DE102007048124B4

DE102007048124B4 - Vorrichtung

Info

Publication number: DE102007048124B4
Application number: DE200710048124
Authority: DE
Inventors: Helmut Hauck; Alexander Dilje; Hans-Jürgen FRIEDRICH
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2027-10-06
Also published as: DE102007048124A1

Abstract

Vorrichtung zum Übertragen eines Fluids zwischen zwei, bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Vorrichtung gegeneinander wenigstens zum Verschwenken vorgesehenen Elementen, beinhaltend folgende Merkmale:
– Ein erstes der Elemente ist sich durch eine Durchführung eines zweiten der Elemente hindurcherstreckend ausgebildet,
– das erste und das zweite Element umfassen jeweils wenigstens einen im Bereich der Durchführung endenden Kanal für ein Leiten des Fluids,
– in der Durchführung ist ein hülsenartiges Zwischenelement angeordnet, das entsprechend der Kanalöffnung im zweiten Element mit wenigstens einer radialen Durchdringung ausgebildet ist,
– das Zwischenelement umfasst an einem axialen Ende eine, sich wenigstens sektorartig, wenigstens anteilig radial nach außen erstreckende Auskragung und
– die Auskragung und das zweite Element sind derart aufeinander abgestimmt gestaltet, dass diese frei von weiteren Mitteln derart zusammenwirken, dass das Zwischenelement gegenüber dem zweiten Element hinsichtlich wenigstens einer Bewegungsmöglichkeit festgesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen eines Fluids zwischen zwei gegeneinander wenigstens verschwenkbar gelagerten Elementen.
Beispielsweise im Rahmen von Öldurchführungen ist es bekannt, aus einem statischen Gehäuse heraus Öle in eine rotierende Welle zu übertragen. Dies ist beispielsweise in modernen PKW-Getrieben speziell in Doppelkupplungsgetrieben, deren Gehäuse insbesondere aus Leichtmetallen ausgebildet sind, bekannt. Die rotierende Welle ist dabei mittels ein oder mehrerer Dichtringen gegenüber dem Gehäuse abzudichten, wozu auch gehäuseseitig eine verschleißfeste Lauffläche benötigt wird. Eine Ausbildung dieser Fläche durch das Leichtmetall des Gehäuses ist problematisch, so dass man hierfür spezielle Stahlhülsen in das Gehäuse einpresst, die einen ausreichenden Verschleißschutz bieten. Dabei müssen diese Stahlhülsen in allen Richtungen im Gehäuse festgesetzt sein.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Übertragen eines Fluids zwischen zwei gegeneinander wenigstens verschwenkbar gelagerten Elementen zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 umfasst die Vorrichtung zum Übertragen eines Fluids zwischen zwei gegeneinander wenigstens verschwenkbar gelagerten Elementen folgende Merkmale:

– Ein erstes der Elemente ist sich durch eine Durchführung eines zweiten der Elemente hindurcherstreckend ausgebildet,
– das erste und das zweite Element umfassen jeweils wenigstens einen im Bereich der Durchführung endenden Kanal für ein Leiten des Fluids,
– in der Durchführung ist ein hülsenartiges Zwischenelement angeordnet, das entsprechend der Kanalöffnung im zweiten Element mit wenigstens einer radialen Durchdringung ausgebildet ist,
– das Zwischenelement umfasst an einem axialen Ende eine, sich wenigstens sektorartig, wenigstens anteilig radial nach außen erstreckende Auskragung und
– die Auskragung und das zweite Element sind derart aufeinander abgestimmt gestaltet, dass diese frei von weiteren Mitteln derart zusammenwirken, dass das Zwischenelement gegenüber dem zweiten Element hinsichtlich wenigstens einer Bewegungsmöglichkeit festgesetzt ist.

Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass bei den eingangs beschriebenen Öldurchführungen insbesondere bei einer Temperaturveränderung ein Risiko besteht, dass die in das Leichtmetallgehäuse eingepresste Stahlhülse in Folge der unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten zwischen der Stahlhülse und dem Leichtmetallgehäuse ihre Festsetzung verliert. Dies wird mit Vorteil durch die Ausbildung des Zwischenelements mit der Auskragung gemäß dem Anspruch 1 sicher verhindert. Gleichzeitig ist beim Gegenstand gemäß dem Anspruch 1 von Vorteil, dass für besagtes Festsetzen keine weiteren Bauelemente, beispielsweise Schrauben erforderlich sind, um besagte Festsetzung zu erzielen. Die Festsetzung wird dabei direkt mit dem Einpressen des Zwischenelements in die Durchführung erzielt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung. Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung gemäß dem Stand der Technik,
2A einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung mit einem Zwischenelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2B in perspektivischer Ansicht das Zwischenelement der 2A,
3A eine Frontansicht einer oberen Hälfte einer Öldurchführung mit einem Zwischenelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3B in perspektivischer Ansicht das Zwischenelement der 3A,
4A einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4B eine Ausschnittsvergrößerung, die in der 4A mit einem Oval gekennzeichnet ist,
4C eine perspektivische Ansicht der Anordnung der 4A,
5A einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5B eine Frontansicht der Anordnung der 5A,
6A einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6B eine Ausschnittsvergrößerung, die in der 6A mit einem Oval gekennzeichnet ist,
6C eine perspektivische Ansicht der Anordnung der 6A,
7A einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7B eine Ausschnittsvergrößerung, die in der 7A mit einem Oval gekennzeichnet ist, und
7C eine perspektivische Ansicht der Anordnung der 7A.
Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Oldurchführung gemäß dem Stand der Technik. Die Öldurchführung umfasst dabei ein Gehäuseelement 10 mit einer kreiszylinderartigen Durchdringung 18, wobei das Gehäuseelement 10 wenigstens einen, an der Durchdringung 18 endenden Kanal 12 zum Transportieren eines Fluids, insbesondere eines Öls, umfasst. Das Gehäuseelement 10 ist dabei beispielsweise aus einer Leichtmetalllegierung, umfassend Aluminium, ausgebildet.
In die Durchdringung 18 des Gehäuseelements 10 ist ein hülsenartiges Zwischenelement 20 aus Stahl presssitzartig eingepresst, das wenigstens ein, das Zwischenelement 20 radial durchdringendes Loch 22 aufweist, das den Kanal 12 des Gehäuseelements 10 in radialer Richtung fortsetzt. Dabei ist beim Einpressen des Zwischenelements 20 entsprechend sicherzustellen, dass das Loch 22 des Zwischenelements 20 den Kanal 12 des Gehäuseelements 10 entsprechend fortsetzt.
Durch das Zwischenelement 10 hindurchgeführt ist schließlich ein zum Drehen vorgesehenes, hohlkörperartiges Wellenelement 30, das ebenfalls im Bereich der Durchdringung 18 des Gehäuseelements 10 mit einem das Wellenelement 30 radial durchdringenden Loch 32 ausgebildet ist. Damit nunmehr ein möglichst verlustfreier Ölfluss, beispielsweise vom Kanal 12 des Gehäuseelements 10 durch das Loch 22 des Zwischenelements 10, über das Loch 32 des Wellenelements 30 hinein in die Höhlung des Wellenelements 30 erfolgen kann, ist das Wellenelement 30 axial beiderseits seines Lochs 32 durch zwei ringartige Dichtelemente 40 gegenüber dem Zwischenelement 20 abgedichtet.
Die 2A zeigt einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung mit einem Zwischenelement 20' gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und die 2B in perspektivischer Ansicht das Zwischenelement 20' der 2A. Die Öldurchführung der 2 unterscheidet sich dabei von der der 1 im Wesentlichen dadurch, dass das Gehäuseelement 10' an derjenigen Öffnungsseite seiner Durchdringung 18', durch die hindurch das Zwischenelement 20' eingepresst wird, mit einem radial umlaufenden Absatz 14' ausgebildet ist, und das Zwischenelement 20' an einem axialen Ende mit einem radial nach außen auskragenden Flansch 24' ausgebildet ist. Der Flansch 24' umfasst dabei ausgehend vom hülsenartigen Bereich des Zwischenelements 20' zunächst einen sich radial nach außen erstreckenden ringartigen Abschnitt und daran anschließend einen leicht schräg nach axial außen verlaufenden Abschnitt. Dabei ist der Außendurchmesser des Flansches 24' geringfügig größer gewählt als der Innendurchmesser besagten Absatzes 14', so dass sich der Flansch 24' beim Einpressen des Zwischenelements 20' in die Durchdringung 18' des Gehäuseelements 10' an der Zylindermantelfläche des Absatzes 14' verklemmt. Damit ist das Zwischenelement 20' der 2 gegenüber dem der 1 durch eine weitere Maßnahme, nämlich dem Verklemmen des Flansches 24' gegenüber dem Gehäuseelement 10' festgesetzt. Das Zwischenelement 20' ist dabei einfach und kostengünstig aus einem Stahlblech, umfassend eine Tiefziehoperation, herstellbar. Ansonsten gilt das vorausgehend Beschriebene entsprechend. Weiterhin sind bei den 2 Bauelemente, die denjenigen der 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichennummern, ergänzt um einen Hochstrich, bezeichnet.
Die 3A zeigt eine Frontansicht einer oberen Hälfte einer Öldurchführung mit einem Zwischenelement 20'' gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und die 3B in perspektivischer Ansicht das Zwischenelement 20'' der 3A. Die Öldurchführung der 3 unterscheidet sich von der der 2 im Wesentlichen dadurch, dass der Flansch 24'' des Zwischenelements 20'' lediglich einen sich radial nach außen erstreckenden, ringartigen Abschnitt umfasst und sich an wenigstens einer Umfangsstelle eine radial nach außen hin auskragende Fahne 26'' anschließt, die zum Eingreifen in eine entsprechende, an der Stirnseite des Gehäuseelements 10'' ausgebildete Aussparung 16'' vorgesehen ist. Damit wird der besondere Vorteil erzielt, dass ein zur Deckungbringen des Lochs 22'' des Zwischenelements 20'' mit der Öffnung des Kanals 12'' des Gehäuseelements 10'' quasi automatisch dadurch erfolgt, dass die Fahne 26'' in die entsprechende Aussparung 16'' eingepresst wird, wobei die beiden Seiten der Fahne 26'' in Umfangsrichtung gesehen verklemmt in der Aussparung 16'' sitzen. Der Außenumfang des Flansches 24'' sitzt dabei radial geringfügig beabstandet in einem entsprechenden Absatz des Gehäuseelements 10''. Ansonsten gilt das vorausgehend Beschriebene entsprechend. Weiterhin sind bei den 3 Bauelemente, die denjenigen der vorausgegangenen Figuren entsprechen, mit gleichen Bezugszeichennummern, ergänzt um einen weiteren Hochstrich, bezeichnet. Bezugnehmend auf die 3 kann in einer anderen Ausführungsform auch komplett auf den Flansch 24'' verzichtet werden und die Fahne 26'' unmittelbar am axialen Ende des rohrartigen Abschnitts des Zwischenelements 20'' angeordnet sein, und auch die Aussparung 16'' für die Fahne 26'' am Gehäuseelement 10'' dadurch erzeugt sein, dass beispielsweise zwei Ausbauchungen über die Gehäuseelementstirnseite hervortretend ausgebildet sind, zwischen denen sich dann sozusagen die Aussparung 16'' befindet.
Die 4A zeigt einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung mit einem Zwischenelement 20''' gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die 4B eine Ausschnittsvergrößerung, die in der 4A mit einem Oval gekennzeichnet ist, und die 4C eine perspektivische Ansicht der Anordnung der 4A. Gegenüber den 2 und 3 ist der Absatz 14''' des Gehäuseelements 10''' bei den 4 derart ausgebildet, dass er zunächst radial nach außen weist, danach schräg nach außen orientiert ist und schließlich axial nach außen hin einen Hinterschnitt ausbildend gestaltet ist. Der Flansch 24''' des Zwischenelements ist dabei dem radial nach außen verlaufenden Bereich des Absatzes 24''' entsprechend ausgebildet, wobei sich an diesen Bereich drei in Umfangsrich tung verteilt angeordnete, schräg nach außen verlaufende Fahnen 26''' anschließen, die zum entsprechenden Einschnappen in den den Hinterschnitt aufweisenden Absatz 14''' des Gehäuseelements 10''' vorgesehen sind. Ansonsten gilt das vorausgehend Beschriebene entsprechend. Weiterhin sind bei den 4 Bauelemente, die denjenigen der vorausgegangenen Figuren entsprechen, mit gleichen Bezugszeichennummern, ergänzt um einen weiteren Hochstrich, bezeichnet.
Die 5A zeigt einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung mit einem Zwischenelement 20'''' gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung und die 5B eine Frontansicht der Anordnung des 5A. Der radial nach außen hin auskragende Flansch 24'''' des Zwischenelements 20'''' umfasst dabei an wenigstens einer Umfangsstelle eine fingerartige Verlängerung 26'''', die in axialer Richtung zurückgebogen ist und zum Eingreifen in eine entsprechende stirnseitige Höhlung 16'''' am Gehäuseelement 10'''' vorgesehen ist. Damit wird Vergleichbares wie mit der Fahne 26'' und der Aussparung 16'' bei den 3 zielt. Ansonsten gilt das vorausgehend Beschriebene entsprechend. Weiterhin sind bei den 5 Bauelemente, die denjenigen der vorausgegangenen Figuren entsprechen, mit gleichen Bezugszeichennummern, ergänzt um einen weiteren Hochstrich, bezeichnet.
Die 6A zeigt einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung mit einem Zwischenelement 20''''' gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, die 6B eine Ausschnittsvergrößerung, die in der 6A mit einem Oval gekennzeichnet ist, und die 6C eine perspektivische Ansicht der Anordnung der 6A. Der radial nach außen hin auskragende Flansch 24''''' des Zwischenelements 20''''' ist dabei beispielsweise an drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Stellen mit Aussparungen 28 ausgebildet, wobei beim Einpressen des Zwischenelements 20''''' in die Durchdringung 18''''' des Gehäuseelements 10''''' im Bereich besagter Aussparungen 28''''' ein Einpresswerkzeug Material des Gehäuseelements 10''''', wie in der 6B dargestellt, in die Aussparungen 28''''' des Flansches 24''''' hinein verformt. Damit ist ebenfalls eine Verdreh sicherung des Zwischenelements 20''''' gegenüber dem Gehäuseelement 10''''' bewirkt. Ansonsten gilt das vorausgehend Beschriebene entsprechend. Weiterhin sind bei den 6 Bauelemente, die denjenigen der vorausgegangenen Figuren entsprechen, mit gleichen Bezugszeichennummern, ergänzt um einen weiteren Hochstrich, bezeichnet.
Die 7A zeigt einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Öldurchführung mit einem Zwischenelement 20'''''' gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die 7B eine Ausschnittsvergrößerung, die in der 7A mit einem Oval gekennzeichnet ist, und die 7C eine perspektivische Ansicht der Anordnung der 7A. Auch bei den 7 ist der radial nach außen auskragende Flansch 24'''''' des Zwischenelements 20'''''' an wenigstens einer Umfangsstelle, oder wie in den 7 dargestellt, an zwei gegenüberliegenden Umfangsstellen, mit fahnenartigen Verlängerungen 26'''''' ausgebildet, die an ihrem radial äußeren Ende in Achsrichtung eine kurze Zurückbiegung aufweisen. Beim Einpressen des Zwischenelements 20'''''' in das Gehäuseelement 10 werden die kurzen Zurückbiegungen der Finger 26'''''' in das Material des Gehäuseelements 10'''''' eingepresst, was insbesondere aus der 7B deutlich ersichtlich ist. Ansonsten gilt das vorausgehend Beschriebene entsprechend. Weiterhin sind bei den 7 Bauelemente, die denjenigen der vorausgegangenen Figuren entsprechen, mit gleichen Bezugszeichennummern, ergänzt um einen weiteren Hochstrich, bezeichnet.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 6 und 7 ist von besonderem Vorteil, dass das Gehäuseelement 10 der 1 ohne Änderung bestehen bleiben kann. Besonderer Vorteil der Ausführungsformen gemäß den 3 und 5 ist, dass damit einhergehend gleichzeitig das Loch im Zwischenelement bezüglich der Öffnung des Kanals im Gehäuseelement in der richtigen Winkelposition zum Fortsetzen des Kanals zu Liegen kommt. In anderen Ausführungsformen sind natürlich auch Kombinationen der vorausgehend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich.

Claims

Vorrichtung zum Übertragen eines Fluids zwischen zwei, bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Vorrichtung gegeneinander wenigstens zum Verschwenken vorgesehenen Elementen, beinhaltend folgende Merkmale: – Ein erstes der Elemente ist sich durch eine Durchführung eines zweiten der Elemente hindurcherstreckend ausgebildet, – das erste und das zweite Element umfassen jeweils wenigstens einen im Bereich der Durchführung endenden Kanal für ein Leiten des Fluids, – in der Durchführung ist ein hülsenartiges Zwischenelement angeordnet, das entsprechend der Kanalöffnung im zweiten Element mit wenigstens einer radialen Durchdringung ausgebildet ist, – das Zwischenelement umfasst an einem axialen Ende eine, sich wenigstens sektorartig, wenigstens anteilig radial nach außen erstreckende Auskragung und – die Auskragung und das zweite Element sind derart aufeinander abgestimmt gestaltet, dass diese frei von weiteren Mitteln derart zusammenwirken, dass das Zwischenelement gegenüber dem zweiten Element hinsichtlich wenigstens einer Bewegungsmöglichkeit festgesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsmöglichkeit ein Verdrehen und/oder ein axiales Bewegen umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das erste Element wenigstens im Bereich der Durchführung hohlkörperartig mit wenigstens einer, seine Wandung durchbringenden Öffnung für das Leiten des Fluids ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Element und das Zwischenelement axial beidseitig ihrer Kanalöffnung jeweils radial umlaufend gegenüber abgedichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Element und das Zwischenelement hinsichtlich Wärmeausdehnungskoeffizient und Oberflächenbeschaffenheit mit in etwa gleichen Eigenschaften ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient des zweiten Elements größer als der des Zwischenelements ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Element aus einem Stahl ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das zweite Element eine Leichtmetalllegierung umfassend Aluminium ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Zwischenelement aus einem Stahlblech ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Zwischenelement als ein Tiefziehteil ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Fluid ein Öl umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das erste Element hohlwellenartig und das zweite Element als ein Gehäuse ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Auskragung radial umlaufend flanschartig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Auskragung wenigstens in einem Bereich mit einer sich wenigstens anteilig in Hauptachsenrichtung nach innen hin erstreckenden Ausformung ausgebildet ist, die in die Durchführungsstirnseite des zweiten Elements eingepresst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Auskragung an wenigstens einer Umfangsstelle mit einer sich radial erstreckenden Aussparung ausgebildet ist, in die beim Einpressen des Zwischenelements in das zweite Element Material des zweiten Elements in axialer Richtung hinein verformt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Auskragung in einem an der Durchführungsstirnseite des zweiten Elements ausgebildeten Absatz mit ihrer Umfangsbegrenzung verklemmt sitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Auskragung wenigstens zwei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete fahnenartige Fortsetze umfasst und die Durchführungsstirnseite des zweiten Elements für ein Einschnappen der Fahnen mit einem entsprechenden, einen Hinterschnitt aufweisenden Absatz ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Auskragung an wenigstens einer Umfangsstelle einen fahnenartigen Fortsatz umfasst, die Durchführungsstirnseite des zweiten Elements mit einer entsprechenden Aus sparung für ein Aufnehmen der Fahne ausgebildet ist und die Seitenkanten der Fahne in der Aussparung verklemmt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Auskragung an wenigstens einer Umfangsstelle einen fingerartigen in etwa in Hauptachsenrichtung zurückgebogenen Fortsatz und die Durchführungsstirnseite des zweiten Elements zum Aufnehmen des zurückgebogenen Fingerteils mit einer entsprechenden Höhlung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der hülsenartige Abschnitt des Zwischenelements in die Durchführung eingepresst ist.
Fahrzeuggetriebe mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 21, wobei das Getriebe als ein Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist.