DE10155720B4

DE10155720B4 - Druckzuführung in eine Welle

Info

Publication number: DE10155720B4
Application number: DE10155720.5A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Müller Klaus; Dipl.-Ing. Sulzmann Manfred; Dipl.-Ing. Plath Detlef
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2016-01-07
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: US6843740B2; US20030092518A1; DE10155720A1

Abstract

Druckzuführung in eine Welle (1) eines Getriebes, mit einem hydraulischen oder pneumatischen Steuergerät, über das die Druckzuführung mit Druckmedium beaufschlagbar ist, mit einem Getriebegehäuse (3), in dem die Welle (1) gelagert ist, mit einem Gehäusedeckel (7), der Zuführbohrungen (8, 9) aufweist, über die das Druckmedium von dem hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerät in die Welle (1) geleitet wird, wobei zwischen dem hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerät und einer parallel zur Welle (1) angeordneten Zuführbohrung (9) des Gehäusedeckels (7) eine Druckleitung (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (12) aus einem Stutzen (13) und einem zumindest annähernd rechtwinklig in den Stutzen (13) unlösbar druckdicht eingesetzten Rohr (14) gebildet wird, wobei der Stutzen (13) durch eine parallel zur Welle (1) verlaufende Getriebegehäusebohrung (15) von einem Innenraum (16) des Getriebegehäuses (3) her hindurch geschoben und lösbar druckdicht in eine parallel zur Welle (1) verlaufenden Zuführbohrung (9) in einer Stirnfläche (11) des Gehäusedeckels (7) eingesetzt ist, und wobei die dem Stutzen (13) abgewandte Seite des Rohres (14) lösbar druckdicht mit einem Druckausgangskanal des hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerätes verbunden ist, und daß die Druckleitung (12) axial zum Getriebegehäuse (3) fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckzuführung in eine Welle eines Getriebes, insbesondere in eine Variatorwelle eines stufenlosen Getriebes, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Druckzuführungen in eine rotierende Welle, die in einem Getriebegehäuse gelagert ist, sind vielfältig bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 199 21 749 A1 eine Druckölzuführung in eine Primärwelle eines Umschlingungsvariators eines stufenlosen Automatgetriebes. Die Primärwelle ist über ein Lager in einem Getriebegehäuse gelagert. Im Bereich dieses Lagers ist im Getriebegehäuse eine die Gehäusewand durchdringende Lagerbohrung vorgesehen. Das Lager ist mit einem Sicherungsring im Getriebegehäuse axial fixiert. Zur Druckölversorgung des Variators ist ein elektrohydraulisches Steuergerät vorgesehen, welches senkrecht zur Lagerbohrung an der Stirnfläche des Getriebegehäuses angeordnet ist und gleichzeitig die Lagerbohrung im Getriebegehäuse abdeckt. Die Ölzuführung von dem elektrohydraulischen Steuergerät in eine axiale Bohrung der Primärwelle erfolgt über ein Steckrohrsystem, bei dem zwei ineinanderliegende Rohre in ein Stufenbohrung des elektrohydraulischen Steuergerätes öldicht eingesetzt sind, beide Rohre in die axiale Bohrung der Primärwelle hineinragen und beide Rohre gegen die Primärwelle über je ein Gleitlager rotatorisch abgedichtet sind. Das äußere Rohr ist über ein Halteblech am elektrohydraulischen Steuergerät axial fixiert. Das innere Rohr weist keinerlei axiale Sicherung auf.
In der DE 199 32 339 A1 der Anmelderin ist eine Druckzuführung für eine Variatorwelle eines stufenlosen Getriebes bekannt geworden, bei der die Druckölversorgung von einem hydraulischen Getriebesteuergerät über in einem Getriebegehäuse angeordnete Ölzuführkanäle und anschließend über in einem Gehäusedeckel angeordnete Ölzuführkanäle in eine axiale Stufenbohrung der Variatorwelle erfolgt. Die Variatorwelle ist in dem Getriebegehäuse über mindestens ein Lager gelagert, wobei das Lager in einer entsprechenden Lagerbohrung des Getriebegehäuses angeordnet und über ein Halteblech axial in dieser Lagerbohrung fixiert ist. Die Lagerbohrung ist als Durchgangsbohrung ausgebildet, in welche die Variatorwelle hineinragt und welche durch den Gehäusedeckel abgedeckt ist. Ein rohrförmiger Deckelvorsprung des Gehäusedeckels ragt in die axiale Stufenbohrung der Variatorwelle hinein und ist gegen die rotierende Variatorwelle über einen Rechteckring abgedichtet. Das Drucköl wird von einem Getriebegehäusekanal in einen parallel zur Welle verlaufenden Getriebedeckelkanal geleitet, von dort in eine senkrecht zur Welle verlaufende Getriebedeckelbohrung und anschließend über eine innere axiale Bohrung des rohrförmigen Deckelvorsprungs in die Variatorwelle. Eine Flachdichtung dichtet die Ölzuführkanäle in der Trennfuge zwischen Getriebegehäuse und Gehäusedeckel nach außen hin ab.
Die Druckschriften DE 100 60 149 A1 , DE 195 33 993 A1 , DE 21 48 819 B2 , US 4 906 221 A und JP 58-137 654 A zeigen Schmier- und Kühleinrichtungen für stufenlose Getriebe. Schließlich ist in der DE 199 32 339 A1 eine gattungsgemäße Druckzuführung in eine Welle gezeigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckzuführung von einem hydraulischen oder pneumatischen Getriebesteuergerät in eine Welle eines Getriebes weiterzuentwickeln, insbesondere für Anwendungen, bei denen der Druckabgang von dem hydraulischen bzw. pneumatischen Getriebesteuergerät zu der Welle nicht unmittelbar in der Nähe der Welle angeordnet ist, unter Berücksichtigung der Dichtigkeitsproblematik insbesondere bei hohen Drücken.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Druckzuführung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik umfaßt die Druckzuführung in eine Welle eines Getriebes ein hydraulisches oder auch pneumatisches Steuergerät, über das die Druckzuführung mit Druckmedium beaufschlagbar ist, ein Getriebebehäuse, in dem die Welle gelagert ist, sowie einen Gehäusedeckel, der Zuführbohrungen aufweist, über die das Druckmedium von dem hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerät in die Welle eingeleitet wird.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß zwischen dem hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerät und einer parallel zur Welle angeordneten Zuführbohrung des Gehäusedeckels eine Druckleitung angeordnet ist, welche aus einem Stutzen und einem mit diesem unlösbar und druckdicht verbundenen Rohr besteht. Das Rohr ist dabei zumindest annähernd rechtwinklig in den Stutzen eingesetzt. Der Stutzen ist durch eine entsprechend ausgebildete wellenparallele Getriebegehäusebohrung hindurch geschoben und lösbar druckdicht in die parallel zur Welle angeordneten Zuführbohrung in der Stirnfläche des Gehäusedeckels eingesetzt. Die dem Stutzen abgewandte Seite des Rohres ist lösbar druckdicht mit einem Druckausgangskanal des hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerätes verbunden. Die Druckleitung ist axial zum Getriebegehäuse hin fixiert.
Die axiale Fixierung der Druckleitung kann über einen Sicherungsring erfolgen, der in eine entsprechend ausgebildete Nut im Stutzen eingreift. Zweckmäßigerweise weist der Stutzen hierbei einen als Anschlag ausgebildeten Absatz auf, der sich beim Durchstecken durch die Getriebegehäusebohrung an der Getriebegehäusewand abstützt, wobei die Nut im Bereich der dem Absatz gegenüberliegenden Getriebegehäusewandseite angeordnet ist. Der Sicherungsring wird nach dem Durchstecken des Stutzens durch die Getriebegehäusebohrung in die Nut des Stutzens eingesetzt und fixiert auf diese Weise die Druckleitung axial im Getriebegehäuse.
In einer anderen Ausgestaltung der axialen Fixierung der Druckleitung am Getriebegehäuse kann ein Schnappring vorgesehen sein, der beim Durchstecken des Stutzens durch die Getriebegehäusebohrung in entsprechend ausgebildete Nuten in der Getriebegehäusebohrung und im Stutzen eingreift.
In vorteilhafter Weise ist durch die erfindungsgemäße Ausführung der Druckzuführung auch unter hohem Druck eine sichere druckdichte Druckverbindung zwischen dem hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerät und der Welle gewährleistet, da die druckabhängigen Abstützkräfte nicht zu einer unzulässigen axialen Verschiebung der Druckleitung führen können. Das hydraulische bzw. pneumatische Steuergerät muß nicht in unmittelbarer Nähe der Welle angeordnet sein. Die Parallelität von Welle, Getriebedeckel und lösbarer Steckverbindung der Druckleitung zum Getriebedeckel erleichtert die Montage und Demontage des Gehäusedeckels. Auch kann die Montageabfolge des hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerätes innerhalb des Getriebegehäuses unabhängig sein von der Montage der Druckzuführung vom Steuergerät zur Welle.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Rohr und den Stutzen der Druckleitung miteinander zu verlöten, zu verschweißen oder zu verkleben. Gegenüber einer Preßverbindung zwischen Rohr und Stutzen wird hierdurch das Risiko einer Undichtigkeit dieser Fügestelle verringert, sowohl direkt bei der Montage als auch im Betrieb unter Druckwechselbelastung und Schwingungsbelastung.
Die solchermaßen beschriebene Druckzuführung eignet sich besonders für eine Druckzuführung in eine Variatorwelle eines stufenlosen Automatgetriebes. Da hier relativ große Volumenströme unter zum Teil hohem Druck in die rotierende Welle eingebracht werden müssen, ist eine axiale Druckeinleitung in die rotierende Variatorwelle günstig. Der axiale Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Druckzuführung im Bereich der Stirnfläche der Variatorwelle, an welcher der Druck eingeleitet wird, ist relativ gering und beschränkt sich auf die geometrischen Abmessungen des Lagerdeckels unter Berücksichtigung der erforderlichen Querschnitte und Wandstärken der im Lagerdeckel angeordneten Druckkanäle. Das hydraulische Steuergerät, über das die Variatorwelle mit Drucköl versorgt wird, kann parallel zur Variatorwelle und damit getriebelängensparend angeordnet werden.
Selbstverständlich ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Druckzuführung in eine Getriebewelle universell einsetzbar und nicht beschränkt auf den Anwendungsfall der zuvor beispielhaft beschriebenen Variatorwellendruckzuführung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Als ausgeführtes Beispiel einer erfindungsgemäßen Druckzuführung in eine Getriebewelle zeigt die einzige Figur eine Druckzuführung in eine rotierende Variatorwelle eines stufenlosen Getriebes.
Mit 1 ist die Welle eines Getriebes bezeichnet, im ausgeführten Beispiel die Variatorwelle des stufenlosen Automatgetriebes. Die Welle 1 ist über ein Lager 5 – im ausgeführten Beispiel ein Wälzlager – in einem Getriebegehäuse 3 gelagert. Die Welle 1 durchdringt das Getriebegehäuse 3 im Bereich einer dem Lager 5 zugeordneten Lagerbohrung 4. Die Lagerbohrung 4 ist durch einen Gehäusedeckel 7 abgedeckt. Axial fixiert ist das Lager 5 auf der Welle 1 über eine Wellenmutter und im Getriebegehäuse 3 über ein Halteblech 6. Selbstverständlich sind dem Fachmann auch andere konstruktive Ausbildungen der Lagerung der Welle 1 im Getriebegehäuse 3 bekannt. Die Welle 1 weist an dem dem Lagerdeckel 7 zugewandten Wellenende eine axiale Wellenbohrung 2 auf, die im ausgeführten Beispiel als Stufenbohrung ausgebildet ist, und über die Druckmedium von einem nicht dargestellten hydraulischen oder pneumatischen Steuergerät des Getriebes in die Welle 1 eingeleitet wird. Die Druckzuführung in diese axiale Wellenbohrung 2 erfolgt über mehrere Zuführbohrungen 8, 9, die in dem Lagerdeckel 7 angeordnet sind. Im ausgeführten Beispiel verläuft die Zuführbohrung 8 innerhalb des Gehäusedeckels 7 senkrecht zur Welle 1 und mündet einerseits über einen rohrförmigen Abschnitt 10 des Gehäusedeckels 7 in die axiale Wellenbohrung 2, andererseits innerhalb des Gehäusedeckels in die parallel zur Welle 1 verlaufende Zuführbohrung 9. Diese Zuführbohrung 9 ist zum Getriebeaußenraum hin dicht und mündet im Bereich einer der Lagerbohrung 4 zugewandten Stirnfläche 11 des Gehäusedeckels 7 in das Getriebegehäuse 3.
Erfindungsgemäß ist zwischen der parallel zur Welle 1 verlaufenden Zuführbohrung 9 des Gehäusedeckels 7 und einem nicht dargestellten Druckausgangskanal des hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerätes des Getriebes eine Druckleitung 12 angeordnet, die einen Stutzen 13 und ein Rohr 14 umfaßt und von einem Innenraum 16 des Getriebegehäuses 3 her montiert wird. Dabei sind Stutzen 13 und Rohr 14 unlösbar druckdicht miteinander verbunden, beispielsweise über eine Preßverbindung, eine Lötverbindung, eine Schweißverbindung oder auch eine Klebeverbindung. Die dem Stutzen 13 abgewandte Seite des Rohres 14 ist lösbar druckdicht mit dem Druckausgangskanal des hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerätes des Getriebes verbunden, beispielsweise über eine mittels Dichtring abgedichtete Steckverbindung. Die dem Rohr 14 abgewandte Seite des Stutzens 13 ist lösbar druckdicht mit der parallel zur Welle verlaufenden Zuführbohrung 9 des Getriebedeckels 7 verbunden.
Hierzu ist in einer an die der Lagerbohrung 4 zugewandten Stirnfläche 11 des Gehäusedeckels 7 angrenzende Gehäusewand 18 des Getriebegehäuses 3 eine separate, parallel zur Welle 1 verlaufende Getriebegehäusebohrung 15 vorgesehen, durch diese der Stutzen 13 von dem Innenraum 16 des Getriebegehäuses 3 her hindurch geschoben ist und bei der Montage lösbar druckdicht in die ebenfalls parallel zur Welle 1 verlaufenden Zuführbohrung 9 des Gehäusedeckels 7 eingesetzt wird. Im ausgeführten Beispiel ragt der Stutzen 13 im montierten Zustand in die Zuführbohrung 9 hinein und ist über einen Dichtring 21 gegenüber dem Durchmesser der Zuführbohrung 9 abgedichtet. Selbstverständlich kann die Verbindung zwischen dem Stutzen 13 und der Zuführbohrung 9 konstruktiv auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als Flachsitz mit Flachdichtung.
Zur Verhinderung einer unbeabsichtigten axialen Verschiebung der Druckleitung 12 im Betrieb speziell unter Druckbeaufschlagung ist eine axiale Fixierung der Druckleitung 12 relativ zum Getriebegehäuse 3 vorgesehen.
In einer ersten Ausgestaltung der axialen Fixierung der Druckleitung 12 wird vorgeschlagen, den Stutzen 13 der Druckleitung 12 über einen Sicherungsring 20 an der Gehäusewand 18 des Getriebegehäuse 2 zu fixieren. Hierzu weist der Stutzen 13 einen Absatz 17 auf, der sich im Bereich der Getriebegehäusebohrung 15 gegen die Gehäusewand 18 des Getriebegehäuses 3 abstützt. Weiterhin weist der Stutzen 13 eine Nut 19 auf, die im Bereich der dem Absatz 17 des Stutzens 13 gegenüberliegenden Seite der Gehäusewand 18 angeordnet ist. Nach dem Durchschieben des Stutzens 13 des Druckleitung 12 vom Innenraum 16 des Getriebegehäuses 3 her durch die Getriebegehäusebohrung 15 wird der Sicherungsring 20 von der dem Gehäusedeckel 7 zugewandten Seite der Gehäusewand 18 aus in die Nut 19 des Stutzens 13 eingesetzt und fixiert so die Druckleitung 12 axial an der Gehäusewand 18.
In einer zweiten Ausgestaltung der axialen Fixierung der Druckleitung 12 wird vorgeschlagen, die Druckleitung 12 über einen Schnappring in der Gehäusewand 18 des Getriebegehäuses 2 zu fixieren. Hierzu weist der Stutzen 13 der Druckleitung 12 in einem Abschnitt, der im Bereich der parallel zur Welle 1 verlaufenden Getriebegehäusebohrung 15 liegt, an seinem Außendurchmesser eine radiale Nut auf. Weiterhin ist in der parallel zur Welle 1 verlaufenden Getriebegehäusebohrung 15 in der Gehäusewand 18 eine radiale Nut angeordnet. Vor der Montage der Druckleitung 12 wird der Schnappring entweder in die radiale Nut der Getriebegehäusebohrung 15 eingelegt oder in die radiale Nut des Stutzens 13. Ist der Schnappring vor der Montage der Druckleitung 12 in die radiale Nut der Getriebegehäusebohrung 15 eingelegt, so wird er beim Durchschieben des Stutzens 13 der Druckleitung 12 durch die Getriebegehäusebohrung 15 zunächst auseinander gespreizt und schnappt anschließend in die radiale Nut des Stutzens 13 ein. Ist der Schnappring vor der Montage der Druckleitung 12 in die radiale Nut des Stutzens 13 der Druckleitung 12 eingelegt, so wird er beim Durchschieben des Stutzens 13 durch die Getriebegehäusebohrung 15 zunächst zusammengedrückt und schnappt anschließend in die radiale Nut der Getriebegehäusebohrung 15 ein. In beiden Fällen greift der Schnappring nach der Montage der Druckleitung 12 in beide Nuten ein und stellt auf diese Weise eine axialen Fixierung der Druckleitung 12 relativ zum Getriebegehäuse 3 sicher.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: axiale Wellenbohrung
3: Getriebegehäuse
4: Lagerbohrung des Getriebegehäuses
5: Lager
6: Halteblech des Lagers
7: Gehäusedeckel
8, 9: Zuführbohrungen im Gehäusedeckel
10: Abschnitt des Gehäusedeckels
11: Stirnfläche des Gehäusedeckels
12: Druckleitung
13: Stutzen der Druckleitung
14: Rohr der Druckleitung
15: Getriebegehäusebohrung
16: Innenraum des Getriebegehäuses
17: Absatz des Stutzens
18: Gehäusewand des Getriebegehäuses
19: Nut des Stutzens
20: Sicherungsring
21: Dichtring des Stutzens

Claims

Druckzuführung in eine Welle (1) eines Getriebes, mit einem hydraulischen oder pneumatischen Steuergerät, über das die Druckzuführung mit Druckmedium beaufschlagbar ist, mit einem Getriebegehäuse (3), in dem die Welle (1) gelagert ist, mit einem Gehäusedeckel (7), der Zuführbohrungen (8, 9) aufweist, über die das Druckmedium von dem hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerät in die Welle (1) geleitet wird, wobei zwischen dem hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerät und einer parallel zur Welle (1) angeordneten Zuführbohrung (9) des Gehäusedeckels (7) eine Druckleitung (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (12) aus einem Stutzen (13) und einem zumindest annähernd rechtwinklig in den Stutzen (13) unlösbar druckdicht eingesetzten Rohr (14) gebildet wird, wobei der Stutzen (13) durch eine parallel zur Welle (1) verlaufende Getriebegehäusebohrung (15) von einem Innenraum (16) des Getriebegehäuses (3) her hindurch geschoben und lösbar druckdicht in eine parallel zur Welle (1) verlaufenden Zuführbohrung (9) in einer Stirnfläche (11) des Gehäusedeckels (7) eingesetzt ist, und wobei die dem Stutzen (13) abgewandte Seite des Rohres (14) lösbar druckdicht mit einem Druckausgangskanal des hydraulischen bzw. pneumatischen Steuergerätes verbunden ist, und daß die Druckleitung (12) axial zum Getriebegehäuse (3) fixiert ist.
Druckzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (13) einen Absatz (17) aufweist, der sich im Bereich der Getriebegehäusebohrung (15) gegen eine Gehäusewand (18) des Getriebegehäuses (3) abstützt, daß der Stutzen (13) eine Nut (19) aufweist, die im Bereich der dem Absatz (17) des Stutzens (13) gegenüberliegenden Seite der Gehäusewand (18) angeordnet ist, und daß die Druckleitung (12) über einen Sicherungsring (20), der in die Nut (19) des Stutzens (13) eingreift, axial zur Gehäusewand (18) fixiert ist.
Druckzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (13) in einem Abschnitt, der im Bereich der parallel zur Welle (1) verlaufenden Getriebegehäusebohrung (15) liegt, an seinem Außendurchmesser eine erste radiale Nut (19) aufweist, daß in der parallel zur Welle (1) verlaufenden Getriebegehäusebohrung (15) eine zweite radiale Nut angeordnet ist, und daß zur axialen Fixierung der Druckleitung (12) zum Getriebegehäuse (3) ein Schnappring vorgesehen ist, der beim Durchstecken des Stutzens (13) durch die parallel zur Welle (1) verlaufende Getriebegehäusebohrung (15) in diese Nuten eingreift.
Druckzuführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (13) und das Rohr (14) der Druckleitung (12) miteinander verpresst, verlötet, verschweißt oder verklebt sind.
Druckzuführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) eine Variatorwelle eines stufenlosen Automatgetriebes ist.