DE69720312T2

DE69720312T2 - Mehrfachventil und Filter/Abdichtung dafür

Info

Publication number: DE69720312T2
Application number: DE69720312T
Authority: DE
Inventors: Jr. Carl George Chesterfield Gluf
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2017-04-16
Also published as: EP0803654A2; EP0803654A3; US5680883A; CA2201952A1; EP0803654B1; DE69720312D1; ES2193292T3

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verteiler- und Ventilvorrichtung oder -anordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Automatische Getriebe für Kraftfahrzeuganwendungen nach dem Stand der Technik verwenden gegenwärtig Elektronik, einschließlich eines Mikrocomputers, der dazu dient, eine durch einen Stellantrieb betriebene Ventileinrichtung zu betätigen, um den Strom von Hydraulikflüssigkeit zu steuern, um in dem automatischen Getriebe Schaltvorgänge zu bewirken. In derartigen elektronisch gesteuerten Automatikgetrieben ist es gegenwärtige Konstruktionspraxis, die Betätigungselemente für elektromagnetische Ventile an einem Montageblock oder Verteiler anzubringen, der zahlreiche Einlass- und Auslasskanäle aufweist, die dazu dienen, auf eine ausgewählte Ventilbetätigung hin die Strömung zu individuellen, getrennten Durchflusskanälen in den Hydraulikkreisläufen des Getriebes zu lenken.
Zum Schutz der Ventilaktuatoren vor Verunreinigung und Fremdpartikeln, die sich möglicherweise in der Hydraulikflüssigkeit des Getriebes ansammeln, hat es sich als erstrebenswert erwiesen, zwischen dem Verteiler von elektromagnetischen Ventilen und den Hydraulikkreisläufen des Getriebes eine Filtereinrichtung vorzusehen. Bisher sind an jedem der Einlass- und Auslasskanäle individuelle Dichtungsringe und Siebe für die entsprechenden einzelnen servobetätigten Ventile vorgesehen worden, was die Montage des Verteiler- und Ventilblocks an dem automatischen Getriebe aufgrund der Erfordernis des Einbaus zahlreicher zusätzlicher Teile verteuerte und darüber hinaus deren Zusammenbau erschwerte. Folglich besteht Bedarf nach Mitteln und Wegen, um für servobetätigte Ventile eine einfache und kostengünstige Filterungs- und Dichtungseinrichtung um die Ventilanschlüsse herum zu schaffen, insbesondere dort, wo solche Ventile an einem Verteiler angebracht sind, um ein Automatikgetriebe zu steuern/regeln.
US 3 788 484 zeigt eine Filtereinrichtung, die dazu dient, ein in einem Leitungssystem umströmendes Fluid zu filtern. Die Einrichtung weist ein Gehäuse mit einem seitlichen Schlitz auf, der sich in das Innere des Gehäuses erstreckt. An beiden Seiten des Schlitzes in Bezug auf die Strömungsrichtung sind innerhalb des Gehäuses zwei Dichtungsringe untergebracht. Das Filterelement weist die Gestalt eines Tennisschlägers mit einem Rahmen auf, der das Filtergitter trägt. Das Filterelement lässt sich in den Schlitz einsetzen und sein Griff ragt nach außen aus dem Gehäuse hervor.
DE 42 40 467 A1 zeigt eine Art O-Ring, der dazu vorgesehen ist, um die Verbindung zwischen zwei Leitungen fluiddicht abzudichten. Hierfür ist der Dichtungsring mit einem Randwulst versehen, der sich in eine der beiden Leitungen hinein erstreckt.
DE 38 81 255 offenbart eine Dichtungseinrichtung, zu der mehrere Dichtungen mit unterschiedlichen Öffnungen gehören. Die Dichtungen werden vor dem Zusammenbau des Gehäuses auf das eine Teil eines zweiteiligen Gehäuses geklebt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kombinierte Verteiler- und Ventilvorrichtung zu schaffen, die elektrisch betätigte Ventile aufweist, die an einem Verteilerblock befestigt sind, wobei die Einlass- und Auslasskanäle für die Ventile in dem Block vorgesehen sind, der an einem Hydraulikkreis angeschlossen ist, der geregelt/gesteuert werden soll, wobei eine einzelne Kombination eines zwischen dem Verteiler und dem zu regelnden/steuernden Kreislauf angeordneten Filter-/Dichtungsmittels vorgesehen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein einstöckiges Filter-/Dichtungselement geschaffen, das dazu dient, einen Hydraulikflüssigkeitsstrom zwischen einem Verteilerblock für motorisch verstellbare Ventile und einer daran befestigten Abdeckung oder Trennplatte zu filtern, um die Hydraulikflüssigkeit während der ausgewählten Betätigung der an dem Verteiler befindlichen Ventile abzudichten und zu filtern. Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders gut für mit einem Verteiler ausgestattete servobetätigte Ventile, wie sie für das Steuern/Regeln des Stroms von Hydraulikflüssigkeit in Automatikgetrieben für Kraftfahrzeuganwendungen verwendet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Draufsicht auf das in der Verteilerund Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Filter-/Dichtungsmittel;
2 zeigt eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels nach 1;
3 zeigt eine Schnittansicht, geschnitten längs der Schnittlinien 3–3 nach 1;
4 zeigt eine Explosionsansicht einer mit einem Verteiler ausgestatteten Ventilvorrichtung, die das Filter/Dichtungsmittel nach 1 verwendet, mit Blickrichtung von der Oberseite nach unten;
5 zeigt eine ähnliche Ansicht wie in 4, von der Unterseite nach oben betrachtet;
6 zeigt eine Querschnittansicht durch die Ausführungsform nach 4 im zusammengebauten Zustand;
7 zeigt in einer ähnlichen Ansicht wie 3 ein modifiziertes Ausführungsbeispiel;
8 zeigt in einer ähnlichen Ansicht wie in 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel; und
9 zeigt in einer ähnlichen Ansicht wie in 3 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In 1–3, auf die Bezug genommen wird, ist das in der Verteiler- und Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Filter-/Dichtungsmittel allgemein mit 10 bezeichnet und weist ein Siebgitter 12 auf, der aus Siebmaterial mit einer verhältnismäßig feinen Maschenweite gefertigt ist. In der vorliegenden Anwendung der Erfindung für Hydraulikflüssigkeiten von Kraftfahrzeuggetrieben hat sich ein Siebmaterial mit Maschenöffnungen in einem Bereich von 125–160 μm als zufriedenstellend erwiesen. Das gewebte Siebmaterial kann rostfreien Stahl oder einen Polyesterkunststoff oder einen sonstigen geeigneten Werkstoff enthalten.
An dem Gitter 12 wird einstöckig mit diesem ein Wulst ausgeformt, indem ein noch nicht ausgehärteter elastomerer Werkstoff durch das Siebgitter hindurch fließt, das Elastomer in einer Gussform geformt, anschließend zum Aushärten gelassen und aus der Form entnommen wird. In der vorliegenden Ausführung der Erfindung für Anwendungen in Zusammenhang mit Hydraulikflüssigkeit in Kraftfahrzeuggetrieben ist der Wulst aus Silikon oder einem Fluorkohlenstoffelastomer gefertigt, mit einer im ausgehärteten Zustand bestimmten Härte im Bereich von 72–78 nach der Shore-Härteskala "A". Es ist klar, dass der Elastomerwerkstoff im Spritzgussverfahren oder durch Verwendung vorgeformter Rohlinge und Formpressen in die Spritz-/Gussform eingebracht werden kann. Der Filterrost 12 kann entweder zunächst in die gewünschte Form zugeschnitten und anschließend in die Gussform eingesetzt werden, oder es kann alternativ ein grober Zuschnitt aus dem Siebrostwerkstoff in der Gussform platziert und dessen überschüssiges Material nach der Entnahme aus der Gussform entfernt werden.
In 3 ist der Wulst 14 vorzugsweise mit einem auf der einen Seite des Siebrosts ausgebildeten ersten Abschnitt 16, der eine im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmige oder runde Gestalt aufweist, und mit einem zweiten Abschnitt 18 ausgebildet, dessen Querschnittsfläche kleiner ist und der entsteht, indem das Elastomer durch das Siebgitter hindurch in eine im Wesentlichen rechteckige Konfiguration fließt.
Bezug nehmend auf 7 ist dort ein alternatives Ausführungsbeispiel eines allgemein mit 140 bezeichneten Wulstes veranschaulicht, dessen oberer Abschnitt 160 mit mehreren darin ausgebildeten, in Querrichtung beabstandeten Längsrillen 162, 164 versehen ist; und der untere Abschnitt 180 weist mehrere darauf geformte, sich in Längsrichtung erstreckende und in Querrichtung beabstandete Rippen 182, 184 auf.
In 8 ist eine weitere Ausführungsform des Wulstes allgemein mit 240 bezeichnet und weist einen oberen Wulstabschnitt 260 auf, der mehrere in dem ersten Abschnitt 260 ausgebildete, sich in Längsrichtung erstreckende und in Querrichtung beabstandete Rillen 262, 264 enthält. Der Wulst 260 weist einen zweiten Abschnitt 280 mit einem Paar sich in Längsrichtung erstreckender Rippen 282, 284 auf, die an den in Querrichtung gegenüberliegenden Rändern des Wulstes 240 angeordnet sind. In dem Ausführungsbeispiel nach 8 ist der Querschnitt des oberen oder ersten Abschnitts 260 im Wesentlichen trapezförmig.
In 9 weist ein allgemein mit 340 bezeichnetes weiteres Ausführungsbeispiel des Wulstes einen oberen Wulstabschnitt 360 auf, in dem eine einzelne Längsrille 362 ausgebildet ist; und in dem unteren Wulstabschnitt 380 des Wulstes 340 ist eine einzige, sich in Längsrichtung erstreckende mittige Nut 382 ausgebildet.
Es wird nun auf die 4, 5 und 6 Bezug genommen, in denen eine mit einem Verteiler ausgestattete Anordnung mit motorisch betätigten Ventilen gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist, die allgemein mit 20 bezeichnet ist und einen Verteilerblock 22 enthält, der mehrere servobetätigte Ventile in Form von elektromagnetischen Ventilen 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36 aufweist, die an dem Block 22 befestigt sind und Anschlüsse aufweisen, wie die in 5 mit den Bezugszeichen 33, 35 bezeichneten, die dazu dienen, Ströme ventilgesteuert durch ausgewählte Kanäle in dem Block zu leiten.
Wie in 5 zu sehen, weist der Verteilerblock 22 mehrere Ventilkanäle auf, die an der Unterseite des Blocks 22 in einer etwas labyrinthartigen Anordnung vorgesehen ist, wie repräsentativ mit dem Bezugszeichen 38 bezeichnet. Die Kanäle 38 sind geeignet eingerichtet, um einzeln mit ausgewählten Anschlüssen der einzelnen elektromagnetischen Ventile 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36 zu kommunizieren, um auf eine Betätigung eines beliebigen der elektromagnetischen Ventile hin den gewünschten Strom zu dem ausgewählten Durchlasskanal zu leiten. Eine derartige Anordnung ist aus dem Stand der Technik im Zusammenhang mit Konstruktionen automatischer Getriebe bekannt.
Gemäß 4, 5 und 6 wird das Filter-/Dichtungsmittel 10 über den in dem Verteilerblock 22 ausgebildeten Kanälen 38 angeordnet; und über dem Filter-/Dichtungsmittel 10 kommt eine Trennplatte zu liegen, die die gewünschte Anordnung und Position von mit dem Bezugszeichen 40 bezeichneten Durchflusskanälen aufweist. Die Trennplatte 42 ist dort durch beliebige geeignete Mittel, beispielsweise durch Klemmen mittels einer weiteren Platte oder über in dem Ver teilerblock 22 und der Platte 42 vorgesehene, geeignete Bohrungen durch mit Gewinde versehene Befestigungselemente befestigt, die zur Vereinfachung nicht dargestellt sind.
Gemäß 6 weist die untere Fläche des Blocks 22 mehrere darin ausgebildete Rillen 44 auf, in denen der obere Wulstabschnitt 16 des Filter-/Dichtungsmittels 10 aufgenommen ist. In ähnlicher Weise würden der obere Abschnitt 160 des Ausführungsbeispiels nach 7, der obere Abschnitt 260 des Ausführungsbeispiels nach 8 und der obere Abschnitt 360 der Ausführungsform nach 9 ebenfalls in der Nut 44 aufgenommen werden. Obwohl vielfältige Ausführungsformen des Wulstes in den Ausführungsbeispielen 10, 140, 240 und 340 veranschaulicht sind, ist es verständlich, dass der Querschnitt des Wulstes für beliebige spezielle Anforderungen an die Abdichtung nach Bedarf variiert werden kann. Ebenfalls ist es klar, dass abhängig von den Dichtungsanforderungen für die speziell verwendete Hydraulikflüssigkeit ein anderer elastomerer Werkstoff als der hier beschriebene verwendet werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend eine einzigartige und neue Kombination aus Filter und Dichtung für den Einsatz in einer Verteileranordnung eines Magnetventils geschaffen, die dazu dient, in Automatikgetrieben, wie sie in Kraftfahrzeugen verwendet werden, für die Steuerung des hydraulischen Fluidstroms zu sorgen.
Obwohl die Erfindung voranstehend anhand der veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es verständlich, dass die Erfindung modifiziert und abgewandelt werden kann und lediglich durch den Schutzumfang der nachfolgenden Patentansprüche beschränkt ist.

Claims

Verzweigungs- und Ventilvorrichtung (20) zu der gehören: (a) ein Verzweigungsblock (22) mit mehreren Einlasskanälen (33,35) und mehreren Auslasskanälen (33,35); (b) antriebsgesteuerte Ventilmittel (24...36), die an dem Verzweigungsblock (22) angeordnet sind und dazu dienen, auf Betätigung hin die Strömung zwischen den Ein- und Auslasskanälen (33,35) selektiv zu steuern; (c) eine Trennplatte (42) mit mehreren darin ausgebildeten Öffnungen (40), die über den Einlasskanälen und Auslasskanälen (33,35) zu liegen kommen, wobei die Öffnungen (40) der Trennplatte (42) mit ausgewählten der Einlassanschlüsse und Auslassanschlüsse (33,35) strömungsmäßig verbunden sind; gekennzeichnet durch (d) ein Filter-/Dichtungsmittel (10), das zwischen der Trennplatte (42) und dem Verzweigungsblock (22) eingefügt ist und zu dem gehören: (i) ein aus gewebtem Siebmaterial gefertigtes Gitter (12) ; (ii) ein Wulst (14,140,240,340), der geeignet ausgelegt ist, um ausgewählte der Öffnungen (40) zu isolieren, wobei der Wulst (14,140,240,340) aus einem elastomeren Werkstoff gefertigt ist, der sich durch das Gitter (12) hindurch erstreckt und erste und zweite Abschnitte (16,18,160,180,260, 280,360,380) des Wulstes (14,140,240,340) auf entgegengesetzten Seiten des Gitters (12) an einer gemeinsamen Position darauf bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Wulst (14,140,240,340) aus einem Werkstoff gefertigt ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die auf (a) Silikonelastomer oder (b) Fluorkohlenstoffelastomer basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gitter (12) aus einem Werkstoff gefertigt ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die auf (a) rostfreiem Stahl oder (b) Polyesterkunststoff basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Wulst (14,140,240,340) aus einem elastomeren Werkstoff mit einer Härte im Bereich 72–78, gemessen nach der Shore-Härteskala "A", gefertigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die ersten Abschnitte (16,18,160,180,260,280,360,380) des Wulstes (14,140,240,340) einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zweiten Abschnitte (16,18,160,180,260,280,360,380) des Wulstes (14,140,240,340) im Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zu den antriebsgesteuerten Ventilmitteln (24...36) wenigstens ein elektromagnetisch betätigtes Ventil gehört.