DE102011082185A1 - Absperreinrichtung - Google Patents
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Abstract
Absperreinrichtung zum Absperren eines zwischen einem ersten Fluidraum und einem zweiten Fluidraum vorgesehenen Fluiddurchgangs, mit einem den Fluiddurchgang bildenden ventilsitzartigen Element und einem Ventilkörper, der mit dem ventilsitzartigen Element zusammenwirkt, wobei der Ventilkörper eine Sperrstellung einnehmen kann, in der er auf dem ventilsitzartigen Element aufsitzt, oder eine Öffnungsstellung, in der er entgegen der Richtung der Schwerkraft von dem ventilsitzartigen Element abgehoben ist und einen Fluidstrom von dem ersten Fluidraum durch den Fluiddurchgang in den zweiten Fluidraum ermöglicht. Der Ventilkörper ist derart mit einem Schwimmer gekoppelt, dass der Ventilkörper nur dann von dem ventilsitzartigen Element abgehoben ist, wenn sich der Schwimmer oberhalb eines vorgegebenen Schwimmerniveaus befindet.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absperreinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Hybridgetriebe können funktional betrachtet in zwei Gehäusebereiche unterteilt werden. In einem vorderen Bereich des Getriebegehäuses, der häufig auch als „Getriebeglocke” bezeichnet wird, ist üblicherweise eine elektrische Maschine und eine Trennkupplung untergebracht. In einem sich daran anschließenden, hinteren Getriebebereich ist das eigentliche Getriebe sowie eine Getriebeölpumpe untergebracht, welche die einzelnen Schaltelemente des Getriebes sowie den „E-Maschinenraum”, d. h. den vorderen Bereich des Getriebegehäuses, in dem die elektrische Maschine untergebracht ist, mit Öl versorgt.
- In möglichst allen Betriebssituationen des Fahrzeugs sollte sichergestellt sein, dass einerseits der E-Maschinenraum hinreichend mit Öl versorgt wird und dass andererseits, z. B. bei längeren Bergabfahrten (bei denen das Fahrzeug nach vorne geneigt ist), sich in E-Maschinenraum nicht zu viel Öl ansammelt; überschüssiges Öl sollte von der Getriebeölpumpe in den hinteren Getriebegehäusebereich, in dem das Getriebe untergebracht ist, gefördert bzw. gesaugt werden können.
- Es wurde bereits erwogen, in einem Fluiddurchgang zwischen dem E-Maschinenraum und dem „hinteren Getrieberaum” des Getriebegehäuses ein Ventil anzuordnen, welches den Ölstand im E-Maschinenraum reguliert.
- Aufgabe der Erfindung ist es, anstatt eines herkömmlichen Ventils eine Absperreinrichtung zu schaffen, welche eine noch bessere Regulierung des Fluidhaushalts ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Absperreinrichtung zum Absperren eines zwischen einem ersten Fluidraum und einem zweiten Fluidraum vorgesehenen Fluiddurchgangs. Der Fluiddurchgang ist durch ein ventilsitzartiges Element gebildet. Das ventilsitzartige Element wirkt mit einem Ventilkörper zusammen, der wahlweise eine Sperrstellung einnehmen kann, in der er auf aufgrund seines Eigengewichts dem ventilsitzartigen Element aufsitzt, oder eine Öffnungsstellung, in der er entgegen der Richtung der Schwerkraft von dem ventilsitzartigen Element abgehoben ist und einen Fluidstrom von dem ersten Fluidraum durch den Fluiddurchgang in den zweiten Fluidraum ermöglicht. Der Ventilkörper hat eine größere Dichte als das Fluid.
- Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Ventilkörper derart mit einem Schwimmer gekoppelt ist, dass der Ventilkörper nur dann von dem ventilsitzartigen Element abgehoben ist, wenn sich der Schwimmer oberhalb eines „vorgegebenen Schwimmerniveaus” befindet. Naturgemäß hat der Schwimmer eine geringere Dichte als das Fluid.
- Mit einer derartigen Absperreinrichtung kann bei einem Hybridgetriebe sichergestellt werden, dass ein Rückfluss von Fluid bzw. Öl aus dem E-Maschinenraum in den hinteren Getriebebereich unterbunden ist, wenn im E-Maschinenraum ein niedriger Fluid- bzw. Ölpegel oder ein in einem Normalbereich befindlicher Fluid- bzw. Ölpegel vorliegt. Übersteigt der Fluid- bzw. Ölpegel hingegen ein vorgegebenes Fluid- bzw. Ölpegelniveau, das oben als „vorgegebenes Schwimmerniveau” bezeichnet wurde, so zieht der Schwimmer den Ventilkörper in seine Öffnungsstellung nach oben, was einen Rückfluss von Fluid aus dem E-Maschinenraum in den hinteren Getriebebereich ermöglicht.
- Vorzugsweise sind der Ventilkörper und das ventilsitzartige Element so aufeinander abgestimmt, dass die Absperreinrichtung öldicht ist.
- Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Ventilkörper in Sperrstellung befindet, sofern sich der Schwimmer unterhalb des vorgegebenen Schwimmerniveaus befindet. Bei einem niedrigen Fluidstand in dem ersten Fluidraum bzw. bei Fluidständen, die als in einem Normalbereich liegend angesehen werden können, ist die Absperreinrichtung abgesperrt, d. h. der Ventilkörper befindet sich in seiner Sperrstellung.
- Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer in ein Hybridgetriebe integrierten Absperreinrichtung gemäß der Erfindung; und -
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Absperreinrichtung gemäß der Erfindung. -
1 zeigt ein Hybridgetriebe1 mit einem Getriebegehäuse2 , das in einen vorderen Getrieberaum2a und einen hinteren Getrieberaum2b unterteilt ist. Die beiden Getriebegehäusebereiche2a ,2b sind durch eine Gehäusewandung9 voneinander getrennt. In dem vorderen Getrieberaum, der auch als „Getriebegehäuseglocke” bezeichnet werden kann, ist eine elektrische Antriebsmaschine3 , bestehend aus deinem relativ zu dem Gehäuse2 drehfest angeordneten Stator3a und einen relativ dazu drehbar angeordneten Rotor3b , vorgesehen. „Vorderhalb” der elektrischen Maschine3 kann z. B. eine Drehschwingungsdämpfungs-einrichtung4 o. ä. angeordnet sein. - Im hinteren Getriebegehäusebereich
2b ist das eigentliche Getriebe mit einer Vielzahl von Schalt- und Drehmomentübertragungselementen (nicht dargestellt) angeordnet. Eine Getriebeeingangswelle5 , welche drehfest mit dem Rotor3b verbunden ist, treibt eine mechanische Getriebeölpumpe6 an. Die mechanische Getriebeölpumpe6 saugt Öl aus einem Ölsumpf7 an und pumpt es über mehrere Druckleitungen8 zu verschiedenen hier nicht näher dargestellten Schmierstellen des im hinteren Getriebegehäusebereich2b angeordneten Getriebes. Über eine Druckölleitung9 pumpt die Getriebeölpumpe6 Öl in den vorderen Getriebegehäusebereich2a , der auch als E-Maschinenraum bezeichnet werden kann. - Der vordere Getriebegehäusebereich
2a kann auch als erster Fluidraum und der hintere Getriebegehäusebereich2b als zweiter Fluidraum bezeichnet werden. Die beiden Fluidräume sind über eine Rückförderleitung10 miteinander verbunden, wobei in der Rückförderleitung10 eine Absperreinrichtung11 vorgesehen ist. Die Absperreinrichtung11 weist ein einen Fluiddurchgang bildendes ventilsitzartiges Element12 und einen damit zusammenwirkenden, kugelartigen Ventilkörper13 auf. Der Ventilkörper13 ist hier über ein elastisches Element14 , bei dem es sich beispielsweise um ein Band, eine Schnur o. ä. handeln kann, mit einem Schwimmer15 verbunden. - Der Schwimmer
15 weist naturgemäß eine geringere Dichte auf als das in dem ersten und zweiten Getriebegehäusebereich2a ,2b befindliche Getriebeöl16 . Demgegenüber weist der Ventilkörper13 eine größere Dichte als das Öl16 auf. - In der in
1 gezeigten Sperrstellung sitzt der Ventilkörper13 dichtend auf den ventilsitzartigen Element12 auf. Er wird durch die Schwerkraft, deren Richtung durch einen Pfeil17 angedeutet ist, nach unten auf das ventilsitzartige Element12 gedrückt. - Wenn der Ölpegel im vorderen Getriebegehäusebereich
2a auf einen vorgegebenen, durch das Symbol18 angedeuteten Pegel ansteigt, was z. B. bei einer längeren Bergabfahrt der Fall sein kann, so steigt der Schwimmer entsprechend dem gestiegenen Ölpegel nach oben und beginnt, sobald das Verbindungselement14 straff gezogen ist, den Ventilkörper13 von dem ventilsitzartigen Element12 abzuheben. Ab diesem „vorgegebenen Schwimmerniveau” geht die Absperreinrichtung in ihre Öffnungsstellung, in der der Ventilkörper entgegen der Richtung der Schwerkraft17 von dem ventilsitzartigen Element12 abgehoben ist und einen Fluidstrom von dem vorderen Getriebegehäusebereich2a über die Rückförderleitung10 in den hinteren Getriebegehäusebereich2b ermöglicht. -
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Absperreinrichtung11 gemäß der Erfindung. Auch hier ist ein im Wesentlichen kugelförmiger Ventilkörper13 vorgesehen. Durch den Ventilkörper13 hindurch erstreckt sich eine Bohrung19 , durch die wiederum eine Mitnehmerstange20 geführt ist, an deren unterem Ende ein Mitnehmer21 vorgesehen ist. Die Mitnehmerstange20 ist über ein Gelenk22 mit einer Schwimmerstange23 verbunden. Die Schwimmerstange23 ist mit ihrem linken Ende schwenkbar um eine Schwenkachse24 mit einem gehäusefesten Lager25 verbunden. Am rechten Ende der Schwimmerstange23 ist ein Schwimmer15 vorgesehen. - Wenn der Ölpegel in dem ersten Fluidraum
2a auf das durch das Symbol18 angedeutete Niveau ansteigt, kommt der Mitnehmer21 zur Anlage an dem Ventilkörper13 . Bei einem weiteren Anstieg des Ölpegels wird der Ventilkörper13 von dem Schwimmer15 und der damit gekoppelten Mitnehmerstange20 nach oben in eine Öffnungsstellung gezogen, in der Öl aus dem ersten Fluidraum2a über den durch den das ventilsitzartige Element12 gebildeten Fluiddurchgang nach unten in einen zweiten Fluidraum (nicht dargestellt) strömen kann.
Claims (6)
- Absperreinrichtung (
11 ) zum Absperren eines zwischen einem ersten Fluidraum (2a ) und einem zweiten Fluidraum (2b ) vorgesehenen Fluiddurchgangs, mit – einem den Fluiddurchgang bildenden ventilsitzartigen Element (12 ) und – einem Ventilkörper (13 ), der mit dem ventilsitzartigen Element (12 ) zusammenwirkt, wobei der Ventilkörper (13 ) – eine Sperrstellung einnehmen kann, in der er auf dem ventilsitzartigen Element (12 ) aufsitzt, oder – eine Öffnungsstellung, in der er entgegen der Richtung der Schwerkraft (17 ) von dem ventilsitzartigen Element (12 ) abgehoben ist und einen Fluidstrom von dem ersten Fluidraum (2a ) durch den Fluiddurchgang in den zweiten Fluidraum (2b ) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (13 ) derart mit einem Schwimmer (15 ) gekoppelt ist, dass der Ventilkörper (13 ) nur dann von dem ventilsitzartigen Element (12 ) abgehoben ist, wenn sich der Schwimmer (15 ) oberhalb eines vorgegebenen Schwimmerniveaus befindet. - Absperreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ventilsitzartige Element (
12 ) und der Ventilkörper (13 ) so aufeinander abgestimmt sind, dass die Absperreinrichtung (11 ) in der Sperrstellung des Ventilkörpers (13 ) öldicht ist. - Absperreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ventilkörper (
13 ) in Sperrstellung befindet, wenn sich der Schwimmer (15 ) in einem unterhalb des vorgegebenen Schwimmerniveaus befindlichen Schwimmerniveaubereich befindet. - Absperreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (
15 ) über ein elastisches Koppelelement (14 ) mit dem Ventilkörper (13 ) gekoppelt ist. - Getriebe mit einer Absperreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
- Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (
2 ) des Getriebes einen ersten Fluidraum aufweist, in dem eine elektrische Maschine (3 ) angeordnet ist, und einen zweiten Fluidraum (2b ), in dem ein Getriebe angeordnet ist.
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