DE102005051598B4

DE102005051598B4 - Betriebsfluid-Zuführvorrichtung

Info

Publication number: DE102005051598B4
Application number: DE200510051598
Authority: DE
Inventors: Stefan Dorn; Alfred Haub; Andreas Schupies
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: DE102005051598A1

Abstract

Vorrichtung (30) zum Zuführen von Betriebsfluid zu einer Betriebsfluid benötigenden Baugruppe (14), umfassend, – wenigstens einen von einer Oberfläche (16a) ausgehenden Fluidkanal (20, 20a–20d) und – wenigstens ein von der Oberfläche (16a) her in den wenigstens einen Fluidkanal (20, 20a–20d) einschraubbares Schraubelement (22, 24) zum Zuführen von Betriebsfluid in den Fluidkanal (20, 20a–20d), wobei der wenigstens eine Fluidkanal (20, 20a–20d) einen an die Oberfläche (16a) unmittelbar anschließenden ersten Abschnitt (32), dessen Weite größer ist als die Weite eines zweiten Abschnitts (36) und zwischen dem ersten Abschnitt (32) und dem zweiten Abschnitt (36) einen Übergangsbereich (34) mit einer Ringfläche (34a) aufweist, und wobei das Schraubelement (22, 24) wenigstens eine Dichtfläche (22c, 24c) aufweist, die mit der Ringfläche (34a) in Dichtungseingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (36) einen an den Übergangsbereich (34) angrenzenden ersten Teilabschnitt (33) und einen an den ersten Teilabschnitt (33) angrenzenden zweiten Teilabschnitt (35) aufweist, wobei die Weite des ersten Teilabschnitts (33) größer ist als diejenige des zweiten Teilabschnitts (35), und wobei die Weite des zweiten Teilabschnitts (35) im Wesentlichen der Weite eines Fluidkanals entspricht, in welchem betriebsmäßig das Betriebsfluid zu der Baugruppe (14) strömt, und dass der Fluidkanal (20, 20a–20d) im zweiten Abschnitt (36) durch einen von dem Schraubelement (22, 24) auf die Ringfläche (34a) ausgeübten Druck derart verformbar ist, dass im Bereich des ersten Teilabschnitts (33) sich die Weite des Fluidkanals verengt, wobei jedoch die Weite des zweiten Teilabschnitts (35) unverändert bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Betriebsfluid zu einer Betriebsfluid benötigenden Baugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, umfassend wenigstens einen von einer Oberfläche ausgehenden Fluidkanal und wenigstens ein von der Oberfläche her in den wenigstens einen Fluidkanal einschraubbares Schraubelement zum Zuführen von Betriebsfluid in den Fluidkanal oder zum Verschließen des Fluidkanals.
Der wenigstens eine Fluidkanal weist einen an die Oberfläche unmittelbar anschließenden ersten Abschnitt, dessen Weite größer ist als die Weite eines zweiten Abschnitts und zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt einen Übergangsbereich mit einer Ringfläche auf. Das Schraubelement weist wenigstens eine Dichtfläche auf, die mit der Ringfläche in Dichtungseingriff bringbar ist.
Derartige Betriebsfluid-Zuführvorrichtungen kommen beispielsweise an den Stirnseiten von Führungswagen von Linearführungseinrichtungen, den Stirnseiten von Schraubmuttern von Wälzkörpergewindetrieben oder dergleichen Einrichtungen der Wälzlagertechnik zum Einsatz. Als Betriebsfluid werden dabei Schmiermittel, beispielsweise Schmierfett oder Schmieröl, beispielsweise in Form der Öl-Luft- oder Öl-Nebel-Schmierung, verwendet. Zum Stand der Technik sei beispielhaft wird auf die DE 198 30 140 A1 verwiesen.
Bei der bekannten Betriebsfluid-Zuführvorrichtung ist eine an der Baugruppe befestigbare Anbaueinheit vorgesehen, die insgesamt vier Betriebsfluid-Zuführbohrungen aufweist. Die obere Zuführbohrung ist dabei für den Fall vorgesehen, dass der Führungswagen unter einer Tischplatte montiert wird und Betriebsfluid, beispielsweise Schmiermittel, durch die Tischplatte zugeführt werden muss. Die anderen drei Fluidkanäle dienen in der Regel zur Aufnahme von Schraubelementen, beispielsweise Verschlussstopfen, oder Elementen zum Anschluss eines Betriebsfluidvorrats. Bei der bekannten Betriebsfluid-Zuführvorrichtung treten in der Praxis immer wieder Probleme mit der Dichtigkeit der Fluidkanäle auf, und dies auch bei Einsatz von Schraubelementen, die sich das zugehörige Gegengewinde selbst in die den Fluidkanal aufweisenden Anbaueinheit schneiden.
Aus der US 2003/0160450 A1 ist eine Verschraubung für rohrförmige Teile bekannt, bei der ein zylindrisches Schraubelement eine Stirnfläche aufweist, an der eine ringförmige Wulst ausgebildet ist. Im eingeschraubten Zustand dringt die ringförmige Wulst in das Material am Grund einer zylindrischen Gewindemutter ein und verdrängt dieses in eine zwischen der Stirnfläche des Schraubelements und der Grundfläche der Mutter gebildete Nut. Somit ergibt sich im eingeschraubten Zustand eine labyrinthartige Dichtung. Nachteilig ist allerdings, dass eine ausreichende Dichtung nur beim erstmaligen Verschrauben gewährleistet werden kann.
Aus der DE 83 20 655 U1 ist eine Gewinderohrmuffe zur Verbindung von Rohren bekannt, bei der ein Innenflansch der Muffe auf seinen axialen Stirnflächen umlaufende Dichtwülste aufweist, die sich beim Festziehen der Stirnkanten eines eingeschraubten Rohres plastisch verformen und so eine Abdichtung herstellen.
Darüber hinaus existieren Anordnungen, bei denen die Dichtigkeit zwischen Schraubelement und Mutterelement durch ein zwischen zwei Dichtflächengelagertes verformbares Element, z. B. einen Gummiring, erreicht wird.
Eine Vorrichtung zum Zuführen von Betriebsfluid zu einer Betriebsfluid benötigenden Baugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 103 43 082 A1 bekannt. Zwischen einem ersten Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser und einem daran anschließenden zweiten Abschnitt, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des ersten Abschnitts ist und dem Durchmesser eines Fluidkanals der angeschlossene Baugruppe entspricht, ist ein schulterförmiger Übergangsbereich ausgebildet. Der Übergangsbereich trägt einen Ringwulst, welcher durch ein einzuschraubendes Schraubelement verformbar ist, um eine zuverlässige Abdichtung herzustellen.
Eine weitere Vorrichtung zum Zuführen von Betriebsfluid zu einer Betriebsfluid benötigenden Baugruppe ist aus der US 2003/0160450 A1 bekannt und weist einen ersten Abschnitt mit größerem Durchmesser sowie einen zweiten Abschnitt mit kleinerem, dem Durchmesser eines Fluidkanals der Baugruppe angepasstem Durchmesser auf. Die vordere Stirnseite eines in den ersten Abschnitt des Fluidkanals eingeschraubten Schraubelements weist ein vorstehendes Ringprofil auf, welches sich beim Einschrauben in einen schulterförmigen Übergangsabschnitt zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt des Fluidkanals eingräbt.
Zur weiteren Illustration des Standes der Technik auf dem Gebiet von Fluidkanälen bzw. der Verbindung von Kanälen kann ferner auf die DE 198 30 140 A1 sowie die DE 83 20 655 U1 verwiesen werden.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach aufgebaute Betriebsfluid-Zuführvorrichtung mit verbesserter Dichtigkeit, insbesondere auch nach mehrmaligem Lösen der Verschraubung, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. In einer solchen Vorrichtung ist der Fluidkanal im zweiten Abschnitt durch einen von dem Schraubelement auf die Ringfläche ausgeübten Druck derart verformbar, dass im Bereich des ersten Teilabschnitts sich die Weite des Fluidkanals verengt, wobei jedoch die Weite des zweiten Teilabschnitts unverändert bleibt.
Das durch das Schraubelement verdrängte Material des Übergangsbereichs und des zweiten Abschnitts verlagert sich nach innen in den zur Strömung des Fluids zur Verfügung stehenden Bereich des Fluidkanals, dessen Querschnitt sich damit verengt. Insbesondere, wenn ein Endstopfen auf den Fluidkanal aufgesetzt werden soll, ist diese Verengung jedoch akzeptabel. Darüber hinaus kann durch ausreichende Bemessung der Weite der ersten Teilabschnitts dafür gesorgt werden, dass der Fluidkanalquerschnitt mit abdichtend eingeschraubtem Schraubelement in etwa dem des zweiten Teilabschnitts entspricht.
Die Dichtwirkung wird hier ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Bauteile mit Dichtwirkung (beispielsweise Dichtringen o. ä.) lediglich durch Anpressen der Dichtfläche des Schraubelements an die Ringfläche erzielt. Der durch das Schraubelement ausgeübte Anpressdruck führt zunächst zu einer Spannung im die Ringfläche umgebenden Material des Fluidkanals und schließlich auch zu einer Ausgleichsbewegung des Materials in dem Bereich des Fluidkanals, an dem die Stirnfläche ausgebildet ist. Durch diese Ausgleichsbewegung, die bei kleinerem Anpressdruck zunächst elastisch, also umkehrbar, ist und bei größerem Anpressdruck schließlich in eine nicht umkehrbare plastische Fließbewegung übergehen kann, entsteht eine gleichmäßige, flächenhafte Anlage zwischen der Ringfläche des Fluidkanals und der/den Dichtfläche(n) des Schraubelements, die für ausreichende Abdichtung sorgt.
Sobald eine Verformung des die Ringfläche umgebenden Materials stattgefunden hat, ist es in gewissen Grenzen möglich, ein gleich gute Dichtigkeit der Verschraubung bei unterschiedlich weit eingeschraubtem Schraubelement zu gewährleiste, denn es wird dann lediglich die axiale Position der Dichtfläche verschoben, ohne dass sich die Fläche des die Abdichtung bewirkenden Anlagebereichs oder die Anpresskraft zwischen Ringfläche und Schraubelement ändert. Dies ermöglicht es auch, Herstellungstoleranzen für die Länge von Schraubelementen einfach auszugleichen.
Die Geometrie von Ringfläche und Dichtfläche braucht sich beim Anziehen der Verschraubung nicht zu verändern, beispielsweise können sowohl Ringfläche als auch Dichtfläche eben sein. Diese Form ändert sich somit auch nach mehrmaligen Lösen und Wiederverschrauben nicht, so dass bei jedem erneuten Verschrauben eine vergleichbare Dichtigkeit erzielt werden kann. Selbstverständlich sind neben ebenen Dichtflächen auch beliebig andere zueinander komplementäre Formen für Ringfläche und Dichtfläche denkbar.
Als Ausgleichsraum für das verdrängte Material des Fluidkanals steht der Fluidkanal selbst zur Verfügung. Somit brauchen im Bereich der aneinander anliegenden Ringfläche des Fluidkanals/Dichtfläche(n) des Schraubelements keinerlei Vorkehrungen zur Aufnahme von verdrängtem Material getroffen zu werden.
Wenn der Fluidkanal im Übergangsbereich und im zweiten Abschnitt bei Druckbeaufschlagung elastisch verformbar ist, stellen sich nach Lösen der Verschraubung wieder genau dieselben Verhältnisse ein wie im Neuzustand. Solche Verhältnisse können erreicht werden, wenn die Dichtigkeitsanforderungen nicht allzu hoch sind und daher mit geringem Anpressdruck gearbeitet werden kann oder wenn im Bereich der Ringfläche der Fluidkanal aus einem elastischen Material gebildet ist.
Bei höherem Anpressdruck, wie er zur Erzielung einer verbesserten Dichtigkeit jedoch häufig erforderlich ist, wird sich der Fluidkanal im Übergangsbereich und im zweiten Abschnitt bei Druckbeaufschlagung plastisch verformen, insbesondere wenn der Fluidkanal in diesem Bereich aus Metall gebildet ist. Dann ist zwar die Umkehrung der Fließbewegung nach Lösen der Verschraubung nicht mehr möglich, allerdings ist die Form von Ringfläche und Dichtfläche im Wesentlichen immer noch komplementär zueinander. Da darüber hinaus im Fluidkanal in der Regel noch ausreichend Raum zur Aufnahme von verdrängtem Material zur Verfügung steht, ist eine erneute dichte Verschraubung möglich, wobei ggf. das Schraubelement geringfügig tiefer eingeschraubt werden muss oder ein längeres Schraubelement verwendet werden muss.
Die Ringfläche kann im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Fluidkanals verlaufen. In diesem Fall kann der Dichtungseingriff zwischen Schraubelement und Ringfläche in einfacher Weise dadurch erzielt werden, dass man das Schraubelement so lange in den Fluidkanal einschraubt, bis es satt und somit dichtend auf der Ringfläche aufsitzt. Hierzu kann die Ringfläche beispielsweise an einer im Übergangsbereich angeordneten, die Längsachse des Fluidkanals im Wesentlichen konzentrisch umgebenden Ringschulter ausgebildet sein. Diese Ausführungsform ist fertigungstechnisch besonders einfach herzustellen.
Um eine satte Anlage zwischen Ringfläche und Dichtfläche sicherzustellen, kann es günstig sein, die Anbaueinheit oder wenigstens deren die Ringfläche umgebenden Bereich aus Kunststoff zu fertigen.
Vorzugsweise ist die in den Fluidkanal einschraubbare Länge des Schraubelements derart bemessen, dass das Schraubelement mit der Ringfläche in Dichtungseingriff bringbar ist. Hierfür kann bei den vorstehend diskutierten Ausführungsformen die einschraubbare Länge des Schraubelements größer oder gleich dem Abstand zwischen der Ringfläche und der Oberfläche sein.
Zum Verständnis der Worte ”einschraubbare Länge” sei auf Folgendes hingewiesen:
Schraubelemente zum Zuführen von Betriebsfluid, beispielsweise Schmiernippel, sind üblicherweise mit einem Ringansatz versehen, der im eingeschraubten Zustand auf der Oberfläche, beispielsweise einer Schmiermittel-Fluidkanäle aufweisenden Anbaueinheit, aufsteht. Die einschraubbare Länge eines solchen Schraubelements ist durch die sich in den Fluidkanal hinein erstreckende Länge dieses Schraubelements gegeben. Verschlussstopfen können ebenfalls mit einem derartigen Ringansatz ausgebildet sein. In diesem Fall gilt für die einschraubbare Länge das Gleiche. Es ist jedoch auch denkbar, Madenschrauben-artige Schraubelemente zu verwenden, insbesondere als Verschlussstopfen. Diese können grundsätzlich immer so weit in den Fluidkanal eingeschraubt werden, dass sie mit der Ringfläche in Dichtungseingriff treten. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter der einschraubbaren Länge eines derartigen Madenschrauben-artigen Schraubelements jedoch dessen Gesamtlänge verstanden. D. h. das Schraubelement befindet sich mit der Ringfläche bereits dann in Dichtungseingriff, wenn es mit der Oberfläche der Anbaueinheit bündig abschließt oder geringfügig über diese vorsteht.
Erfindungsgemäß weist der zweite Abschnitt einen an den Übergangsbereich angrenzenden ersten Teilabschnitt und einen an den ersten Teilabschnitt angrenzenden zweiten Teilabschnitt auf. Die Weite des ersten Teilabschnitts ist dabei zwar kleiner ist als die des ersten Abschnitts, aber größer als diejenige des zweiten Teilabschnitts. Es wird dann ein innen in den Fluidkanal vorstehender Flansch gebildet, an dem die Ringfläche ausgebildet sein kann.
Der erste Teilabschnitt des zweiten Abschnittes kann derart ausgebildet sein, dass er bei Druckbeaufschlagung der Ringfläche in axialer Richtung des Fluidkanals stauchbar ist. Stauchbarkeit kann zum einen bedeuten, dass das Material des Übergangsbereichs und des zweiten Abschnitts verdichtet wird, zum anderen aber auch, dass der zweite Abschnitt in axial zusammenfaltbarer Weise geformt ist, beispielsweise ziehharmonikaartig zusammenfaltbare Wände aufweist. Bei der axialen Verformung des ersten Teilabschnitts wird eine Rückstellkraft erzeugt, die letztendlich dafür sorgt, dass sich das Material der Ringfläche satt an die Dichtfläche(n) des Schraubelements anlegt.
Der erste Teilabschnitt kann einen unmittelbar an die Ringschulter des Übergangsbereichs anschließenden Umfangsflächenabschnitt sowie einen den Umfangsflächenabschnitt mit dem zweiten Teilabschnitt verbindenden zweiten Übergangsbereich umfassen, der als die Längsachse des Fluidkanals konzentrisch umgebende Ringschulter ausgebildet ist. Dabei ist es günstig, wenn die den Fluidkanal begrenzende Fläche des zweiten Übergangsbereichs im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Fluidkanals verläuft.
In allen Ausführungsalternativen kann das Gewinde des Schraubelements zumindest teilweise als Gewinde mit einem trapezförmigen Gewindegrund ausgebildet sein, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts des Fluidkanals.
In Weiterbildung der Erfindung kann der erste Abschnitt oder/und der zweite Abschnitt des Fluidkanals zumindest auf einem Teil seiner Länge zylindrisch oder alternativ konisch ausgeführt sein.
Ferner kann der erste Abschnitt des Fluidkanals zumindest auf einem Teil seiner Länge mit einem Gewinde versehen sein. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass, wie dies vorstehend bei Gelegenheit der Diskussion des Stands der Technik erläutert worden ist, das Gewinde erst beim Einschrauben des Schraubelements in die Umfangswandungsfläche des ersten Abschnitts des Fluidkanals eingeschnitten wird. Eine zylindrische Ausgestaltung des Fluidkanals in dem Teil, in dem das Gewinde ausgebildet ist, hat den Vorteil, dass auf die senkrecht zur Achse des Schraubelements angeordnete Anlageflächen eine je nach Anforderung gewünschte Kraft ausgeübt werden kann.
Der wenigstens eine Fluidkanal ist vorzugsweise von einer Oberfläche einer mit der Baugruppe in Fluidkontakt stehenden Anbaueinheit ausgehend ausgebildet. Die Anbaueinheit kann so angeordnet sein, dass sie im Betrieb eine gute Zugänglichkeit der Fluidkanalöffnungen gewährleistet und entweder direkt oder über geeignete Verbindungselemente, z. B. eine mit entsprechenden Fluidkanälen ausgebildete übergeordnete Tischplatte, mit der Baugruppe gekoppelt ist. Im einfachsten Fall ist die Anbaueinheit an der Baugruppe befestigbar.
Wie dies aus dem Stand der Technik an sich bekannt ist, kann die Anbaueinheit mit einer Mehrzahl von Fluidkanälen ausgebildet sein. Ferner kann die Anbaueinheit zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, aus Kunststoff gefertigt sein.
Die Erfindung wird im Folgenden an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
1 eine perspektivische Ansicht einer Linearführungseinrichtung als Beispiel für eine Einrichtung der Wälzlagertechnik, bei der die erfindungsgemäße Betriebsfluid-Zuführvorrichtung zum Einsatz kommen kann;
2 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betriebsfluid-Zuführvorrichtung vor Einschrauben eines Schraubelements;
3 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betriebsfluid-Zuführvorrichtung mit eingeschraubtem Schraubelement;
4 und 5 Ansichten zweier Schraubelemente, die bei der erfindungsgemäßen Betriebsfluid-Zuführvorrichtung zum Einsatz kommen können;
6 und 7 Darstellungen zur Erläuterung von weiteren Ausgestaltungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Betriebsfluid-Zuführvorrichtung.
In 1 ist als Beispiel für eine Einrichtung der Wälzlagertechnik, bei der die erfindungsgemäße Betriebsfluid-Zuführvorrichtung zum Einsatz kommen kann, eine Linearführungseinrichtung 10 dargestellt. Die Linearführungseinrichtung 10 umfasst eine längliche Führungsschiene 12 und einen auf der Führungsschiene 12 in deren Längsrichtung (Doppelpfeil X) längsverschieblich geführten Führungswagen 14. An seinen in Längsrichtung X stirnseitigen Enden sind an dem Führungswagen 14 zwei Endplatten bzw. Anbaueinheiten 16 befestigt, und zwar mittels Befestigungsschrauben 18.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in jeder der beiden identisch ausgebildeten Anbaueinheiten 16 vier Fluidkanäle 20a bis 20d ausgebildet, nämlich ein oberer Fluidkanal 20a, ein stirnseitiger Fluidkanal 20b und zwei seitliche Fluidkanäle 20c und 20d. Der in 1 auf Grund der perspektivischen Darstellung verdeckte Fluidkanal 20d der vorderen Anbaueinheit 16 ist an der in 1 hinteren Baueinheit 16 zu erkennen.
Der obere Fluidkanal 20a ist für den Fall vorgesehen, dass der Führungswagen 14 unter einer Tischplatte befestigt ist, und Betriebsfluid, beispielsweise Schmierstoff, durch diese Tischplatte zugeführt werden muss. Die anderen drei Fluidkanäle dienen zur Aufnahme von Schraubelementen, beispielsweise einem Betriebsfluid-Zuführnippel 22 (s. 4) oder Verschlussstopfen 24 (s. 5).
Die Anbaueinheit 16, die Fluidkanäle 20a bis 20d und die Schraubelemente 22, 24 bilden zusammen eine Betriebsfluid-Zuführvorrichtung 30 zum Zuführen von Betriebsfluid, beispielsweise Schmierstoff, wie Schmieröl oder Schmierfett, zu dem Führungswagen 14. Beispielsweise kann einer der Fluidkanäle 20a bis 20d mit einem Schmiernippel 22 bestückt sein, während die anderen Fluidkanäle mittels Verschlussstopfens 24 dicht verschlossen sind.
Ziel der vorliegenden Anmeldung ist es, die Zuführkanäle 20a bis 20d (im Folgenden gemeinsam mit 20 bezeichnet) und die Schraubelemente 22, 24 derart aufeinander abgestimmt auszubilden, dass ein unerwünschter Austritt von Betriebsfluid auch nach mehrmaligem Öffnen und Verschließen zuverlässig verhindert wird.
Wie in 2 dargestellt ist, weist der sich von der Oberfläche 16a der Anbaueinheit 16 in diese hinein erstreckende Fluidkanal 20 einen ersten Abschnitt 32 und einen zweiten Abschnitt 36 auf, die in einem Übergangsbereich 34 ineinander übergehen. Der erste Abschnitt 32 umfasst einen in die Oberfläche 16a der Anbaueinheit 16 mündenden konischen Teilabschnitt 32a und einen an den zweiten Abschnitt 36 angrenzenden zylindrischen Teilabschnitt 32b mit kleinerem Durchmesser als die Mündung des Fluidkanals an der Oberfläche 16a.
Die Schraubelemente 22, 24 sind an ihrem Außenumfang mit einem Schraubgewinde 22b bzw. 24b ausgebildet. Das entsprechende Gegengewinde des ersten Abschnitts 32 des Fluidkanals 20 kann in diesem entweder bei der Herstellung der Anbaueinheit 16 ausgebildet werden oder, wie es in 3 angedeutet ist, erst beim Einschrauben der Schraubelemente 22, 24 in den ersten Abschnitt 32 des Fluidkanals 20 in die Umfangswand dieses ersten Abschnitts 32 von dem Gewinde 22b, 24b eingeschnitten werden. Erst beim Eindrehen geschnittene Gewinde haben dabei gegenüber vorgefertigten Gewinden den Vorteil höherer Dichtigkeit gegenüber einem unerwünschten Austritt von Betriebsfluid.
Der Übergangsbereich 34 ist von einer Ringschulter 34b gebildet, die an ihrer dem ersten Abschnitt 32 zugewandten Seite eine Ringfläche 34a bildet. Mit dieser Ringfläche 34a tritt eine an der unteren Stirnfläche 22a bzw. 24a des Schraubelements 22, 24 vorgesehene Dichtungsfläche 22c, 24c in Dichtungseingriff. Hierdurch wird ein unerwünschter Austritt von Betriebsfluid aus dem Fluidkanal 20 verhindert. Hierzu ist die Tiefe L1 des ersten Abschnitts 32 des Fluidkanals 20 kürzer, allenfalls gleich lang, bemessen als die einschraubbare Länge L2 des Betriebsfluid-Zuführnippels 22 bzw. die einschraubbare Länge L3 des Verschlussstopfens 24. Die Ringfläche 34a verläuft in dem gezeigten Beispiel im Wesentlichen orthogonal zur Achse A des Fluidkanals 20 im Übergangsbereich 34 zwischen dem ersten Abschnitt 32 und dem zweiten Abschnitt 36 des Fluidkanals 20. Bei Anordnung des Schraubelements entlang der Achse A des Fluidkanals, wie in 2 gezeigt, ist die Dichtungsfläche 22c, 24c des Schraubelements komplementär zu der Ringfläche 34a ausgebildet.
Der zweite Abschnitt 36 ist aus einem in 2 oberen ersten Teilabschnitt 33 und einem in 2 unteren zweiten Teilabschnitt 35 gebildet. Der zweite Teilabschnitt 35 entspricht im Wesentlichen dem Querschnitt des Fluidkanals, in dem betriebsgemäß das Betriebsfluid strömt. Der erste Teilabschnitt 33 ist gegenüber dem zweiten Teilabschnitt 35 verbreitert und weist somit in dem in 2 gezeigten Zustand vor Einschrauben des Schraubelements 22, 24 bis in Dichtlage einen größeren Querschnitt auf als der zweite Teilabschnitt 35. Allerdings ist der Querschnitt des ersten Teilabschnitts 33 immer noch geringer als derjenige des ersten unteren Teilabschnitts 32b des ersten Abschnitts 32. Er steht so nach innen in den Fluidkanal vor und bildet einen Anlageflansch für die Stirnfläche 22a, 24a des Schraubelements 22, 24.
Der erste Teilabschnitt 33 umfasst einen Umfangswandabschnitt 33a sowie einen zweiten Übergangsbereich 33b zum zweiten Teilabschnitt 35. Der zweite Übergangsbereich 33b verläuft ebenfalls im Wesentlichen orthogonal zur Fluidkanalachse A.
In 3 ist dieselbe Betriebsfluid-Zuführvorrichtung wie in 2 abgebildet, jedoch mit eingeschraubtem und sich in Abdichtlage befindlichem Schraubelement 22, 24. In der dargestellten Situation liegt die Stirnfläche 22a, 24a des Schraubelements mit ihrem äußeren Bereich 22c, 24c im Umfangsrichtung vollständig an der im ersten Übergangsbereich 34 ausgebildeten Ringfläche 34a an. Dieser Bereich 22c, 24c hat somit die Funktion einer Flachdichtung. Man erkennt, dass durch den beim Einschrauben erzeugten Druck auf die Ringfläche 34a sich diese zusammen mit der Ringschulter 34b in axialer Richtung des Fluidkanals weiter in diesen hinein geschoben hat, auf Kosten der axialen Erstreckung des ersten Teilabschnitts 33 des zweiten Abschnitts 36. Das durch die axiale Verlagerung der Ringfläche 34a und Ringschulter 34b verdrängte Material hat sich zudem im vom ersten Teilabschnitt 33 umschlossenen Hohlraum angesammelt und dessen Querschnitt so deutlich verkleinert. Beide Effekte führen dazu, dass das vom ersten Teilabschnitt umschlossene Volumen gegenüber der in 2 dargestellten Situation deutlich verringert ist. Dennoch erkennt man, dass der für das Betriebsfluid zur Verfügung stehende Raum immer noch einen größeren Querschnitt hat als der Querschnitt des zweiten Teilabschnitts 35.
Die in 3 gezeigte Verformung des ersten Teilabschnitts ist plastisch, d. h. sie bildet sich nach Lösen der Dichtungseingriffs zwischen der Dichtfläche 22c, 24c und der Ringfläche 34a nicht wieder zurück. Will man die Verschraubung erneut dicht verschließen, so muss das Schraubelement etwas tiefer eingeschraubt werden, um noch eine ausreichende plastische Verformung des Materials im ersten Teilabschnitt 33 zu bewirken. Da im Bereich des ersten Teilabschnitts noch etwas Volumen im Fluidkanal zur Aufnahme von Material zur Verfügung steht, ist eine erneuter dichter Anlageeingriff ohne weiteres zu bewerkstelligen.
Wie in 6 dargestellt ist, kann die Dichtigkeit der erfindungsgemäßen Betriebsfluid-Zuführvorrichtung gegenüber einem unerwünschten Austritt von Betriebsfluid aus dem Fluidkanal 20 weiter dadurch erhöht werden, dass man an der Außenumfangsfläche des Schraubelements 22, 24 eine Ringnut 22d, 24d vorsieht, in welche ein Dichtungsring 22e, 24e eingelegt ist, der mit der Umfangsfläche des Fluidkanals 20 in Dichtungseingriff ist.
Gemäß 7 kann zur Erhöhung der Dichtigkeit das Gewinde 22b, 24b des Schraubelements 22, 24 als Trapezgewinde ausgebildet sein, dessen Trapezgrund 22f, 24f einen geringfügig größeren Durchmesser D1 aufweist als der Innendurchmesser D2 des ersten Abschnitts 32 des Fluidkanals 20.

Claims

Vorrichtung (30) zum Zuführen von Betriebsfluid zu einer Betriebsfluid benötigenden Baugruppe (14), umfassend, – wenigstens einen von einer Oberfläche (16a) ausgehenden Fluidkanal (20, 20a–20d) und – wenigstens ein von der Oberfläche (16a) her in den wenigstens einen Fluidkanal (20, 20a–20d) einschraubbares Schraubelement (22, 24) zum Zuführen von Betriebsfluid in den Fluidkanal (20, 20a–20d), wobei der wenigstens eine Fluidkanal (20, 20a–20d) einen an die Oberfläche (16a) unmittelbar anschließenden ersten Abschnitt (32), dessen Weite größer ist als die Weite eines zweiten Abschnitts (36) und zwischen dem ersten Abschnitt (32) und dem zweiten Abschnitt (36) einen Übergangsbereich (34) mit einer Ringfläche (34a) aufweist, und wobei das Schraubelement (22, 24) wenigstens eine Dichtfläche (22c, 24c) aufweist, die mit der Ringfläche (34a) in Dichtungseingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (36) einen an den Übergangsbereich (34) angrenzenden ersten Teilabschnitt (33) und einen an den ersten Teilabschnitt (33) angrenzenden zweiten Teilabschnitt (35) aufweist, wobei die Weite des ersten Teilabschnitts (33) größer ist als diejenige des zweiten Teilabschnitts (35), und wobei die Weite des zweiten Teilabschnitts (35) im Wesentlichen der Weite eines Fluidkanals entspricht, in welchem betriebsmäßig das Betriebsfluid zu der Baugruppe (14) strömt, und dass der Fluidkanal (20, 20a–20d) im zweiten Abschnitt (36) durch einen von dem Schraubelement (22, 24) auf die Ringfläche (34a) ausgeübten Druck derart verformbar ist, dass im Bereich des ersten Teilabschnitts (33) sich die Weite des Fluidkanals verengt, wobei jedoch die Weite des zweiten Teilabschnitts (35) unverändert bleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubelement (22, 24) zum Verschließen des Fluidkanals (20, 20a–20d) eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (20, 20a–20d) im Übergangsbereich (34) und im zweiten Abschnitt (36) bei Druckbeaufschlagung plastisch verformbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringfläche (34a) im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse (A) des Fluidkanals (20) verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringfläche (34a) an einer im Übergangsbereich (34) angeordneten, die Längsachse (A) des Fluidkanals im Wesentlichen konzentrisch umgebenden Ringschulter ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabschnitt (33) bei Druckbeaufschlagung der Ringfläche (34a) in axialer Richtung des Fluidkanals (20, 20a–20d) stauchbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabschnitt (33) einen unmittelbar an die Ringschulter (34a) des Übergangsbereichs (34) anschließenden Umfangsflächenabschnitt (33a) sowie einen den Umfangsflächenabschnitt (33a) mit dem zweiten Teilabschnitt (35) verbindenden zweiten Übergangsbereich (33b) umfasst, der als die Längsachse (A) des Fluidkanals (20, 20a–20d) konzentrisch umgebende Ringschulter ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Fluidkanal (20, 20a–20d) begrenzende Fläche des zweiten Übergangsbereichs (33b) im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse (A) des Fluidkanals (20, 20a–20d) verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einschraubbare Länge (L2, L3) des Schraubelements (22, 24) größer oder gleich dem Abstand (L1) zwischen der Ringfläche (34a) und der Oberfläche (16a) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (22b, 24b) des Schraubelements (22, 24) zumindest teilweise als Gewinde mit einem trapezförmigen Gewindegrund (22f, 24f) ausgebildet ist, dessen Durchmesser (D1) geringfügig größer ist als der Innendurchmesser (D2) des ersten Abschnitts (32) des Fluidkanals (20).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (32) oder/und der zweite Abschnitt (36) des Fluidkanals (20) zumindest auf einem Teil seiner Länge zylindrisch ausgeführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (32) oder/und der zweite Abschnitt (36) des Fluidkanals (20) zumindest auf einem Teil seiner Länge konisch ausgeführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (32) des Fluidkanals (20) zumindest auf einem Teil seiner Länge mit einem Gewinde versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fluidkanal (20, 20a–20d) von einer Oberfläche (16a) einer mit der Baugruppe (14) in Fluidkontakt stehenden Anbaueinheit (16) ausgehend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbaueinheit (16) an der Baugruppe befestigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbaueinheit (16) mit einer Mehrzahl von Fluidkanälen (20a–20d) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbaueinheit (16) zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, aus Kunststoff gefertigt ist.