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Die
Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung
zur Entlüftung
einer fluidgeschmierten und/oder -gekühlten Komponente eines Antriebsstrangs,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Entlüftungskanal,
der mit einer Fluid enthaltenden Kammer der Komponente in Verbindung
steht.
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Eine
derartige Entlüftungseinrichtung
ist grundsätzlich
bekannt und dient beispielsweise dazu, einen ölgeschmierten Getriebeabschnitt
oder eine ölgeschmierte
Kupplung eines Kraftfahrzeugs zu entlüften. Um einen Austritt von Öl bei der
Entlüftung
zu unterbinden, weist die bekannte Entlüftungseinrichtung ein in dem
Entlüftungskanal
angeordnetes Stahlgeflecht auf, welches dazu dient, Öltröpfchen oder Ölspritzer,
die in den Entlüftungskanal
eintreten, an einem Durchgang durch den Entlüftungskanal zu hindern.
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Die
Anordnung des Stahlgeflechts in dem Entlüftungskanal erweist sich insofern
als problematisch, als die Öltröpfchen bzw.
-spritzer aufgrund von Adhäsionskräften an
dem Stahlgeflecht haften bleiben und die Maschen des Stahlgeflechts
insbesondere bei einem hohen Vorkommen an Öltröpfchen bzw. -spritzern zusetzen.
Hierdurch wird die Gasdurchlässigkeit
des Stahlgeflechts und folglich die Entlüftungsfunktion der Entlüftungseinrichtung
beeinträchtigt,
was letztlich dazu führen
kann, dass sich auf der Komponentenseite des Stahlgeflechts ein Überdruck
aufbaut, welcher so stark werden kann, dass sich die an dem Stahlgeflecht
anhaftenden Öltröpfchen von
dem Stahlgeflecht lösen
und ins Freie gelangen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungseinrichtung zu schaffen,
die auch bei einer großen
Anzahl von Fluidtröpfchen
oder -spritzern eine optimale Entlüftung gewährleistet und einen Fluidaustritt
bei der Entlüftung
dauerhaft zuverlässig
verhindert.
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Die
Aufgabe wird durch eine Entlüftungseinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass
eine gasdurchlässige
Labyrinthstruktur in dem Entlüftungskanal
angeordnet ist, die den Durchgang von in den Entlüftungskanal
eintretenden Fluidtröpfchen
zumindest weitgehend verhindert.
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Aufgrund
ihres labyrinthartigen Charakters sorgt die Labyrinthstruktur dafür, dass
sich in den Entlüftungskanal
eintretende Fluidtröpfchen
oder -spritzer in der Labyrinthstruktur verfangen und regelmäßig nicht
ins Freie gelangen können.
Dabei wird die Labyrinthstruktur auch bei einer großen Anzahl von
in den Entlüftungskanal
eintretenden Fluidtröpfchen
oder -spritzern nicht durch die eingefangenen Fluidtröpfchen oder
-spritzer verstopft. Auf diese Weise wird nicht nur ein unbeabsichtigter
Austritt von Fluid aus der Entlüftungseinrichtung
wirksam verhindert, sondern auch eine optimale Entlüftungsfunktion
dauerhaft sichergestellt.
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Vorteilhafte
Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und
der Zeichnung zu entnehmen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Entlüftungskanal
im Querschnitt gesehen durch die Labyrinthstruktur in mindestens
zwei Kanalabschnitte geteilt. Auf diese Weise ist, selbst wenn sich
in dem einen Kanalabschnitt besonders viele Fluidtröpfchen oder
-spritzer ansammeln sollten, durch den jeweils anderen Kanalabschnitt
noch eine ausreichend gute Entlüftung
sichergestellt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist
die Labyrinthstruktur eine zumindest annähernd schraubenförmige Gestalt
auf. Beispielsweise kann es sich bei der Labyrinthstruktur um eine
Wendel oder eine Helix handeln.
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Eine
besonders einfache Unterteilung des Entlüftungskanals in zwei Kanalabschnitte
lässt sich erreichen,
wenn die Labyrinthstruktur einen länglichen, sich im Wesentlichen
in axialer Richtung des Entlüftungskanals
erstreckenden Materialstreifen umfasst. Eine derartige Labyrinthstruktur
trägt außerdem zu
einer einfachen und kostengünstigen
Herstellung der Entlüftungseinrichtung
bei.
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Vorteilhafterweise
ist der Materialstreifen in sich um seine Langsachse verdreht, gewissermaßen also
verdrillt. Durch die Verdrehung bzw. Verdrillung des Materialstreifens
wird auf besonders einfache Weise eine Labyrinthstruktur geschaffen,
welche Fluidtröpfchen
oder -spritzer zuverlässig
zurückhalten kann.
Bei dem Materialstreifen kann es sich z. B. um eine verdrehte oder
verdrillte Metallplatte oder um eine Stahlwendel handeln.
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Vorzugsweise
ist der Materialstreifen um mindestens 360° verdreht. Hierdurch ist es
einem in die Entlüftungseinrichtung
eintretenden Fluidtröpfchen
oder -spritzer unmöglich,
den Entlüftungskanal in
axialer Richtung geradlinig zu passieren. Der um mindestens 360° verdrehte
Materialstreifen versperrt gewissermaßen also die Sicht durch den
Entlüftungskanal.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die Breite des Materialstreifens an den Durchmesser des Entlüftungskanals
angepasst. Hierbei sind gewisse Toleranzen zulässig, d. h. der Materialstreifen kann
im Wesentlichen über
seine gesamte Länge
an einer den Entlüftungskanal
begrenzenden Wand anliegen oder es kann zumindest bereichsweise
ein Spalt zwischen dem Materialstreifen und der Wand vorhanden sein.
Die Breite eines solchen Spalts sollte jedoch wenige Zehntel Millimeter
nicht überschreiten,
damit sichergestellt ist, dass keine Fluidtröpfchen oder -spritzer durch
den Spalt hindurchgelangen können.
Durch die Zulässigkeit
einer gewissen Toleranz in den Abmessungen des Materialstreifens bzw.
des Entlüftungskanals
ist die Entlüftungseinrichtung
mit einem geringeren wirtschaftlichen Aufwand herstellbar.
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Die
Labyrinthstruktur kann, beispielsweise in Form eines verdrehten
bzw. verdrillten Materialstreifens, lösbar in dem Entlüftungskanal
eingesetzt sein. Dies trägt
zu einer noch kostengünstigeren
Herstellung der Entlüftungseinrichtung
bei.
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Um
eine korrekte Positionierung der Labyrinthstruktur, z. B. eines
verdrehten Materialstreifens, in dem Entlüftungskanal sicherzustellen,
ist vorzugsweise ein Vorsprung oder eine Fase zur Positionierung
der Labyrinthstruktur in dem Entlüftungskanal ausgebildet. Der
Vorsprung kann beispielsweise eine ringförmige Schulter bilden, welche
die Labyrinthstruktur und insbesondere den Materialstreifen z. B. bei
einer vertikalen Ausrichtung des Entlüftungskanals hält. Beim
Zusammenbau der Entlüftungseinrichtung
braucht der verdrehte Materialstreifen also lediglich in den Entlüftungskanal
eingeführt
und entweder fallengelassen oder soweit in diesen hineingeschoben
zu werden, bis er auf dem Vorsprung aufsitzt.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die Labyrinthstruktur mittels einer Presspassung in dem Entlüftungskanal
fixiert sein. Dies setzt voraus, dass die äußeren Abmessungen der Labyrinthstruktur,
z. B. die Breite eines verdrehten Materialstreifens, ein gewisses Übermaß gegenüber den
Abmessungen des Entlüftungskanals
aufweisen, so dass die Labyrinthstruktur bzw. der Materialstreifen
nur unter Aufbringung einer gewissen Kraft in den Entlüftungskanal einführbar ist
und anschließend
fest in diesem sitzt. Ein gegebenenfalls zusätzlich in dem Entlüftungskanal
vorgesehener Vorsprung kann in diesem Fall als Positionieranschlag
wirken, ohne dabei eine Haltefunktion zu erfüllen. Im Falle einer Presspassung
der Labyrinthstruktur in dem Entlüftungskanal ist die Labyrinthstruktur
auch bei einer nicht vertikalen, z. B. bei einer horizontalen, Orientierung
des Entlüftungskanals
sicher in diesem fixiert. Darüber
hinaus ist eine korrekte Lage der Labyrinthstruktur beispielsweise
auch bei einem Fahrzeugüberschlag
sichergestellt.
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Eine
dauerhaft korrekte Positionierung der Labyrinthstruktur in dem Entlüftungskanal
kann außerdem
durch eine stoffschlüssige
Verbindung der Labyrinthstruktur mit einer den Entlüftungskanal
begrenzenden Wand erreicht werden. Beispielsweise kann der verdrehte
Materialstreifen zumindest bereichsweise mit der den Entlüftungskanal
begrenzenden Wand verklebt, verlötet
oder verschweißt
sein. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, den verdrehten Materialstreifen
mit einem Übermaß gegenüber dem Entlüftungskanal
auszubilden, wodurch das Einsetzen des Materialstreifens in den
Entlüftungskanal vereinfacht
ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer vorteilhaften Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer fluidgeschmierten Komponente und
einer erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung
zur Entlüftung
der Komponente; und
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2 eine
vergrößerte Ansicht
der Entlüftungseinrichtung
von 1.
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In 1 ist
eine Komponente 10 eines Antriebsstrangs, beispielsweise
ein Getriebeabschnitt oder eine Kupplung, eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die
Komponente 10 umfasst eine Kammer 12, in welcher Öl 14 zur
Schmierung und/oder Kühlung
der Komponente 10 enthalten ist.
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Bei
einer Betätigung
der Komponente 10 erwärmt
sich das Öl 14 und
dehnt sich aus. Um einen aus der Ausdehnung des Öls 14 resultierenden Druckanstieg
in der Komponente 10 zu verhindern, ist eine Entlüftungseinrichtung 16 zur
Entlüftung
der Kammer 12 vorgesehen.
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Die
Entlüftungseinrichtung 16 umfasst
ein mit der Komponente 10 verbundenes Entlüftungsrohr 18,
das sich in der Gebrauchslage der Entlüftungseinrichtung 16 im
Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckt. Das Entlüftungsrohr 18 definiert
einen Entlüftungskanal 20,
welcher einerseits mit der Kammer 12 und andererseits mit
der Umgebung der Komponente 10 kommuniziert und einen Austausch
von in der Kammer 12 befindlicher Luft und Umgebungsluft ermöglicht.
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Um
zu verhindern, dass beim Betrieb der Komponente 10 Tröpfchen oder
Spritzer des Öls 14 aus
der Kammer 12 durch die Entlüftungseinrichtung 16 ins
Freie gelangen können,
ist eine gasdurchlässige
Labyrinthstruktur 22 in dem Entlüftungsrohr 18 angeordnet,
welche einen Durchgang von Öltröpfchen oder
-spritzern zumindest weitgehend verhindert.
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Die
Labyrinthstruktur 22 ist durch einen länglichen, sich im Wesentlichen
in axialer Richtung des Entlüftungsrohrs 18 erstreckenden
Materialstreifen gebildet, welcher um 360° um seine Längsachse verdreht ist, d. h.
also eine schraubenförmige
Gestalt aufweist. Genauer gesagt handelt es sich bei dem verdrehten
Materialstreifen um eine streifenförmige verdrillte Metallplatte 24,
welche gewissermaßen eine
Wendel oder Helix bildet. Das Metall kann zum Beispiel Stahl oder
Edelstahl umfassen.
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Die
Breite der Metallplatte 24 entspricht im Wesentlichen dem
Innendurchmesser des Entlüftungsrohrs 18,
wobei eine gewisse Toleranz, z. B. im Bereich von wenigen Zehntelmillimetern,
zulässig
ist. Ein zwischen der Metallplatte 24 und dem Entlüftungsrohr 18 gegebenenfalls
vorhandener Spalt sollte jedenfalls nicht so breit sein, dass Öltröpfchen oder -spritzer
durch diesen hindurchgelangen können.
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Die
Metallplatte 24 wird von einem der Kammer 12 abgewandten
Ende 26 der Entlüftungseinrichtung 16 her
in das Entlüftungsrohr 18 eingesetzt. Damit
die Metallplatte 24 aufgrund der vertikalen Ausrichtung
des Entlüftungsrohrs 18 gravitationsbedingt
nicht nach unten und in die Kammer 12 hineinfällt, weist
das Entlüftungsrohr 18 einen
Rohrabschnitt 28 mit einem sich zur Kammer 12 hin
leicht verjüngenden
Innenquerschnitt auf, in gewisser Weise also eine Fase, auf welcher
die Metallplatte 24 aufsitzt und durch welche die Metallplatte 24 in
einer korrekten Lage gehalten wird.
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Anstelle
einer Fase kann zur Positionierung der Metallplatte 24 auch
ein ringförmiger
Vorsprung im Inneren des Entlüftungsrohrs 18 ausgebildet
sein.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die Breite der Metallplatte 24 zumindest bereichsweise
ein Übermaß gegenüber dem
Innendurchmesser des Entlüftungsrohrs 18 aufweisen,
um die Metallplatte 24 mittels Presspassung in dem Entlüftungsrohr 18 zu
fixieren.
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Ferner
ist es grundsätzlich
möglich,
die Metallplatte 24 zumindest bereichsweise entlang ihrer Längsseiten
stoffschlüssig
mit dem Entlüftungsrohr 18 zu
verbinden, beispielsweise durch Verkleben, Verlöten oder Verschweißen.
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Aus
der Kammer 12 in das Entlüftungsrohr 18 eintretende Öltröpfchen oder
-spritzer treffen auf die durch die Verdrehung der Metallplatte 24 schräg verlaufenden
Flachseiten 30 der Metallplatte 24 und lagern
sich aufgrund von Adhäsionskräften an
diesen an. Sobald die auf das an der Metallplatte 24 angelagerte Öl wirkende
Gewichtskraft größer als
die Adhäsionskraft
ist, läuft
das angelagerte Öl
entlang der Metallplatte 24 nach unten, um wieder zurück in die Kammer 12 zu
gelangen.
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Durch
die Metallplatte 24 ist der Entlüftungskanal 20 im
Querschnitt gesehen in zwei Kanalabschnitte 32, 34 unterteilt.
Auf diese Weise ist eine ausreichende Entlüftung der Kammer 12 auch
dann gewährleistet,
wenn sich an der einen Flachseite 30 der Metallplatte 24 eine über das
normale Maß hinausgehende
Menge von Öl
ansammeln und dadurch der eine Kanalabschnitt 32 verengt
werden sollte, da ein ausreichender Luftaustausch in diesem Fall
immer noch durch den anderen Kanalabschnitt 34 sichergestellt
ist.
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Somit
ist durch die Entlüftungseinrichtung 16 eine
dauerhaft zuverlässige
Entlüftung
der Komponente 10 gewährleistet.
Gleichzeitig verhindert die Entlüftungseinrichtung 16 einen
unbeabsichtigten Austritt von Öltröpf chen oder
-spritzern aus der Komponente 10, indem sie aus der Kammer 12 ausgetretene Öltröpfchen oder
-spritzer einfangt und wieder in die Kammer 12 zurückleitet.
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Wie
den Figuren zu entnehmen ist, weist die Entlüftungseinrichtung 16 an
ihrer Außenseite
einen ringförmig
umlaufenden Vorsprung 36 auf. Dieser bildet eine Schulter,
auf der sich z. B. ein in der Umgebung der Komponente 10 befindliches
Karosseriebauteil abstützen
kann, und trägt
somit nicht zu der eigentlichen Entlüftungsfunktion bei.
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- 10
- Komponente
- 12
- Kammer
- 14
- Öl
- 16
- Entlüftungseinrichtung
- 18
- Entlüftungsrohr
- 20
- Entlüftungskanal
- 22
- Labyrinthstruktur
- 24
- Metallplatte
- 26
- Ende
- 28
- Rohrabschnitt
- 30
- Flachseite
- 32
- Kanalabschnitt
- 34
- Kanalabschnitt
- 36
- Vorsprung