WO2021185513A1

WO2021185513A1 - Getriebeölfiltermodul

Info

Publication number: WO2021185513A1
Application number: PCT/EP2021/053121
Authority: WO
Inventors: Torsten Lika; Kai Saupe; Frank Stange; Andreas Widmaier
Original assignee: Mahle International Gmbh
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2021-09-23
Also published as: JP7387016B2; JP2023513899A; DE102020203458A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebeölfiltermodul (1) für ein Elektro-/Hybridfahrzeug (26), - mit einem Gehäuseteil (2), - mit einer Pumpe (3) zum Pumpen von Getriebeöl (10), - mit einem druckseitig der Pumpe (3) angeordneten Ölfilter (4), - mit einem Wärmeübertrager (9) zur Kühlung des Getriebeöls (10), - mit einem Ölfilter-Bypassventil (5), welches in geöffnetem Zustand einen das Ölfilter (4) umgehenden Bypass freigibt, - mit einer Ölwanne (6) mit einer Ölablassschraube (7). Hierdurch kann ein geräuscharmes und bezüglich des Wirkungsgrades optimiertes Getriebeölfiltermodul (1) geschaffen werden.

Description

Getriebeölfiltermodul

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebeölfiltermodul. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, o- der ein Getriebe mit einem solchen Getriebeölfiltermodul.

Für starke Elektromotoren kann es unter Umständen erforderlich sein, ein zusätz liches Getriebe zu integrieren, um ein Drehmoment übertragen zu können. Für das Getriebe wird dabei üblicherweise eine Schmierung mittels Öl vorgesehen. Eine derartige Schmierung umfasst dabei einen Schmierkreislauf mit einem Ölfil ter, einem Ölreservoir, einem Wärmeübertrager zur Kühlung des Getriebeöls und einer Pumpe.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Getriebeölfiltermodulen sind deren hohe Geräuschemissionen und ein steigerungsfähiger Wirkungsgrad.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, ein Getriebe ölfiltermodul anzugeben, welches insbesondere geringere Geräuschemissionen und einen gesteigerten Wirkungsgrad aufweist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängi gen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Ge triebeölfiltermodul ein Ölfilter druckseitig einer Pumpe zum Fördern von Getrie beöl anzuordnen, wodurch nicht nur ein deutlich erhöhter Wirkungsgrad im Ver gleich zu üblicherweise saugseitig der Pumpe angeordneten Ölfiltern möglich ist, sondern auch eine deutlich geringere Geräuschkulisse. Das erfindungsgemäße Getriebeölfiltermodul wird dabei beispielsweise für ein Elektro- oder Hybridfahr zeug eingesetzt und besitzt ein Gehäuseteil sowie die zuvor beschriebene Pum pe zum Fördern von Getriebeöl. Druckseitig dieser Pumpe ist erfindungsgemäß das Ölfilter angeordnet. Ebenfalls vorgesehen sind ein Wärmeübertrager zur Kühlung des Getriebeöls sowie ein Ölfilter-Bypassventil, das in geöffnetem Zu stand einen das Ölfilter umgehenden Bypass freigibt. Das Gehäuseteil besitzt darüber hinaus eine Ölwanne mit einer Ölablassschraube. Mit dem erfindungs gemäßen Ölfiltermodul, bei dem das Ölfilter druckseitig der Pumpe, das heißt stromab derselben, angeordnet ist, lassen sich jedoch nicht nur die zuvor ge nannten Vorteile hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschemission erzielen, son dern zudem kann auch eine vergleichsweise einfache, kostengünstige und kom pakte Bauweise erreicht werden, insbesondere sofern das Gehäuseteil bei spielsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist. Von großem Vorteil hier bei ist zudem, dass Ölleitungen, beispielsweise von der Pumpe zum Ölfilter, in das Gehäuseteil integriert werden können, wodurch auf eine externe Leitungsfüh rung, verbunden mit dem damit verbundenen Montageaufwand und einem erhöh ten Leckagerisiko, vermieden werden können. Alles in allem kann mit dem erfin dungsgemäßen Getriebeölfiltermodul somit eine deutliche Verbesserung erreicht werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist ein stromauf des Wärmeübertragers angeordneter erster Öltemperatursensor zur Erfassung einer Öltemperatur vorgesehen, wobei zusätzlich oder alternativ stromab des Wärmeübertragers ein zweiter Öltemperatursensor vorgesehen sein kann. Über die Öltemperatursensoren lässt sich die Öltemperatur äußerst genau erfassen und insbesondere auch die Leistung des Wärmeübertragers regeln, so fern beispielsweise der zweite Öltemperatursensor eine zu hohe Öltemperatur detektiert. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind/ist im Gehäuseteil eine erste Einstecköffnung zur Aufnahme des ersten Öltemperatur sensors und/oder eine zweite Einstecköffnung zur Aufnahme des zweiten Öltem peratursensors vorgesehen. Der erste und/oder zweite Öltemperatursensor kann dabei über eine Klippsverbindung in der jeweils zugehörigen Einstecköffnung fi xiertwerden. Hierdurch sind ein vergleichsweise einfacher Einbau und auch ein vergleichsweise einfacher Ausbau des Öltemperatursensors und damit eine ver gleichsweise einfache Wartung des Getriebeölfiltermoduls möglich. Soll bei spielsweise kein Öltemperatursensor vorgesehen sein, so kann die jeweilige Ein stecköffnung einfach und zuverlässig mit einem entsprechenden Blindstopfen verschlossen werden.

Zweckmäßig sind Rastkonturen vorgesehen, die einstückig mit dem Gehäuseteil ausgebildet sind, während am jeweiligen Öltemperatursensor oder an einem ge gebenenfalls einzusetzenden Blindstopfen zugehörige Rastnasen vorgesehen sind, die in eingebautem Zustand mit den Rastkonturen verklippst werden kön nen. Durch die einstückige Ausbildung der Rastkonturen mit dem Gehäuseteil lässt sich eine weitere Funktionsintegration erreichen, so dass die zum Fixieren des ersten und/oder zweiten Öltemperatursensors bzw. des Blindstopfens in der Einstecköffnung erforderlichen Verbindungsmittel bereits zumindest teilweise zu sammen mit dem Gehäuseteil hergestellt werden können.

Bei einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist zwischen der Pumpe und dem Ölfilter, das heißt stromauf des Ölfilters, ein Öldrucksensor angeordnet. Über einen derartigen Öldrucksensor, der ebenfalls beispielsweise über eine entsprechende Klippsverbindung, analog zu den Öltem peratursensoren, in einer hierfür vorgesehenen Einstecköffnung im Gehäuseteil fixierbar ist, kann ein Öldruck stromauf des Ölfilters erfasst und damit auf eine Durchlässigkeit des Ölfilters bzw. einen Verschleiß desselben geschlossen wer den.

Bei einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist saugseitig der Pumpe ein Vorfilter angeordnet. Über einen derartigen Vorfilter lassen sich grobe Verunreinigungen, insbesondere solche, die aus dem Getriebe stammen, herausfiltern, wodurch vermieden werden kann, dass diese in die Pumpe gelangen und dort zu Beschädigungen führen können.

Bei einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist ein Wärmeübertrager-Bypassventil vorgesehen, welches in geöffnetem Zu stand einen den Wärmeübertrager umgehenden Bypass freigibt. Hat das Getrie beöl beispielsweise seine Betriebstemperatur noch nicht erreicht, öffnet das Wärmeübertrager-Bypassventil und leitet den Ölstrom an dem Wärmeübertrager vorbei. Ein derartiges Wärmeübertrager-Bypassventil kann beispielsweise mittels eines Wachs-Dehn-Elements und damit selbstregulierend und kostengünstig ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Elektro-/Hybridfahrzeug oder ein Getriebe mit einem solchen Getriebeölfiltermo dul auszustatten und dadurch die zu in den vorherigen Absätzen beschriebenen Vorteile des Getriebeölfiltermoduls auf das Elektro-/Hybridfahrzeug bzw. das Ge triebe zu übertragen. Insbesondere lassen sich mit einem in einem solchen Kraft fahrzeug eingebauten, erfindungsgemäßen Getriebeölfiltermodul ein deutlich hö herer Wirkungsgrad sowie eine deutlich reduzierte Geräuschkulisse erreichen.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei bung anhand der Zeichnungen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, oh ne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Kompo nenten beziehen.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Schrägansicht auf ein erfindungsgemäßes Getriebeölfiltermo dul,

Fig. 2 eine Darstellung wie in Fig. 1 , jedoch von einer anderen Schrägan sicht,

Fig. 3 eine Ansicht von oben auf das erfindungsgemäße Getriebeölfilter modul,

Fig. 4 eine Darstellung wie in Fig. 3, jedoch von unten,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Getriebeölfil termodul im Bereich eines optionalen Vorfilters, Fig. 6 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Getriebeölfil termodul durch einen zwischen einer Pumpe und einer im Ölfilter verlaufenden Kanal mit einem darin eingesetzten Drucksensor,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Getriebeölfil termodul im Bereich eines integrierten Ölfilters,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung im Bereich eines Ölfilters und eines Bypass ventils,

Fig. 9 eine Schnittdarstellung im Bereich eines ersten Öltemperatur sensors stromauf einem Wärmeübertrager,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Getriebeölfil termodul im Bereich eines zweiten Öltemperatursensors stromab des Wärmeübertragers.

Entsprechend den Figuren 1 bis 8, weist ein erfindungsgemäßes Getriebeölfil termodul 1 zumindest ein Gehäuseteil 2 auf, das einen Teil eines Getriebeölfil termodulgehäuses bildet, eine Pumpe 3 (vergleiche die Figur 5), ein druckseitig der Pumpe 3 angeordnetes Ölfilter 4 (vergleiche die Figuren 2, 6 sowie 7 und 8), ein Ölfilter-Bypassventil 5, welches in geöffnetem Zustand einen das Ölfilter 4 umgehenden Bypass freigibt (vergleiche Figur 7), sowie eine Ölwanne 6 mit einer Ölablassschraube 7 (vergleiche insbesondere Figur 4). Zusätzlich weist das er findungsgemäße Getriebeölfiltermodul 1 einen Wärmeübertrager 9 zur Kühlung des Getriebeöls 10 auf. Durch die druckseitige Anordnung des Ölfilters 4 in Be zug auf die Pumpe 3 kann ein deutlich verbesserter Wirkungsgrad des erfin dungsgemäßen Getriebeölfiltermoduls 1 ebenso wie eine deutlich reduzierte Ge räuschemission erreicht werden. Das Gehäuseteil 2, welches im vorliegenden Fall als unteres Gehäuseteil ausgebildet ist, und ein weiteres Gehäuseteil 8 (ver gleiche die Figuren 1 und 2) können dabei entlang einer Trennebene bzw. Trenn kontur dicht miteinander verbunden, insbesondere verklebt sein.

Durch die Anordnung sowohl der Pumpe 3, als auch des Ölfilters 4, des Ölfilter- Bypassventils 5, der Ölwanne 6, der Ölablassschraube 7 sowie sämtlicher dazwi schen angeordneter Kanäle in dem erfindungsgemäßen Getriebeölfiltermodul 1 kann darüber hinaus eine vergleichsweise kompakte Bauweise erreicht werden. Das Gehäuseteil 2 bzw. das weitere Gehäuseteil 8 können dabei vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere als einstückige Kunststoffspritzgussteile, ausgebil det sein.

Stromauf des Wärmeübertragers 9 ist dabei vorzugsweise ein erster Öltempera tursensor 11 angeordnet (vergleiche die Figuren 1 und 9), während zusätzlich oder alternativ stromab des Wärmeübertragers 9 ein zweiter Öltemperatursensor 12 (vergleiche die Figuren 2 und 10) vorgesehen sein kann. Über eine Tempera turerfassung stromauf und stromab des Wärmeübertragers 9 kann ein Kühlbedarf im Wärmeübertrager 9 exakt vorausbestimmt werden.

Im Gehäuseteil 2 ist zur Aufnahme des ersten bzw. zweiten Öltemperatursensors 11, 12 eine jeweils zugehörige Einstecköffnung 13, 14 vorgesehen, wobei der erste Öltemperatursensor 11 in die erste Einstecköffnung 13 und der zweite Öltemperatursensor 12 in die zweite Einstecköffnung 14 einsteckbar und dort über eine Klippsverbindung verrastbar ist. Mittels einer derartigen Klippsverbin dung ist es möglich, die beiden Öltemperatursensoren 11, 12 einfach, aber den noch zuverlässig in den zugehörigen Einstecköffnungen 13, 14 zu fixieren und es ist zudem eine vergleichsweise einfache Demontagemöglichkeit gegeben, die insbesondere eine Wartung, bei welcher ein Austausch des jeweiligen Öltempe ratursensors 11, 12 erforderlich ist, deutlich vereinfacht. Die jeweiligen Klippsverbindungen weisen hierzu Rastkonturen 15, 16 auf, näm lich Rastkonturen 15 in der ersten Einstecköffnung 13 für den ersten Öltempera tursensor 11 und Rastkonturen 16 in der zweiten Einstecköffnung 14 für den zweiten Öltemperatursensor 12 (vergleiche die Figuren 9 und 10). Um mit den jeweiligen Rastkonturen 15, 16 fixierend Zusammenwirken zu können, weist der erste und/oder zweite Öltemperatursensor 11, 12 Rastnasen 17, 18 (vergleiche Figuren 9 und 10) auf, die in eingebautem Zustand mit den jeweiligen Rastkontu ren 15, 16 verklippst sind bzw. diese hintergreifen.

Betrachtet man die Figuren 9 und 10 näher, so ist erkennbar, dass der jeweils abgebildete Öltemperatursensor 11, 12 über eine Dichtung 19, beispielsweise über eine O-Ring-Dichtung, in jeweils zugehörige Einstecköffnungen 13, 14 dicht eingesteckt ist. Die Rastnasen 17, 18 können dabei von außerhalb betätigt wer den, wodurch ein Lösen des jeweiligen Öltemperatursensors 11, 12 aus der zu gehörigen Einstecköffnung 13, 14 einfach möglich ist.

Im Folgenden soll noch ein Ölfluss innerhalb des Getriebeölfiltermoduls 1 näher erläutert werden: Gemäß der Figur 5 kommt Getriebeöl 10 von einem nicht näher gezeichneten Getriebe 20 und tritt in die Ölwanne 6 bzw. in das Gehäuseteil 2 ein. Anschließend durchströmt es einen saugseitig der Pumpe 3 angeordneten Vorfilter 21 , wodurch das Getriebeöl 10 vor Eintritt in die Pumpe 3 gereinigt wird. Anschließend wird das Getriebeöl 10 von der Pumpe 3 angesaugt und zum Ölfil ter 4 (vergleiche Figur 6) weitergeleitet. In einem das Getriebeöl 10 führenden Kanal zwischen der Druckseite der Pumpe 3 und dem Ölfilter 4 ist ein Öldruck sensor 22 angeordnet, welcher den Druck im Getriebeöl 10 erfasst und darüber auf einen Verschleißzustand des Ölfilters 4 schließen lässt. Nach Durchströmen des Ölfilters 4 (vergleiche Figur 7) strömt das Getriebeöl 10 in den Wärmeüber trager 9 und wird dort gekühlt, wobei der Wärmeübertrager 9 mittels entspre- chenden Kühlmittelanschlüssen, die nicht näher bezeichnet sind, an einem Kühl kreislauf angeschlossen ist. Der Wärmeübertrager 9 ist dabei mit dem Gehäuse teil 2 verschraubt, wobei zwischenliegende Dichtungen vorgesehen sind. Eine derartige Anordnung ermöglicht einen vergleichsweise einfachen Austausch des Wärmeübertragers 9. Zusätzlich zu dem Öldrucksensor 22 ist stromauf des Ölfil ters 4 ein Ölfilter-Bypassventil (vergleiche Figur 7) angeordnet, welches ab einem vordefinierten Öldruck öffnet und dadurch das Ölfilter 4 umgeht, indem es eine Rohseite mit einer Reinseite des Ölfilters 4 verbindet.

Betrachtet man die Figur 8, so ist dort stromauf des Wärmeübertragers 9 ein Wärmeübertrager-Bypassventil 23 vorgesehen, welches temperaturabhängig öff net und schließt, beispielsweise mittels eines entsprechenden Wachs-Dehn- Elements, und welches dem Wärmeübertrager 9 ausschließlich dann Getriebeöl 10 zuführt, sofern dieses eine vordefinierte Temperaturgrenze überschreitet.

Betrachtet man die Figuren 7 und 8 weiter, so kann man erkennen, dass das Ge häuseteil 2 im Bereich des Ölfilters 4 einen abnehmbaren Deckel 24 aufweist, der in abgenommenem Zustand einen Austausch des Ölfilters 4 bzw. dessen Fil terelements ermöglicht und der mittels eines Schraubverschlusses bzw. eines Bajonettverschlusses einfach montierbar und demontierbar ist. Durch die Nei gung des Deckels um ca. 35° zu einer Vertikalen und damit auch durch eine Nei gung eines Filterelements des Ölfilters 4 zu einer Florizontalen um ca. 35° ist ein Austausch des Filterelements 25 unter Umständen auch ohne vollständiges Ab lassen des Getriebeöls 10 über die Ölablassschraube 7 möglich.

Durch die Integration der einzelnen Kanäle zwischen den einzelnen Komponen ten, beispielsweise der Pumpe 3 und dem Ölfilter 4 bzw. dem Ölfilter 4 und dem Wärmeübertrager 9 in das Gehäuseteil 2 kann auf eine aufwändige externe Lei tungsführung gänzlich verzichtet werden, wodurch nicht nur der Montageauf- wand, sondern insgesamt auch die Herstellungskosten reduziert werden können. Von besonderem Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Getriebeölfiltermodul 1 ist die druckseitige Anordnung des Ölfilters 4 in Bezug auf die Pumpe 3, wodurch der Wirkungsgrad gesteigert und die von dem Getriebeölfiltermodul 1 erzeugten Geräuschemissionen reduziert werden können.

Eingesetzt werden kann ein derartiges Getriebeölfiltermodul 1 beispielsweise in einem Elektro-/Hybridfahrzeug 26 zum Temperaturmanagement eines Getriebes 20.

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Claims

Ansprüche

1. Getriebeölfiltermodul (1) für ein Elektro-/Hybridfahrzeug (26),

- mit einem Gehäuseteil (2),

- mit einer Pumpe (3) zum Pumpen von Getriebeöl (10),

- mit einem druckseitig der Pumpe (3) angeordneten Ölfilter (4),

- mit einem Wärmeübertrager (9) zur Kühlung des Getriebeöls (10),

- mit einem Ölfilter-Bypassventil (5), welches in geöffnetem Zustand einen das Ölfilter (4) umgehenden Bypass freigibt,

- mit einer Ölwanne (6) mit einer Ölablassschraube (7).

2. Getriebeölfiltermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- dass ein stromauf des Wärmeübertragers (9) angeordneter erster Öltempera tursensor (11) zur Erfassung einer Öltemperatur vorgesehen ist, und/oder

- dass ein stromab des Wärmeübertragers (9) angeordneter zweiter Öltempera tursensor (12) zur Erfassung einer Öltemperatur vorgesehen ist.

3. Getriebeölfiltermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- dass im Gehäuseteil (2) eine erste Einstecköffnung (13) zur Aufnahme des ersten Öltemperatursensors (11) vorgesehen ist und/oder

- dass im Gehäuseteil (2) eine zweite Einstecköffnung (14) zur Aufnahme des zweiten Öltemperatursensors (12) vorgesehen ist.

4. Getriebeölfiltermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- dass der erste Öltemperatursensor (11 ) über eine Klippsverbindung dicht in der ersten Einstecköffnung (13) fixiert ist, und/oder

- dass der zweite Öltemperatursensor (12) über eine Klippsverbindung dicht in der zweiten Einstecköffnung (14) fixiert ist.

5. Getriebeölfiltermodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

- dass Rastkonturen (15,16) vorgesehen sind, die einstückig mit dem Gehäuse teil (2) ausgebildet sind,

- dass der erste und/oder der zweite Öltemperatursensor (11,12) Rastnasen (17,18) aufweist, die in eingebautem Zustand mit den zugehörigen Rastkontu ren (15,16) verklippst sind.

6. Getriebeölfiltermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen der Pumpe (3) und dem Ölfilter (4) angeordneter Öldruck sensor (22) vorgesehen ist.

7. Getriebeölfiltermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass saugseitig der Pumpe (3) ein Vorfilter (21) angeordnet ist.

8. Getriebeölfiltermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeübertrager-Bypassventil (23) vorgesehen ist, welches in geöffne tem Zustand einen den Wärmeübertrager (9) umgehenden Bypass freigibt.

9. Elektro- oder Hybridfahrzeug (26) mit einem Getriebeölfiltermodul (1) nach ei nem der Ansprüche 1 bis 8.

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