EP2791553A1 - Vorrichtung zum einstellen eines fluidfüllstandes in einem gehäusebereich - Google Patents

Vorrichtung zum einstellen eines fluidfüllstandes in einem gehäusebereich

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Publication number
EP2791553A1
EP2791553A1 EP12780753.5A EP12780753A EP2791553A1 EP 2791553 A1 EP2791553 A1 EP 2791553A1 EP 12780753 A EP12780753 A EP 12780753A EP 2791553 A1 EP2791553 A1 EP 2791553A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
level
fluid
pressure
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12780753.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Rebholz
Juergen Legner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2791553A1 publication Critical patent/EP2791553A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0409—Features relating to lubrication or cooling or heating characterised by the problem to increase efficiency, e.g. by reducing splash losses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0447—Control of lubricant levels, e.g. lubricant level control dependent on temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N19/00—Lubricant containers for use in lubricators or lubrication systems
    • F16N19/006—Maintaining oil level

Definitions

  • the invention relates to a device for adjusting a fluid level in a housing portion according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • a device for adjusting the oil level in a transmission which has at least two separate transmission housing chambers or housing areas which are partially filled with oil and partly with air and between which an oil exchange is possible, is known from EP 0 406 649 A1.
  • air is forced into a first gear housing chamber in which there is a tendency for oil accumulation, so that oil is displaced from the first gear housing chamber and fed into a second gear housing chamber.
  • the air pump or the pump device is located in an air channel, which connects the two gear housing chambers together.
  • the first gear housing chamber is hermetically sealed to the outside.
  • the oil level in the first transmission housing chamber is to be lowered via the device to a defined fluid level level to avoid power losses caused by oil splashing of arranged in the first gear housing chamber rotating components.
  • the fluid level or the oil level in the first gear housing chamber adjusts depending on the performance of the air pump, wherein the oil level in the first gear housing chamber is also dependent on the oil viscosity, flow resistance and the capacity of the pump device.
  • the pump is to be provided with a correspondingly high delivery rate in order to be able to lead the oil level in the first transmission housing chamber to a defined fluid level even at high viscosity of the oil.
  • the dimensioning of the air pump to be provided as a function of unfavorable operating states results in the oil level being lowered below the defined fluid level due to the non-variable speed-dependent delivery rate of the air pump and possibly all of the oil from the first gear housing chamber into the second transmission housing chamber is guided, so that with increasing operating time of the air pump and air from the first gear housing chamber is conveyed into the second gear housing chamber.
  • the introduced via the air pump in the second gear housing chamber air is before consuming the oil in the direction of a gear pump through which, for example, the gearbox is supplied with oil, to deposit over complex measures from the oil to the functioning of the gear pump affecting phenomena, such as cavitation or like to avoid.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a device for adjusting a fluid level in a housing area available to be avoided over the unwanted air pockets in the fluid in a simple manner.
  • the inventive device for adjusting a fluid level in a housing portion which is connected to a further housing portion for the exchange of fluid and which is in operative connection with a pressure side of a pump device, with increasing internal pressure in the housing portion, which is changeable on the pump side, increasingly fluid from the housing portion in the further housing portion is convertible, is formed with a device whose operating state varies depending on the fluid level, wherein in the case of a defined Fluid Hällstandsmillions in the housing area, the internal pressure in the housing area is adjustable via the device to a pressure level equivalent to the defined Fluid circulllstandslomi.
  • the defined fluid level in the housing area is always set via the device according to the invention in the housing area, since the pump-side pressure in the housing area, in whose dependence the level varies in the housing area, via the device in a simple manner on the Level at which the defined or desired fluid filling Level is.
  • a higher pressure is preferably regulated in the housing area via the device when the fluid to be led out of the housing area in the direction of the further housing area has, for example, a high viscosity, as at low operating temperatures.
  • a lower pressure is preferably regulated in the housing area via the device when the fluid is present, for example, due to higher operating temperatures with a lower viscosity.
  • the fluid level set via the device according to the invention in the housing area is also independent of the fluid quantity currently flowing into the housing area, since the device only sets the pressure in the housing area to the equivalent pressure level when the defined fluid level is reached.
  • the pump device can be designed as a plunger, gear or centrifugal pump, preferably as a piston air pump, depending on the respective application.
  • a check valve is provided between the housing region and the pressure side of the pump device, a backflow of fluid from the housing region in the direction of the pump device is reliably avoided in a simple manner.
  • the suction side of the pump device is connected to the further housing region, which is a structurally simple way a closed system, via the entry of dirt particles and the like is avoided with little effort.
  • a suction side of the pump device is additionally or additionally connected to an environment of the housing region and if a filter device is provided between the suction side and the environment, an operation of the device according to the invention is ensured, for example due to a constant suction-side pressure, the air supply with corresponding structural conditions Low cost feasible and preferably prevents the entry of dirt particles and the like through the air filter.
  • the device has a float valve which has a floating depending on the Fluidyogllstandes in the housing area floating body, which is connected to a valve housing movable in the valve slide, above the defined level in the housing area the pressure side the pump device is separated from a low-pressure region and is connected to the fluid level level when it is present.
  • the pump device is automatically switched to short circuit on the device upon reaching the defined Fluid Stahlllstandsrises and deactivated the effect of promotional pumping device to the pressure in the housing area in a simple manner until the defined fluid level in the housing area is exceeded again.
  • the low-pressure region is the suction side of the pump device.
  • the device can be arranged in areas of known systems without complex design measures in which sufficient installation space is available for the device. If the defined level of fluid level corresponds to a filling level of the housing area, to which rotatable components arranged in the interior of the housing area are arranged substantially completely above the fluid, unnecessary splashing losses are reliably avoided.
  • the figure shows a device 1 for adjusting a fluid level in a housing portion 2, which is connected to a further housing portion 3 via a line 4 and which is in operative connection with a pressure side 5 of a pump device 6.
  • a device 1 for adjusting a fluid level in a housing portion 2 which is connected to a further housing portion 3 via a line 4 and which is in operative connection with a pressure side 5 of a pump device 6.
  • fluid which in the present case is hydraulic fluid, is increasingly transferred from the housing area 2 into the further housing area 3 transferable.
  • the housing portion 2 is designed substantially pressure-tight, whereby a pump-side conveying air into the interior 7 of the housing portion 2 and above the level of the fluid in the housing portion 2 leads to an increase in the pressure in the housing area.
  • the line 4 branches off below the filling level of the fluid in the housing area 2 in the direction of the further housing area 3. With As pressure increases in the interior 7 of the housing region 2, fluid is forced out of the housing region 2 in the direction of the further housing region 3.
  • the operating state varies depending on the fluid level in the housing portion 2. If a defined level of fluid level 9 is present in the housing area 2, the internal pressure in the housing area 2 is equivalent via the device 8 to a fluid level level 9 that is defined
  • the device 8 is formed in the embodiment shown in the figure with a float valve 10, which has a depending on the Fluid Strukturllstandes in the housing portion 2 movable float 1 1.
  • the float 1 1 is fixedly connected to a valve housing 12 movably arranged valve spool 13.
  • About the valve spool 13 is above the defined fluid level 9, the pressure side 5 of the pump device 6 of a low pressure region 15, which is the suction side of the pump device 6, separated and connected in the presence of the defined Fluid Strukturllstands stipulates with the low pressure region or the suction side 15.
  • the pump device 6 is executed in the embodiment of the device 1 shown in the figure as a piston air pump, which is driven by a plunger 1 6, which slides on an eccentric 17.
  • the eccentric is in this case made in one piece with a gear 18, whereby the eccentric 17 raises and lowers the plunger 1 6 with rotating gear 18.
  • a piston 19 of the pump device 6 is moved. If the piston 19 is guided in the direction of the toothed wheel 18, air is drawn in via a first check valve 20 of the pump device 6. Depending on the respective application, the air is either sucked in from the environment of the housing region 2 via a filter device 24 or removed from the air space of the further housing region 3. If the plunger 16 has reached its lowest point together with the piston 19 by means of a corresponding eccentric actuation, the plunger 16 together with the piston 19 is moved away from the gear 18 via the eccentric 17. moves, which leads to a closing of the first check valve 20.
  • the float valve 10 of the device 8 is arranged in the present case in the housing portion 2 and the valve spool 13 closes the bypass line 23 in the presence of fluid levels in the housing portion 2 above the defined Fluid Hällstandsni- veaus. As soon as the defined fluid level level 9 is reached, the bypass line 23 is opened by the float valve 10 and there is a connection between the pressure side 5 and the suction side 15 of the pump device 6. The pressure or air pressure which arises in the housing region 2 is dependent on the flow resistance of the hydraulic fluid flowing back in the region of the line 4. If the housing region 2 is arranged lower than the further housing region 3, which in the present case represents an oil tank of a transmission device, the geodetic difference between the fluid level in the housing portion 2 and the Fluid Stahlll- in the other housing area 3 to overcome.
  • the pressure in the interior 7 of the housing area 2 is set to a pressure value equivalent to the defined fluid level level 9 and the defined fluid level level 9 is adjusted.
  • the device 1 ensures that regardless of the flow resistance in the region of the line 4 at promotional pump device 6 always set the fluid level level 9 in the housing area. In addition, it is also avoided that excess air enters the hydraulic fluid, since the fluid level in the housing portion 2 is never lowered by the pump device 6 to a level to which air is conducted from the housing portion 2 in the direction of the further housing portion 3 via the line 4.
  • the defined fluid level level 9 corresponds to a level to which rotating components arranged in the housing area 2 do not submerge in the hydraulic fluid volume present in the housing area 2, thus avoiding splashing losses in a simple manner.
  • hydrostatic units which are usually filled completely with oil.
  • the rotating components cause without corresponding reduction of the fluid level considerable losses, since the hydraulic systems are usually arranged such that the hydrostatic units are lower than the oil level in the oil tank.
  • Splash losses are caused by a corresponding increase in the pressure in the housing of a hydrostatic device. see unit with simultaneous lowering of the fluid level in a simple way reduced or avoided.
  • the housings of hydrostatic units are therefore usually completely filled with hydraulic fluid, since leakage oil flows back into the housing.
  • the excess amount of the feed pump is passed into the pump housing, while hydraulic motors in addition to the amount of leakage oil often also the flushing oil is introduced into the housing.
  • the device according to the invention in particular the embodiment of the device 1 shown in the figure in combination with electric motors and generators, which are cooled and lubricated with spray oil. Since the rotors run in the air space and no oil is allowed to pass in the gap between rotors and starters, it is advantageous if oil from the engine and generator receiving housings is transported in the manner described above.
  • a relatively constant fluid level in the housing area is independent of the respective design of the housing portion and the other housing portion and also independently of the current amount flowing back into the housing area and the flow resistance of the returning hydraulic fluid from the housing area in the other housing area adjustable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zum Einstellen eines Füllstandes in einem Gehäusebereich (2) beschrieben, der mit einem weiteren Gehäusebereich (3) zum Austausch von Fluid verbunden ist und der mit einer Druckseite (5) einer Pumpeneinrichtung (6) in Wirkverbindung steht. Mit steigendem Innendruck im Gehäusebereich (2), der pumpenseitig veränderbar ist, ist zunehmend Fluid aus dem Gehäusebereich (2) in den weiteren Gehäusebereich (3) überführbar. Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung (8) vorgesehen, deren Betriebszustand in Abhängigkeit des Fluidfüllstandes variiert, wobei bei Vorliegen eines definierten Fluidfüllstandsniveaus (9) im Gehäusebereich (2) der Innendruck im Gehäusebereich (2) über die Einrichtung (8) auf einen zum definierten Fluidfüllstandsniveau (9) äquivalenten Druckwert einstellbar ist.

Description

Vorrichtung zum Einstellen eines Fluidfüllstandes in einem Gehäusebereich
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen eines Fluidfüllstandes in einem Gehäusebereich gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Eine Einrichtung zur Einstellung des Ölstandes in einem Getriebe, das wenigstens zwei getrennte Getriebegehäusekammern bzw. Gehäusebereiche hat, die teilweise mit Öl und teilweise mit Luft gefüllt sind und zwischen welchen ein Ölaustausch möglich ist, ist aus der EP 0 406 649 A1 bekannt. Über eine Luftpumpe wird in eine erste Getriebegehäusekammer, in der die Neigung zur Ölansammlung besteht, Luft gedrückt, so dass Öl aus der ersten Getriebegehäusekammer verdrängt und in eine zweite Getriebegehäusekammer geführt wird. Die Luftpumpe bzw. die Pumpeneinrichtung liegt in einem Luftkanal, der die beiden Getriebegehäusekammern miteinander verbindet. Die erste Getriebegehäusekammer ist hermetisch nach außen abgeschlossen. Der Ölstand in der ersten Getriebegehäusekammer soll über die Einrichtung auf ein definiertes Fluidfüllstandsniveau abgesenkt werden, um Verlustleistungen zu vermeiden, die durch Öl-Plantschen von in der ersten Getriebegehäusekammer angeordneten drehenden Bauteilen verursacht werden.
Der Fluidfüllstand bzw. der Ölstand in der ersten Getriebegehäusekammer stellt sich in Abhängigkeit der Leistungsfähigkeit der Luftpumpe ein, wobei der Ölstand in der ersten Getriebegehäusekammer auch abhängig ist von der Ölviskosität, Fließwiderständen und der Förderleistung der Pumpeneinrichtung.
Dies hat nachteilhafterweise zur Folge, dass die Pumpe mit einer entsprechend hohen Förderleistung zur Verfügung zu stellen ist, um den Ölstand in der ersten Getriebegehäusekammer auch bei hoher Viskosität des Öls auf ein definiertes Fluidfüllstandsniveau führen zu können. Die in Abhängigkeit ungünstiger Betriebszustände vorzusehende Dimensionierung der Luftpumpe führt dazu, dass der Ölstand bei niedrigerer Viskosität des Öls aufgrund der nicht variierbaren drehzahlabhängigen Förderleistung der Luftpumpe unterhalb des definierten Fluidfüllstandsniveaus abgesenkt wird und unter Umständen das gesamte Öl aus der ersten Getriebegehäusekammer in die zweite Getriebegehäusekammer geführt wird, so dass mit zunehmender Betriebszeit von der Luftpumpe auch Luft aus der ersten Getriebegehäusekammer in die zweite Getriebegehäusekammer gefördert wird. Die über die Luftpumpe in die zweite Getriebegehäusekammer eingeleitete Luft ist vor einem Führen des Öls in Richtung einer Getriebepumpe, über die beispielsweise das Getriebe mit Öl versorgt wird, über aufwändige Maßnahmen aus dem Öl abzuscheiden, um die Funktionsweise der Getriebepumpe beeinträchtigende Phänomene, wie Kavitation oder dergleichen, zu vermeiden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einstellen eines Fluidfüllstandes in einem Gehäusebereich zur Verfügung zu stellen, über die unerwünschte Lufteinschlüsse im Fluid auf einfache Art und Weise vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einstellen eines Fluidfüllstandes in einem Gehäusebereich, der mit einem weiteren Gehäusebereich zum Austausch von Fluid verbunden ist und der mit einer Druckseite einer Pumpeneinrichtung in Wirkverbindung steht, wobei mit steigendem Innendruck im Gehäusebereich, der pumpenseitig veränderbar ist, zunehmend Fluid aus dem Gehäusebereich in den weiteren Gehäusebereich überführbar ist, ist mit einer Einrichtung ausgebildet, deren Betriebszustand in Abhängigkeit des Fluidfüllstandes variiert, wobei bei Vorliegen eines definierten Fluid- füllstandsniveaus im Gehäusebereich der Innendruck im Gehäusebereich über die Einrichtung auf einen zum definierten Fluidfüllstandsniveau äquivalenten Druckwert einstellbar ist.
Vorteilhafterweise wird über die erfindungsgemäße Vorrichtung im Gehäusebereich unabhängig von temperaturbedingten Strömungswiderständen und dergleichen immer das definierte Fluidfüllstandsniveau im Gehäusebereich eingestellt, da der pum- penseitige Druck im Gehäusebereich, in dessen Abhängigkeit der Füllstand im Gehäusebereich variiert, über die Einrichtung auf einfache Art und Weise auf dem Niveau gehalten wird, zu dem im Gehäusebereich das definierte bzw. gewünschte Fluidfüll- Standsniveau liegt. Das bedeutet, dass im Gehäusebereich über die Einrichtung ein höherer Druck vorzugsweise geregelt eingestellt wird, wenn das aus dem Gehäusebereich in Richtung des weiteren Gehäusebereiches zu führende Fluid beispielsweise eine hohe Viskosität, wie bei niedrigen Betriebstemperaturen, aufweist. Im Gegensatz dazu wird im Gehäusebereich über die Einrichtung ein niedrigerer Druck vorzugsweise geregelt eingestellt, wenn das Fluid beispielsweise aufgrund höherer Betriebstemperaturen mit einer niedrigeren Viskosität vorliegt.
Damit wird auf einfache Art und Weise vermieden, dass über die Pumpeneinrichtung der Fluidfüllstand im Gehäusebereich auf ein Niveau abgesenkt wird, zu dem aus dem Gehäusebereich Luft in Richtung des weiteren Gehäusebereiches geführt wird, was die aus dem Stand der Technik bekannten Lufteinschlüsse im Fluidvolumen verursacht, die vor einer weiteren Verwendung des Fluids über aufwändige Maßnahmen aus dem Fluid abzuscheiden sind.
Der über die erfindungsgemäße Vorrichtung im Gehäusebereich eingestellte Fluidfüllstand ist auch unabhängig von der aktuell in den Gehäusebereich zufließenden Fluidmenge, da die Einrichtung den Druck im Gehäusebereich erst mit Erreichen des definierten Fluidfüllstandsniveaus auf das hierzu äquivalente Druckniveau einstellt.
Die Pumpeneinrichtung kann in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles als Stößel-, Zahnrad- oder Kreiselpumpe, vorzugsweise als Kolbenluftpumpe ausgeführt sein.
Ist zwischen dem Gehäusebereich und der Druckseite der Pumpeneinrichtung ein Rückschlagventil vorgesehen, wird ein Rückströmen von Fluid aus dem Gehäusebereich in Richtung der Pumpeneinrichtung auf einfache Art und Weise sicher vermieden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Saugseite der Pumpeneinrichtung mit dem weiteren Gehäusebereich verbunden, womit auf konstruktiv einfache Art und Weise ein geschlossenes System vorliegt, über das ein Eintritt von Schmutzpartikeln und dergleichen mit geringem Aufwand vermieden wird.
Ist eine Saugseite der Pumpeneinrichtung zusätzlich hierzu oder alternativ dazu mit einer Umgebung des Gehäusebereiches verbunden und ist zwischen der Saugseite und der Umgebung vorzugsweise eine Filtereinrichtung vorgesehen, ist eine Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise aufgrund eines konstanten saugseitigen Druckes gewährleistet, die Luftzuführung bei entsprechend konstruktiven Gegebenheiten mit geringen Kosten realisierbar und vorzugsweise der Eintritt von Schmutzpartikeln und dergleichen durch den Luftfilter vermieden.
Bei einer konstruktiv einfach ausgebildeten weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Einrichtung ein Schwimmerventil auf, das einen in Abhängigkeit des Fluidfüllstandes im Gehäusebereich verschiebbaren Schwimmkörper hat, der mit einem im Ventilgehäuse beweglich ausgeführten Ventilschieber verbunden ist, über den oberhalb des definierten Füllstandsniveaus im Gehäusebereich die Druckseite der Pumpeneinrichtung von einen Niederdruckbereich getrennt ist und bei Vorliegen des definierten Fluidfüllstandsniveaus mit diesem verbunden ist. Damit wird die Pumpeneinrichtung über die Einrichtung bei Erreichen des definierten Fluidfüllstandsniveaus selbständig auf Kurzschluss geschaltet und die Wirkung der fördernden Pumpeneinrichtung auf den Druck im Gehäusebereich auf einfache Art und Weise solange deaktiviert, bis das definierte Fluidfüllstandsniveau im Gehäusebereich wieder überschritten wird.
Bei einer bauraumgünstigen und konstruktiv einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Niederdruckbereich die Saugseite der Pumpeneinrichtung.
Steht die Einrichtung über Schlauchleitungen mit der Pumpeneinrichtung in Verbindung, ist die Einrichtung in Bereichen bekannter Systeme ohne aufwändige konstruktive Maßnahmen anordenbar, in denen ausreichend Bauraum für die Einrichtung zur Verfügung steht. Entspricht das definierte Fluidfüllstandsniveau einem Füllstand des Gehäusebereiches, zu dem im Inneren des Gehäusebereiches angeordnete drehbare Bauteile im Wesentlichen vollständig oberhalb des Fluides angeordnet sind, werden unnötige Plantschverluste sicher vermieden.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Figur zeigt eine Vorrichtung 1 zum Einstellen eines Fluidfüllstandes in einem Gehäusebereich 2, der mit einem weiteren Gehäusebereich 3 über eine Leitung 4 verbunden ist und der mit einer Druckseite 5 einer Pumpeneinrichtung 6 in Wirkverbindung steht. Mit steigendem Innendruck im Gehäusebereich 2, der pumpenseitig durch Fördern von Luft ausgehend von der Druckseite der Pumpeneinrichtung 6 in das Innere 7 des Gehäusebereiches 2 veränderbar ist, ist zunehmend Fluid, das vorliegend Hydrau- likfluid ist, aus dem Gehäusebereich 2 in den weiteren Gehäusebereich 3 überführbar.
Hierfür ist der Gehäusebereich 2 im Wesentlichen druckdicht ausgeführt, womit ein pumpenseitiges Fördern von Luft in das Innere 7 des Gehäusebereiches 2 und oberhalb des Füllstandes des Fluides im Gehäusebereich 2 zu einem Anstieg des Druckes im Gehäusebereich führt. Die Leitung 4 zweigt unterhalb des Füllstandes des Fluides im Gehäusebereich 2 in Richtung des weiteren Gehäusebereiches 3 ab. Mit steigendem Druck im Inneren 7 des Gehäusebereiches 2 wird Fluid aus dem Gehäusebereich 2 in Richtung des weiteren Gehäusebereiches 3 gedrückt bzw. ausgeführt.
Es ist eine Einrichtung 8 vorgesehen, deren Betriebszustand in Abhängigkeit des Fluidfüllstandes im Gehäusebereich 2 variiert. Bei Vorliegen eines definierten Fluidfüll- standsniveaus 9 im Gehäusebereich 2 wird der Innendruck im Gehäusebereich 2 über die Einrichtung 8 auf einen zum definierten Fluidfüllstandsniveau 9 äquivalenten
Druckwert eingestellt.
Hierfür ist die Einrichtung 8 bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Schwimmerventil 10 ausgebildet, das einen in Abhängigkeit des Fluidfüllstandes im Gehäusebereich 2 verschiebbaren Schwimmkörper 1 1 aufweist. Der Schwimmkörper 1 1 ist mit einem in einem Ventilgehäuse 12 beweglich angeordneten Ventilschieber 13 fest verbunden. Über den Ventilschieber 13 ist oberhalb des definierten Fluidfüllstandsniveaus 9 die Druckseite 5 der Pumpeneinrichtung 6 von einem Niederdruckbereich 15, der vorliegend die Saugseite der Pumpeneinrichtung 6 ist, getrennt und bei Vorliegen des definierten Fluidfüllstandsniveaus mit dem Niederdruckbereich bzw. der Saugseite 15 verbunden.
Die Pumpeneinrichtung 6 ist bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 als eine Kolbenluftpumpe ausgeführt, die durch einen Stößel 1 6 angetrieben wird, der auf einem Exzenter 17 gleitet. Der Exzenter ist vorliegend einstückig mit einem Zahnrad 18 ausgeführt, womit der Exzenter 17 den Stößel 1 6 bei drehendem Zahnrad 18 hebt und senkt.
Vom Stößel 1 6 wird ein Kolben 19 der Pumpeneinrichtung 6 bewegt. Wird der Kolben 19 in Richtung des Zahnrades 18 geführt, wird über ein erstes Rückschlagventil 20 der Pumpeneinrichtung 6 Luft angesaugt. Die Luft wird in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles entweder über eine Filtereinrichtung 24 aus der Umgebung des Gehäusebereiches 2 angesaugt oder dem Luftraum des weiteren Gehäusebereiches 3 entnommen. Hat der Stößel 1 6 durch eine entsprechende exzenterseitige Betätigung gemeinsam mit dem Kolben 19 seinen tiefsten Punkt erreicht, wird der Stößel 1 6 zusammen mit dem Kolben 19 über den Exzenter 17 vom Zahnrad 18 wegbe- wegt, was zu einem Schließen des ersten Rückschlagventils 20 führt. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 19 öffnet bei geschlossenem ersten Rückschlagventil 20 ein zweites Rückschlagventil 21 der Pumpeneinrichtung 6 und die zuvor über das erste Rückschlagventil angesaugte Luft wird komprimiert und von der Druckseite 5 in Richtung eines weiteren Rückschlagventils 22 geführt, das zwischen der Druckseite 5 der Pumpeneinrichtung 6 und dem Inneren 7 des Gehäusebereiches 2 angeordnet ist. Das weitere Rückschlagventil 22 ist zur Vermeidung eines Rückflusses von Fluid bzw. Hy- draulikfluid aus dem Gehäusebereich 2 in Richtung der Pumpeneinrichtung 6 vorgesehen.
Bei entsprechendem Druckgefälle zwischen der Druckseite 5 der Pumpeneinrichtung 6 und dem Inneren 7 des Gehäusebereiches 2 wird die von der Pumpeneinrichtung 6 geförderte Luft über das weitere Rückschlagventil 22 in das Innere 7 des Gehäusebereiches 2 eingeleitet.
Stromauf des weiteren Rückschlagventils 22 zweigt von der Druckseite 5 der Pumpeneinrichtung 6 eine Bypass-Leitung 23 ab, die anderenends in das Innere des Schwimmerventils 10 mündet. In der in der Figur gezeigten Stellung des Ventilschiebers 13 des Schwimmerventils 10 ist der Mündungsbereich der Bypass-Leitung 23 vom Ventilschieber 13 gesperrt. Sinkt der Schwimmkörper 1 1 aus der in der Figur gezeigten Position aufgrund eines sinkenden Fluidfüllstandes des Gehäusebereiches 2 ab, gibt der Ventilschieber 13 die Bypass-Leitung 23 mit Erreichen des definierten Fluidfüll- standsniveaus 9 frei, womit die Druckseite 5 der Pumpeneinrichtung 6 über das Schwimmerventil 10 mit der Saugseite 15 verbunden ist und der Druck im Inneren 7 des Gehäusebereiches 2 trotz weiter fördernder Pumpeneinrichtung 6 nicht weiter ansteigt.
Das Schwimmerventil 10 der Einrichtung 8 ist vorliegend im Gehäusebereich 2 angeordnet und der Ventilschieber 13 verschließt die Bypass-Leitung 23 bei Vorliegen von Fluidfüllständen im Gehäusebereich 2 oberhalb des definierten Fluidfüllstandsni- veaus. Sobald das definierte Fluidfüllstandsniveau 9 erreicht ist, wird die Bypass- Leitung 23 vom Schwimmerventil 10 geöffnet und es liegt eine Verbindung zwischen der Druckseite 5 und der Saugseite 15 der Pumpeneinrichtung 6 vor. Der sich im Gehäusebereich 2 einstellende Druck bzw. Luftdruck ist abhängig von den Fließwiderständen des zurückfließenden Hydraulikfluids im Bereich der Leitung 4. Ist der Gehäusebereich 2 tiefer als der weitere Gehäusebereich 3 angeordnet, der vorliegend einen Öltank einer Getriebeeinrichtung darstellt, ist auch der geodätische Unterschied zwischen dem Fluidfüllstand im Gehäusebereich 2 und dem Fluidfüll- stand im weiteren Gehäusebereich 3 zu überwinden.
Über die Einrichtung 8 bzw. das Schwimmerventil 10 wird bei Erreichen des definierten Fluidfüllstandsniveaus 9 der Druck im Inneren 7 des Gehäusebereiches 2 auf einen zum definierten Fluidfüllstandsniveau 9 äquivalenten Druckwert eingestellt und das definierte Fluidfüllstandsniveau 9 geregelt eingestellt.
Über die vorbeschriebene beispielhafte Ausführung der Vorrichtung 1 ist gewährleistet, dass sich im Gehäusebereich 2 unabhängig von den Strömungswiderständen im Bereich der Leitung 4 bei fördernder Pumpeneinrichtung 6 immer das definierte Fluidfüllstandsniveau 9 einstellt. Zusätzlich wird auch vermieden, dass überschüssige Luft in das Hydraulikfluid gelangt, da der Fluidfüllstand im Gehäusebereich 2 von der Pumpeneinrichtung 6 niemals auf ein Niveau abgesenkt wird, zu dem über die Leitung 4 Luft vom Gehäusebereich 2 in Richtung des weiteren Gehäusebereiches 3 geführt wird.
Das definierte Fluidfüllstandsniveau 9 entspricht vorliegend einem Füllstand, zu dem im Gehäusebereich 2 angeordnete rotierende Bauteile nicht in das im Gehäusebereich 2 vorhandene Hydraulikfluidvolumen eintauchen, womit Plantschverluste auf einfache Art und Weise vermieden werden.
Bei weiteren Anwendungen der Vorrichtung 1 besteht auch die Möglichkeit, dass im Gehäusebereich 2 Bauteile von Pumpen oder Motoren hydrostatischer Einheiten angeordnet sind, die üblicherweise komplett mit Öl befüllt sind. Die rotierenden Bauteile verursachen ohne entsprechende Absenkung des Fluidfüllstandes erhebliche Verluste, da die Hydrauliksysteme meist derart angeordnet sind, dass die hydrostatischen Einheiten tiefer liegen als der Ölspiegel im Öltank. Über die Vorrichtung werden Plantschverluste durch ein entsprechendes Anheben des Drucks im Gehäuse einer hydrostati- sehen Einheit bei gleichzeitigem Absenken des Fluidfüllstandes auf einfache Art und Weise reduziert bzw. vermieden.
Die Gehäuse hydrostatischer Einheiten sind meist auch deshalb vollkommen mit Hydraulikfluid befüllt, da Lecköl in das Gehäuse zurückfließt. Bei Pumpen von hydrostatischen Einheiten, die im geschlossenen Kreislauf verwendet werden, wird außer dem Lecköl auch noch die Überschussmenge der Speisepumpe in das Pumpengehäuse geleitet, während bei Hydromotoren außer der Leckölmenge oft auch die Spülölmenge in das Gehäuse eingeleitet wird.
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere die in der Figur dargestellte Ausführung der Vorrichtung 1 in Kombination mit elektrischen Motoren und Generatoren zu verwenden, die mit Spritzöl gekühlt und geschmiert werden. Da die Rotoren im Luftraum laufen und im Bereich der Spalte zwischen Rotoren und Startoren kein Öl gelangen darf, ist es vorteilhaft, wenn Öl aus den Motoren und Generatoren aufnehmenden Gehäusen in der vorbeschriebenen Art und Weise befördert wird.
Dies wird bei aus der Praxis bekannten Ausführungen üblicherweise über als Zahnradpumpen ausgeführte Ölpumpen realisiert, die jedoch wesentlich mehr Öl fördern, als Kühl- und Schmieröl in die Gehäuse gelangt. Damit wird auch bei diesen bekannten Systemen unerwünschterweise viel Luft in den Öltank befördert und verursacht dort unerwünschte Ölverschäumungen. Diese Problematik ist durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der vorbeschriebenen Art und Weise auf einfache Art und Weise vermeidbar.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist unabhängig von der jeweiligen Ausführung des Gehäusebereiches und des weiteren Gehäusebereiches und auch unabhängig von der jeweils aktuell in den Gehäusebereich rückfließenden Ölmenge sowie den Strömungswiderständen des rückfließenden Hydraulikfluides vom Gehäusebereich in den weiteren Gehäusebereich ein relativ konstanter Fluidfüllstand im Gehäusebereich einstellbar. Bezuqszeichen
Vorrichtung
Gehäusebereich
weiterer Gehäusebereich
Leitung
Druckseite
Pumpeneinrichtung
Inneres des Gehäusebereiches
Einrichtung
definiertes Fluidfüllstandsniveau
Schwimmerventil
Schwimmkörper
Ventilgehäuse
Ventilschieber
Niederdruckbereich, Saugseite
Stößel
Exzenter
Zahnrad
Kolben
erstes Rückschlagventil
zweites Rückschlagventil
weiteres Rückschlagventil
Bypass-Leitung
Filtereinrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (1 ) zum Einstellen eines Fluidfüllstandes in einem Gehäusebereich (2), der mit einem weiteren Gehäusebereich (3) zum Austausch von Fluid verbunden ist und der mit einer Druckseite (5) einer Pumpeneinrichtung (6) in Wirkverbindung steht, wobei mit steigendem Innendruck im Gehäusebereich (2), der pumpenseitig veränderbar ist, zunehmend Fluid aus dem Gehäusebereich (2) in den weiteren Gehäusebereich (3) überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (8) vorgesehen ist, deren Betriebszustand in Abhängigkeit des Fluidfüllstandes variiert, wobei bei Vorliegen eines definierten Fluidfüllstandsniveaus (9) im Gehäusebereich (2) der Innendruck im Gehäusebereich (2) über die Einrichtung (8) auf einen zum definierten Fluidfüllstandsniveau (9) äquivalenten Druckwert einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäusebereich (2) und der Druckseite (5) der Pumpeneinrichtung (6) ein Rückschlagventil (22) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Saugseite (15) der Pumpeneinrichtung (6) mit dem weiterem Gehäusebereich (3) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Saugseite (15) der Pumpeneinrichtung (6) mit einer Umgebung des Gehäusebereiches (2) verbunden ist und zwischen der Saugseite (15) und der Umgebung vorzugsweise eine Filtereinrichtung (24) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) ein Schwimmerventil (10) aufweist, das einen in Abhängigkeit des Fluidfüllstandes im Gehäusebereich (2) verschiebbaren Schwimmkörper (1 1 ) aufweist, der mit einem in einem Ventilgehäuse (12) beweglich angeordneten Ventilschieber (13) verbunden ist, über den oberhalb des definierten Fluidfüllstandsniveaus (9) im Gehäusebereich (2) die Druckseite (5) der Pumpeneinrichtung (6) von einem Niederdruckbe- reich (15) getrennt ist und bei Vorliegen des definierten Fluidfüllstandsniveaus (9) mit diesem verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckbereich (15) die Saugseite der Pumpeneinrichtung (6) ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) über Schlauchleitungen, Rohre oder Bohrungen mit der Pumpeneinrichtung (6) in Verbindung steht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Fluidfüllstandsniveau (9) einem Füllstand des Gehäusebereiches (2) entspricht, zu dem im Inneren (7) des Gehäusebereiches (2) angeordnete drehbare Bauteile im Wesentlichen vollständig oberhalb des Fluides angeordnet sind.
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