belüftung völlig ausgeschlossen wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt.

Mit der Anordnung eines Ausgleichraumes für die verdrängte Luft bzw. für die Volumenvergrößerung der Luft infolge Temperaturerhöhung, der nicht mit der Außenluft in Verbindung ist, ergibt sich ein geschlossenes System. Die in dem Ausgleichraum verdrängte Luft wird beim Belüften wieder in den Hohlraum angesaugt, so daß eine Wasseraufnahme allein infolge von hoher Luftfeuchtigkeit der Außenluft bzw. unter der Einwirkung von Spritzwasser sowie jede Verschmutzung des Hohlraumes ausgeschlossen ist.

Wird der Ausgleichraum von einem, z.B. Gummibalg, gebildet, ist der Aufwand für diese Be- und Entlüftungseinrichtung sehr gering. Bei einem kleinen Luftvolumen, das aus dem Hohlraum verdrängt wird, z.B. bei Ventilen mit einem abgesetzten Kolben, ist ein als Membran ausgebildeter Balg aus elastischem Material als Ausgleichraum nicht nur einfach im Zusammenhang mit der Anordnung, sondern auch günstig in bezug auf den technischen Aufwand. Bei einem größeren Volumen für die zwischen Hohlraum und Ausgleichraum auszutauschende Luftmenge eignet sich als einfache Lösung ein zylinderförmiger Wellbalg aus elastischem Material bzw. ein Ausgleichzylinder mit einem frei beweglichen Kolben, über den die Größenveränderung des Ausgleichraumes erfolgt. Können z.B. Gummibälge nicht innerhalb des Gehäuses untergebracht werden, so daß sie vorstehend angeordnet sind, kann eine Beschädigung derselben über Schutzkappen erfolgen.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Halteventil mit einem abgesetzten Kolben und einem Ausgleichraum, der von einem Balg aus elastischem Material in Form einer Membran gebildet wird.

Fig. 2 ein zylinderförmiger Wellbalg innerhalb eines Getriebegehäuses.

Fig. 3 ein zylinderförmiger Wellbalg, der außerhalb des Getriebes angeordnet ist.

Fig. 4 ein Ausgleichzylinder, der innerhalb des Getrieberaumes angeordnet ist.

Fig. 5 ein Ausgleichzylinder, der am Getriebegehäuse angeordnet ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein Halteventil 1, das über Druckluft geschaltet wird, dargestellt. Der Hohlraum/Zylinderraum 11 am Kolben 12 mit dem großen Durchmesser muß, wenn der Kolben 12 über Druckmittel am Anschluß 13 beaufschlagt wird und sich nach links bewegt, entlüftet werden. Dazu ist ein Ausgleichraum 2 vorgesehen, der im Volumen etwas größer sein muß als das Volumen, das vom Kolben 12 im Hohlraum 11 verdrängt wird. Der Ausgleichraum 2 wird von der Kontur 15 des Gehäuses 16 und einem Balg 3 aus elastischem Material, der in diesem Beispiel in Form einer Membran 31 gestaltet ist, gebildet. Dieser membranförmige Balg 31 wird über einen Spannring 32 luftdicht mit dem Gehäuse 16 verbunden, wobei der Ausgleichraum in einer Aussparung 17 im Gehäuse 16 angeordnet ist. Das Halteventil 1, das z.B. im Druckmittelkreis zwischen dem nicht dargestellten Geberzylinder und einem Nehmerzylinder angeordnet ist, wirkt wie folgt: Wird der Geberzylinder, der z.B. mit der Kupplung aktiviert wird, betätigt, strömt das Druckmittel über den Anschluß 18 ungehindert zum Anschluß 19, der mit dem Nehmerzylinder zur Kupplungsbetätigung verbunden ist. Mit dem Öffnen der Kupplung wird die Schaltbereitschaft im Antriebsstrang hergestellt, und die Druckluft, die den jeweiligen Gangschaltzylinder betätigt, wird gleichzeitig dem Halteventil 1 über den Anschluß 13 zugeleitet. Während in der nicht beaufschlagten Stellung dieses Anschlusses 13 der membranförmige Balg 31 an der gleichgestalteten Kontur 15 am Gehäuse 16 anliegt, wird vom Kolben 12 die Luft aus dem Zylinderraum/Hohlraum 11 verdrängt. Die Luft strömt über den Ent- und Belüftungskanal 14 und hebt den membranförmigen Balg vom Gehäuse 16 ab und erreicht in der linken Endstellung des Kolbens 12 die mit 33 bezeichnete Form bei gefülltem Ausgleichraum 2. Infolge der linsenförmigen Gestaltung des Balges 3 in Form einer Membran 31 ergibt sich neben einem geringen Strömungswiderstand auch ein geringer Druck für die Verformung dieses so geformten Balges, der praktisch nur bis zur Mittellage wirkt, während die Verstellung in die Endlage von der Eigenspannung des membranförmigen Balges, und wenn sie noch so gering ist, unterstützt wird, so daß neben dem Druck des Kolbens 12 noch ein Sog vom Ausgleichraum 2 aus auf den Zylinderraum/Hohlraum 11 wirkt. Bricht nach einer vollzogenen Schaltung im Getriebe der Luftdruck am Anschluß 13 zusammen, weil z.B. über ein nicht dargestelltes Magnetventil entlüftet wird, drückt die Feder 10 den Doppelkolben 120, 12 in seine Ausgangslage zurück. Dabei saugt der im Durchmesser große Kolben die Luft aus dem Ausgleichraum 2, bis der membranförmige Balg 31 wieder am Gehäuse 16 anliegt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist für ein größeres Volumen, das bei Temperaturschwankungen im Ausgleichraum 35 aufgenommen werden muß, in einem Getriebegehäuse 4, vorrangig in dem oberen Bereich des stirnseitigen Deckels, ein Hohlraum 42 angeordnet, der nach außen hin eine Öffnung 43 hat. Über diese wird ein z.B. zylindrisch geformter Faltenbalg 34 eingeführt und über oder an einen Bund 44 dichtend zum Gehäuse 4 in dem Gehäusedeckel 41 gehalten. Der Innenraum 35 des Faltenbalges 34 wirkt als Ausgleichraum und ist über eine Bohrung 45 im Gehäuse 4 mit dem Innenraum 46 des Gehäuses verbunden. Diese Einrichtung nach Fig. 2 wirkt wie folgt: Im kalten Zustand des Getriebes und damit des Getriebegehäuses 4 und des Getriebeöles und der Luft im Innenraum 46 des Getriebegehäuses befindet sich der Faltenbalg 34 in seiner Ausgangslage, in der die Falten 36 eng aneinanderliegen und der Innenraum 35 ein minimales Volumen hat. Mit der Erwärmung des Getriebes dehnt sich die Luft im Innenraum 46 des Getriebegehäuses 4 aus und kann zur Vermeidung eines Überdruckes über die Bohrung 45 in den Innenraum 35 des Faltenbalges 34 ausweichen, bis dieser sein maximales Volumen erreicht hat. In diesem Zustand füllt der Faltenbalg 34 den gesamten Hohlraum 42 aus. Bei großer Temperatur- und damit auch Volumenveränderung ist es auch denkbar, mehrere Faltenbälge 34 in der beschriebenen Weise am Getriebegehäuse 4 bzw. im Deckel 41 vom Getriebegehäuse anzuordnen. Die nach Fig. 2 beschriebene Lage des Faltenbalges 34 innerhalb des Getriebegehäuses hat den Vorteil, daß der Faltenbalg gegen Beschädigung geschützt ist, und daß der Hohlraum 42, in dem der Faltenbalg 34 sich befindet, bis auf den Bund 44 zur Befestigung desselben nicht zusätzlich bearbeitet werden muß. Sollte innerhalb des Getriebegehäuses 4 bzw. des Deckels 41 kein Raum für den Faltenbalg zur Verfügung stehen, ist es auch möglich, einen etwa gleich gestalteten Faltenbalg, wie in Fig. 3 dargestellt, außerhalb anzuordnen. Die Befestigung kann dabei direkt am Gehäuse 40 erfolgen; besonders vorteilhaft ist diese über die Befestigungsmittel einer Schutzkappe für den Faltenbalg 340. Diese Schutzkappe 5, die nach außen hin eine Öffnung 51 haben muß oder aus siebartigem Material gefertigt ist, kann in einfacher Weise spanlos hergestellt werden, wobei der Innenraum 350 des Faltenbalges 340 über eine Bohrung 450 mit dem Innenraum 460 des Getriebegehäuses 40 als Ausgleichraum verbunden ist.

Anstelle eines zylindrisch geformten Faltenbalges in oder am Getriebe nach den Fig. 2 und 3 kann zum Volumenausgleich eines Innenraumes, in diesem Beispiel eines Gehäuseraumes 460, ein Ausgleichzylinder 6 nach Fig. 4 im Getriebegehäuse 400 oder auch außerhalb des Getriebegehäuses 400 ein Ausgleichzylinder 7 nach Fig. 5 angeordnet sein. In den Ausgleichzylindern 6 oder 7 ist jeweils ein frei beweglicher Kolben 61, 71 angeordnet. Ein Kolben- bzw. Zylinderraum 62, 72 ist direkt oder über eine Bohrung 450 mit dem Gehäuseraum 460 als Ausgleichraum verbunden, während der der zweite Kolben- oder Zylinderraum 63, 73 z.B. über eine Öffnung 64, 74, die in der Abdeckung 65 bzw. im Ausgleichzylinder 7 angeordnet ist, mit der Außenluft in Verbindung steht. Von dem entstehenden Überdruck infolge der Erwärmung der Luft im Innenraum 460 des Getriebegehäuses 400 wird der Kolben 61, 71 nach außen verschoben, so daß sich der Gehäuseinnenraum 460 über den Ausgleichraum 62, 72 vergrößert und der Überdruck wieder abgebaut wird. Infolge der Öffnungen 64, 74 zur Außenluft, die auch siebartig gestaltet sein können, entsteht im zweiten Kolben-/ Zylinderraum 63, 73 keine Druckerhöhung.

Bezugszeichen

1 Halteventil
10 Feder
11 Zylinderraum/Hohlraum
12 Kolben, großer Durchmesser
120 Kolben, kleiner Durchmesser
13 Druckmittelanschluß
14 Ent-/Belüftungskanal
15 Kontur
16 Gehäuse
17 Aussparung
18 Anschluß
19 Anschluß
120/12 Doppelkolben
2 Ausgleichraum
3 Balg aus elastischem Material
31 Balg in Form einer Membran
32 Spannring
33 Form bei Füllung
34, 340 Zylindrisch geformter Balg
35, 350 Innenraum/Ausgleichraum
36 Falten
4, 40, 400 Getriebegehäuse
41 Getriebegehäuse Deckel
42 Hohlraum
43 Öffnung
44 Bund
45, 450 Bohrung
46, 460 Innenraum des Getriebegehäuses
5 Schutzkappe
51 Öffnung
6 Ausgleichzylinder
61 Kolben
62 Kolben-/Zylinderraum, Ausgleichraum
63 Zweiter Kolben-/Zylinderraum
64 Öffnung
65 Kappe/Abdeckung
7 Ausgleichzylinder
71 Kolben
72 Kolben-/Zylinderraum, Ausgleichraum
73 Zweiter Kolben-/Zylinderraum
74 Öffnung

Claims

1. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen (11) in Ventilen (1), Arbeitskolben und Innenräumen (46, 460) von Gehäusen (4, 40, 400), die infolge von Volumen- und/oder Temperaturveränderungen zum Atmen dieser Räume erforderlich sind, wobei die Innen- und Hohlräume, z.B. bei Getriebegehäuse (4, 40, 400), auch Ölführend sein können, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Hohl-/ Innenraum (11, 46, 460) verdrängte und angesaugte Luft in einem sein Volumen verändernden, aber von der Atmosphäre abgeschlossenen Ausgleichraum (2, 35, 350, 62, 72) gespeichert wird.

2. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichraum (2, 35, 350, 62, 72) in Verbindung mit einem Balg (3, 31, 34, 340) aus elastischem Material gebildet wird.

3. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichraum (2, 35, 350, 62, 72) von einem Zylinder-/Kolbenraum (62, 72) in Verbindung mit einem frei beweglichen Kolben (61, 71) gebildet wird.

4. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichraum (2, 35, 350, 62, 72) größer als das Volumen der zu entlüftenden Hohlräume (11) in einem Ventil- oder Arbeitszylinder und/oder größer als der Volumenanstieg der Luft im Innenraum (46, 460) eines Getriebegehäuses (4, 40, 400) bei Temperaturanstieg ist.

5. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (3, 31) aus elastischem Material in Form einer Membran ausgebildet ist.

6. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg aus elastischem Material als zylinderförmiger Wellbalg (34, 340) ausgebildet ist.

7. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg in Form einer Membran (3, 31), der den Ausgleichraum bildet, die Form einer Linse hat und im Normalzustand an einer gleich gestalteten Oberfläche (Kontur 15) eines Gehäuses (16) anliegt und im befüllten Zustand des Ausgleichraumes (2) etwa symmetrisch nach außen (Form 33) gewölbt ist.

8. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Balg (340) ausgebildete Ausgleichraum (350) eine Schutzkappe (5) in der Form der maximalen Befüllung hat.

9. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe (5) zur Außenluft eine Öffnung (51) hat oder generell in Form eines Siebes luftdurchlässig ist.

10. Einrichtung zum Ent- und Belüften von Hohlräumen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der als Ausgleichraum ausgebildete Zylinder-/ Kolbenraum (62, 72) gegenüberliegende Zylinder-/ Kolbenraum (63, 73) be- und entlüftet ist und, z.B. über eine luftdurchlässige Kappe (65), abgeschlossen wird, die siebartig oder mit Be- und Entlüftungslöchern (64, 74) ausgebildet ist.