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Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung für in einer Ölwanne bevorratetes Getriebeöl mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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In maschinellen Anlagen, in denen Getriebeöl als Schmiermittel wie auch als Hydraulikmedium, sei es beim Wandler oder der Mechatronik eines Automatikgetriebes, zum Einsatz kommt, ist es zum Erhalt der einwandfreien Funktion der jeweiligen Anlage erforderlich, dass ein eingesetztes Öl während der gesamten Zeit, in der es im Fluidkreislauf der Anlage zirkuliert, eine hohe Qualität aufweist. Um dieser Anforderung zu genügen, ist es, wie in
DE 10 2007 023 641 B4 aufgezeigt, Stand der Technik, Behandlungsvorrichtungen mit Filterelementen vorzusehen, um Schmutzstoffe aus dem betreffenden Öl abzuscheiden. Da in Fluidsystemen auch gasförmige Belastungen, wie Einschlüsse von Luft, schädliche Auswirkungen auf die Funktionssicherheit haben, wie es insbesondere bei Automatikgetrieben der Fall ist, wo Luftgehalt im Öl des Wandlers oder der Mechatronik die Regelbarkeit beeinträchtigt, so dass es zum Ruckeln beim Gangwechsel kommen kann, ist es gemäß der
DE 10 2017 001 716 A1 auch bekannt, die Behandlungsvorrichtungen mit einem Entgasungselement auszurüsten, um gasförmige Belastungen, wie Luft, aus dem Öl zu separieren.
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Die
JP 2013-170631 A beschreibt eine Behandlungsvorrichtung für in einer Ölwanne bevorratetes Getriebeöl mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1, bestehend aus einem Entgasungselement und einem Filterelement, die als voneinander getrennte, eigenständige Baueinheiten mittels einer Verbindungseinrichtung in der Getriebeölwanne jeweils in einer Funktionsstellung festlegbar sind, bei der die Eingangsseite des Entgasungselementes in die Getriebeölwanne mündet und die Ausgangsseite des Entgasungselementes über die Verbindungseinrichtung an die Eingangsseite des Filterelementes angeschlossen ist, dessen Ausgangsseite zu mindestens einem Verbraucher führt.
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Weitere Behandlungsvorrichtungen gehen aus der
JP 2013-200030 A , der
JP H06-185597 A und der
DE 40 03 900 A1 hervor.
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Ausgehend vom Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Behandlungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die sich durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Behandlungsvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
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Gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Verbindungseinrichtung einen Verbindungstunnel aufweist, der aus Wandteilen der Getriebeölwanne gebildet ist und in dessen eine Tunnelöffnung das eine Ende des Entgasungselementes und in dessen andere Tunnelöffnung das benachbarte Ende des Filterelementes eingreift.
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Es sind weiter für das Entgasungselement und für das Filterelement voneinander getrennte, eigenständige Baueinheiten vorgesehen, die mittels einer Verbindungseinrichtung in der betreffenden Getriebeölwanne jeweils in einer Funktionsstellung festlegbar sind, bei der die Eingangsseite des Entgasungselements in die Getriebeölwanne mündet und die Ausgangsseite des Entgasungselements über die Verbindungseinrichtung an die Eingangsseite des Filterelements angeschlossen ist, dessen Ausgangsseite zu mindestens einem Verbraucher führt, beispielsweise zum Wandler oder der Mechatronik eines Automatikgetriebes. Dadurch, dass für die Entgasung und die Filtration getrennte Baueinheiten vorgesehen sind, eröffnet sich die vorteilhafte Möglichkeit, die Behandlungsvorrichtung im Sinne einer Art Baukastensystem an die jeweilige Getriebe-Situationsaufgabe individuell anzupassen, um in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Stoffeigenschaften des zu behandelnden Öles und den unterschiedlichen betrieblichen Differenzdrücken hohe Abscheideraten (Beta-Werte) und eine effiziente Entgasung zu realisieren. Durch die Möglichkeit, Entgasungselemente und Filterelemente unterschiedlicher Eigenschaften einzusetzen, lässt sich die Behandlungsvorrichtung optimal auf den jeweils betreffenden Getriebetyp ausrichten.
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Mit Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass die beiden einander benachbarten Enden von Entgasungs- und Filterelement als einem weiteren Teil der Verbindungseinrichtung aus Anschlussrohren gebildet sind, die, je mit einer Dichteinrichtung ausgestattet, zumindest über diese in Anlage mit der Innenseite des Verbindungstunnels in ihrer jeweiligen Funktionsstellung sind.
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In vorteilhafter Weise sind die freien Querschnitte der beiden Anschlussrohre, zumindest im Bereich des Übergangs vom Ausgang der Entgasungseinrichtung zum Eingang des Filterelements, im Wesentlichen gleich groß, vorzugsweise gleich groß, ausgebildet.
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Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist zwischen zwei einander gegenüberliegenden Kappenteilen des Entgasungselements ein Elementmaterial aufgenommen, das mit mindestens einer Elementlage zumindest die Entfernung von gasförmigen Bestandteilen aus dem Getriebeöl unterstützt, sofern dieses das Elementmaterial durchquert. Mit Vorteil kann das Elementmaterial des Entgasungselements durch ein mehrlagiges, plisseartig gefaltetes Filtermaterial gebildet sein, das als Grobfilter eine Filterfeinheit im Bereich von vorzugsweise 50 bis 100 µm besitzt und bei dem mindestens eine Lage, vorzugsweise zwei bis drei Lagen, mit koaleszierender Eigenschaft vorgesehen ist. Bei dieser kann es sich um ein maschenbildendes Gewebe aus Edelstahldraht handeln, das gasförmige Bestandteile des Öls zu Gasbläschen koaguliert, die im Öl aufsteigen und sich so separieren. Für das Gewebe können neben einer Köperbindung auch andere Bindungsarten vorgesehen sein, wie auch maschenbildende Strukturen in Form von Gewirken oder Gestricken. Eine effektive Koaleszerwirkung und eine daraus resultierende wirksame Entgasung ergeben sich hierbei durch eine geeignete Wahl der Maschenweite. Weiterhin kann zur Begünstigung der Koaleszerwirkung die Oberfläche der Drähte der Gewebe mit einer Strukturierung versehen sein, beispielsweise durch Anätzen oder Anschleifen. Eine entsprechende Wirkung kann auch durch eine Oberflächenbeschichtung der Drähte erreicht werden.
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Hinsichtlich der Anordnung des Elementmaterials im Entgasungselement kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass zumindest das Elementmaterial sich bogenförmig entlang der beiden Kappenteile erstreckt und mit seiner freien Öffnung in das zugeordnete Anschlussrohr des Entgasungselements übergeht. Das Elementmaterial kann hierbei eine U-Form bilden, wobei die zwischen den U-Schenkeln befindliche Öffnung in die Öffnung des Anschlussrohres übergeht.
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Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen stützt sich das Elementmaterial zumindest teilweise an einem Stützkäfig ab, und das Innere des Entgasungselements verfügt über mindestens eine Strömungsleiteinrichtung, die im Wesentlichen totraumfrei das zumindest teilweise entgaste Getriebeöl in Richtung auf den Öffnungsquerschnitt des Anschlussrohres führt.
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Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist das jeweilige Element, vorzugsweise das Entgasungselement, zusätzlich neben der Verbindungseinrichtung über Clip- und/oder Anlagestellen in seiner jeweiligen Funktionsstellung gehalten.
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Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen verfügt das Filterelement über einen schlauchförmigen Filtermantel, der sich nach außen hin an einer Stützstruktur abstützt und der an seiner dem Anschlussrohr des Filterelements gegenüberliegenden Seite von einer Endkappe verschlossen ist. Mit besonderem Vorteil kann hierbei der Filtermantel einen Flachschlauch bilden. Im Vergleich zu seiner wirksamen Filterfläche zeichnet sich bei dieser Gestaltung das Filterelement durch eine geringe Bauhöhe aus, so dass die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung für den Einbau in eine Getriebeölwanne besonders geeignet ist.
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Gegenüber dem Elementmaterial des Entgasungselements kann das Filtermaterial als Grobfilter eine geringere Filterfeinheit besitzen. Ferner kann für eine Parallelfiltration des entgasten Getriebeöls das Filterelement in verschiedenen Abschnitten des Filtermaterials über unterschiedliche Filtereigenschaften, insbesondere Filterfeinheiten, verfügen.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung, wobei die Ausgangsseite abgebrochen und Entgasungselement und Filterelement außermittig in Längsrichtung aufgeschnitten dargestellt sind;
- 2 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels mit durch das Entgasungselement und das Filterelement mittig verlaufender Schnittebene; und
- 3 eine perspektivische Schrägansicht des gesondert dargestellten Entgasungselements des Ausführungsbeispiels.
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In den 1 und 2 sind von einer die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung aufnehmenden Getriebeölwanne 2 lediglich ein flächiges Bodenteil 4, das den Grund des Getriebeölsumpfes bildet, sowie einige Wandteile dargestellt. Zu diesen gehört ein ebenflächiges Deckteil 6, das im Abstand parallel zum Bodenteil 4 verläuft und mit diesem einen Aufnahmeraum für ein Filterelement 8 bildet. Außerhalb des vom Deckteil 6 begrenzten Aufnahmeraums ist, dem Filterelement 8 gegenüberliegend und mit diesem auf gemeinsamer Längsachse liegend, ein Entgasungselement 10 in Form eines eigenständigen Bauteils auf dem Bodenteil 4 angeordnet. Filterelement 8 und Entgasungselement 10 sind über eine Verbindungseinrichtung fluidführend miteinander verbunden, die einen Verbindungstunnel 12 aufweist, in den das Entgasungselement 10 mit einem Anschlussrohr 14 und das Filterelement 8 mit einem Anschlussrohr 16 eingreift. Die Anschlussrohre 14, 16 sind im Tunnel 12 jeweils mittels eines Dichtringes 18 abgedichtet. Die untere Begrenzung des Verbindungstunnels 12 ist durch die flache Oberseite eines Wandteils der Ölwanne 2 gebildet, das sich in Form einer leisten- oder balkenförmigen Traverse 20 vom Bodenteil 4 vertikal nach oben erstreckt und zur Längsrichtung von Entgasungselement 10 und Filterelement 8 senkrecht verläuft. Die obere Begrenzung des Verbindungstunnels 12 ist ebenfalls durch ein Wandteil der Ölwanne 2 in Form eines stufenartig abgewinkelten Endteils 22 des Deckteils 6 gebildet.
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Die in 3 gesondert dargestellte Baueinheit des Entgasungselements 10 ist in der Funktionsstellung, bei der sie mit ihrem Anschlussrohr 14 in den Tunnel 12 eingreift, auf dem Bodenteil 4 der Ölwanne 2 mittels Halteclipsen 24 an Halteschienen 26 am Bodenteil 4 festgelegt. Das Entgasungselement 10 weist eine Art Elementgehäuse auf, das aus zwei gleichen Kappenteilen 28 gebildet, die eine im Umriss U-förmige, ebene Deckfläche besitzen, die außenseitig von einem abgewinkelten Umfassungsrand 30 begrenzt ist. Am offenen Ende der U-Form der Kappenteile 28 ist das Elementgehäuse durch eine Endplatte 32 abgeschlossen, an der sich eine zentral gelegene Öffnung 34 befindet, die in das Anschlussrohr 14 übergeht. Die Endplatte 32 besitzt eine Rechteckform mit abgerundeten Endbereichen und ist von einem abgewinkelten Umfangsrand 36 begrenzt. An der Innenseite der Deckwand 32 und in geringem Abstand vom Umfassungsrand 36 befindet sich ein Rahmen, dessen Rahmenteile 40 von der Deckplatte 32 weg, wie der Umfassungsrand 36, vorspringen. In den Zwischenraum zwischen dem Umfassungsrand 36 und den Rahmenteilen 40 greifen die Enden der Kappenteile 28 am offenen Ende der U-Form mit einem abgewinkelten Endrand 42 (s. 2) ein.
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Zwischen den Kappenteilen 28 erstreckt sich ein Elementmaterial 38 in U-förmigem Verlauf entlang des Umfassungsrandes 30 von der offenen Einströmseite 44 bis zur Endplatte 32. Das mehrlagige, plissierte Elementmaterial 38 enthält, wie erwähnt, eine koaleszierende Lage, vorzugsweise in Form eines Edelstahlgewebes. Zur innenseitigen Abstützung des Elementmaterials 38 ist im Innenraum zwischen den Kappenteilen 28 ein Stützkäfig 46 angeordnet. Vervollständigt ist das Entgasungselement 10 durch eine Strömungsleiteinrichtung in Form eines an der Innenseite des oberen Kappenteils 28 anliegenden Leitkörpers 48, der eine Keilform besitzt, die sich vom an der Endplatte 32 anliegenden Ende ausgehend in Richtung auf die Einströmseite 44 hin verjüngt. Zur Festlegung an den Platten 32 weist der Strömungsleitkörper 48 einen Schlitz 50 auf, in den ein Rahmenteil 40 der Endplatte 32 eingreift, während sich das an den Schlitz 50 anschließende Teil des Strömungsleitkörpers 48 zusammen mit dem Endrand 42 des oberen Kappenteils 28 in den Zwischenraum zwischen Umfassungsrand 36 und Rahmenteil 40 der Endplatte 32 erstreckt. Bei dieser Anordnung lenkt der Leitkörper 48 das Öl von der Eingangsseite 44 zum freien Querschnitt des Anschlussrohres 14.
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Das Filterelement 8, das als eigenständiges Bauteil den Strömungsweg fortsetzt, weist eine Endkappe 52 auf, an der sich das Anschlussrohr 16 befindet, das mit gleichem Öffnungsquerschnitt wie die Öffnung 34 am Anschlussrohr 14 des Entgasungselements 10 den Eingang zum inneren Hohlraum des Filterelements 8 bildet. Dieses weist für die vom inneren Hohlraum nach außen hin erfolgende Filtration zwischen der das Anschlussrohr 16 bildenden Endkappe 52 und einer dazu entgegengesetzten, geschlossenen Endkappe 54 ein mehrlagiges, plissiertes Filtermaterial 56 auf, das als Grobfilter eine geringere Filterfeinheit als das Elementmaterial 38 des Entgasungselements 10 besitzt. In Anpassung an die in Horizontalrichtung langgestreckte Rechteckform der Endplatte 32 des Entgasungselements 10 besitzt das Filtermaterial 56 des Filterelements 8 keine runde Form, sondern hat die Form eines Flachschlauchs. Außenseitig liegt das Filtermaterial 56 an einer Stützstruktur 58 an, die sich zwischen den Endkappen 52 und 54 erstreckt. Um mittels des Filterelements 8 eine Parallelfiltration des entgasten Öls durchzuführen, kann das Filtermaterial 56 in Teilbereichen der Filterfläche Filtermateriallagen unterschiedlicher Filtereigenschaften, vorzugsweise unterschiedlicher Filterfeinheit, aufweisen. Im Saugfilterbetrieb, bei dem das im Ölsumpf der Ölwanne 2 befindliche Öl von der Einströmseite 44 her das Entgasungselement 10 durchströmt sowie anschließend über den Verbindungstunnel 12 in den Hohlraum des Filtermaterials 56 einströmt, tritt das entgaste und abgereinigte Öl, wie mit Strömungspfeilen 60 in 1 angedeutet ist, am nicht dargestellten Sauganschluss aus dem zwischen dem Deckteil 6 und dem Bodenteil 4 gebildeten Aufnahmeraum des Filterelements 8 aus und gelangt zum (nicht gezeigten) Verbraucher, beispielsweise dem Wandler oder der Mechatronik eines Automatikgetriebes.
