具有集成的旁通閥的熱交換器的製作方法

2023-10-21 07:17:32 1

專利名稱：具有集成的旁通閥的熱交換器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在權利要求1的前序部分中詳細規定的熱交換器 和一種具有這種熱交換器的變速器。
背景技術：
就現代高負載的汽車變速器而言，變速器油必須被冷卻到對於系 統不危險的溫度。特別是在具有高的環境溫度的區域中和在出於減小 噪聲的原因設有變速器封殼的汽車中，設有相應的熱交換器形式的冷 卻裝置。熱交換器通常用於對變速器油的附加的冷卻，但在變速器的 熱態運轉期間也可以用於對變速器油的加熱。
當今已知的熱交換器要麼是油/空氣熱交換器，要麼是油/水熱交 換器，並作為附加的組件安裝在汽車中的合適位置。油/水熱交換器也 可以集成到汽車的馬達冷卻迴路中。
在DE 103 15 684 Al中公開了 一種具有變速器殼體的變速器，該 變速器殼體包括齒輪旋轉所在的區域。該變速器還具有如下熱交換器， 即該熱交換器吸收在變速器中所產生的且傳遞至變速器潤滑劑的熱 量，並藉助用於排出變速器的熱量的冷卻劑將所述熱量排出。在變速 器殼體中，在齒輪在其中旋轉的區域之外設有凹槽，該凹槽被變速器 潤滑劑穿流，且在該凹槽中設有熱交換器。 一種設計方式表明，在輸 送變速器潤滑劑的泵的抽吸側設有旁通閥，該旁通閥可以實現在變速 器潤滑劑的溫度低於預先給定的極限值情況下繞開熱交換器。
現有技術的缺點特別是，對於在結構上分開的旁通閥來說，需要 附加的接口，這些接口必須被密封防止洩漏。而且，在結構上與熱交 換器分開且與有待冷卻或加熱的機組分開的旁通管需要相應的構造成 本，因此需要附加的製造成本。

發明內容
本發明的目的在於，有效地設計冷卻系統，並克服現有技術的缺點。
本發明的目的通過一種具有帶有集成的旁通閥的熱交換器的且還 具有權利要求1的特徵部分的特徵的同類型的變速器得以實現，或者
通過具有權利要求14的特徵的熱交換器得以實現。
變速器具有變速器殼體，所述變速器包括齒輪在其中旋轉的區域。 該變速器還具有如下熱交換器，即該熱交換器吸收在變速器中所產生 的且傳遞至變速器潤滑劑的熱量，並藉助用於排出變速器的熱量的冷 卻劑將所述熱量排出。在變速器殼體中，在齒輪在其中旋轉的區域之 外設有凹槽，該凹槽被變速器潤滑劑穿流，且在該凹槽中設有熱交換 器。
熱交換器最好是單獨的可插入到變速器殼體的凹槽中的部件。熱 交換器可以只利用一個通過密封元件密封的法蘭被保持，該法蘭例如 受安全環(Sicherungsring )支撐。密封元件和法蘭也可以與熱交換器 一體地構造。
為了維護和安裝目的，凹槽中的熱交換器最好能夠從殼體外部夠 到。熱交換器例如可以是管束式熱交換器或者片式熱交換器。
在一種變型設計中，用於排出變速器的熱量的冷卻劑與變速器之 外的散熱器連接。如下設計是特別有益的，即用於排出變速器的熱量 的冷卻劑是驅動變速器的內燃機的冷卻迴路中的冷卻劑。
冷卻劑優選是水基的液體，且變速器潤滑劑是油基的液體。
通過有益地設計和設置用於變速器潤滑劑的管道，變速器殼體直 接形成用於熱交換器的殼體。由此全部輸送的變速器潤滑劑通過熱交 換器進行強制輸送。由此提高了熱交換器的效率，並實現了小巧緊湊 的結構方式。通過短的管道和大的流體橫截面，產生很低的壓降，所 述流體橫截面可以通過連貫地集成到變速器殼體中而產生。為了油輸 送、密封和固定，只需簡單且成本低廉的適配部分。簡單且有效的技 術也確保了對冷卻劑的連接，而無需附加的密封件。儘管集成度高，仍可以容易地改裝和拆卸，而無需拆卸整個變速 器。簡單的結構方式和少量的接口產生低的製造成本。同時實現了非 常好地保護熱交換器免於損傷和其它機械影響。
根據本發明，熱交換器具有設置在熱交換器上的旁通閥，該旁通 閥可以實現從預先給定的負壓或超壓起繞開熱交換器。負壓在如下情 況下產生，即在被變速器潤滑劑穿流的且其中設有熱交換器的凹槽中 的通流阻力變大，且輸送變速器潤滑劑的泵的抽吸側與凹槽的出口連 接。超壓在如下情況下產生，即凹槽中的通流阻力變大，且輸送變速 器潤滑劑的泵設置在變速器的油槽和凹槽的入口之間。大的通流阻力 例如可以在如下情況下產生，即變速器潤滑劑的溫度低於預先給定的 極限值，和/或在變速器潤滑劑中含有汙染物。如果產生了這種負壓或 超壓，則通過設置在熱交換器上的旁通閥建立起與相應的旁通管道的 連接。所述旁通管道最好直接集成到變速器殼體中。熱交換器的功能 和旁通功能通過密封件相互分開。該密封件例如可以是塑料管或金屬 管。
設置在熱交換器上的旁通閥自動地通過將熱交換器安裝到變速器 殼體中而被安裝，由此確保高度的系統安全性。通過設置在熱交換器 上的旁通閥和集成在變速器殼體中的旁通管道，可以實現利用非常緊 湊的結構方式的旁通功能。通過集成的旁通功能，相比於結構分開的 旁通功能，可以減少相應的接口，由此避免洩漏的問題。通過靈巧地 將旁通管道設置在變速器殼體中，用於旁通功能的結構成本得到減小， 由此成本j氐廉。
設置在熱交換器上的旁通閥優選可以是中心閥，其包括閥蓋和閥 蓋彈簧。同樣可以考慮將旁通閥構造成球閥或滑閥。


下面對照附圖示例性地詳細說明允許有多種實施方式的本發明的 基本原理。
圖中示出圖l為具有根據現有技術的熱交換器和旁通閥的汽車的示意圖； 圖2示出具有集成的旁通閥的熱交換器在變速器油冷卻期間的實 施方式；和
圖3示出在旁通功能期間的根據圖2的熱交換器。
具體實施例方式
圖1為具有驅動馬達4的汽車2的示意圖，該驅動馬達通過摩擦 離合器6作用到變速器8上。變速器8通過從動軸10與差速器12連 接，差速器12通過每個半軸14驅動車輪16。摩擦離合器6被促動器 18促動，促動器18通過信號線20與控制裝置22連接。變速器8被 變速器調節器24促動，變速器調節器24設置在變速器8的殼體26 上並通過導線28與控制裝置22連接。在殼體26中安裝有熱交換器 30，熱交換器30通過兩個冷卻劑管路32和34與馬達4及其冷卻劑連 接。被加熱的冷卻劑在汽車散熱器36中冷卻下來。替代地，安裝在汽 車2上的散熱器38可以與熱交換器30通過冷卻劑管路40、 42連接， 熱交換器30的冷卻劑於是在所述冷卻劑管路40、 42中冷卻下來。熱 交換器30通過油入口 58與油槽64連接，並通過油出口 60與油泵62 連接，油泵62將油輸送至變速器殼體26區域中的齒輪66、 68。在油 溫度低於預先給定的極限值時，變速器油並不穿流熱交換器30，而是 被抽吸經過在結構上分開的旁通閥70，由此繞開熱交換器30。
圖2示出本發明的具有集成的旁通閥48的熱交換器30,熱交換 器30設置在變速器殼體26中。冷卻劑通過入口 44進入到熱交換器 30的內部，冷卻劑通過出口 46又離開熱交換器30。在變速器殼體26 中，熱交換器30設置在凹槽56中，從而被油泵62從油槽64中抽吸 的變速器油通過油入口進入到凹槽56中並可以在那裡環流熱交換器 30。變速器油在油出口又強制輸送地離開凹槽56，並被朝向油泵62 的方向抽吸，油泵62將油輸送至變速器殼體26區域中的齒輪66、68。
通過將熱交換器30設置在變速器殼體26的凹槽56中，實現了對 全部變速器油的最佳冷卻，變速器油被油泵62強制地輸送經過所述凹槽56。
熱交換器30具有設置在熱交換器30上的旁通閥48，旁通閥48可以實現從預先給定的負壓起繞開熱交換器30。旁通閥48是中心閥，且包括閥蓋52和閥蓋彈簧50。變速器殼體26具有閥座54，在未促動的狀態下，旁通閥48的閥蓋52貼靠在閥座54上。如果旁通閥48未被促動，則熱交換器30被通過油泵62從變速器油槽64中所抽吸的變速器油環流。通過液壓管路74，變速器油從油槽64被輸送到在其中設有熱交換器30的凹槽56中，並且從那裡被輸送至油泵62或齒輪66、 68。熱交換器30的功能和旁通功能通過密封件72彼此分開。
圖3示出在旁通功能期間的根據圖2的熱交換器30。所示的旁通閥48仍處於未促動的狀態。閥蓋彈簧50如下設計，即從在其中設有熱交換器30的凹槽56中的一定的負壓起，通過旁通閥48的閥蓋52建立起與相應的旁通管道76的連接，所述凹槽56中設有熱交換器30。旁通管道76最好直接集成到變速器殼體26中。熱交換器30的功能和旁通功能通過密封件72彼此分開。在旁通閥48的促動狀態下，即在凹槽56中產生一定的負壓時，閥蓋52不再貼靠在閥座54上。因此，設置在凹槽56中的熱交換器30不再被由油泵62從變速器油槽64中所抽吸的變速器油環流。通過液壓管路74,變速器油從油槽64經由旁通閥48通過由密封件72所限定的區域並通過旁通管道76被輸送至油泵62或齒輪66、 68。
8附圖標記列表
2汽車40冷卻劑管路
4驅動馬達42冷卻劑管路
6摩擦離合器44入口
8變速器2546出口
10從動軸48集成的旁通閥
12差速器50閥蓋彈簧
14半軸52閥蓋
16車輪54閥座
18促動器3056凹槽
20信號線58油入口
22控制裝置60油出口
24變速器調節器62油泵
26殼體64油槽
28導線3566齒輪
30熱交換器68齒輪
32冷卻劑管路70旁通閥
34冷卻劑管路72密封件
36汽車散熱器74液壓管路
38散熱器4076旁通管道
9
權利要求
1. 一種變速器(8)，該變速器具有一變速器殼體(26)，所述變速器包括齒輪(66、68)在其中旋轉的區域，所述變速器還具有熱交換器(30)，所述熱交換器吸收在所述變速器(8)中所產生的且傳遞至變速器潤滑劑的熱量，並藉助用於排出所述變速器(8)的熱量的冷卻劑將所述熱量排出，其特徵在於，所述熱交換器(30)具有一集成的旁通閥(48)，所述旁通閥可以實現從預先給定的負壓或超壓起繞開所述熱交換器(30)。
2. 如權利要求1所述的變速器(8)，其特徵在於，在所述變速器 殼體(26)中，在所述齒輪(66、 68)在其中旋轉的區域之外設有凹 槽(56),所述凹槽被變速器潤滑劑穿流，且在所述凹槽中設有所述熱 交換器(30)。
3. 如權利要求1或2所述的變速器(8)，其特徵在於，所述旁通 閥(48)是中心閥，且包括閥蓋(52)和閥蓋彈簧(50)。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於， 所述變速器殼體(26)具有閥座(54)，在未促動的狀態下，所述旁通 閥(48)的閥蓋(52)貼靠在所述閥座(54)上。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於， 所述熱交換器(30)的功能和旁通功能通過密封件(72)相互分開。
6. 如權利要求5所述的變速器(8 ),其特徵在於，所述密封件(72 ) 設計為由塑料或金屬製成的管的形式。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於， 對於所述旁通功能所需要的旁通管道(76)直接集成到所述變速器殼 體(26)中。
8. 如前述權利要求中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於，所 述閥蓋彈簧(50)如下地設計，即所述閥蓋(52)從預先給定的負壓 或超壓起打開，由此打開與所述旁通管道(76)的連接。
9. 如前述權利要求中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於，具有集成的旁通閥(48)的熱交換器(30)是單獨的部件，其可插入到 所述變速器殼體(26)中的凹槽(56)內。
10. 如前述權利要求中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於， 在所述凹槽(56)內的具有集成的旁通閥(48)的所述熱交換器(30) 為了維護和安裝目的可從所述殼體(26)之外夠得到。
11. 如前述權利要求中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於， 具有集成的旁通閥(48)的所述熱交換器(30)設計為管束式熱交換 器。
12. 如前述權利要求中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於， 用於排出所述變速器(8)的熱量的冷卻劑與所述變速器(8)之外的 散熱器(38)連接。
13. 如權利要求1至12中任一項所述的變速器(8)，其特徵在於， 用於排出所述變速器(8)的熱量的冷卻劑是驅動所述變速器(8)的 內燃機(4)的冷卻迴路中的冷卻劑。
14. 一種熱交換器(30)，其吸收熱量且藉助用於排出熱量的冷卻 劑將所述熱量排出，其特徵在於，所述熱交換器(30)具有集成的旁 通閥(48)，所述旁通閥與包圍所述熱交換器(30)的殼體(26)配合 作用，且可以實現繞開所述熱交換器(30)。
15. 如權利要求14所述的熱交換器(30)，其特徵在於，所述旁 通閥(48)設計為中心閥，且包括閥蓋(52)和閥蓋彈簧(50)。
16. 如權利要求14或15所述的熱交換器(30)，其特徵在於，所 述閥蓋彈簧(50)如下設計，即所述閥蓋(52)從預先給定的負壓或 超壓起打開，由此打開與所述旁通管道(76)的連接。
17. 如權利要求14至16中任一項所述的熱交換器(30),其特徵 在於，所述熱交換器(30)設計為管束式熱交換器。
18. 如權利要求14至17中任一項所述的熱交換器(30)，其特徵 在於，所述熱交換器(30)是單獨的部件，其例如可插入到所述變速 器殼體(26)中的凹槽(56)內，用於排出在所述變速器(8)中所產 生的且傳遞至變速器潤滑劑的熱量。
全文摘要
一種變速器(8)具有變速器殼體(26)，所述變速器殼體包括齒輪(66、68)在其中旋轉的區域，所述變速器還具有熱交換器(30)，所述熱交換器吸收在所述變速器(8)中產生的且傳遞至變速器潤滑劑的熱量，並藉助用於排出所述變速器(8)的熱量的冷卻劑將所述熱量排出。在所述變速器殼體(26)中，在所述齒輪(66、68)在其中旋轉的區域之外設有凹槽(56)，所述凹槽被變速器潤滑劑穿流，且在所述凹槽中設有所述熱交換器(30)。在所述熱交換器(30)上設有旁通閥(48)，所述旁通閥可以實現從預先給定的負壓或超壓起繞開所述熱交換器(30)。
文檔編號F16H57/04GK101484728SQ200780024877
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月6日 優先權日2006年6月30日
發明者格哈德·菲雷爾, 格哈德·赫林 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司