DE102019217768A1

DE102019217768A1 - Abdichtung des Spulenkörpers eines direktgesteuerten Kupplungsventils gegenüber dem Ventilgehäuse

Info

Publication number: DE102019217768A1
Application number: DE102019217768.9A
Authority: DE
Inventors: Tobias Pfleger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-05-20

Abstract

Es wird eine Abdichtung eines Spulenkörpers (1) eines direktgesteuerten Kupplungsventils (2) gegenüber einem Ventilgehäuse (4) des Kupplungsventils (2) vorgeschlagen, bei der an einem Zentrierbund (7) des Spulenkörpers (1) des direktgesteuerten Ventils (2), der der Ausrichtung des Spulenkörpers (1) zur Ventilachse dient, ein O-Ring angeordnet ist, welcher im Bereich einer am Ventilgehäuse (4) vorgesehenen Montagefase (8) dichtet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung des Spulenkörpers eines direktgesteuerten Kupplungsventils gegenüber dem Ventilgehäuse des Kupplungsventils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, bei Automatgetrieben von Kraftfahrzeugen direktgesteuerte Kupplungsventile einzusetzen.
Bei direktgesteuerten Kupplungsventilen ist im montierten Zustand das Ventil in einer Kartusche an einem Spulenkörper angebracht. Bei Automatgetrieben, bei denen kein Notlaufprogramm vorgesehen ist, muss der Raum zwischen dem Kupplungsventil und dem Spulenkörper mit Öl befüllt sein, damit der Ankerraum des Spulenkörpers befüllt bleibt und die Regeleigenschaften erhalten bleiben.
Hierbei erfolgt die axiale Dichtung zwischen dem Spulenkörper und dem Ventilgehäuse über einen am Spulenkörper vorgesehenen Bund, der axial gegen das Ventilgehäuse gepresst wird, wobei die erforderliche Anpresskraft mit einem Halteblech auf das außenliegende Ende des Spulenkörpers aufgebracht wird. Ein kleinerer Zentrierbund am Spulenkörper dient der Ausrichtung des Spulenkörpers zur Ventilachse. Im Raum zwischen dem Kupplungsventil und dem Spulenkörper liegt Umgebungsdruck an, so dass die erzielbare axiale Dichtung ausreichend ist, da keine bzw. vernachlässigbare zusätzliche Kräfte auf das Halteblech entstehen.
Bei Automatgetrieben, bei denen ein Notlaufprogramm vorgesehen ist, werden im Fehlerfall einzelne Kupplungsventile zum Einlegen eines vorgesehenen Notgangs auf der Stirnseite bedruckt. Beispielsweise können hierbei drei Kupplungen sowie eine zwischen dem Motor und dem Getriebe vorgesehene Trennkupplung geschlossen werden.
Zum Bedrucken der Stirnseite der Kupplungsventile wird der Raum zwischen Kupplungsventil und Spulenkörper mit Druck beaufschlagt, wobei der Druck auch auf die Fläche innerhalb des Dichtbunds am Spulenkörper wirkt, so dass die dabei erzeugte Axialkraft die Mindestanpresskraft des Halteblechs übersteigt und der Spulenkörper in nachteiliger Weise vom Gehäuse abhebt, was zu Leckage führt. Hierbei ist die hydraulisch wirksame Fläche über den Dichtbund am Spulenkörper begrenzt.
Da hierbei die Anpresskraft nicht erhöht werden kann, muss der hydraulisch wirksame Durchmesser verringert werden, wobei zu diesem Zweck nach dem Stand der Technik der axiale Dichtbund im Gehäuse abschnittsweise freigestellt wird und die axiale Dichtung über eine Spaltdichtung zwischen Zentrierbund des Spulenkörpers und dem Ventilgehäuse erfolgt. Die dabei auftretende Leckage übertrifft bei Betriebstemperatur jedoch die bereitgestellte Ölmenge des Notlaufaktuators, so die Notwendigkeit entsteht, die Leckage am Dichtbund über ein zusätzliches Dichtelement zu reduzieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung des Spulenkörpers eines direktgesteuerten Kupplungsventils gegenüber dem Ventilgehäuse des Kupplungsventils anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, zur Abdichtung des Spulenkörpers eines direktgesteuerten Kupplungsventils gegenüber dem Ventilgehäuse an einem Zentrierbund des Spulenkörpers des direktgesteuerten Ventils einen O-Ring anzuordnen, welcher im Bereich der Montagefase am Ventilgehäuse dichtet, um auf diese Weise die erforderliche Bundlänge zu verkürzen, da bei klassischer Auslegung der erforderlichen O-Ring-Nut, bei der der O-Ring nach dem Überfahren einer Montagefase gegen einen zylindrischen Bohrungsabschnitt dichtet, die erforderliche Bundlänge in der Regel länger als der verfügbare Bauraum bis zur ersten Gusstasche des Ventils ist, so dass die O-Ring-Nut im Bereich der ersten Gusstasche liegt.
Gemäß der Erfindung beginnt die O-Ring-Nut zur Aufnahme des O-Rings an der Stirnfläche des Spulenkörpers des Ventils, wobei der Durchmesser der O-Ring-Nut größer gewählt ist als bei der klassischen Auslegung, um die gewünschte Verpressung zu erzielen.
Bevorzugter Weise ist der Winkel der Montagefase des O-Rings möglichst flach gewählt, um den Axialanteil der Kräfte durch den O-Ring gering zu halten.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Tiefe der O-Ring-Nut am Zentrierbund weiter reduziert werden, wobei zu diesem Zweck ein Teil des erforderlichen Nutquerschnitts über eine Bohrungskontur am Ventilgehäuse zur Verfügung gestellt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1: Eine schematische Schnittansicht eines direktgesteuerten Kupplungsventils zur Veranschaulichung der Abdichtung des Spulenkörpers eines direktgesteuerten Kupplungsventils gegenüber dem Ventilgehäuse nach dem Stand der Technik;
2: Eine perspektivische Ansicht des Kupplungsventils nach 1;
3: Eine perspektivische Detailansicht zur Veranschaulichung der Abdichtung des Spulenkörpers eines direktgesteuerten Kupplungsventils gegenüber dem Ventilgehäuse gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung; und
4: Eine perspektivische Detailansicht zur Veranschaulichung der Abdichtung des Spulenkörpers eines direktgesteuerten Kupplungsventils gegenüber dem Ventilgehäuse gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.

In der beigefügten 1 ist ein Spulenkörper 1 eines in einer hydraulischen Getriebesteuerung angeordneten Kupplungsventils 2 dargestellt. Der Raum 3 zwischen dem Kupplungsventil 2 und dem Spulenkörper 1 muss hierbei mit Öl befüllt sein, damit der Ankerraum des Spulenkörpers 1 befüllt bleibt und die Regeleigenschaften des Kupplungsventils 2 erhalten bleiben.
Wie aus 1 ersichtlich, erfolgt die axiale Dichtung zwischen dem Spulenkörper 1 und dem Ventilgehäuse 4 bzw. die Abdichtung des Spulenkörpers 1 des direktgesteuerten Kupplungsventils 2 gegenüber dem Ventilgehäuse 4 über einen am Spulenkörper 1 vorgesehenen Dichtbund 5, der axial gegen das Ventilgehäuse 4 gepresst wird, wobei die hierfür erforderliche Anpresskraft bezugnehmend auf 2 mittels eines beim gezeigten Beispiel verschraubten Halteblechs 6 auf das außenliegende Ende des Spulenkörpers 1 aufgebracht wird.
Der Spulenkörper 1 des Kupplungsventils 2 weist an der dem Kupplungsventil 2 zugewandten Seite einen Zentrierbund 7 auf, welcher der Ausrichtung des Spulenkörpers 1 zur Ventilachse dient. Hierbei liegt im Raum 3 zwischen dem Kupplungsventil 2 und dem Spulenkörper 1 Umgebungsdruck an, so dass die erzielbare axiale Dichtung ausreichend ist.
Die bei den Beispielen gemäß 1 und 2 erzielbare axiale Dichtung zwischen dem Spulenkörper 1 und dem Ventilgehäuse 4 des Kupplungsventils 2 ist jedoch nicht ausreichend, wenn das Kupplungsventil 2 zum Einlegen eines vorgesehenen Notgangs im Rahmen eines Notfallprogramms auf der Stirnseite bedruckt wird. In diesem Fall wird der Raum 3 zwischen dem Kupplungsventil 2 und dem Spulenkörper 1 mit Druck beaufschlagt, der auch auf die Fläche innerhalb des Dichtbunds am Spulenkörper 1 wirkt, wobei die durch den Druck erzeugte Axialkraft die Mindestanpresskraft des Halteblechs 6 übersteigt und der Spulenkörper 1 vom Gehäuse 4 des Kupplungsventils 2 abhebt.
Um dies zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 3 eine Abdichtung des Spulenkörpers 1 eines direktgesteuerten Kupplungsventils 2 gegenüber dem Ventilgehäuse 4 vorgeschlagen, bei der am Zentrierbund 7 des Spulenkörpers 1 des direktgesteuerten Ventils 2 ein O-Ring angeordnet ist, welcher im Bereich einer Montagefase 8 am Ventilgehäuse 4 dichtet. Die erfindungsgemäß am Zentrierbund 7 des Spulenkörpers 1 vorgesehene O-Ring-Nut ist in 3 und 4 mit dem Bezugszeichen 9 versehen.
Durch diese Konzeption wird die zur Abdichtung erforderliche Bundlänge in vorteilhafte Weise verkürzt, da bei klassischer Auslegung der erforderlichen O-Ring-Nut, bei der der O-Ring nach dem Überfahren einer Montagefase gegen einen zylindrischen Bohrungsabschnitt dichtet, die erforderliche Bundlänge in der Regel länger ist als der zur Verfügung stehende Bauraum bis zur ersten Gusstasche des Kupplungsventils 2, so dass die O-Ring-Nut im Bereich der ersten Gusstasche des Kupplungsventils 2 liegen würde.
Vorzugsweise beginnt die O-Ring-Nut 9 an der Stirnfläche des Spulenkörpers 1 des Kupplungsventils 2, wobei der Durchmesser der O-Ring-Nut größer ist als bei der klassischen Auslegung, um die gewünschte Verpressung zu erzielen.
Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Ausgestaltung, bei der der Winkel der Montagefase 8 des O-Rings am Ventilgehäuse 4 möglichst flach gewählt ist, wodurch der Axialanteil der Kräfte durch den O-Ring gering gehalten werden. Hierbei wirkt der Außendurchmesser des O-Rings begrenzend, damit der O-Ring bei der Montage nicht beschädigt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung und bezugnehmend auf 4 kann ein Teil des erforderliche Nutquerschnitts über eine Bohrungskontur am Ventilgehäuse 4 geschaffen werden, die auch als Montagefase 8 dient, wodurch die Tiefe der O-Ring-Nut 9 am Zentrierbund 7 weiter reduziert wird.
Bezugszeichenliste

1: Spulenkörper
2: Kupplungsventil
3: Raum zwischen dem Kupplungsventil 2 und dem Spulenkörper 1
4: Ventilgehäuse
5: Dichtbund
6: Halteblech
7: Zentrierbund des Spulenkörpers 1
8: Montagefase
9: O-Ring-Nut

Claims

Abdichtung eines Spulenkörpers (1) eines direktgesteuerten Kupplungsventils (2) gegenüber einem Ventilgehäuse (4) des Kupplungsventils (2), dadurch gekennzeichnet, dass an einem Zentrierbund (7) des Spulenkörpers (1) des direktgesteuerten Ventils (2), der der Ausrichtung des Spulenkörpers (1) zur Ventilachse dient, ein O-Ring angeordnet ist, welcher im Bereich einer am Ventilgehäuse (4) vorgesehenen Montagefase (8) dichtet.
Abdichtung eines Spulenkörpers (1) eines direktgesteuerten Kupplungsventils (2) gegenüber einem Ventilgehäuse (4) des Kupplungsventils (2), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Zentrierbund (7) des Spulenkörpers (1) eine O-Ring-Nut (9) vorgesehen ist, welche an der Stirnfläche des Spulenkörpers (1) des Kupplungsventils (2) beginnt.
Abdichtung eines Spulenkörpers (1) eines direktgesteuerten Kupplungsventils (2) gegenüber einem Ventilgehäuse (4) des Kupplungsventils (2), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der O-Ring-Nut größer gewählt ist als bei der klassischen Auslegung, bei der ein O-Ring nach dem Überfahren einer Montagefase gegen einen zylindrischen Bohrungsabschnitt dichtet, um die gewünschte Verpressung zu erzielen.
Abdichtung eines Spulenkörpers (1) eines direktgesteuerten Kupplungsventils (2) gegenüber einem Ventilgehäuse (4) des Kupplungsventils (2), nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Montagefase (8) des O-Rings am Ventilgehäuse (4) möglichst flach gewählt ist.
Abdichtung eines Spulenkörpers (1) eines direktgesteuerten Kupplungsventils (2) gegenüber einem Ventilgehäuse (4) des Kupplungsventils (2), nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des erforderliche Nutquerschnitts der O-Ring-Nut (9) über eine Bohrungskontur am Ventilgehäuse (4) geschaffen wird, wobei die Bohrungskontur am Ventilgehäuse (4) auch als Montagefase (8) dient, wodurch die Tiefe der O-Ring-Nut (9) am Zentrierbund (7) des Spulenkörpers (1) weiter reduziert wird.