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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entlüftungsmodul für ein Getriebe eines insbesondere elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend ein Gehäuse mit einer getriebeseitigen Anschlussöffnung und einer zur Umgebung offenen Atmosphärenöffnung, wobei in dem Gehäuse ein die Anschlussöffnung mit der Atmosphärenöffnung gasleitend verbindender Gaskanal vorgesehen ist.
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Einsatztemperaturschwankungen im Getriebe bzw. Antrieb würden bei hermetischer Abdichtung zu hohen Druckschwankungen führen, die wiederum schädlich für das Dichtsystem, insbesondere für einen Radialwellendichtring, wären. Es wird daher eine Entlüftung in die Umgebung gefordert. Regionale Vorschriften fordern zudem eine hohe Watfähigkeit, bzw. Wasserdichtheit. Eine Entlüftung in die Umwelt wäre ohne geeignete Maßnahmen eine Einfallstelle für Wasser und Schmutz, was schädlich für Öl und Antriebskomponenten ist und Korrosion, auch von elektronischen Bauteilen, verursacht.
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Weiter sollen beim Entlüften Ölbestandteile der Entlüftungsluft zurückgehalten werden. Die Lebensdauer der Entlüftungskomponente soll die der Fahrzeuglebensdauer sein, eine Wartung der Komponenten ist nicht vorgesehen.
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Es sind Belüftungen mit einfacher Bohrung bekannt, die aber weder das Eintreten von Wasser und Schmutz verhindern noch das Austreten von Öl; es bildet sich ein leichter aber sichtbarer Ölfilm im Austrittbereich.
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Des Weiteren sind in Serie angeordnete Module bekannt, die den Gasweg über Rückschlagventile für Be- und Entlüftung trennen. Die Belüftung beinhaltet eine hydrophobe Membran. Nachteilig sind die relativ hohen Druckschwankungen durch die Ventilvorspannung, die für das sichere Verschließen der Rückschlagventile erforderlich ist, und die starke Temperaturabhängigkeit aufgrund der Materialeigenschaften des als Membranventil ausgeführten Rückschlagventils.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Entlüftungsmodul bereitzustellen, mit dem eine lebenslange Be- und Entlüftung sichergestellt wird, ohne dass dabei Wasser in das Getriebe eintreten kann. Unerwünscht ist ebenfalls der Austritt von Öltröpfchen in die Umwelt und der Eintritt von Schmutz oder Staub in das Getriebe.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß ist in dem Gaskanal ein Schwimmerventil mit einem in einer Schwimmerkammer angeordneten Schwimmer, einem Ventilkörper und einer Ventilöffnung angeordnet, wobei durch die Atmosphärenöffnung in die Schwimmerkammer eintretende Flüssigkeit eine Anhebung des Schwimmers bewirkt, wobei bei Überschreiten eines bestimmten Flüssigkeitspegels in der Schwimmerkammer der Schwimmer der mit dem Schwimmer verbundene Ventilkörper die Ventilöffnung und dadurch den Gaskanal flüssigkeitsdicht verschließt.
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Wenn sich die Atmosphärenöffnung unter Wasser befindet, dringt Wasser bis in die Schwimmerkammer ein, hebt den Schwimmer an und verschließt über den Ventilkörper die Ventilöffnung und somit den Gaskanal, und damit die gas- und flüssigkeitsleitende Verbindung mit dem Getriebe bzw. dem Aggregat. Es kann davon ausgegangen werden, dass dieser Vorgang nur relativ kurz dauert, sodass sich trotz verschlossenem Gaskanal keine nennenswerten Gasdrücke aufbauen können, und/oder die Vorteile einer Wasserdichtheit gegenüber einem Druckanstieg überwiegen.
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Vorzugsweise ist in dem Gaskanal eine Ölabscheidevorrichtung zum Abscheiden von Ölbestandteilen aus von der Anschlussöffnung zu der Atmosphärenöffnung strömender Entlüftungsluft angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Ölabscheidevorrichtung einen Prallabscheider mit einem Prallelement, das insbesondere als Impaktorvlies ausgeführt sein kann. Durch die Ölabscheidevorrichtung, insbesondere den Prall- bzw. Vliesabscheider, werden austretende Gase von Öltropfen befreit. Vorzugsweise ist die Ölabscheidevorrichtung in Entlüftungsrichtung zwischen der Anschlussöffnung und dem Schwimmerventil angeordnet, so dass die Ölabscheidung erfolgt, bevor das Entlüftungsgas in die Schwimmerkammer eintritt.
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Zur Erhöhung der Abscheideleistung kann die Ölabscheidevorrichtung eine Leiteinrichtung zum (weiteren) Umlenken des entlüfteten Gasstroms umfassen. Abgeschiedene agglomerierte Tropfen können der Gasströmung nicht folgen und fließen in das Ölreservoir ab.
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Vorzugsweise ist in dem Gehäuse ein ablauffreies Ölreservoir so angeordnet, dass von der Ölabscheidevorrichtung abgeschiedenes Öl schwerkraftbedingt in das Ölreservoir abfließt. Das abgeschiedene Öl wird demnach in einem für die Lebensdauer ausreichend großen Ölreservoir aufgefangen. Vorteilhaft für eine lange Lebensdauer ist, wenn nur kleine Mengen Öl austreten und die Gasentnahme an einem ölberuhigten Ort geschieht.
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Das gereinigte Gas wird über die Atmosphärenöffnung der Umwelt zugeführt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Gehäuse ein Trennelement angeordnet, welche einen Innenraum des Gehäuses in einen oberen Bereich und einen unteren Bereich, in dem die Schwimmerkammer angeordnet ist, trennt. Das Trennelement kann vorteilhaft eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen oder ausbilden: einen die Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz für den Ventilkörper; mindestens ein Halteelement zum Halten eines Prallelements eines Prallabscheiders; eine Gasdurchtrittsöffnung, die insbesondere auf ein Prallelement eines Prallabscheiders gerichtet ist; eine Ölablauföffnung zum Abführen von Öl aus dem oberen Bereich in ein Ölreservoir. Es handelt sich also um ein vielfältiges Funktionselement. Vorzugsweise ist die Gasdurchtrittsöffnung und/oder die Ventilöffnung von einem Kragen umgeben, um das ungewollte Abfließen von abgeschiedenem Öl durch diese Öffnungen zu vermeiden.
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Ein Prallelement eines Prallabscheiders, beispielsweise ein Impaktorvlies, kann von dem Trennelement über ein oder mehrere Halteelemente, beispielsweise Kunststoffstifte, am Deckel gehalten werden. Das oder die Halteelemente können auch als Ölrückführung vom Prallelement auf das Trennelement dienen. Das Trennelement weist vorteilhaft ein Gefälle zu einer Ölablauföffnung zu dem Ölreservoir auf. Die Einheit aus Deckel und Trennelement ist vorzugsweise gasdicht mit dem Gehäuse verbunden, beispielsweise verschweißt. Alternativ ist die Zwischenplatte mit dem Gehäuse verbunden, und die Einheit aus Zwischenplatte und Gehäuse ist gasdicht mit dem Deckel verbunden.
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Der Schwimmer kann unten offen oder geschlossen ausgeführt sein. Der Ventilkörper ist an dem Schwimmer angebracht. Der Ventilkörper besteht vorzugsweise aus einem Elastomer oder einem Thermoplastischen Elastomer; Elastomer dichtet gut gegen thermoplastischen Kunststoff, aus dem vorteilhaft das Trennelement mit dem Ventilsitz besteht. Der Ventilkörper weist bevorzugt einen stiftförmigen Teil auf, der in der Ventilöffnung mit Spiel verschiebbar geführt ist, was zu einer sicheren Verschließbarkeit des Schwimmerventils beiträgt. Die Führung des Ventilkörpers gibt zusätzliche Sicherheit bei nicht vollkommener horizontaler Lage des Kraftfahrzeugs und zentriert den Schwimmer und das Schwimmerventil.
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Vorzugsweise ist ein die Atmosphärenöffnung abdeckendes Filterelement vorgesehen. Zur Belüftung des Getriebes wird die Luft der Atmosphäre über das Filterelement von Staub und Schmutz befreit und dem Getriebe bzw. dem Aggregat über die Schwimmerkammer zugeführt. Vorzugsweise ist ein Filterdeckel zum Halten des Filterelements zwischen dem Filterdeckel und dem Gehäuse vorgesehen. Das Filterelement kann beispielsweise vor das Gehäuse mit einem Filterdeckel montagefreundlich geklippst, oder alternativ fest verschweißt werden, in diesem Fall kann ein Filterdeckel entbehrlich sein.
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Vorzugsweise ist im Bereich der Anschlussöffnung ein Anschlusselement zum Anschließen des Entlüftungsmoduls an das Getriebe vorgesehen. Bevorzugt ist ein Dichtelement zur Abdichtung der Anschlussöffnung vorgesehen. Dies geschieht entweder radial durch einen O-Ring oder axial durch eine Profildichtung. Bevorzugt ist an dem Gehäuse ein Befestigungselement zur lösbaren Befestigung des Entlüftungsmoduls an dem Getriebe vorgesehen.
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Zu Wartungszwecken des Getriebes/Aggregates gibt es somit vorzugsweise einen lösbaren Klipp-Mechanismus. Das Entlüftungsmodul kann auf die beschriebene Weise dicht zum Getriebe/Aggregat abschließen und vorteilhaft verrastet werden.
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Die Gaswege für Be- und Entlüftung in dem Gaskanal sind dieselben, jedoch in jeweils umgekehrter Richtung. Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Entlüftungsmoduls;
- 2 eine Explosionsdarstellung des Entlüftungsmoduls;
- 3 eine Querschnittsansicht durch das Entlüftungsmodul mit Illustration des Gaswegs im Entlüftungsfall;
- 4 eine Querschnittsansicht durch das Entlüftungsmodul in einer zu 3 parallelen Schnittebene zur weiteren Illustration des Entlüftungsgaswegs;
- 5 eine Querschnittsansicht durch das Entlüftungsmodul wie in 4 mit Illustration des Ölablaufwegs;
- 6 eine Querschnittsansicht aus einer zu den 3 bis 5 senkrechten Blickrichtung mit geöffnetem Schwimmerventil; und
- 7 eine Querschnittsansicht analog zu 6 mit geschlossenem Schwimmerventil.
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Das Entlüftungsmodul 10 weist ein beispielsweise zweiteiliges Gehäuse 11 mit einem Grundkörper 12 und einem Deckel 13 auf. Das Gehäuse 11 ist zur gasleitenden Verbindung mit einem nicht gezeigten Getriebe 55 eingerichtet und weist zu diesem Zweck ein Anschlusselement 14 zum Anschließen des Entlüftungsmoduls 10 an das Getriebe 55 auf. Das Anschlusselement 14 ist beispielsweise ein Rohrstutzen, der zum Einstecken in eine entsprechende Aufnahme in dem Getriebegehäuse eingerichtet ist. Eine umgekehrte Anordnung ist möglich, wonach das Entlüftungsmodul 10 eine Aufnahme zum Einstecken eines Rohrstutzens des Getriebegehäuse aufweist.
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Zur insbesondere lösbaren Befestigung des Entlüftungsmoduls 10 an dem Getriebe 55 weist das Gehäuse 11 des Weiteren ein oder mehrere, beispielsweise zwei Befestigungselemente 16 auf, das mit einem entsprechenden, nicht gezeigten Befestigungselement an dem Getriebe 55 zusammenwirkt. Das mindestens eine Befestigungselement 16, das im Folgenden anhand von 3 erläutert wird, ist vorzugsweise ein Rastelement mit einem Rasthaken 17, der zum Verrasten in einer entsprechenden, nicht gezeigten Rastaufnahme des Getriebes eingerichtet ist. Das mindestens eine Befestigungselement 16 weist vorzugsweise ein Betätigungselement 18 auf, dessen manuelle Betätigung zu einem Entriegeln des Rasthakens 17 führt, so dass das Entlüftungsmodul 10 von dem Getriebe 55 beispielsweise zu Wartungszwecken oder zum Entleeren des Ölreservoirs 41 (siehe unten) abgenommen werden kann. Eine umgekehrte Anordnung ist möglich, wonach das Gehäuse 11 eine Rastaufnahme zum verrastenden Aufnehmen eines Rasthakens des Getriebes 55 aufweist.
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In dem Gehäuse 11 ist eine getriebeseitige Anschlussöffnung 15 vorgesehen, durch die bei montiertem Entlüftungsmodul 10 je nach den Druckverhältnissen im Getriebe 55 relativ zum Atmosphärendruck Gas vom Getriebe 55 in das Innere des Gehäuses 11 oder umgekehrt strömen kann. Das Anschlusselement 14 bildet oder umgibt vorzugsweise die Anschlussöffnung 15, so dass Gas durch das Anschlusselement 14 und die Anschlussöffnung 15 in das Gehäuse 11 strömen kann und umgekehrt.
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Zum Abdichten des Entlüftungsmoduls 10 gegen das Getriebe 55 ist vorzugsweise ein die Anschlussöffnung 15 umgebendes Dichtelement 19, beispielsweise ein Dichtring, vorgesehen. Das Dichtelement 19 kann beispielsweise in einer Ringnut 20 (siehe 2) am Außenumfang des Anschlusselements 14 angeordnet sein.
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Das Gehäuse 11 weist eine oder mehrere, hier beispielsweise zwei Atmosphärenöffnungen 21 auf, die den Innenraum 22 des Gehäuses 11 mit der Umgebung 23 bzw. der Umwelt oder der Atmosphäre verbinden. Im Folgenden wird durchgehend von der Atmosphärenöffnung 21 gesprochen, weil es auf deren Anzahl für die Funktion des Entlüftungsmoduls 10 nicht ankommt. In dem Innenraum 22 des Gehäuses 11 verbindet ein Gaskanal 24 die Anschlussöffnung 15 mit der Atmosphärenöffnung 21.
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Wenn in dem mit der Anschlussöffnung 15 verbundenen Getriebe 55 ein Überdruck relativ zu Atmosphärendruck vorliegt (Entlüftungsfall), strömt Gas von dem Getriebe 55 durch die Anschlussöffnung 15, weiterhin durch den Gaskanal 24 bis zu der Atmosphärenöffnung 21 und durch diese hindurch in die Umgebung 23. Der Strömungsweg in dem zuvor beschriebenen Entlüftungsfall ist in den 3 und 4 mit schwarzen Pfeilen markiert; der Strömungsweg wird weiter unten noch genauer erläutert. Der Begriff „Gaskanal“ 24 bedeutet keinerlei Einschränkung hinsichtlich dessen Form, Verlauf und Querschnitt.
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Wenn in dem mit der Anschlussöffnung 15 verbundenen Getriebe 55 ein Unterdruck relativ zu Atmosphärendruck vorliegt (Belüftungsfall), strömt Gas von der Umgebung 23 durch die Atmosphärenöffnung 21 in den Innenraum 22 des Gehäuses 11 ein und von dort weiter durch den Gaskanal 24 bis zu der Anschlussöffnung 15 und durch diese hindurch in das angeschlossene Getriebe 55. Der Strömungsweg in diesem Belüftungsfall ist somit umgekehrt zu den schwarzen Pfeilen in den 3 und 4.
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Im Bereich der Atmosphärenöffnung 21 ist vorzugsweise ein Filterelement 25 vorgesehen, das so angeordnet ist, dass von der Umgebung 23 durch die Atmosphärenöffnung 21 in den Innenraum 22 einströmende Luft zwangsläufig durch das Filterelement 25 hindurchtritt. Die einströmende Luft wird somit vor dem Eintritt in den Gaskanal 24 über das Filterelement 25 von Staub und Schmutz befreit. Das Filterelement 25 kann innen oder, wie hier, außen mittels eines Filterdeckels 26 an dem Gehäuse 11 gehalten sein. An dem Gehäuse 11 können beispielsweise rippenförmige Abstandselemente 28 (siehe 2) zum Halten des Filterelements 25 in einem Abstand zu einer Gehäusewand vorgesehen sein. Der Filterdeckel 26 ist vorzugsweise lösbar mit dem Gehäuse 11 verbunden, beispielsweise montagefreundlich mittels Clips- oder Rastelementen 27, die mit entsprechenden Rastnasen 29 an dem Gehäuse 11 lösbar verrasten. Auch eine Verschraubung oder Verschweißung des Deckelelements 26 an dem Gehäuse 11 ist denkbar. Der Filterdeckel 26 weist zweckmäßigerweise Luftdurchtrittsöffnungen 30 auf, um den Luftdurchtritt von der Umgebung 23 zu der Atmosphärenöffnung 21 und umgekehrt zu ermöglichen.
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Alternativ kann das Filterelement 25 direkt an das Gehäuse 11 angebunden, beispielsweise mit diesem an seinem Umfang verschweißt sein. In diesem Fall kann ein Filterdeckel entbehrlich sein.
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Das Entlüftungsmodul 10 weist vorzugsweise ein Trennelement 31, beispielsweise eine Trenn- oder Zwischenplatte bzw. -wand auf. Das Trennelement 31 unterteilt den Innenraum 22 des Gehäuses 11 in zwei Bereiche, nämlich einen oberen Bereich 32, d.h. dem Raum zwischen dem Trennelement 31 und dem Deckel 13, der insbesondere zur Ölabscheidung von entlüftetem Gas dient, und einen unteren Bereich 33, d.h. dem Raum in dem Grundkörper 12 unterhalb des Trennelements 31, der insbesondere zur Ausbildung einer Schwimmerkammer 34, eines Ölreservoirs 41 und eines anschlussseitigen Kanalabschnitts 54 (siehe unten) dient. Das Trennelement 31 kann vorteilhaft zwischen dem Gehäuse 11 und dem Deckel 13 gehalten sein. Die Angaben „oben“ und „unten“ beziehen sich dabei und generell im Rahmen dieser Anmeldung auf eine Vertikalrichtung, die durch die Bewegungsrichtung und Position des Schwimmers 35 definiert ist, wie anhand der 6 und 7 weiter unten erläutert wird.
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In dem Strömungsweg des Gaskanals 24 ist vorzugsweise eine Ölabscheidevorrichtung 36 angeordnet. Die Ölabscheidevorrichtung 36 ist so angeordnet, dass in der Entlüftungsrichtung strömendes Gas (3 und 4) von darin enthaltenen Öltröpfchen gereinigt wird, indem diese von der Ölabscheidevorrichtung 36 abgeschieden werden.
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Die Ölabscheidevorrichtung 36 weist vorzugsweise einen Prallabscheider 37 auf. Der Prallabscheider 37 umfasst ein Prallelement 38 und eine querschnittsverengende Gasdurchtrittsöffnung 39, die als Düse wirkt und in der Entlüftungsrichtung und durch die Gasdurchtrittsöffnung 39 strömendes Gas auf das Prallelement 38 richtet und beschleunigt. Das Prallelement 38 weist vorteilhaft eine senkrecht zu dem darauf gerichteten Gasstrom orientierte Oberfläche auf, so dass das auf das Prallelement 38 auftreffende Gas um mindestens 90° scharf umgelenkt wird, wie in 3 gezeigt. Aufgrund dieser beschleunigten Umlenkung werden in dem umgelenkten Gas enthaltene Flüssigkeits- oder Öltröpfchen an dem Prallelement 38 trägheitsbedingt abgeschieden.
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Die Ölabscheidevorrichtung 36 ist nicht auf einen Prallabscheider 37 beschränkt. Andere Ölabscheider sind möglich, beispielweise ein Wirbelkammerabscheider, etwa ein Zyklonabscheider, oder ein Federzungenabscheider.
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Die Durchtrittsöffnung 39 ist vorzugsweise in dem Trennelement 31 angeordnet, siehe 2 und 3. Das Prallelement 38 ist vorzugsweise ein Vlieselement, das daher auch als Impaktorvlies bezeichnet werden kann. Das Prallelement 38 kann beispielsweise an der Unterseite des Deckels 13 gehalten sein. Das Trennelement 31 kann zu diesem Zweck ein oder mehrere, beispielsweise stiftförmige, Halteelemente 40 aufweisen, die sich von dem Trennelement 31 nach oben erstrecken und das Prallelement 38 an der Unterseite des Deckels 13 halten. Andere Befestigungen des Prallelements 38 an dem Deckel 13 sind möglich, beispielsweise durch Anschweißen. Es sind Ausführungsformen ohne separates Prallelement möglich, in diesem Fall bildet beispielsweise ein Teil des Deckels 13 das Prallelement.
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Das abgeschiedene Öl läuft schwerkraftbedingt in ein Ölreservoir 41 ab. Vorzugsweise ist das Ölreservoir 41 in dem unteren Bereich 33, d.h. im Innenraum des Grundkörpers 12 unterhalb des Trennelements 31 angeordnet. Das abgeschiedene Öl läuft dann vorzugsweise auf der Oberseite des Trennelements 31 zu einer Ölablauföffnung 42 in dem Trennelement 31 und durch diese hindurch in das Ölreservoir 41. Das Trennelement 31 bzw. die Trennplatte kann zu diesem Zweck eine leichte Neigung hin zu der Ölablauföffnung 42 aufweisen. Die Gasdurchtrittsöffnung 39 und die Schwimmerventilöffnung 43 (siehe unten) in dem Trennelement 31 sind vorteilhaft von einem erhöhten Kragen 44 umgeben, um das ungewollte Abfließen des abgeschiedenen Öls durch diese Öffnungen 39, 43 zu vermeiden.
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Das Ölreservoir 41 weist keinen Abfluss auf, so dass das darin gespeicherte Öl darin gefangen ist. Die Größe des Ölreservoirs 41 ist so bemessen, dass es zur Speicherung des über die Lebensdauer des Getriebes 55 abgeschiedenen Öls ausreicht.
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Zusätzlich zu dem Prallabscheider 37, insbesondere in Strömungsrichtung dahinter, oder alternativ zu dem Prallabscheider 37, kann die Ölabscheidevorrichtung 36 eine Leiteinrichtung 45 zur (weiteren) Gasumlenkung des Entlüftungsgases in dem oberen Bereich 32 aufweisen, wodurch eine gesteigerte Ölabscheideleistung erzielbar ist. Die Leiteinrichtung 45 kann beispielsweise eine U-förmige Wand sein, welche die Schwimmerventilöffnung 43 umgibt, wobei die Öffnung der U-förmigen Wand von der Gasdurchtrittsöffnung 39 abgewandt ist, so dass ein direkter Entlüftungsgasstrom von der Gasdurchtrittsöffnung 39 zu der Schwimmerventilöffnung 43 verhindert ist. Die Leiteinrichtung 45 bildet somit einen Labyrinthabscheider; andere Formen eines Labyrinthabscheiders sind möglich. Die Leiteinrichtung 45 kann auch teilweise oder vollständig an dem Deckel 13 ausgebildet sein.
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Das gereinigte Entlüftungsgas tritt durch die Ventilöffnung 43 aus dem oberen Bereich 32, der auch als Abscheidekammer bezeichnet wird, nach unten aus, um von dort zu der Atmosphärenöffnung 21 zu strömen und durch diese hindurch in die Umwelt auszutreten.
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In dem Strömungsweg des Gaskanals 24 ist ein Schwimmerventil 46 angeordnet, das einen in einer Schwimmerkammer 34 angeordneten Schwimmer 35, einen Ventilkörper 47 und einen die Ventilöffnung 43 umgebenden Ventilsitz 48 aufweist. Die Schwimmerkammer 34 ist Teil des Gaskanals 24 und insbesondere der Raum unterhalb der Ventilöffnung 43. Der Ventilkörper 47 ist an dem Schwimmer 35 angebracht, wie in den 3, 5 und 6 zu sehen ist. Der Schwimmer 35 ist in der Schwimmerkammer 35 vertikal verschiebbar geführt, zwischen einer unteren geöffneten Position gemäß den 3 bis 6 und einer oberen geschlossenen Position gemäß 7, und kann zu diesem Zweck Führungselemente, beispielsweise Führungsrippen 51, aufweisen. Der Ventilkörper 47 ist mit seinem oberen stiftförmigen Teil 50 in der Ventilöffnung 43 mit Spiel vertikal verschiebbar geführt, wobei zwischen dem stiftförmigen Teil 50 und der Ventilöffnung 43 ein Ringspalt für den Gasdurchtritt im geöffneten Zustand verbleibt. Der Außendurchmesser des stiftförmigen Teils 50 ist insbesondere um mindestens 10% geringer als der Innendurchmesser der Ventilöffnung 43. Die Schwimmerkammer 35 ist mit der Atmosphärenöffnung 21 flüssigkeitsleitend verbunden. Insbesondere kann die Atmosphärenöffnung 21 in einer die Schwimmerkammer 35 begrenzenden Wand des Gehäuses 11 vorgesehen sein, siehe 4, 5. Die Atmosphärenöffnung 21 ist vorzugsweise auf dem Niveau des Bodens 49 der Schwimmerkammer 35 angeordnet.
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Wenn sich die Atmosphärenöffnung 21 unter Wasser befindet, tritt das Wasser durch die Atmosphärenöffnung 21 in die Schwimmerkammer 34 ein. Der steigende Wasserpegel in der Schwimmerkammer 34 führt zu einer Anhebung des Schwimmers 35 und mit diesem des Ventilkörpers 47, bis ein sich beispielsweise von oben nach unten verbreiternder Verschlussabschnitt 52 des Ventilkörpers 47 an dem Ventilsitz 48 dichtend zur Anlage kommt, wodurch die Ventilöffnung 43 flüssigkeitsdicht (und gasdicht) verschlossen wird und ein Eindringen von Wasser in den oberen Bereich 32 und letztlich in das Getriebe 55 verhindert wird. Dieser geschlossene Zustand ist in 7 gezeigt.
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Wenn sich die Atmosphärenöffnung 21 nicht mehr unter Wasser befindet, kann das Wasser durch die Atmosphärenöffnung 21 aus der Schwimmerkammer 34 in die Umgebung 23 abfließen. Ein etwaig vorgesehener Filterdeckel 26 weist zu diesem Zweck vorteilhaft eine Ablauföffnung 53 auf dem Niveau der Atmosphärenöffnung 21 auf, durch die aus der Atmosphärenöffnung 21 austretendes Wasser in die Umgebung abfließen kann. Die Ablauföffnung 53 kann im Normalbetrieb, wenn kein Wasser in der Schwimmerkammer 34 ist, als Luftdurchtrittsöffnung 30 dienen. Aufgrund des sinkenden Wasserpegels senkt sich der Schimmer 35 und damit auch der Ventilkörper 47, der infolgedessen die Ventilöffnung 43 wieder freigibt. Wenn der in den 3 bis 6 erreichte Zustand wieder erreicht ist und das Wasser jedenfalls soweit aus der Schwimmerkammer 34 abgeflossen ist, dass die Atmosphärenöffnung 21 wieder frei ist, kann zur Ent- und Belüftung des Getriebes 55 wieder Gas durch die Ventilöffnung 43 und die Atmosphärenöffnung 21 strömen.
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Der Ventilkörper 47 besteht vorzugsweise aus einem Elastomer oder einem Thermoplastischen Elastomer (TPE). Das den Ventilsitz 48 ausbildende Trennelement 31 ist vorteilhaft aus einem thermoplastischen Kunststoff gefertigt, beispielsweise mittels Spritzguss. Die zuvor beschriebene Materialkombination ist günstig, weil Elastomer oder TPE gut gegen thermoplastischen Kunststoff dichtet. Der Schwimmer 35 kann vorteilhaft aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen. Der Schwimmer 35 kann unten geöffnet sein, wie im Ausführungsbeispiel, das in den Figuren gezeigt ist. Der Schwimmer 35 kann auch unten und somit insgesamt geschlossen sein.
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Im Folgenden wird der Verlauf der Gasströmung durch den Gaskanal 24 von der Anschlussöffnung 15 zu der Atmosphärenöffnung 21 (Entlüftung) und von der Atmosphärenöffnung 21 zu der Anschlussöffnung 15 (Belüftung) beschrieben, wobei davon ausgegangen wird, dass sich der Schwimmer 35 in der unteren Position befindet und kein Wasser in der Schwimmerkammer 34 ist.
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Im Entlüftungsfall strömt Gas aus dem Getriebe durch die Anschlussöffnung 15 in den Gaskanal 24 ein. Der Gaskanal 24 weist einen anschlussseitigen Kanalabschnitt 54 auf (siehe 3), der die Anschlussöffnung 15 mit der Gasdurchtrittsöffnung 39 gasleitend verbindet. Der anschlussseitige Kanalabschnitt 54 kann beispielsweise rohrförmig sein. Das Entlüftungsgas durchströmt den anschlussseitigen Kanalabschnitt 54, tritt durch die Gasdurchtrittsöffnung 39 in dem Trennelement 31 hindurch, und durchläuft sodann die Ölabscheidevorrichtung 16 in der Abscheidekammer 32. Das von der Ölabscheidevorrichtung 16 gereinigte Gas tritt durch die Ventilöffnung 43 nach unten aus der Abscheidekammer 32 aus und in die Schwimmerkammer 34 ein, um von dort durch die Atmosphärenöffnung 21 und das Filterelement 25 und ggf. die Luftdurchtrittsöffnung 30 in die Umgebung 23 auszutreten.
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Im Belüftungsfall strömt Gas aus der Umgebung ggf. durch die Luftdurchtrittsöffnung 30 und durch das Filterelement 25 und die Atmosphärenöffnung 21 in die Schwimmerkammer 34 ein, durchläuft diese und strömt sodann durch die Ventilöffnung 47 in die Abscheidekammer 32, durchströmt diese in Gegenrichtung zur Abscheiderichtung, und tritt schließlich durch die Gasdurchtrittsöffnung 39 in den anschlussseitigen Kanalabschnitt 54 und von dort durch die Anschlussöffnung 15 schließlich in das Getriebe 55 ein.
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Der Schwimmer 35 und das Schwimmerventil 46 werden ausschließlich durch den Wasserpegel in der Schwimmerkammer 34 betätigt. Der in dem Getriebe 55 vorliegende Gasdruck (Unterdruck oder Überdruck) relativ zum Atmosphärendruck hat keinen Einfluss auf die Position des Schwimmers 35 und den Zustand des Schwimmerventils 46.
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Bezugszeichenliste:
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- 10
- Entlüftungsmodul
- 11
- Gehäuse
- 12
- Grundkörper
- 13
- Deckel
- 14
- Anschlusselement
- 15
- Anschlussöffnung
- 16
- Befestigungselement
- 17
- Rasthaken
- 18
- Betätigungselement
- 19
- Dichtelement
- 20
- Ringnut
- 21
- Atmosphärenöffnung
- 22
- Innenraum
- 23
- Umgebung
- 24
- Gaskanal
- 25
- Filterelement
- 26
- Filterdeckel
- 27
- Rastelement
- 28
- Abstandselement
- 29
- Rastnase
- 30
- Luftdurchtrittsöffnung
- 31
- Trennelement
- 32
- oberer Bereich
- 33
- unterer Bereich
- 34
- Schwimmerkammer
- 35
- Schwimmer
- 36
- Ölabscheidevorrichtung
- 37
- Prallabscheider
- 38
- Prallelement
- 39
- Durchtrittsöffnung
- 40
- Halteelement
- 41
- Ölreservoir
- 42
- Ölablassöffnung
- 43
- Ventilöffnung
- 44
- Kragen
- 45
- Leiteinrichtung
- 46
- Schwimmerventil
- 47
- Ventilkörper
- 48
- Ventilsitz
- 49
- Boden
- 50
- stiftförmiger Teil
- 51
- Führungsrippen
- 52
- Verschlussabschnitt
- 53
- Ablauföffnung
- 54
- anschlussseitiger Kanalabschnitt
