DE102020203451A1

DE102020203451A1 - Ölfiltermodul, insbesondere Getriebeölfiltermodul

Info

Publication number: DE102020203451A1
Application number: DE102020203451.6A
Authority: DE
Inventors: Kai Saupe
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2021-09-23
Also published as: JP2023513898A; WO2021185532A1; JP7561199B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ölfiltermodul (1), insbesondere ein Getriebeölfiltermodul, zum Filtern von Öl, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Ölfiltermodul (1) umfasst ein einen Gehäuseinnenraum umgebenden Gehäuse (2) und eine im Gehäuseinnenraum austauschbar angeordneten Ölfiltereinrichtung zum Filtern des Öls, aufweisend ein Filterelement, welches den Gehäuseinnenraum in eine Roh- und eine Reinseite unterteilt. Das Ölfiltermodul (1) umfasst ferner einen Rohöleinlass (3) zum Einleiten des zu filternden Öls bzw. Rohöls in die Rohseite. Am Rohöleinlass (3) ist eine Strömungsleiteinrichtung (10) zum Ablenken des Öls vor dessen Eintritt in den Rohöleinlass (3) angeordnet. Mittels der Strömungsleiteinrichtung (10) wird einer unerwünschten Schaumbildung in dem zu filternden Öl entgegengewirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ölfiltermodul, insbesondere ein Getriebeölfiltermodul, sowie ein Getriebe mit einem solchen Ölfiltermodul. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einem solchen Getriebe oder mit einem solchen Ölfiltermodul bzw. Getriebeölfiltermodul.
Für leistungsstarke Elektromotoren kann es unter Umständen erforderlich sein, ein zusätzliches Getriebe zu integrieren, um ein hohes Drehmoment übertragen zu können. Für das Getriebe wird dabei üblicherweise eine Schmierung mittels Öl vorgesehen. Eine derartige Schmierung umfasst dabei einen Schmierkreislauf mit einer Ölfiltereinrichtung, einem Ölreservoir, einem Wärmeübertrager zur Kühlung des Getriebeöls und einer Pumpe. Aber auch andere Ölfiltermodule, die nicht zur Kühlung von Getriebeöl, sondern für andere Anwendungszwecke vorgesehen sind, können die genannte Ölfiltereinrichtung sowie einen Wärmeübertrager zu Kühlung des Öls aufweisen.
Aufgrund der in solchen Ölfiltermodulen oftmals relativ komplizierten Leitungsführung kann es in herkömmlichen Ölfiltermodulen vorkommen, dass sich in dem durch das Modul strömenden Öl aufgrund von dort auftretenden Turbulenzen und Lufteintrag ein unerwünschter Schaum bildet, der die Funktionsfähigkeit des Ölfiltermoduls, insbesondere der im Modul vorgesehenen Ölfiltereinrichtung, beeinträchtigen kann.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine verbesserte Ausführungsform für ein Ölfiltermodul zu schaffen, bei welcher das oben genannte Problem der Schaumbildung in dem durch das Modul geführten Öl wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig ausgeräumt ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Grundidee der Erfindung ist demnach, Schaumbildung in dem durch das Ölfiltermodul geführten Öl vor dessen Eintritt in die Ölfiltereinrichtung zu reduzieren, indem im Bereich des Rohöleinlasses der Filtereinrichtung eine Strömungsleiteinrichtung vorgesehen wird. Eine solche Strömungsleiteinrichtung ist derart ausgebildet, dass das Öl vor dem Eintritt in den Rohöleinlass und somit auch vor dem Eintritt in die Filtereinrichtung wenigstens einmal, vorzugsweise mehrfach, von der Strömungsleiteinrichtung abgelenkt wird. Dies führt zu einer verlängerten Verweildauer des Öls in einem Bereich stromauf der Ölfiltereinrichtung, sodass die in der Ölflüssigkeit eine Schaumbildung verursachenden Luftblasen besonders wirksam ausgasen können. Dies wirkt besagter Schaumbildung im Öl entgegen. Im Idealfall kann auf diese Weise die unerwünschte Schaumbildung sogar vollständig unterbunden werden.
Ein erfindungsgemäßes Ölfiltermodul, insbesondere ein Getriebeölfiltermodul, vorzugsweise für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, dient zum Filtern von Öl. Das Modul umfasst ein Gehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum umgibt. Im Gehäuseinnenraum ist austauschbar eine Ölfiltereinrichtung zum Filtern des Öls angeordnet. Die Ölfiltereinrichtung weist ein Filterelement mit einem Filtermedium aus Filtermaterial auf, welches den Gehäuseinnenraum in eine Roh- und eine Reinseite unterteilt. Das Modul umfasst ferner einen Rohöleinlass zum Einleiten des zu filternden Öls bzw. Rohöls in die Rohseite des Gehäuseinnenraums. Erfindungsgemäß ist am Rohöleinlass eine Strömungsleiteinrichtung zum Ablenken des Öls vor dessen Eintritt in den Rohöleinlass vorgesehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Strömungsleiteinrichtung als Strömungsleitplatte ausgebildet oder umfasst eine solche Strömungsleitplatte. Eine solche Strömungsleitplatte weist einen besonders hohen Wirkungsquerschnitt auf, so dass das Öl insbesondere mehrfach an der Strömungsleitplatte abgelenkt werden kann, bevor es die Durchmischungskammer/ Durchmischungszone wieder verlässt und in den Rohöleinlass eintritt.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst der Rohöleinlass einen Rohrkörper mit einer Einlassöffnung. Bei dieser Ausführungsform ist der Rohrkörper im Bereich der Einlassöffnung in einen in der Strömungsleiteinrichtung bzw. in der Strömungsleitplatte vorhandenen Durchbruch eingesteckt. Diese Ausführungsform ermöglicht auf einfache Weise die Montage der Strömungsleiteinrichtung bzw. der Strömungsleitplatte am Rohöleinlass.
Besonders bevorzugt ist der in der Strömungsleiteinrichtung bzw. in der Strömungsleitplatte vorgesehene Durchbruch von einem an der Strömungsleiteinrichtung bzw. Strömungsleitplatte ausgeformten und senkrecht von der Strömungsleiteinrichtung bzw. Strömungsleitplatte abstehenden Durchbruch-Kragen eingefasst. Auf diese Weise kann die Strömungsleiteinrichtung bzw. die Strömungsleitplatte mechanisch stabil am Rohöleinlass fixiert werden.
Besonders bevorzugt erstreckt sich der Rohrkörper entlang einer axialen Richtung. Dabei ist die Strömungsleiteinrichtung bzw. Strömungsleitplatte in einer Ebene angeordnet, die senkrecht zur axialen Richtung verläuft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Strömungsleiteinrichtung bzw. Strömungsleitplatte in einer Durchmischungskammer oder Durchmischungszone angeordnet, in welche der Rohöleinlass mündet. Ferner mündet bei dieser Ausführungsform in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone auch ein Ölzulauf zum Einbringen von Öl in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone, welches mittels der Ölfiltereinrichtung gereinigt werden soll. Eine Mündung des Ölzulaufs in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone, die Strömungsleiteinrichtung und die Mündung des Rohöleinlasses in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone sind so relativ zueinander angeordnet, dass das aus dem Ölzulauf in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone eintretende Öl wenigstens einmal - vorzugsweise zwei- oder mehrmals - an der Strömungsleiteinrichtung bzw. Strömungsleitplatte abgelenkt wird, ehe es durch Eintritt in den Rohöleinlass die Durchmischungskammer/Durchmischungszone wieder verlässt. Auf diese Weise kann die Verweildauer des Öls in der Durchmischungskammer/ Durchmischungszone erhöht werden.
Besonders bevorzugt ist in der Durchmischungskammer/Durchmischungszone ein Grobpartikelabscheider zum Abscheiden von Grobpartikeln aus dem Öl angeordnet. Auf diese Weise kann die stromab der Durchmischungskammer/Durchmischungszone angeordnete Ölfiltereinrichtung vor schnellem Verschleiß durch im Öl enthaltene Schmutzpartikel geschützt werden.
Zweckmäßig ist der Grobpartikelabscheider axial im Abstand zur Einlassöffnung angeordnet und überdeckt die Einlassöffnung in einer Blickrichtung entlang der axialen Richtung auf die Einlassöffnung. Selbstredend wird die Einlassöffnung nicht fluiddicht überdeckt; vielmehr werden vom Grobpartikelabscheider lediglich Schmutzpartikel zurückgehalten, wohingegen das zu filternde Öl bzw. Rohöl durch den Grobpartikelabscheider hindurch in den Rohöleinlass eintreten kann.
Diese Variante realisiert einen hohen Wirkungsquerschnitt des Grobpartikelabscheiders.
Zweckmäßig kann der Grobpartikelabscheider an der Strömungsleiteinrichtung bzw. an der Strömungsleitplatte befestigt sein. Somit kann der Grobpartikelabscheider auf einfache Weise ausgetauscht werden, wenn dessen Abscheidewirkung verschleißbedingt erschöpft ist.
Zweckmäßig schließt der Rohrkörper entlang der axialen Richtung im Wesentlichen bündig mit der Strömungsleiteinrichtung bzw. der Strömungsleitplatte ab. Dies erleichtert den Eintritt des Öls in den Rohöleinlass.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Ölfiltermodul einen stromab der Ölfiltereinrichtung angeordneten Wärmeübertrager zur Kühlung des Öls umfassen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem voranstehend vorgestellten Getriebeölfiltermodul. Die voranstehend erläuterten Vorteile des Ölfiltermoduls übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Getriebe.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Kraftfahrzeug umfasst einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst ferner ein voranstehend vorgestelltes erfindungsgemäßes Getriebe oder/und ein voranstehend vorgestelltes erfindungsgemäßes Ölfiltermodul. Die voranstehend erläuterten Vorteile des Ölfiltermoduls übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Die einzige 1 illustriert in einer perspektivischen Teildarstellung ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Ölfiltermoduls für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug und zum Filtern von Öl, welches als Getriebeölfiltermodul eingesetzt werden kann. Das Ölfiltermodul 1 umfasst ein Gehäuse 2, welches einen Gehäuseinnenraum umgibt. Im Gehäuseinnenraum ist austauschbar eine in 1 nicht dargestellte Ölfiltereinrichtung zum Filtern des Öls angeordnet. Das Ölfiltermodul 1 kann ferner einen stromab der Ölfiltereinrichtung angeordneten Wärmeübertrager 15 zur Kühlung des Öls umfasst. Dieser ist im Beispiel der 2 am Gehäuse 2 befestigt und als Stapelscheibenwärmetauscher 16 ausgebildet.
Die (nicht gezeigte) Ölfiltereinrichtung weist ein Filterelement auf, welches den Gehäuseinnenraum in eine Roh- und eine Reinseite unterteilt. Ferner umfasst das Ölfiltermodul 1 einen Rohöleinlass 3 zum Einleiten des zu filternden Öls bzw. Rohöls in die Rohseite des Gehäuseinnenraums. Der Rohöleinlass 3 weist einen Rohrkörper 4 mit einer Einlassöffnung 5 auf, der sich entlang einer axialen Richtung A erstreckt. Der Rohrkörper 4 kann integral am Gehäuse 2 ausgeformt sein, d.h. Gehäuse 2 und Rohrkörper 4 sind in diesem Fall einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Das Gehäuse 2 und der Rohrkörper 4 können aber auch zweistückig ausgebildet sein. In diesem Fall können Gehäuse 2 und Rohrkörper 4 auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Wie 1 erkennen lässt, ist am Rohöleinlass 3 eine Strömungsleiteinrichtung 10 zum Ablenken des Öls vor dessen Eintritt in den Rohöleinlass 3 vorgesehen. Bevorzugt kann die Strömungsleiteinrichtung 10 wie in 1 dargestellt in der Art einer Platte - im Folgenden als „Strömungsleitplatte“ 11 bezeichnet - ausgebildet sein. Der Rohrkörper 2 des Rohöleinlasses 3 ist im Bereich der Einlassöffnung 5 in einen in der Strömungsleitplatte 11 vorgesehenen Durchbruch 6 eingesteckt. Zweckmäßig ist die Strömungsleitplatte 11 in einer Ebene E angeordnet, die sich senkrecht zur axialen Richtung A des Rohrkörpers 4 erstreckt. Der in der Strömungsleitplatte 11 vorgesehenen Durchbruch 6 ist von einem an der Strömungsleitplatte 11 ausgeformten und senkrecht, also in der axialen Richtung A von dieser abstehenden Durchbruch-Kragen 7 eingefasst.
Entsprechend 1 schließt der Rohrkörper 4 entlang der axialen Richtung A im Wesentlichen bündig mit der Strömungsleitplatte 11 ab.
Wie 1 außerdem erkennen lässt, ist die Strömungsleiteinrichtung 10 bzw. die Strömungsleitplatte 11 in einer Durchmischungskammer/ Durchmischungszone 12 angeordnet, in welche der Rohöleinlass 3 mündet. In die Durchmischungskammer/Durchmischungszone 12 mündet außerdem ein Ölzulauf 13. Der Ölzulauf 3 dient zum Einbringen des in der Ölfiltereinrichtung zu reinigenden Öls in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone 12. Nach dem Durchströmen der Durchmischungskammer/Durchmischungszone 12 kann das Öl diese durch den Rohöleinlass 3 wieder verlassen und in die Rohseite des Gehäuseinnenraums einströmen.
Eine Mündung 8 des Ölzulaufs 13 in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone 12, die Strömungsleiteinrichtung und die Mündung 9 des Rohöleinlasses 3 in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone 12 sind so relativ zueinander angeordnet, dass das aus dem Ölzulauf 13 in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone 12 eintretende Öl wenigstens einmal - vorzugsweise mehrmals - an der Strömungsleiteinrichtung 10 bzw. Strömungsleitplatte 11 abgelenkt wird, ehe es durch Eintritt in den Rohöleinlass 3 die Durchmischungskammer/Durchmischungszone 12 wieder verlässt.
In der Durchmischungskammer/Durchmischungszone 12 kann entsprechend 1 auch ein Grobpartikelabscheider 14 zum Abscheiden von Grobpartikeln aus dem Öl angeordnet sein. Der Grobpartikelabscheider 14 ist entlang der axialen Richtung A im Abstand zur Einlassöffnung 5 angeordnet. Der Grobpartikelabscheider 14 überdeckt diese in einer Blickrichtung B entlang der axialen Richtung A auf die Einlassöffnung 5. Zweckmäßig ist der Grobpartikelabscheider 14 an der Strömungsleitplatte 11 befestigt.

Claims

Ölfiltermodul (1), insbesondere Getriebeölfiltermodul, zum Filtern von Öl, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, - mit einem einen Gehäuseinnenraum umgebenden Gehäuse (2) und mit einer im Gehäuseinnenraum austauschbar angeordneten Ölfiltereinrichtung zum Filtern des Öls, aufweisend ein Filterelement, welches den Gehäuseinnenraum in eine Roh- und eine Reinseite unterteilt, - mit einem Rohöleinlass (3) zum Einleiten des zu filternden Öls bzw. Rohöls in die Rohseite, - mit einer am Rohöleinlass (3) vorgesehenen Strömungsleiteinrichtung (10) zum Ablenken des Öls vor dessen Eintritt in den Rohöleinlass (3).
Ölfiltermodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleiteinrichtung (10) als Strömungsleitplatte (11) ausgebildet ist oder eine Strömungsleitplatte (11) umfasst.
Ölfiltermodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der Rohöleinlass (3) einen Rohrkörper (4) mit einer Einlassöffnung (5) aufweist, durch welchen das Öl in den Rohrkörper (4) eintreten kann, - der Rohrkörper (3) im Bereich der Einlassöffnung (5) in einen in der Strömungsleiteinrichtung (10) bzw. in der Strömungsleitplatte (11) vorhandenen Durchbruch (6) eingesteckt ist.
Ölfiltermodul (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Strömungsleiteinrichtung (10) bzw. in der Strömungsleitplatte (11) vorgesehenen Durchbruch (6) von einem an der Strömungsleiteinrichtung (10) bzw. Strömungsleitplatte (11) ausgeformten und senkrecht von dieser abstehenden Durchbruch-Kragen (7) eingefasst ist.
Ölfiltermodul (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (4) entlang der axialen Richtung (A) im Wesentlichen bündig mit der Strömungsleiteinrichtung (10) bzw. der Strömungsleitplatte (11) abschließt.
Ölfiltermodul (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rohrkörper (4) entlang einer axialen Richtung (A) erstreckt und die Strömungsleiteinrichtung (10) bzw. Strömungsleitplatte (11) in einer Ebene (E) angeordnet ist, die sich senkrecht zur axialen Richtung (A) erstreckt.
Ölfiltermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Strömungsleiteinrichtung (10) bzw. Strömungsleitplatte (11) in einer Durchmischungskammer/Durchmischungszone (12) angeordnet ist, in welche der Rohöleinlass (3) mündet, - in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone (12) ein Ölzulauf (13) zum Einbringen von zu reinigendem Öl in die Durchmischungskammer oder Durchmischungszone (12) mündet, - wobei eine Mündung (8) des Ölzulaufs (13) in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone (12), die Strömungsleiteinrichtung (10) und die Mündung (9) des Rohöleinlasses (3) in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone (12) so angeordnet sind, dass das aus dem Ölzulauf (13) in die Durchmischungskammer/Durchmischungszone (12) eintretende Öl wenigstens einmal an der Strömungsleiteinrichtung (10) bzw. Strömungsleitplatte (11) abgelenkt wird, ehe es durch Eintritt in den Rohöleinlass (3) die Durchmischungskammer/Durchmischungszone (12) wieder verlässt.
Ölfiltermodul (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchmischungskammer/Durchmischungszone (12) ein Grobpartikelabscheider (14) zum Abscheiden von Grobpartikeln aus dem Öl angeordnet ist.
Ölfiltermodul (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grobpartikelabscheider (14) axial im Abstand zur Einlassöffnung (5) angeordnet ist und diese in einer Blickrichtung (B) entlang der axialen Richtung (A) auf die Einlassöffnung (5) für das Öl durchlässig überdeckt.
Ölfiltermodul (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grobpartikelabscheider (14) an der Strömungsleiteinrichtung (10) bzw. an der Strömungsleitplatte (11) befestigt ist.
Ölfiltermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölfiltermodul (1) einen stromab der Ölfiltereinrichtung angeordneten Wärmeübertrager (15) zur Kühlung des Öls umfasst.
Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebeölfiltermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug, insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug, - mit einem Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, - mit einem Getriebe nach Anspruch 12 oder/ mit einem Ölfiltermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.