专利名称：具有集成的旁通阀的热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中详细规定的热交换器 和一种具有这种热交换器的变速器。
背景技术：
就现代高负载的汽车变速器而言，变速器油必须被冷却到对于系 统不危险的温度。特别是在具有高的环境温度的区域中和在出于减小 噪声的原因设有变速器封壳的汽车中，设有相应的热交换器形式的冷 却装置。热交换器通常用于对变速器油的附加的冷却，但在变速器的 热态运转期间也可以用于对变速器油的加热。
当今已知的热交换器要么是油/空气热交换器，要么是油/水热交 换器，并作为附加的组件安装在汽车中的合适位置。油/水热交换器也 可以集成到汽车的马达冷却回路中。
在DE 103 15 684 Al中公开了 一种具有变速器壳体的变速器，该 变速器壳体包括齿轮旋转所在的区域。该变速器还具有如下热交换器， 即该热交换器吸收在变速器中所产生的且传递至变速器润滑剂的热 量，并借助用于排出变速器的热量的冷却剂将所述热量排出。在变速 器壳体中，在齿轮在其中旋转的区域之外设有凹槽，该凹槽被变速器 润滑剂穿流，且在该凹槽中设有热交换器。 一种设计方式表明，在输 送变速器润滑剂的泵的抽吸侧设有旁通阀，该旁通阀可以实现在变速 器润滑剂的温度低于预先给定的极限值情况下绕开热交换器。
现有技术的缺点特别是，对于在结构上分开的旁通阀来说，需要 附加的接口，这些接口必须被密封防止泄漏。而且，在结构上与热交 换器分开且与有待冷却或加热的机组分开的旁通管需要相应的构造成 本，因此需要附加的制造成本。
发明内容
本发明的目的在于，有效地设计冷却系统，并克服现有技术的缺点。
本发明的目的通过一种具有带有集成的旁通阀的热交换器的且还 具有权利要求1的特征部分的特征的同类型的变速器得以实现，或者
通过具有权利要求14的特征的热交换器得以实现。
变速器具有变速器壳体，所述变速器包括齿轮在其中旋转的区域。 该变速器还具有如下热交换器，即该热交换器吸收在变速器中所产生 的且传递至变速器润滑剂的热量，并借助用于排出变速器的热量的冷 却剂将所述热量排出。在变速器壳体中，在齿轮在其中旋转的区域之 外设有凹槽，该凹槽被变速器润滑剂穿流，且在该凹槽中设有热交换 器。
热交换器最好是单独的可插入到变速器壳体的凹槽中的部件。热 交换器可以只利用一个通过密封元件密封的法兰被保持，该法兰例如 受安全环(Sicherungsring )支撑。密封元件和法兰也可以与热交换器 一体地构造。
为了维护和安装目的，凹槽中的热交换器最好能够从壳体外部够 到。热交换器例如可以是管束式热交换器或者片式热交换器。
在一种变型设计中，用于排出变速器的热量的冷却剂与变速器之 外的散热器连接。如下设计是特别有益的，即用于排出变速器的热量 的冷却剂是驱动变速器的内燃机的冷却回路中的冷却剂。
冷却剂优选是水基的液体，且变速器润滑剂是油基的液体。
通过有益地设计和设置用于变速器润滑剂的管道，变速器壳体直 接形成用于热交换器的壳体。由此全部输送的变速器润滑剂通过热交 换器进行强制输送。由此提高了热交换器的效率，并实现了小巧紧凑 的结构方式。通过短的管道和大的流体横截面，产生很低的压降，所 述流体横截面可以通过连贯地集成到变速器壳体中而产生。为了油输 送、密封和固定，只需简单且成本低廉的适配部分。简单且有效的技 术也确保了对冷却剂的连接，而无需附加的密封件。尽管集成度高，仍可以容易地改装和拆卸，而无需拆卸整个变速 器。简单的结构方式和少量的接口产生低的制造成本。同时实现了非 常好地保护热交换器免于损伤和其它机械影响。
根据本发明，热交换器具有设置在热交换器上的旁通阀，该旁通 阀可以实现从预先给定的负压或超压起绕开热交换器。负压在如下情 况下产生，即在被变速器润滑剂穿流的且其中设有热交换器的凹槽中 的通流阻力变大，且输送变速器润滑剂的泵的抽吸侧与凹槽的出口连 接。超压在如下情况下产生，即凹槽中的通流阻力变大，且输送变速 器润滑剂的泵设置在变速器的油槽和凹槽的入口之间。大的通流阻力 例如可以在如下情况下产生，即变速器润滑剂的温度低于预先给定的 极限值，和/或在变速器润滑剂中含有污染物。如果产生了这种负压或 超压，则通过设置在热交换器上的旁通阀建立起与相应的旁通管道的 连接。所述旁通管道最好直接集成到变速器壳体中。热交换器的功能 和旁通功能通过密封件相互分开。该密封件例如可以是塑料管或金属 管。
设置在热交换器上的旁通阀自动地通过将热交换器安装到变速器 壳体中而被安装，由此确保高度的系统安全性。通过设置在热交换器 上的旁通阀和集成在变速器壳体中的旁通管道，可以实现利用非常紧 凑的结构方式的旁通功能。通过集成的旁通功能，相比于结构分开的 旁通功能，可以减少相应的接口，由此避免泄漏的问题。通过灵巧地 将旁通管道设置在变速器壳体中，用于旁通功能的结构成本得到减小， 由此成本j氐廉。
设置在热交换器上的旁通阀优选可以是中心阀，其包括阀盖和阀 盖弹簧。同样可以考虑将旁通阀构造成球阀或滑阀。
下面对照附图示例性地详细说明允许有多种实施方式的本发明的 基本原理。
图中示出图l为具有根据现有技术的热交换器和旁通阀的汽车的示意图； 图2示出具有集成的旁通阀的热交换器在变速器油冷却期间的实 施方式；和
图3示出在旁通功能期间的根据图2的热交换器。
具体实施例方式
图1为具有驱动马达4的汽车2的示意图，该驱动马达通过摩擦 离合器6作用到变速器8上。变速器8通过从动轴10与差速器12连 接，差速器12通过每个半轴14驱动车轮16。摩擦离合器6被促动器 18促动，促动器18通过信号线20与控制装置22连接。变速器8被 变速器调节器24促动，变速器调节器24设置在变速器8的壳体26 上并通过导线28与控制装置22连接。在壳体26中安装有热交换器 30，热交换器30通过两个冷却剂管路32和34与马达4及其冷却剂连 接。被加热的冷却剂在汽车散热器36中冷却下来。替代地，安装在汽 车2上的散热器38可以与热交换器30通过冷却剂管路40、 42连接， 热交换器30的冷却剂于是在所述冷却剂管路40、 42中冷却下来。热 交换器30通过油入口 58与油槽64连接，并通过油出口 60与油泵62 连接，油泵62将油输送至变速器壳体26区域中的齿轮66、 68。在油 温度低于预先给定的极限值时，变速器油并不穿流热交换器30，而是 被抽吸经过在结构上分开的旁通阀70，由此绕开热交换器30。
图2示出本发明的具有集成的旁通阀48的热交换器30,热交换 器30设置在变速器壳体26中。冷却剂通过入口 44进入到热交换器 30的内部，冷却剂通过出口 46又离开热交换器30。在变速器壳体26 中，热交换器30设置在凹槽56中，从而被油泵62从油槽64中抽吸 的变速器油通过油入口进入到凹槽56中并可以在那里环流热交换器 30。变速器油在油出口又强制输送地离开凹槽56，并被朝向油泵62 的方向抽吸，油泵62将油输送至变速器壳体26区域中的齿轮66、68。
通过将热交换器30设置在变速器壳体26的凹槽56中，实现了对 全部变速器油的最佳冷却，变速器油被油泵62强制地输送经过所述凹槽56。
热交换器30具有设置在热交换器30上的旁通阀48，旁通阀48可以实现从预先给定的负压起绕开热交换器30。旁通阀48是中心阀，且包括阀盖52和阀盖弹簧50。变速器壳体26具有阀座54，在未促动的状态下，旁通阀48的阀盖52贴靠在阀座54上。如果旁通阀48未被促动，则热交换器30被通过油泵62从变速器油槽64中所抽吸的变速器油环流。通过液压管路74，变速器油从油槽64被输送到在其中设有热交换器30的凹槽56中，并且从那里被输送至油泵62或齿轮66、 68。热交换器30的功能和旁通功能通过密封件72彼此分开。
图3示出在旁通功能期间的根据图2的热交换器30。所示的旁通阀48仍处于未促动的状态。阀盖弹簧50如下设计，即从在其中设有热交换器30的凹槽56中的一定的负压起，通过旁通阀48的阀盖52建立起与相应的旁通管道76的连接，所述凹槽56中设有热交换器30。旁通管道76最好直接集成到变速器壳体26中。热交换器30的功能和旁通功能通过密封件72彼此分开。在旁通阀48的促动状态下，即在凹槽56中产生一定的负压时，阀盖52不再贴靠在阀座54上。因此，设置在凹槽56中的热交换器30不再被由油泵62从变速器油槽64中所抽吸的变速器油环流。通过液压管路74,变速器油从油槽64经由旁通阀48通过由密封件72所限定的区域并通过旁通管道76被输送至油泵62或齿轮66、 68。
8附图标记列表
2汽车40冷却剂管路
4驱动马达42冷却剂管路
6摩擦离合器44入口
8变速器2546出口
10从动轴48集成的旁通阀
12差速器50阀盖弹簧
14半轴52阀盖
16车轮54阀座
18促动器3056凹槽
20信号线58油入口
22控制装置60油出口
24变速器调节器62油泵
26壳体64油槽
28导线3566齿轮
30热交换器68齿轮
32冷却剂管路70旁通阀
34冷却剂管路72密封件
36汽车散热器74液压管路
38散热器4076旁通管道
9
权利要求
1. 一种变速器(8)，该变速器具有一变速器壳体(26)，所述变速器包括齿轮(66、68)在其中旋转的区域，所述变速器还具有热交换器(30)，所述热交换器吸收在所述变速器(8)中所产生的且传递至变速器润滑剂的热量，并借助用于排出所述变速器(8)的热量的冷却剂将所述热量排出，其特征在于，所述热交换器(30)具有一集成的旁通阀(48)，所述旁通阀可以实现从预先给定的负压或超压起绕开所述热交换器(30)。
2. 如权利要求1所述的变速器(8)，其特征在于，在所述变速器 壳体(26)中，在所述齿轮(66、 68)在其中旋转的区域之外设有凹 槽(56),所述凹槽被变速器润滑剂穿流，且在所述凹槽中设有所述热 交换器(30)。
3. 如权利要求1或2所述的变速器(8)，其特征在于，所述旁通 阀(48)是中心阀，且包括阀盖(52)和阀盖弹簧(50)。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的变速器(8)，其特征在于， 所述变速器壳体(26)具有阀座(54)，在未促动的状态下，所述旁通 阀(48)的阀盖(52)贴靠在所述阀座(54)上。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的变速器(8)，其特征在于， 所述热交换器(30)的功能和旁通功能通过密封件(72)相互分开。
6. 如权利要求5所述的变速器(8 ),其特征在于，所述密封件(72 ) 设计为由塑料或金属制成的管的形式。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的变速器(8)，其特征在于， 对于所述旁通功能所需要的旁通管道(76)直接集成到所述变速器壳 体(26)中。
8. 如前述权利要求中任一项所述的变速器(8)，其特征在于，所 述阀盖弹簧(50)如下地设计，即所述阀盖(52)从预先给定的负压 或超压起打开，由此打开与所述旁通管道(76)的连接。
9. 如前述权利要求中任一项所述的变速器(8)，其特征在于，具有集成的旁通阀(48)的热交换器(30)是单独的部件，其可插入到 所述变速器壳体(26)中的凹槽(56)内。
10. 如前述权利要求中任一项所述的变速器(8)，其特征在于， 在所述凹槽(56)内的具有集成的旁通阀(48)的所述热交换器(30) 为了维护和安装目的可从所述壳体(26)之外够得到。
11. 如前述权利要求中任一项所述的变速器(8)，其特征在于， 具有集成的旁通阀(48)的所述热交换器(30)设计为管束式热交换 器。
12. 如前述权利要求中任一项所述的变速器(8)，其特征在于， 用于排出所述变速器(8)的热量的冷却剂与所述变速器(8)之外的 散热器(38)连接。
13. 如权利要求1至12中任一项所述的变速器(8)，其特征在于， 用于排出所述变速器(8)的热量的冷却剂是驱动所述变速器(8)的 内燃机(4)的冷却回路中的冷却剂。
14. 一种热交换器(30)，其吸收热量且借助用于排出热量的冷却 剂将所述热量排出，其特征在于，所述热交换器(30)具有集成的旁 通阀(48)，所述旁通阀与包围所述热交换器(30)的壳体(26)配合 作用，且可以实现绕开所述热交换器(30)。
15. 如权利要求14所述的热交换器(30)，其特征在于，所述旁 通阀(48)设计为中心阀，且包括阀盖(52)和阀盖弹簧(50)。
16. 如权利要求14或15所述的热交换器(30)，其特征在于，所 述阀盖弹簧(50)如下设计，即所述阀盖(52)从预先给定的负压或 超压起打开，由此打开与所述旁通管道(76)的连接。
17. 如权利要求14至16中任一项所述的热交换器(30),其特征 在于，所述热交换器(30)设计为管束式热交换器。
18. 如权利要求14至17中任一项所述的热交换器(30)，其特征 在于，所述热交换器(30)是单独的部件，其例如可插入到所述变速 器壳体(26)中的凹槽(56)内，用于排出在所述变速器(8)中所产 生的且传递至变速器润滑剂的热量。
全文摘要
一种变速器(8)具有变速器壳体(26)，所述变速器壳体包括齿轮(66、68)在其中旋转的区域，所述变速器还具有热交换器(30)，所述热交换器吸收在所述变速器(8)中产生的且传递至变速器润滑剂的热量，并借助用于排出所述变速器(8)的热量的冷却剂将所述热量排出。在所述变速器壳体(26)中，在所述齿轮(66、68)在其中旋转的区域之外设有凹槽(56)，所述凹槽被变速器润滑剂穿流，且在所述凹槽中设有所述热交换器(30)。在所述热交换器(30)上设有旁通阀(48)，所述旁通阀可以实现从预先给定的负压或超压起绕开所述热交换器(30)。
文档编号F16H57/04GK101484728SQ200780024877
公开日2009年7月15日 申请日期2007年6月6日 优先权日2006年6月30日
发明者格哈德·菲雷尔, 格哈德·赫林 申请人:腓特烈斯港齿轮工厂股份公司