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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leitungsvorrichtung zur Führung
eines Kühl- oder Schmiermediums in einem Getriebe oder
einem Motor, vorzugsweise in einem Fahrzeug, mit einer Leitung zur
Führung eines Mediums und zumindest einer Austrittsöffnung
zum Ausleiten des Mediums aus der Leitung. Ferner betrifft die Erfindung
ein Baukastensystem zum Aufbau einer solchen Leitungsvorrichtung.
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Leitungsvorrichtungen
der vorgenannten Art sind allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise
in Getrieben mit Trockensumpfschmierung eingesetzt. Die Druckschrift
DE 10 2005 005 154
A1 zeigt beispielsweise ein solches Getriebe. Allgemein
zeichnen sich Getriebe mit Trockensumpfschmierung dadurch aus, dass
die Getrieberäder nicht in das Getriebeöl, mit
dem der Bodenbereich des Getriebegehäuses befüllt
ist, eintauchen. Die Schmierung der Zahnräder, Lager etc.
erfolgt über einen separaten Schmierölkreislauf. Üblicherweise
ist in dem Getriebegehäuse eine Getriebeölpumpe
vorgesehen, die Getriebeöl aus dem Ölsumpf ansaugt
und zu Spritzdüsen bzw. Beölungsbohrungen fördert, über
welche die Zahnräder, Lager etc. geölt werden.
Zur Führung des Getriebeöls zu den Spritzdüsen
bzw. Beölungsbohrungen ist eine Leitungsvorrichtung innerhalb
des Getriebegehäuses vorgesehen, die über entsprechende
Leitungsabschnitte das Öl zu den gewünschten Orten
führt.
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Aufgrund
der zunehmenden Komplexität moderner Getriebe, insbesondere
im Bereich von Doppelkupplungsgetrieben, steigt auch die Komplexität der
Leitungsvorrichtung, da Getriebeöl an sehr viel mehr Stellen
innerhalb des Getriebegehäuses geführt werden
muss. Insbesondere bei Doppelkupplungsgetrieben ist die Anzahl der
zu schmierenden Zahnräder deutlich erhöht gegenüber
den normalen Getrieben.
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Die
bisher eingesetzten Leitungsvorrichtungen sind aus Metall gefertigt
und jeweils an den jeweiligen Getriebetyp angepasst, indem beispielsweise
Metallrohre passend gebogen werden.
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Da
gerade in der Automobilindustrie der Kostendruck sehr hoch ist,
besteht der Wunsch, kostengünstigere Systeme zu schaffen,
die einerseits bei der Fertigung Kostenvorteile bringen als auch
andererseits beim Einbau in der Produktion.
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Vor
diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Leitungsvorrichtung der vorgenannten Art so weiterzubilden, dass
die Herstellungskosten verringert werden und der Einbau erleichtert
wird.
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Diese
Aufgabe wird bei der vorgenannten Leitungsvorrichtung dadurch gelöst,
dass die Leitung aus mehreren standardisierten Leitungsstücken
zusammengesetzt ist, zumindest ein Leitungsstück ein Leitungsstück
mit Austrittsöffnung ist und die Leitungsstücke
aus einem Kunststoff hergestellt sind.
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Das
heißt mit anderen Worten, dass die Leitungsvorrichtung
nicht – wie bisher – aus einem oder einigen wenigen
an den Anwendungsfall angepassten Leitungselementen aufgebaut wird,
sondern dass die Leitungsvorrichtung aus einer Vielzahl von standardisierten
Leitungsstücken in der jeweils gewünschten Geometrie
zusammengesetzt ist. Die Leitungsstücke sind hinsichtlich
ihrer Anschlussbereiche standardisiert, so dass ein beliebiges Leitungsstück
in ein anderes beliebiges Leitungsstück einsetzbar ist.
Die Leitungsstücke selbst sind ebenfalls standardisiert,
d. h. es gibt beispielsweise gerade Leitungsstücke unterschiedlicher
Länge, Winkel-Leitungsstücke mit unterschiedlichen
Winkeln, Abschluss-Leitungsstücke und Leitungsstücke
mit Austrittsöffnungen sowie T-Leitungsstücke.
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Der
Vorteil liegt u. a. darin, dass beliebige Leitungsgeometrien mit
den standardisierten Leitungsstücken aufgebaut werden können.
Das bedeutet bei der Herstellung, dass die Werkzeuge zur Herstellung
der Leitungsstücke länger eingesetzt werden können,
selbst wenn eine Leitungsgeometrie geändert wird. Dies
führt zu deutlichen Kosteneinsparungen.
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Darüber
hinaus ist es möglich, die aus einzelnen Leitungsstücken
aufgebaute Leitungsvorrichtung in zwei oder mehreren Teilabschnitten
auszuliefern, und den Endzusammenbau erst beim Einsetzen in das
Getriebe vorzunehmen. Das kann – abhängig von
der Geometrie des Getriebegehäuses – den Einbau
deutlich vereinfachen.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Leitungsvorrichtung
ist darin zu sehen, dass die Leitungsstücke aus Kunststoff
hergestellt werden. Der eingesetzte Kunststoff hat nicht nur Gewichtsvorteile, sondern
ist kostengünstiger, so dass die Leitungsvorrichtung insgesamt
einen deutlichen Kostenvorteil bringt.
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Darüber
hinaus lässt sich Kunststoff – im Vergleich zu
Metall – besser verarbeiten, so dass auch kompliziertere
Geometrien der einzelnen Leitungsstücke einfach fertigbar
sind.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung wird als Kunststoff Polyamid eingesetzt.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass sich Polyamid in Umgebungen
mit großen Temperaturunterschieden sehr gut eignet. Dies
ist besonders wichtig beim Einsatz in Getriebegehäusen,
wo die Temperaturschwankungen sehr groß sein können.
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Zur
Verbindung zweier Leitungsstücke sind unterschiedliche
Lösungen denkbar, wobei sich besonders bevorzugt eine Steckverbindung
einsetzen lässt. Um solche Steckverbindungen zu ermöglichen, weist
jedes Leitungsstück einen männlichen und einen
weiblichen Abschnitt auf, so dass die Leitungsstücke beliebig
miteinander verbindbar sind. Vorzugsweise wird die Verbindung über
Rastelemente gesichert, die entweder außerhalb oder innerhalb
der Leitungsstücke vorgesehen sein können.
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Weiter
bevorzugt weisen die männlichen und weiblichen Verbindungsabschnitte
Verzahnungen auf, die zueinander passen und eine Verdrehsicherung
liefern.
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Selbstverständlich
sind auch andere Verbindungsmöglichkeiten zwischen Leitungsstücken denkbar,
beispielsweise Ultraschallschweißen oder Verkleben.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch von einem Baukastensystem
zum Aufbau einer Leitungsvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben
wurden, gelöst. Das Baukastensystem umfasst mehrere gerade
Leitungsstücke unterschiedlicher Länge, mehrere
Winkel-Leitungsstücke, die unterschiedliche Biegungen aufweisen,
zumindest ein Leitungsstück mit einer Austrittsöffnung,
zumindest ein Anschluss-Leitungsstück und zumindest einem
End-Leitungsstück, das die Leitungsvorrichtung in Längsrichtung
abschließt, wobei die Leitungsstücke an ihren
Enden Verbindungsabschnitte aufweisen, die standardisiert sind und
derart ausgebildet sind, dass beliebige Lei tungsstücke
ineinander steckbar und miteinander verwindbar sind, und wobei die
Leitungsstücke aus einem Kunststoff hergestellt sind.
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Mit
Hilfe dieses Baukastensystems lassen sich Leitungsvorrichtungen
unterschiedlichster Geometrie aufbauen, ohne eine speziell zugeschnittene Leitungsvorrichtung
extra fertigen zu müssen. Die Vorteile eines solchen Baukastensystems
sind vielfältig und wurden zuvor bereits beschrieben.
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Ein
wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, dass die einzelnen standardisierten
Leitungsstücke in großen Stückzahlen
gefertigt werden können, ohne dass sie einer bestehenden
Geometrie zugeordnet wären. Sie können vielmehr
für den Aufbau unterschiedlichster Leitungsgeometrien eingesetzt werden.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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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.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit
Bezug auf die Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Leitungsvorrichtung mit entsprechender Benennung der einzelnen Leitungsstücke;
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2 eine
schematische Darstellung der Leitungsvorrichtung von 1 in
einer anderen perspektivischen Darstellung;
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3a,
b ein Leitungsstück mit verzahnten Endabschnitten;
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4 eine
schematische Darstellung zweier miteinander verbundenen Leitungsstücken;
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5 ein
Leitungsstück mit Austrittsöffnung in perspektivischer
Darstellung; und
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6 eine
Schnittdarstellung zweier miteinander verbundenen Leitungsstücken.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Leitungsvorrichtung in schematischer
Darstellung gezeigt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
Die gezeigte Leitungsvorrichtung 10 besitzt eine bestimmte
Geometrie, die jedoch rein beispielhaft ist. Es versteht sich, dass
die Leitungsvorrichtung 10 jede beliebige Geometrie aufweisen
kann. Die Geometrie wird alleine nach dem Anwendungsfall gewählt.
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Die
Leitungsvorrichtung 10 kommt in einem Getriebegehäuse
zum Einsatz, um Öl aus einem Ölreservoir zu den
gewünschten Stellen zu fördern. Es versteht sich
jedoch, dass die Leitungsvorrichtung 10 auch für
andere Zwecke eingesetzt werden kann.
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Die
Leitungsvorrichtung 10 ist aus einer Vielzahl von unterschiedlichen
Leitungsstücken zusammengebaut, die in 1 jeweils
mit Name, Durchmesser und Volumen beschriftet sind. Darüber
hinaus ist in der Beschriftung in der zweiten Spalte jeder Beschriftung
angegeben, wie oft dieser Typ von Leitungsstück in der
Leitungsvorrichtung 10 verbaut ist. So kommt beispielsweise
das mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnete Leitungsstück,
das als T-Stück mit Düse ausgebildet ist, insgesamt
fünfmal in der Leitungsvorrichtung 10 vor.
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Aus
der Darstellung in 1 ist erkennbar, dass es neben
geraden Rohrleitungsstücken auch Winkel-Leitungsstücke,
T-Leitungsstücke, Anschluss-Leitungsstücke, Endkappen-Leitungsstücke sowie
Düsen- und T-Düsen-Leitungsstücke gibt.
Aus diesen Grund-Leitungstypen lassen sich unterschiedlichste Geometrien
einer Leitungsvorrichtung 10 aufbauen.
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Die
Leitungsstücke selbst sind aus einem Kunststoff, insbesondere
Polyamid, hergestellt, beispielsweise durch Spritzgießverfahren.
Selbstverständlich ist es denkbar, die Leitungsstücke 12 aus einem
anderen Material herzustellen, allerdings ist Kunststoff, insbesondere
Polyamid, unter Kostengesichtspunkten vorteilhaft.
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In 2 ist
die Leitungsvorrichtung 10 von 1 nochmals
aus einer anderen Perspektive dargestellt. Sehr deutlich sind die
T-Düsen-Leitungsstücke 13 zu erkennen,
die jeweils eine zur Seite gehende Austrittsöffnung besitzen. Über
diese Austrittsöffnung kann das von der Leitungsvorrichtung 10 geführte
Medium, nämlich beispielsweise Getriebeöl, an
eine bestimmte Stelle gebracht werden.
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Die
Verbindung der einzelnen Leitungsstücke erfolgt durch Ineinanderstecken,
wobei hierfür jedes Leitungsstück einen männlichen
und einen weiblichen Endabschnitt aufweist. Mit Bezug auf die 3a und 3b soll
dies nachfolgend kurz erläutert werden.
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Das
in 3a gezeigte Leitungsstück 12 weist
einen ersten Endabschnitt 16 auf, der als weiblicher Abschnitt
dient, und einen zweiten Endabschnitt 18, der als männlicher
Endabschnitt dient. Der Innendurchmesser des weiblichen Endabschnitts
entspricht dabei dem Außendurchmesser des männlichen
Endabschnitts 18. Diese Konfiguration der jeweiligen Enden
jedes Leitungsstücks 12 ist standardisiert, d.
h. bei allen unterschiedlichen Leitungsstücken gleich ausgebildet.
Damit wird gewährleistet, dass verschiedene Leitungsstücke
beliebig miteinander verbunden werden können.
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Um
eine Verdrehsicherung zwischen zwei miteinander verbundenen, d.
h. ineinander gesteckten Leitungsstücken 12 zu
gewährleisten, weisen die beiden Endabschnitte 16, 18 eine
Verzahnung auf. So besitzt der weibliche Endabschnitt 16 eine
Innenverzahnung 24 und der männliche Endabschnitt 18 eine
Außenverzahnung 22. Werden nun zwei Leitungsstücke 12 ineinander
gesteckt, wirken Innen- und Außenverzahnung zusammen und
sorgen dafür, dass die beiden Leitungsstücke 12 nicht
mehr relativ zueinander verdrehbar sind.
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Selbstverständlich
sind auch andere Lösungen denkbar, um eine Drehsicherung
zu erreichen. Im einfachsten Fall werden zwei ineinander gesteckte
Leitungsstücke ohne Verzahnung miteinander verklebt oder
beispielsweise durch Ultraschallschweißen zusammengefügt.
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Um
zu verhindern, dass zwei ineinander gesteckte Leitungsstücke 12 sich
wieder voneinander lösen, sind beispielsweise Rastelemente
vorgesehen, die im eingesteckten Zustand miteinander verrasten und
die Leitungsstücke 12 so in Längsrichtung sichern.
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In 4 ist
beispielsweise eine Lösung eines Rastmechanismus schematisch
dargestellt. Der Rastmechanismus umfasst hierbei mehrere Arme 26,
die sich an der Außenseite eines Leitungsstücks 12 entlang
des männlichen Endabschnitts 18 zum Ende hin erstrecken
und an ihrem Ende ein Rastelement 28 aufweisen. Dieses
Rastelement 28 ist in radialer Richtung flexibel und kann
deshalb beim Einstecken des Leitungsstücks in ein anderes
Leitungsstück über einen Rand 30 des
anderen Leitungsstücks gleiten und sich dahinter an einer
entsprechenden Stufe einrasten. Durch diese Art von Rastmechanismus
wird das Leitungsstück gegen ein Lösen aus dem
anderen Leitungsstück gesichert. Die Anzahl der in Umfangsrichtung
gleichmäßig beabstandeten Arme 26 hängt
vom jeweiligen Anwendungszweck ab, wobei üblicherweise
drei bzw. vier Arme 26 mit entsprechenden Rastelementen 28 ausreichen,
um eine sichere Verbindung zu gewährleisten.
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Eine
andere Art eines Rastmechanismus ist in 6 schematisch
dargestellt. Bei dieser Lösung weist der männliche
Endabschnitt 18 eines Leitungsstücks 12 eine
oder mehrere Nasen 32 auf, die sich in radialer Richtung
erstrecken und mit entsprechend vorgesehenen Vertiefungen im weiblichen
Endabschnitt 16 des anderen Leitungs stücks 12 zusammen
wirken können. Wird das Leitungsstück 12 in das
andere Leitungsstück 12 eingesteckt, verrasten die
Nasen 32 in einer bestimmten Längsposition des Leitungsstücks 12 in
den Vertiefungen und halten damit die beiden miteinander verbundenen
Leitungsstücke zusammen.
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Selbstverständlich
sind auch andere Rastmechanismen denkbar.
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In 5 ist
schließlich ein einzelnes Leitungsstück 12 dargestellt,
das eine Austrittsöffnung 14 aufweist, die sich
in radialer Richtung erstreckt. Die Austrittsöffnung 14 ist
durch ihre Geometrie als Düse 15 ausgebildet.
Durch diese Düse 15 kann ein Teil des im Leitungsstück 12 geführten
Mediums nach außen gelangen.
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Auch
dieses Düsen-Leitungsstück 13 besitzt die
beiden bereits erwähnten Endabschnitte 16 und 18 mit
einer Außenverzahnung 22 bzw. einer Innenverzahnung 24,
um auf diese Weise das Düsen-Leitungsstück 13 drehfest
mit einem benachbarten Leitungsstück 12 zu verbinden.
Durch die verdrehsichere Verbindung wird gewährleistet,
dass die Düse 15 genau in die gewünschte
Richtung zeigt.
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Da
die drehsichere Verbindung zwischen zwei Leitungsstücken 12 nicht
für jedes Leitungsstück von Bedeutung ist, können
einzelne Leitungsstück-Typen auch ohne Verzahnung ausgebildet sein.
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Dadurch,
dass die Leitungsstücke 12 hinsichtlich ihrer
Endabschnitte zur Verbindung miteinander standardisiert sind, lässt
sich ein Baukastensystem von unterschiedlichen Typen von Leitungsstücken
aufbauen. Dieses Baukastensystem kann gerade Rohr-Leitungsstücke
unterschiedlicher Länge umfassen, Winkel-Leitungsstücke
mit unterschiedlich abgestuften Winkeln beispielsweise 15°,
45°, 90°, Endkappen-Leitungsstücke zum
Abschließen von Leitungen, sowie T-Leitungsstücke
und Düsen-Leitungsstücke. Aus diesem Fundus von
unterschiedlichen Leitungsstücken lässt sich nahezu
jede Leitungsgeometrie 10 aufbauen, so dass keine an den jeweiligen
Anwendungsfall angepassten Maschinen zum Biegen von Rohren etc.
erforderlich werden.
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Das
Baukastensystem erleichtert folglich nicht nur ein schnelles Prototyping,
sondern spart auch Kosten, da die Werkzeuge für die einzelnen
Leitungsstücke für die unterschiedlichsten Leitungsgeometrien
eingesetzt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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