DE102012010939B4

DE102012010939B4 - Saugölfiltereinheit für Getriebe oder Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE102012010939B4
Application number: DE102012010939.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Beer; Wolfgang Stausberg; Marc BUCHEN; Jörg Klüser
Original assignee: IBS Filtran GmbH
Current assignee: IBS Filtran GmbH
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: DE102012010939A1; JP2013249958A; JP6101155B2; US20140116931A1; CN103480198B; KR20130136409A; CN103480198A; KR101943957B1

Abstract

Saugölfiltereinheit (1) für Getriebe oder Verbrennungsmotoren mit einem Ölfiltergehäuse (2) aus Kunststoff, das wenigstens einen mit einer Saugpumpe verbindbaren Saugkanal (9) und wenigstens einen Rückführungskanal (8) für einen von der Saugpumpe zurückgeführten Druckölvolumenstrom zwecks Ansaugaufladung des Pumpensaugölstroms aufweist, wobei der Rückführungskanal (8) im Bereich seiner Mündung in den Saugkanal (9) mit wenigstens einer Düseneinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinrichtung wenigstens einen in den Rückführungskanal (8) eingesetzten, nicht einstückig mit dem Rückführungskanal (8) ausgebildeten Düsenkörper (10) aufweist, wobei der Düsenkörper (10) in den Rückführungskanal (8) eingesteckt ist und dass der Düsenkörper (10) in der Einbaulage zwischen einem umlaufenden Absatz der Mündung des Rückführungskanals (8) und einem Druckölzuführrohr gehalten wird, das in einem muffenartig aufgeweiteten Abschnitt des Rückführungskanals (8) eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugölfiltereinheit für Getriebe oder Verbrennungsmotoren mit einem Ölfiltergehäuse aus Kunststoff, das wenigstens einen mit einer Saugpumpe verbindbaren Saugkanal und wenigstens einen Rückführungskanal für einen von der Saugpumpe zurückgeführten Druckölvolumenstrom zwecks Ansaugaufladung des Pumpensaugölstroms aufweist, wobei der Rückführungskanal im Bereich seiner Mündung in den Saugkanal mit wenigstens einer Düseneinrichtung versehen ist.
Eine Ölfiltereinheit mit integrierter Saugstromaufladung ist beispielsweise aus der DE 10 2009 050 330 A1 bekannt. Die in der DE 10 2009 050 330 A1 beschriebene Ölfiltereinheit umfasst ein zweiteiliges Ölfiltergehäuse mit einem als Stutzen ausgebildeten Ölauslass, an den eine Saugpumpe anschließbar ist, die durch ein in dem Ölfiltergehäuse angeordnetes Filtermedium hindurch einen Ölvolumenstrom bzw. Filterölvolumenstrom fördert.
Um eine höhere Effizienz der Saugpumpe zu erreichen, ist es sinnvoll und bekannt, den zum Pumpeneinlauf geführten Ölvolumenstrom mittels eines gezielt geführten Fluidstrahls zu unterstützen, wodurch sich der Kavitätspunkt der Saugpumpe verschiebt, sodass an der Saugpumpe das Auftreten von Kavitation vermieden wird. Da bei hoher Drehzahl die Saugpumpe mehr Drucköl bzw. einen höheren Druckölvolumenstrom liefert, als tatsächlich im Getriebe oder im Verbrennungsmotor benötigt wird, wird bei der bekannten Saugstromaufladung das überschüssige Drucköl oder zumindest ein Anteil hiervon in den Saugkanalstrom aufwärts der Saugpumpe rückgeführt. In dem Rückführungskanal ist hierzu im Bereich dessen Mündung in den Saugkanal eine Düseneinrichtung angeordnet, die üblicherweise als einstückige Verzweigung des Saugkanals ausgebildet ist. Der Saugkanal ist als einstückig mit der Filteroberschale ausgebildetes aus Kunststoff gefertigtes Spritzgussteil ausgebildet.
Bei der Zuführung des Druckölvolumenstroms zu dem Saugölvolumenstrom ist eine gekrümmte Führung des Rückführungskanals bzw. des Aufladungsanschlusses an den Saugkanal wünschenswert. Insbesondere bei einer seitlichen Anordnung des Rückführungskanals ergibt sich eine gekrümmte Führung in den Saugkanal, die strömungstechnisch günstig ist.
Ein solcher seitlicher Anschluss des Aufladungskanals bzw. Rückführungskanals ist beispielsweise in der DE 10 2007 027 222 B4 beschrieben. Die DE 10 2007 027 222 B4 betrifft eine Anschlussanordnung zum Anschließen einer Ansaugseite einer in einem Gehäuse eines Fahrzeuggetriebes angeordneten Ölpumpe, wobei ein separater Ansaugstutzen mit einer integrierten Ansaugaufladung vorgesehen ist, wobei der Ansaugstutzen einen rohrförmigen Grundkörper mit einem Ansaugkanal und einem Aufladungskanal umfasst, der Ansaugkanal die Ansaugseite der Ölpumpe mit einem Ansaugschnorchel verbindet, der Aufladungskanal die Ansaugseite der Ölpumpe mit einem Aufladungsanschluss des Ansaugstutzens verbindet, der Aufladungsanschluss seitlich an dem Grundkörper angeordnet ist und der Aufladungsanschluss direkt mit dem hydraulischen Steuergerät des Fahrzeuggetriebes verbunden ist, wobei der Aufladungskanal innerhalb des Ansaugstutzens derart in den Ansaugkanal mündet, dass eine in den Ansaugkanal einmündende Austrittsöffnung des Aufladungskanals einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist.
Wie in dieser Druckschrift bereits beschrieben ist, ist entscheidend bei der Auslegung einer Saugstromaufladung die Ausrichtung, mit der der Druckölvolumenstrahl in den Saugkanal eingeleitet wird.
Der Gestaltung des Anschlusses des Rückführungskanals an den Saugkanal der Ölpumpe sind allerdings herstellungstechnisch praktische Grenzen gesetzt, insbesondere wenn diese Teile einstückig aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt werden.
Aus der DE 10 2009 051 473 ist ein Hydrauliksystem mit einer Saugstromaufladung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Dieses Hydrauliksystem für ein Getriebe besitzt ein Diffusorgehäuse mit einem Fluideinlassdurchgang, der ein oder mehrere Pumpeneinlassöffnungen speist, und einem Fluidrückführungsdurchgang, um so Fluid von einem Druckregelventil, das mit dem Fluideinlassdurchgang in Fluidkombination steht, zurückzuführen. Bei einer Ausführungsform des in dieser Druckschrift beschriebenen Hydrauliksystems erzeugt ein Hochgeschwindigkeitsfluss von Rückführfluid durch einen Düsendurchgang von dem Fluidrückführdurchgang eine Ansaugung von Fluid im Vorratsbehälter, womit der Fluidfluss zu einer Pumpeneinlassöffnung stromaufwärts eines divergierenden Abschnitts verstärkt und somit die Kavitation verringert wird. Hierzu ist ein Düseneinsatz vorgesehen, der einen konvergierenden Abschnitt besitzt, der sich zu einem Düsenauslass hin verjüngt und somit die Stömungsgeschwindigkeit durch den Düseneinsatz erhöht. Der Düseneinsatz ist am Fluidrückführungsdurchgang mit dem Diffusorgehäuse verschraubt.
Die in der DE 10 2009 051 473 A1 beschriebene Düseneinrichtung ist allerdings derart gestaltet, dass diese bei einer gekrümmten Führung des Rückführungskanals nicht einsetzbar ist. Darüber hinaus ist der Düseneinsatz zwingend koaxial zu dem druckerhöhenden divergierenden Abschnitt des Fluideingangsdurchgangs anzuordnen. Dieser ist als Diffusor ausgebildet, um eine mögliche Kavitation des Fluids zu verringern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Saugölfiltereinheit der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu bilden, dass eine möglichst weitestgehende Gestaltungs-/Designfreiheit in Bezug auf die Führung des Druckölvolumenstroms zur Saugstromaufladung besteht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung besteht weitestgehende Designfreiheit in Bezug auf Materialausrichtung und Ausbildung der Düseneinrichtung. Um die Designfreiheit in Bezug auf die Gestaltung der Düse wesentlich zu erhöhen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Düse als separates Einlegeteil bzw. als separaten Einsatz auszuführen. Hierdurch wird erreicht, dass das Material und die Form der Düse unabhängig vom Filtergehäuse gewählt werden können. Gleichzeitig werden auch die Beschränkungen aufgehoben, die durch ein Werkzeug, das ein einteiliges Filtergehäuses mit integrierter Düse abbildet, zwangsläufig entstehen. Dadurch kann die Düsengeometrie optimal auf ihre maximal mögliche Wirkung hin angepasst werden.
Bei einer vorteilhaften und zweckmäßigen Ausgestaltung der Saugölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Saugkanal und der Rückführungskanal zumindest abschnittsweise integraler Bestandteil des Ölfiltergehäuses sind. Der Saugkanal und der Rückführungskanal können beispielsweise einstückig mit einer Gehäuseoberschale der Saugölfiltereinheit ausgebildet sein, die beispielsweise aus thermoplastischem Kunststoff durch Spritzgießen erhalten wurde.
Bei der Saugölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Düsenkörper in den Rückführungskanal eingesteckt ist.
Der Düsenkörper kann beispielsweise über ein Dichtmittel in dem Rückführungskanal abgedichtet sein. Dieser kann beispielsweise auch über das Dichtmittel in dem Rückführungskanal zentriert sein.
Der Düsenkörper kann in dem Rückführungskanal verrastet sein.
Bei einer besonders bevorzugten und zweckmäßigen Ausgestaltung der Saugölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückführungskanal einen kreisrunden, rotationssymmetrischen, lichten Querschnitt aufweist und dass der Düsenkörper querschnittlich an den Rückführungskanal angepasst ist.
Bei der Ausgestaltung des Düsenkörpers gemäß der Erfindung ist dieser in der Einbaulage zwischen einem umlaufenden Absatz der Mündung des Rückführungskanals und einem Druckölzufuhrstutzen angeordnet, wobei der Druckölzufuhrstutzen in den Rückführungskanal eingesteckt ist. Der Rückführungskanal besitzt einen querschnittlich erweiterten bzw. muffenartig aufgeweiteten Abschnitt, in den der Druckölzufuhrstutzen eingesetzt ist. Der Düsenkörper wird zweckmäßigerweise einerseits von dem umlaufenden Absatz im Rückführungskanal und andererseits von einer Stirnfläche eines Druckölzufuhrstutzens gehalten. Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Saugölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückführungskanal und der Düsenkörper mit Mitteln zur Indexierung versehen sind, die ein Einsetzen des Düsenkörpers in den Rückführungskanal in nur einer Orientierung zulassen. Dadurch ist es möglich, die Düsenöffnung mit einer beliebigen Düsenkontur auszubilden, deren korrekte Ausrichtung in der Einbaulage des Düsenkörpers durch die Indexierung gewährleistet ist.
Bei einer bevorzugten Variante der Saugölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist die Düsengeometrie nicht rotationssymmetrisch, sodass insoweit eine Führung des Ladevolumenstroms bzw. Druckölstroms in den Saugölstrom derart möglich ist, dass eine optimale Beschleunigung des Saugölstroms erzielt wird. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Saugölfiltereinheit nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der Düsenkörper an seinem Außenumfang wenigstens eine umlaufende Nut aufweist, die wenigstens einen Dichtring, beispielsweise einen O Ring aufnimmt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Saugölfiltereinheit in perspektivischer Ansicht von oben,
2 eine perspektivische Detailansicht der Oberschale des Ölfiltergehäuses,
3 eine Schnittansicht entlang der Linien III-III in 2 und
4 eine Ansicht in Richtung des Pfeils IV in 2.
Die Saugölfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung umfasst ein Ölfiltergehäuse 2 mit einer Filtergehäuseoberschale 3 und einer Filtergehäuseunterschale 4, die an einem umlaufenden Flansch 5 öldicht miteinander verbunden sind und ein Volumen umschließen, innerhalb dessen ein nicht dargestelltes Filtermedium angeordnet ist.
Die Saugölfiltereinheit ist insgesamt beispielsweise in der Ölwanne eines Automatikgetriebes oder eines Verbrennungsmotors angeordnet. Wenn im Folgenden von Öl als Fluid die Rede ist, so ist hierunter auch sogenanntes ATF (Automatic Transmission Fluid) zu verstehen.
Die Filtergehäuseoberschale 3 und die Filtergehäuseunterschale 4 sind aus thermoplastischem Kunststoff spritzgegossen und sind randseitig umlaufend miteinander verschweißt.
An die Filtergehäuseoberschale 3 sind einstückig ein Druckstutzen 6 sowie ein Saugstutzen 7 angeformt, wobei der Druckstutzen 6 einen Teil eines Rückführungskanals 8 und der Saugstutzen 7 einen Teil eines Saugkanals 9 bildet. An den Saugstutzen 7 ist eine nicht dargestellte Ölförderpumpe unmittelbar oder mittels eines Ansaugstutzens anschließbar. An den Druckstutzen 6 ist ein Druckölzufuhrrohr angeschlossen, das mit der Druckseite der Ölpumpe verbunden ist und in welches ein Teilstrom des Fördervolumenstroms der Ölpumpe zwecks Aufladung des Saugstroms zurückgeführt wird.
Das Druckölzuführrohr ist Teil des Rückführungskanals 8, der im Übrigen als Bestandteil der Filtergehäuseoberschale 3 ausgebildet ist.
Der Saugkanal 9 ebenso wie der Saugstutzen 7 sind integraler Bestandteil der Filtergehäuseoberschale, wobei ein Teil des Saugkanals 9 innerhalb des Ölfiltergehäuses 2 geführt ist.
Wie dies insbesondere der in 4 dargestellten Draufsicht auf den Saugstutzen 7 zu entnehmen ist, ist in den Druckstutzen 6 ein Düsenkörper 10 eingesetzt. Die Lage des Düsenkörpers 10 ist auch aus der in 3 gezeigten Schnittansicht zu entnehmen. Der Düsenkörper 10 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und in den zylindrischen Querschnitt des Rückführungskanals 8 eingepasst. Die den Düsenkörper 10 durchsetzende Düsenbohrung 11 ist hingegen nicht rotationssymmetrisch ausgebildet und verjüngt sich im Bereich der Mündung des Rückführungskanals 8 in den Saugkanal 9, um damit eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des in dem Saugkanal 9 eintretenden Druckölvolumenstroms zu erhöhen.
Die Querschnittsgeometrie der Düsenbohrung 11 ist so gestaltet, dass eine seitliche Einleitung des Rückölvolumenstroms in den Saugkanal 9 erfolgt.
Wie dies insbesondere der 4 zu entnehmen ist, sind außen am Düsenkörper 10 zwei diametral gegenüberliegende, radial nach außen vorstehende Stege 12 vorgesehen, die als Indexierhilfen in entsprechend ausgebildete Nuten 13 am Innenumfang des Rückführungskanals 8 eingreifen.
Des Weiteren ist der Düsenkörper 10 an seinem Außenumfang mit einer umlaufenden Ringnut 14 versehen, die einen nicht dargestellten O-Ring als Dichtmittel aufnimmt.
Wie ebenfalls aus 3 ersichtlich ist, ist der Druckstutzen 6 auf seiner von dem Saugkanal 9 abgewandten Seite geringfügig querschnittlich erweitert bzw. muffenartig aufgeweitet, um dort ein Steckende des zuvor erwähnten nicht dargestellten Druckölzufuhrrohrs aufzunehmen. Der Düsenkörper 10 wird bei nicht montiertem Druckölzufuhrrohr in dem im Querschnitt kreisförmigen und rotationssymmetrischen Rückführungskanal eingesteckt, wobei die nicht dargestellte O-Ring-Dichtung dichtend in Anlage mit dem Innenumfang des Rückführungskanals 8 gelangt. Im Bereich der Mündung des Rückführungskanals 8 in den Saugkanal 9 ist der Rückführungskanal 8 mit einem umlaufenden, nach innen hervorstehenden Kragen 15 versehen, der einen Anschlag für den Düsenkörper 10 bildet. Die O-Ring-Dichtung kann so bemessen sein, dass der Düsenkörper 10 im Wesentlichen auch von der O-Ring-Dichtung innerhalb des Rückführungskanals 8 zentriert wird.
Eine Arretierung des Düsenkörpers 10 innerhalb des Rückführungskanals 8 ist jedenfalls dann nicht erforderlich, wenn diese durch die Stirnseite des in den Druckstutzen 6 eingesetzten Druckölzuführror gehalten wird.
Bezugszeichenliste

1: Saugölfiltereinheit
2: Ölfiltergehäuse
3: Filtergehäuseoberschale
4: Filtergehäuseunterschale
5: Flansch
6: Druckstutzen
7: Saugstutzen
8: Rückführungskanal
9: Saugkanal
10: Düsenkörper
11: Düsenbohrung
12: Stege
13: Nuten
14: Ringnut
15: Kragen

Claims

Saugölfiltereinheit (1) für Getriebe oder Verbrennungsmotoren mit einem Ölfiltergehäuse (2) aus Kunststoff, das wenigstens einen mit einer Saugpumpe verbindbaren Saugkanal (9) und wenigstens einen Rückführungskanal (8) für einen von der Saugpumpe zurückgeführten Druckölvolumenstrom zwecks Ansaugaufladung des Pumpensaugölstroms aufweist, wobei der Rückführungskanal (8) im Bereich seiner Mündung in den Saugkanal (9) mit wenigstens einer Düseneinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinrichtung wenigstens einen in den Rückführungskanal (8) eingesetzten, nicht einstückig mit dem Rückführungskanal (8) ausgebildeten Düsenkörper (10) aufweist, wobei der Düsenkörper (10) in den Rückführungskanal (8) eingesteckt ist und dass der Düsenkörper (10) in der Einbaulage zwischen einem umlaufenden Absatz der Mündung des Rückführungskanals (8) und einem Druckölzuführrohr gehalten wird, das in einem muffenartig aufgeweiteten Abschnitt des Rückführungskanals (8) eingesetzt ist.
Saugölfiltereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkanal (9) und der Rückführungskanal (8) zumindest abschnittsweise integraler Bestandteil des Ölfiltergehäuses (2) sind.
Saugölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) über ein Dichtmittel in dem Rückführungskanal (8) abgedichtet ist.
Saugölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführungskanal (8) einen kreisrunden lichten Querschnitt aufweist und dass der Düsenkörper (10) querschnittlich an den Rückführungskanal (8) angepasst ist.
Saugölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführungskanal (8) und der Düsenkörper (10) mit Mitteln zur Indexierung versehen sind, die ein Einsetzen des Düsenkörpers (10) in den Rückführungskanal (8) in nur einer Orientierung zulassen.
Saugölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) einen Düsenbohrung (11) umschließt, dessen Geometrie nicht rotationssymmetrisch ist.
Saugölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) an seinem Außenumfang wenigstens eine umlaufende Ringnut (17) aufweist, die wenigstens einen Dichtring aufnimmt.