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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betriff eine Filtrierbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Sammeln von Sedimentpartikeln aus einem Fluid einer Antriebsstrangeinrichtung. Solch eine gattungsgemäße Filtrierbaugruppe ist der Art nach im Wesentlichen aus der
DE 197 47 104 A1 bekannt. Eine der Art nach im Wesentlichen vergleichbare Filtrierbaugruppe geht ferner aus der
US 3 502 177 A hervor.
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HINTERGRUND
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Ein typisches Automatikgetriebe umfasst einen elektronisch gesteuerten Hydrauliksteuerkreis bzw. Hydrauliksteuersystem, der/das ein Hydraulikfluid verwendet, um Drehmoment übertragende Mechanismen zu betätigen sowie um das Getriebe zu schmieren und zu kühlen. Das Hydraulikfluid ist typischerweise in einem Fluidbehälter oder Sumpf gespeichert, der an einem Boden des Getriebes angeordnet ist. Eine mit dem Sumpf verbundene Pumpe wird verwendet, um das Hydraulikfluid aus dem Sumpf zu saugen und das Hydraulikfluid im gesamten Hydrauliksteuersystem zu verteilen. Motoren verwenden ebenfalls Fluide für Schmierung und Kühlung, die durch einen Topffilter oder andere Mittel gefiltert werden können.
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Um eine Beschädigung des Steuersystems oder anderer Komponenten aufgrund unerwünschter Verunreinigungen, die in dem Antriebsstrangfluid vorhanden sein können, zu verhindern, ist ein Filter im Allgemeinen mit der Pumpe verbunden. Der Filter umfasst ein Filterelement, das von einem Filterkörper mit einem Einlass für hereinkommendes Fluid und einem Auslass für austretendes Fluid umgeben ist. Der Filter beseitigt einen Teil der Verunreinigungen aus dem Fluid, bevor es in die Pumpe eindringt. Die Pumpe saugt mit anderen Worten Fluid durch den Filter hinein.
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Der Filter hält aber nur Rückstände nach Rückkehr zu dem Sumpf zurück, und einige Rückstände können durch den Filter treten, selbst nachdem sich die Rückstände in dem Sumpf gesammelt haben. Demgemäß ist der Filter wirkungslos, um Rückstände unmittelbar nach Erzeugen der Rückstände und vor dem Sammeln der Rückstände in dem Sumpf oder bei Entweichen der Rückstände aus dem Sumpf abzuscheiden. Rückstände können Probleme in dem Hydrauliksystem des Getriebes hervorrufen. Daher sind zusätzliche Rückstandsammelvorrichtungen oder -systeme erwünscht.
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Aus der
DE 10 2010 041 559 A1 ist eine Vorrichtung zur Filterung von Schmierstoffen in einem Getriebe bekannt, bei dem bewegliche Getriebeteile in einem Getriebegehäuse angeordnet sind. Ein Magnetfilterelement ist derart innerhalb des Getriebegehäuses und im Fluss des Schmierstoffs angeordnet, dass Verunreinigungen des Schmierstoffs ausgefiltert werden. Das Magnetfilterelement ist an einer Wand des Gehäuses angebracht.
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In der
DE 10 2006 050 855 A1 wird ein Fluidfilter beschrieben, das ein magnetisches Substrat umfasst, wobei das Substrat aus gesintertem pulverisiertem Metall hergestellt ist. Vorzugweise weist der Filter Öffnungen und eine Porosität von mindestens 10 % auf. Das Substrat kann Eisen, Aluminium, Platin, Nickel und dergleichen umfassen.
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Ferner beschreibt die US 2010 / 0 269 491 A1 einen Partikelfilter für Abgase.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Erfindungsgemäß wird eine Filtrierbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesch lagen.
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Die Filtrierbaugruppe umfasst einen Getriebeteil, der gewählt werden kann aus der Gruppe bestehend aus: Drehmomentwandler, Dämpfer, Kupplungsnabe, Kupplungskolben, Kupplungsgehäuse, Kupplungskolbendamm, Zahnrad, Zahnradträger, Elektromotor, Ritzel, Lager, Flansch, Pumpengehäusewand und Druckplattenbaugruppe. Die Filtrierbaugruppe umfasst auch einen Sedimentfänger mit einer porösen Oberfläche. Der Sedimentfänger ist an dem Getriebeteil angebracht.
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Weitere Beispiele und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung gehen anhand der folgenden Beschreibung und beigefügten Zeichnungen hervor, bei denen ähnliche Bezugszeichen das gleiche Bauteil, Element oder Merkmal bezeichnen.
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Figurenliste
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich den Zwecken der Veranschaulichung und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise beschränken.
- 1 ist eine Querschnittansicht einer Getriebedrehmomentwandlerbaugruppe mit einem Rückstandsfänger gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine Draufsicht auf den Rückstandsfänger von 1 gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
- 3 ist eine schematische Querschnitt-Seitenansicht einer Getriebebaugruppe mit der Getriebedrehmomentwandlerbaugruppe von 1 gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist eine schematische Querschnitt-Seitenansicht der Getriebebaugruppe von 3, die zusätzliche Rückstandsfänger aufweist, gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung; und
- 5 ist eine schematische Querschnitt-Seitenansicht der Getriebebaugruppe von 3 und 4, die noch weitere Rückstandsfänger aufweist, gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Offenbarung sieht einen Rückstandsfänger in drehenden und nicht drehenden Getriebekomponenten vor. Der Rückstandsfänger besteht aus einem oder mehreren porösen Materialien und soll in Automatikgetriebe-Hydrauliksystemen vorhandene Rückstände fangen und festhalten. Der Rückstandsfänger kann auch in einem Motor oder einer anderen Antriebsstrangkomponente, die Hydraulikfluid verwendet, verwendet werden.
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Unter Bezugnahme nun auf 1 ist ein Querschnitt eines Teils einer Automatikgetriebebaugruppe 10 veranschaulicht. Die Automatikgetriebebaugruppe 10 umfasst ein Glockengehäuse 12, das an einem Ende angebracht ist, welches eine Drehmomentwandlerbaugruppe 13 mit einem Pumpengehäuse und einem darin angeordneten Drehmomentwandler 14 umfasst. In dem Glockengehäuse 12 ist ein Rückstandsfänger 16 angeordnet, um jegliche Rückstände, die in dem an dem Rückstandsfänger 16 vorbeiströmenden Automatikgetriebefluid vorhanden sind, zu sammeln.
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Der Rückstandsfänger 16 kann aus einem porösen Material gebildet sein, um Rückstände zu sammeln. Unter Bezugnahme auf 2 kann das poröse Material offenzellig sein, wobei der Rückstandsfänger 16 Abschnitte enthält, die mehrere Poren 18 bilden, die miteinander verbunden sind. Alternativ kann das für den Rückstandsfänger 16 verwendete poröse Material geschlossenzellige Poren aufweisen, die nicht miteinander verbunden sind. Auch wenn der Rückstandsfänger 16 in 1 der einfachen Darstellung halber als massiv gezeigt ist, versteht sich, dass der Rückstandsfänger 16 von 1 tatsächlich porös ist, wie insbesondere in 2 veranschaulicht ist.
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Für den Rückstandsfänger 16 könnten diverse unterschiedliche Materialien verwendet werden. Zum Beispiel könnte der Rückstandsfänger 16 ein gesintertes Material aus pulverisiertem Metall umfassen, das ein eisenhaltiges Material, Aluminium Stahl, wie etwa Edelstahl, Bronze, nickelbasierte Legierungen, Nickel, Titan, Kupfer, Platin, Silber, Wolfram, Molybdän und/oder Magnesium enthalten kann. Die verschiedenen Metalle können miteinander kombiniert sein oder andere Materialien sein. Der Rückstandsfänger 16 könnte ein Schaumstoffmaterial aus pulverisiertem Metall, wie etwa ein Schaumstoff aus pulverisiertem Aluminium, sein. Bei einer Variante könnte der Rückstandsfänger 16 einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff (MMC-Werkstoff) umfassen. Ein Beispiel für ein zulässiges Material für den Rückstandsfänger 16 wird unter der Marke Duocell® vertrieben, das eine poröse Struktur oder ein offenzelliger Schaumstoff ist, der ein Netzwerk von massiven Streben umfasst und der etwa 1,97 - 15,75 Poren pro Zentimeter (bei Metallen) und 1,97 - 39,37 Poren pro Zentimeter (bei anderen Materialien) umfassen kann. Der Rückstandsfänger 16 könnte auch oder alternativ ein Kunststoff- oder Verbundmaterial, ein fasriges Material oder ein anderes Material zellulärer Struktur umfassen. Bei manchen Varianten kann der Rückstandsfänger 16 durch Gießen oder einen anderen geeigneten Prozess gebildet sein.
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Die Größe der Poren 18 variiert mit der Tiefe. Erfindungsgemäß umfasst der Rückstandsfänger 16 eine Außenschicht von Poren 18 mit einem Durchmesser von 100 Mikrometer, eine zweite Schicht unmittelbar unter und benachbart zu der oberen Schicht mit Poren 18 mit einem Durchmesser von 50 Mikrometer, eine dritte Schicht unmittelbar unter und benachbart zu der zweiten Schicht mit Poren 18 mit einem Durchmesser von 25 Mikrometer, eine vierte Schicht unmittelbar unter und benachbart zu der dritten Schicht mit Poren 18 mit einem Durchmesser von 10 Mikrometer und eine Innenschicht unmittelbar unter und benachbart zu der vierten Schicht mit Poren 18 mit einem Durchmesser von 1 oder ½ Mikrometer aufweisen. Bei manchen Varianten kann der Rückstandsfänger 16 zu etwa 90% oder mehr porös sein.
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Unter Bezugnahme nun auf 3 ist der Rückstandsfänger 16 in der Getriebebaugruppe 10 veranschaulicht. Wie vorstehend bezüglich 1 beschrieben befindet sich der Rückstandsfänger 16 in dem Drehmomentwandler 14 nahe dem Pumpengehäuse 17. Der Rückstandsfänger 16 ist an einer Wand 20 des Pumpengehäuses17 angebracht, so dass der Rückstandsfänger 16 Rückstände in dem Automatikgetriebefluid sammelt, das durch den Drehmomentwandler 14 strömt. In dem Drehmomentwandler 14 befinden sich zusätzliche Rückstandsfänger 16A, 16B, 16C, die ebenfalls ausgelegt sind, um Rückstände aus dem Automatikgetriebefluid zu sammeln, das durch den Drehmomentwandler 14 strömt. Zum Beispiel ist der Rückstandsfänger 16C an dem Stator 22 des Drehmomentwandlers 14 angebracht; der Rückstandsfänger 16B ist an der Wandlergehäuseabdeckung 23 angebracht; und der Rückstandsfänger 16A ist an der Druckplattenbaugruppe 25 angebracht. Die zusätzlichen Rückstandsfänger 16A, 16B, 16C können identisch zu dem Rückstandsfänger 16 sein, oder die Rückstandsfänger 16A, 16B, 16c können eine Variante des hierin beschriebenen Rückstandsfänger 16 verkörpern.
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Ferner können sich zusätzliche Rückstandsfänger 16D, 16E, 16F, 16G in dem Hauptgetriebegehäuse 28 der Getriebebaugruppe 10 befinden. Jeder der Rückstandsfänger 16D, 16E, 16F, 16G befindet sich in oder an einer drehenden Kupplungsnabe 30 oder einer anderen sich drehenden Nabe 32. Die Rückstandsfänger 16D, 16E, 16F, 16G sind ausgelegt, um Rückstände aus dem Automatikgetriebefluid zu sammeln, das durch oder um die sich drehenden Kupplungen 34 strömt. Die zusätzlichen Rückstandsfänger 16D, 16E, 16F, 16G können identisch zu dem Rückstandsfänger 16 sein, oder die Rückstandsfänger 16D, 16E, 16F, 16G können eine Variante des hierin beschriebenen Rückstandsfänger 16 verkörpern.
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Unter Bezugnahme nun auf 4 ist die Getriebebaugruppe 10 mit Rückstandsfängern 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M gezeigt, die an noch anderen Stellen in der Getriebebaugruppe 10 angeordnet sind. Auch wenn die zuvor beschriebenen Rückstandsfänger 16, 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G in 4 nicht gezeigt sind, sollte ein Durchschnittsfachmann verstehen, dass die vorstehend beschriebenen Rückstandsfänger 16, 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G zusammen mit den Rückstandsfängern 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M in der Getriebebaugruppe 10 angeordnet werden könnten. Die Rückstandsfänger 16H, 16J und 16L sind an sich drehenden Kupplungskolben 36, 38, 40 oder an Komponenten benachbart zu den drehenden Kupplungskolben 36, 38, 40 jeweils angebracht. Die Rückstandsfänger 161, 16K und 16M sind jeweils an sich drehenden Kupplungsdämmen 42, 44, 46 angebracht. Die Rückstandsfänger 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M sind ausgelegt, um Rückstände von dem Automatikgetriebefluid zu sammeln, das durch die sich drehenden Kupplungen 34 und um und in die Kolben 36, 38, 40 und Dämme 42, 44, 46 strömt. Die zusätzlichen Rückstandsfänger 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M können identisch zu dem Rückstandsfänger 16 sein, oder die Rückstandsfänger 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M können eine Variante des hierin beschriebenen Rückstandsfängers 16 verkörpern.
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Unter Bezugnahme nun auf 5 ist die Getriebebaugruppe 10 mit Rückstandsfängern 16N, 160, 16P, 16Q, 16R gezeigt, die an noch anderen Stellen in der Getriebebaugruppe 10 angeordnet sind. Auch wenn die zuvor beschriebenen Rückstandsfänger 16, 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M in 5 nicht gezeigt sind, versteht sich für den Durchschnittsfachmann, dass die vorstehend beschriebenen Rückstandsfänger 16, 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M zusammen mit den Rückstandsfängern 16N, 160, 16P, 16Q, 16R in der Getriebebaugruppe 10 angeordnet werden könnten.
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Die Rückstandsfänger 16N, 160 sind jeweils an sich drehenden Kupplungsgehäusen 48, 50 angebracht. Der Rückstandsfänger 16P ist an einem sich drehenden Zahnrad 52 angebracht, das in dieser Variante ein Sonnenrad ist. Die Rückstandsfänger 16Q, 16R sind an einem Träger 54 angebracht. Die Rückstandsfänger 16N, 160 sind ausgelegt, um Rückstände von dem Automatikgetriebefluid zu sammeln, das durch oder um die sich drehenden Kupplungen 34 und durch und um die Kupplungsgehäuse 48, 50 strömt. Der Rückstandsfänger 16P ist ausgelegt, um Rückstände von dem Automatikgetriebefluid zu sammeln, das an dem Sonnenrad 52 vorbei oder durch dieses strömt, und die Rückstandsfänger 16Q, 16R sind ausgelegt, um Rückstände von dem Automatikgetriebefluid zu sammeln, das an dem Träger 54 vorbei oder durch diesen strömt. Die Rückstandsfänger 16N, 160, 16Q, 16R können identisch zu dem Rückstandsfänger 16 sein, oder die Rückstandsfänger 16N, 160, 16P, 16Q, 16R können eine Variante des hierin beschriebenen Rückstandsfängers 16 verkörpern.
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Die Rückstandsfänger 16, 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M, 16N, 160, 16P, 16Q, 16R können Zentrifugalrückstandsfänger sein, durch welche kein Hydraulikfluid strömt, sondern Rückstände vielmehr mittels einer durch Drehung hervorgerufenen Zentrifugalkraft zurückgehalten werden. Zusätzlich oder alternativ können die Rückstandsfänger 16, 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M, 16N, 16O, 16P, 16Q, 16R Zentrifugalrückstandsfilter sein, durch welche kein Fluid strömt und die Rückstände mittels ΔP, der durch Drehung hervorgerufen wird, sieben. Demgemäß können die Rückstandsfänger 16, 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 161, 16J, 16K, 16L, 16M, 16N, 160, 16P, 16Q, 16R Rückstände zurückhalten oder filtern, die in einer Getriebebaugruppe 10 aufgebaut oder darin selbst erzeugt werden. Zentrifugalkräfte, die das Automatikgetriebefluid nach außen treiben, können bewirken, dass Fluid über einen oder mehrere der Rückstandsfänger strömt und Rückstände darin festsitzen oder zurückgehalten werden.
