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Die Erfindung betrifft eine Entlüftungsvorrichtung für ein Getriebegehäuse, ein Getriebegehäuse und ein Verfahren zum Abscheiden von Öl aus einem Aerosol einer Abluft eines Getriebegehäuses.
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Entlüftungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. So beschreibt beispielsweise die
WO 2008/155195 A1 eine Anordnung einer Entlüftungseinrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges. Diese sieht vor, dass die Entlüftungsvorrichtung in einem im Getriebegehäuse vorgesehenen Entlüftungsraum angeordnet ist.
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Weiterhin beschreibt die
EP 1 239 189 A2 eine Be- und Entlüftungsvorrichtung für ein Getriebegehäuse, wobei die Vorrichtung am Getriebegehäuse angebracht ist und eine Membrane, die die Getriebegehäuseseite von der äußeren Umgebung trennt und luftdurchlässig, aber für Partikel in der Luft undurchlässig ist, aufweist. Die Vorrichtung ist eine separate Baueinheit, die über eine elastische Rohrleitungsverbindung mit dem Getriebe verbunden ist.
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Nachteil an den aus dem Stand der Technik bekannten Entlüftungsvorrichtungen ist, dass sie entweder im Gehäuse eingeplant und eingegossen werden müssen oder mittels Schlauchverbindungen an dem Getriebegehäuse angeordnet werden. Insbesondere in der zweiten Variante brauchen die Entlüftungsvorrichtungen einen Bauraum, der im Motorraum oft nicht zur Verfügung steht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Entlüftungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die insbesondere die Nachteile aus dem Stand der Technik überkommt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels einer Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, einem Getriebegehäuse nach Anspruch 12 und einem Lüftungskamin nach Anspruch 15 und einem Verfahren nach Anspruch 20 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in nachfolgender Beschreibung, den Figuren sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Die einzelnen Merkmale der beschriebenen Ausgestaltungen sind jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern können mit anderen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen verknüpft werden.
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Es wird eine Entlüftungsvorrichtung für ein Getriebegehäuse zumindest umfassend eine Ventilvorrichtung und einen Lüftungskamin vorgeschlagen. Die Ventilvorrichtung ist im Wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuses anordbar und der Lüftungskamin ist im Wesentlichen innerhalb des Getriebegehäuses erstreckbar.
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Der Begriff ”im Wesentlichen” gibt einen Toleranzbereich an, der für den Fachmann unter wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten zu vertreten ist, so dass das entsprechende Merkmal noch als solches zu erkennen ist.
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Vorteil der vorgeschlagenen Entlüftungsvorrichtung ist, dass diese direkt im Getriebe montiert werden kann und insbesondere wenig Bauraum benötigt, da beispielsweise keine Verbindungsschläuche verwendet werden. Auch sind keine Anschlussadapter beispielsweise für den Schlauch notwendig, die aufwändig in das Gussgehäuse gepresst werden müssen.
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In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Lüftungskamin zumindest abschnittsweise trichterförmig ausgestaltet ist. Insbesondere ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass ein innenliegender Abschnitt trichterförmig ausgestaltet ist. Durch den Lüftungskamin entsteht ein gegebenenfalls zusätzlicher beruhigter Raum, der ein Zusetzen der Ventilvorrichtung mit Öl und Partikeln vermeidet. Die Trichterform begünstigt diese Raumbildung noch zusätzlich. Vorzugsweise ist durch die Trichterform in einem Mündungsbereich, das heißt in einem Bereich des Lüftungskamins, der in Richtung des Innenraums des Getriebegehäuses ragt, ein größerer Durchmesser vorhanden als in einem Bereich, welcher der Ventilvorrichtung zugeordnet ist. Dieser größere Durchmesser ist vorzugsweise derart gewählt, dass er sich nicht so leicht beziehungsweise gar nicht zusetzen kann. Weiterhin vorteilhaft an der Trichterform ist, dass ein Abfließen von Öl von der Ventilvorrichtung gefördert wird.
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In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich der Lüftungskamin in Richtung des Getriebegehäuseinneren aufweitet. Vorzugsweise weist der Öffnungskonus zumindest abschnittsweise einen halben Winkel von etwa 2° bis etwa 10° auf.
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Im Rahmen der Erfindung wird der Begriff ”etwa” in Bezug auf Werte und/oder Wertebereiche verwendet, so ist er unter einem Toleranzbereich zu verstehen, den der Fachmann auf diesem Gebiet für üblich erachtet, insbesondere ist ein Toleranzbereich von ±20%, bevorzugt ±10%, weiter bevorzugt ±5% vorgesehen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Lüftungskamin ein gummiartiges Material umfasst. Insbesondere umfasst der Lüftungskamin ein Material ausgewählt aus einer Gruppe zumindest umfassend thermoplastische Elastomere, vorzugsweise thermoplastische Elastomere mit einer Temperaturstabilität von etwa 100°C bis etwa 200°C, bevorzugt etwa 150°C. Weiterhin bevorzugt weist das Material eine Härte von etwa 70 ShoreA bis etwa 85 ShoreA, bevorzugt etwa 72 ShoreA auf. Beispielsweise ist das Material ein TPE der Firma Kraiburg, das unter der Marke HIPEX® HX8ICN vertrieben wird. Das vorgesehene insbesondere gummiartige Material erlaubt es, den Lüftungskamin einfach und schnell in das Getriebegehäuse einzubringen. Weiterhin vorteilhaft, insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei der die Entlüftungsvorrichtung zumindest zweiteilig ausgestaltet ist, zumindest umfassend eine Ventilvorrichtung und einen Lüftungskamin, kann der Lüftungskamin aus gummiartigem Material zusätzlich zur Erzeugung einer laminaren Strömung beziehungsweise der Bereitstellung eines beruhigten Raumes auch noch eine Dichtfunktion für die Abdichtung zwischen dem Getriebegehäuse und der Ventilvorrichtung aufweisen.
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Vorzugsweise sieht eine Ausgestaltung vor, dass mittels des Lüftungskamins eine laminare Strömung erzeugbar ist. Insbesondere ist ein beruhigter Raum mittels des Lüftungskamins erzeugbar. Weiterhin bevorzugt ist der beruhigte Raum, der durch den Lüftungskamin erzeugt wird, zusätzlich zu einem bereits im Getriebegehäuseinneren vorgesehenen beruhigten Bereich beziehungsweise einer sogenannten ”anti-swirl zone” und erzeugt damit eine weitere Beruhigung des Luftstroms. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass sich ein Öl aus einem Ölnebel absetzen kann, so dass dieses nicht in die Ventilvorrichtung vordringt.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Lüftungskamin zumindest eine insbesondere scharfkantige Zahnung aufweist. Vorzugsweise ragen ein oder mehrere Zähne am Rand des Lüftungskamins, vorzugsweise am innenseitigen Rand des Getriebegehäuses nach außen und/oder nach innen und/oder sind Verlängerung des Lüftungskamins, so dass Blasen, die beispielsweise durch Öl gebildet wurden, zerstört werden. Die Zahnung ist insbesondere derart ausgestaltet, dass diese eine randseitige Materialverjüngung aufweisen. Weiterhin bevorzugt sind die Zähne spitz zulaufend ausgebildet.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Ventilvorrichtung einteilig mit dem Lüftungskamin verbunden ist. Die einteilige Ausgestaltung erlaubt eine schnelle Montage beziehungsweise ist in der Produktion günstig, da wenig Einzelteile verwendet werden. Bei der einteiligen Ausgestaltung der vorgeschlagenen Entlüftungsvorrichtung wird diese in einer Ausgestaltung zum Getriebegehäuse mittels zumindest einem Dichtring dichtend abgeschlossen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Lüftungsvorrichtung zweiteilig oder mehrteilig ausgestaltet ist, das heißt zumindest die Ventilvorrichtung und den Lüftungskamin aufweist. Der Vorzug an dieser Ausgestaltung ist, dass gegebenenfalls nur die Ventilvorrichtung, wenn diese verschlissen, verbraucht oder zugesetzt ist, ausgetauscht werden kann, ohne den Lüftungskamin selber austauschen zu müssen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Ventilvorrichtung ein außerhalb des Getriebegehäuses angeordnetes Filterelement aufweist. Das Filterelement wird vorzugsweise außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet, um dieses einfacher zu reinigen beziehungsweise austauschen zu können. Weiterhin hat dies den Vorteil, dass dieses sich nicht so schnell zusetzt, da es endseitig vom Lüftungskamin angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass innerhalb der Entlüftungsvorrichtung, insbesondere innerhalb des Lüftungskamins ein labyrinthförmiger Strömungsweg gebildet ist. Durch die labyrinthförmige Führung des Luftstromes aus der Entlüftungsvorrichtung beziehungsweise aus dem Getriebegehäuse hinaus wird der Strömungsweg verlängert, so dass sich das Öl aus dem Ölnebel insbesondere an einer Wand des Lüftungskamins absetzen kann.
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In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass der Lüftungskamin mit einer Anzahl von Ventilvorrichtungen kombinierbar ist. Das heißt, der Lüftungskamin ist derart ausgestaltet, dass dieser mit unterschiedlichen Ventilvorrichtungen kombinierbar ist, um insbesondere unterschiedlichen Anforderungen zu genügen. So kann eine Entlüftungsvorrichtung auch einen Bausatz umfassen, der eine Anzahl von Ventilvorrichtungen und/oder eine Anzahl von Lüftungskaminen aufweist, die den Anforderungen entsprechend zusammensetzbar sind.
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Weiterhin wird ein Getriebegehäuse umfassend eine Entlüftungsvorrichtung vorgeschlagen. Die Entlüftungsvorrichtung umfasst zumindest eine Ventilvorrichtung und einen Lüftungskamin, wobei die Ventilvorrichtung im Wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist und der Lüftungskamin sich im Wesentlichen innerhalb des Getriebegehäuses erstreckt. Vorzugsweise umfasst das Getriebegehäuse eine Bohrung, in die die Entlüftungsvorrichtung eingebracht wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich der Lüftungskamin in einem beruhigten Bereich des Getriebegehäuses erstreckt. Der beruhigte Bereich des Getriebegehäuses ist ein Raumabschnitt des Getriebegehäuseinneren, der baulich von dem restlichen Getriebegehäuseinneren getrennt aber mit diesem kommunizierend ist, so dass eine Abluft des Getriebegehäuses durch den beruhigten Bereich strömen kann. Vorzugsweise ist der beruhigte Bereich Teil einer Entlüftung des Getriebegehäuses, wobei die Entlüftung zumindest eine Öffnung, beispielsweise eine Bohrung in einer Getriebegehäusewandung, und gegebenenfalls einen beruhigten Bereich umfasst. Vorzugsweise ist der beruhigte Bereich ein bei der Produktion des Getriebegehäuses mitgegossener Raum. Weiterhin bevorzugt soll der beruhigte Bereich eine Vorberuhigung des Abluftstromes erzielen. Solche beruhigten Bereiche in Getriebegehäusen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und brauchen hier nicht weiter beschrieben werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der beruhigte Bereich einen konvexen Bodenbereich aufweist, so dass ein Abfließen des Öls, insbesondere des sich im Lüftungskamin der Entlüftungsvorrichtung abgesetzten und herausgeflossenen Öls erleichtert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Mündungsbereich des Lüftungskamins einen Abstand zu einer Gehäusewand von etwa 1 mm bis etwa 3 mm, bevorzugt etwa 2 mm aufweist. Bevorzugt weist der Mündungsbereich einen Abstand zu einer Wand des beruhigten Bereiches von etwa 1 mm bis etwa 3 mm auf.
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Eine Gehäusewand im Sinne der Erfindung kann eine Gehäuseaußenwand und/oder eine Innenwand sein. Insbesondere kann die Gehäusewand eine Abtrennung zwischen einem beruhigten Bereich und dem übrigen Bereich des Gehäuseinneren sein.
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Weiterhin wird ein Lüftungskamin zur Erzeugung einer laminaren Strömung in einem Getriebegehäuse im Bereich der Entlüftung des Getriebegehäuses vorgeschlagen, wobei der Lüftungskamin innerhalb des Getriebegehäuses erstreckbar ist. Vorzugsweise ist der Lüftungskamin einsetzbar in einen beruhigten Bereich des Getriebegehäuses.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Lüftungskamin zumindest abschnittsweise trichterförmig ausgestaltet ist. Vorzugsweise weist der Trichter beziehungsweise Konus des Lüftungskamins einen halben Öffnungswinkel auf von etwa 2° bis etwa 10° auf. Weiterhin bevorzugt ist der Lüftungskamin derart ausgestaltet, dass sich dieser insbesondere bei bestimmungsgemäßer Verwendung in Richtung eines Getriebegehäuseinneren aufweitet.
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Weiterhin bevorzugt ist der Lüftungskamin derart ausgestaltet, dass dieser ein gummiartiges Material umfasst. Vorzugsweise umfasst der Lüftungskamin zumindest ein Material ausgewählt aus einer Gruppe umfassend thermoplastische Elastomere, vorzugsweise thermoplastische Elastomere mit einer Temperaturstabilitat von etwa 100°C bis etwa 200°C, bevorzugt etwa 150°C. Weiterhin bevorzugt weist das Material eine Härte von etwa 70 ShoreA bis etwa 85 ShoreA, bevorzugt etwa 72 ShoreA auf. Beispielsweise ist das Material ein TPE der Firma Kraiburg, das unter der Marke HIPEX® HX8ICN vertrieben wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Lüftungskamin trichterförmig insbesondere in Richtung des Getriebeinneren aufweitend ausgestaltet ist, wobei durch die Formgebung ein Zusetzen einer Einlassöffnung des Lüftungskamins verhindert wird. Weiterhin vorteilhaft wird durch die Ausgestaltung des Lüftungskamins ein Abfließen des abgesetzten Öls gefördert.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mittels einer am Lüftungskamin, bevorzugt am Mündungsrand desselben, angeordneter Zahnung bevorzugt nach innen und/oder unten oder gegebenenfalls auch nur oder in Kombination nach außen, gerichtet, Blasen von Ölschaum zerstört werden. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die einzelnen Zähne der Zahnung im Wesentlichen pyramidal oder pyramidenstumpfförmig ausgestaltet sind. Weiterhin sieht eine Ausführungsform vor, dass die einzelnen Zähne der Zahnung, beziehungsweise deren Materialdicke, in Richtung des Mündungsrandes des Lüftungskamins sich zumindest einseitig, das heißt von einer Innenseite des Lüftungskamins und/oder von einer Außenseite des Lüftugskamins ausgehend, verjüngen. Insbesondere sind Außenflächen der einzelnen Zähne dreieckig oder trapezförmig ausgestaltet. Vorzugsweise ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass eine Kopfseite der Zähne im Wesentlichen quadratisch und/oder trapezförmig ausgestaltet ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Lüftungskamin mit einer Ventilvorrichtung verbindbar ist, die im Wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuses anordbar ist.
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Insbesondere weist die Ventilvorrichtung ein Adapterstück auf, welches sich in das Getriebegehäuse und/oder in den Lüftungskamin erstreckt, wobei weiterhin bevorzugt ein Filterelement außerhalb des Getriebegehäuses anordbar ist.
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Weiterhin wir ein Verfahren zum Abscheiden von Öl aus einem Aerosol einer Abluft eines Getriebegehäuses vorgeschlagen, wobei das Aerosol innerhalb des Getriebegehäuses in einen Lüftungskamin einer Entlüftungsvorrichtung geleitet wird, der sich im Wesentlichen innerhalb des Getriebegehäuses erstreckt. Mittels des Lüftungskamins wird die Abluft beruhigt, so dass das Öl sich an einer Oberfläche des Lüftungskamins absetzt. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Entlüftungsvorrichtung eine Ventilvorrichtung aufweist, die im Wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist, wobei die beruhigte Abluft durch die Ventilvorrichtung aus dem Getriebegehäuse geleitet wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den nachfolgenden Zeichnungen hervor. Die dort dargestellten Weiterbildungen sind jedoch nicht beschränkend auszulegen, vielmehr können die dort beschriebenen Merkmale untereinander und mit den oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden. Des Weiteren sei darauf verwiesen, dass die in der Figurenbeschreibung angegebenen Bezugszeichen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele verweisen. Gleiche Teile oder Teile mit gleicher Funktion weisen im Folgenden die gleichen Bezugszeichen auf.
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Es zeigen
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1 ein Getriebegehäuse mit einer Entlüftungsvorrichtung;
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2 einen Schnitt durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Entlüftungsvorrichtung;
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3 eine erfindungsgemäße Entlüftungsvorrichtung, eingebaut in ein Getriebegehäuse in einer Schnittansicht; und
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4 ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Lüftungskamins.
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1 zeigt ein Getriebegehäuse 3 mit einer Entlüftungsvorrichtung 1.
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2 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Entlüftungsvorrichtung 1, die in das Getriebegehäuse 3 eingesetzt ist. Diese umfasst im Wesentlichen eine Ventilvorrichtung 5 und ein sich in einer Öffnung 2 erstreckendes Adapterstück 6. Weiterhin ist der 2 zu entnehmen, dass das Adapterstück 6 zum Getriebegehäuse 3 mittels einer Gummidichtung 4 abgedichtet und gehalten wird.
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Nachteilig an der aus dem Stand der Technik bekannten Entlüftungsvorrichtung 1 ist, dass ein in einem Getriebegehäuseinneren 9 ausgebildeter beruhigter Raum 9.1 nicht ausreicht, um eine ausreichende Kondensation des Ölnebels vorzunehmen. Insofern setzt sich im Betrieb des Getriebes 3 ein im Filterelement 5 angeordnetes Filterelement 13 schnell zu.
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3 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung 1, umfassend eine Ventilvorrichtung 5 und einen Lüftungskamin 7. Die gezeigte Ausgestaltung ist zweiteilig, wobei der Lüftungskamin 7 gleichzeitig eine Dichtungsfunktion zwischen Ventilvorrichtung 5 und Getriebegehäuse 3 übernimmt. Eine Entlüftung umfasst die Öffnung 2 und den beruhigten Bereich 9.1. In diese Entlüftung ist die Entlüftungsvorrichtung 1 mit dem Lüftungskamin 7 und dem Ventilelement 5 eingesetzt.
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3 ist weiterhin zu entnehmen, dass sich der Lüftungskamin 7 in der gezeigten Ausgestaltung in den beruhigten Bereich 9.1 des Getriebegehäuseinneren 9 erstreckt. Durch diese Anordnung ergibt sich ein Strömungsweg 19, der in der hier gezeigten Ausgestaltung insbesondere in einem Adapterstück 6 des Ventilelements 5 labyrinthförmig ausgestaltet ist. Der Strömungsweg 19 beruhigt durch den Lüftungskamin 7 den Luftstrom derart, dass sich Öl eines Ölnebels an den Wänden des Lüftungskamins 7 sowohl innen als auch außen absetzen und in Richtung des Getriebegehäuseinneren 9 abfließen kann. Der Mündungsrand 12 des Lüftungskamins 7 weist einen Abstand 14 zu einer Gehäusewand 16 von etwa 2 mm auf.
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Ein mit Öl beziehungsweise Ölaerosol versetzter Luftstrom, der aus dem Getriebegehäuseinneren 9 nach außen strömt, durchquert zuerst den beruhigten Bereich 9.1 des Getriebegehäuses 3 und wird im Strömungsweg 19 des Lüftungskamins 7 weiter beruhigt, so dass sich der Ölnebel beziehungsweise das Öl absetzen kann. Der Luftstrom ist dann vorgereinigt und durchströmt im Folgenden das Filterelement 13, wobei das Filterelement 13 weitere Reste des Ölnebels und eventuell noch nicht abgesetzte Partikel auffängt und die Verschmutzung eines Motorraumes verhindert.
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Wie 3 weiter zu entnehmen ist, ist die Bauweise der Entlüftungsvorrichtung 1 sehr kompakt, da die Beruhigung des Luftstromes durch den Lüftungskamin 7 innerhalb des Gehäuseinneren 9 und insbesondere im beruhigten Bereich 9.1 erfolgt und nur das Ventilelement 5 mit dem vorteilhafterweise außerhalb des Getriebegehäuses 3 angeordneten Filterelement 13 insbesondere ohne weitere Verbindungsteile vorgesehen ist. Hierdurch wird einerseits eine kompakte Bauweise erzielt und andererseits eine Standzeit des Filterelements 13 erhöht.
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4 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Lüftungskamins 7 an seinem Mündungsrand 12. Der Mündungsrand 12 weist eine Zahnung 15 auf, die eventuell auftretende Blasen zerstört. Weiterhin ist zu erkennen, dass die einzelnen Zähne 15.1 im Wesentlichen spitz zulaufen. Sie weisen eine trapezförmige seitliche Oberfläche 20 auf. Auch kann 4 entnommen werden, dass sich die einzelnen Zähne 15.1 in Richtung des Mündungsrandes 12 zumindest einseitig verjüngen, das heißt, sich ausgehend von einer Außenseite 25 in Richtung zu einer Innenseite 27 des Lüftungskamins 7 hin verjüngen. Die Kopffläche 21 der Zähne 15.1 ist trapezförmig mit der kurzen Seite zur Innenseite 27 ausgestaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/155195 A1 [0002]
- EP 1239189 A2 [0003]
