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Die
Erfindung betrifft eine Verteilervorrichtung für hydraulische Systeme zur Übertragung
eines Fluids mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.
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Bekannte
Verteilervorrichtungen besitzen ein Verteilerelement, welches das
Fluid auf mehrere Rohre eines Rohrbündels aufteilt, um das Fluid
an verschiedene Endverbraucher zu transportieren. Da diese Endverbraucher
an verschiedenen Positionen lokalisiert sein können, müssen die Übertragungsrohre, ausgehend
vom Verteilerelement, einen unterschiedlichen Verlauf nehmen. Es
ist notwendig, dass einzelne oder alle Rohre dazu ein oder mehrmals
abgewinkelt werden, um den gewünschten
Verlauf zu erreichen. Um die Übertragungsrohre
in dieser Position zu fixieren, wird eine Positionsplatte vorgesehen, mit
der die einzelnen Übertragungsrohre
in dieser gewünschten
Position verbunden werden. Diese Verbindung, wie auch die Verbindung
der aus Stahl bestehenden Übertragungsrohre
mit dem Stahlverteilerelement, erfolgt dabei durch Hartlöten. Die
beim Hartlöten
angewandten Temperaturen von mehr als 1000°C führen zu einem Festigkeitsverlust
des Materials an der Verbindungsstelle sowie zu einer Konturveränderung.
Bei der Herstellung eines solchen Verteilersystems werden die möglichen Konturveränderungen
durch Aufmaße
bei der Fertigung der einzelnen Komponenten berücksichtigt. Nach der Verbindung
der einzelnen Elemente des Verteilersystems erfolgt ein Nachbearbeiten,
um ein maßgerechtes Verteilersystem
zu erhalten. Da dieses Nachbearbeiten in der Regel ein spanabhebendes
Verfahren ist, sind anschließend
aufwendige Reinigungsschritte notwendig.
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Aufgabe
der Erfindung ist daher eine Verteilervorrichtung zur Verfügung zu
stellen, die wie bekannte Verteilervorrichtungen den Anforderungen
an hydraulische Systeme genügt,
jedoch auf einfachere Weise herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Verteilervorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruches 1 erfüllt. Diese
Verteilervorrichtung für
hydraulische Systeme zur Übertragung
eines Fluids besitzt, wie bekannte Verteilervorrichtungen, ein Verteilerelement
mit einer Eingangsöffnung
für den
Zufluss des Fluids und mindestens zwei Ausgangsöffnungen für den Ausfluss des Fluids,
nämlich
den Transport des Fluids in die Übertragungsrohre,
die an das Verteilerelement angeschlossen sind. Die dem Transport
des Fluids dienenden Übertragungsrohre
sind jeweils mit ihrem vorderen Ende in einer der Ausgangsöffnungen
des Verteilerelementes eingesetzt und dort mit dem Verteilerelement
verbunden. Die hinteren Enden sind direkt oder indirekt mit einem
Arbeitselement verbindbar, d. h. mit einem das Fluid benötigenden
Vorrichtungselement. Für
eine solche Verbindung können die
hinteren Enden mit einem entsprechenden Anschlussstück ausgestattet
sein, das beispielsweise eine Verbindung mit einem Rohr, mit einem
Anschluss an ein Getriebe oder mit einem anderen Element eines hydraulischen
Systems ermöglicht.
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Zur
Verbindung der Übertragungsrohre
mit dem Verteilerelement sind Weichdichtungen vorgesehen. Bei diesen
Weichdichtungen handelt es sich um Dichtungen aus einem elastischen
Material. Ein solches Material ist vorzugsweise ein Polymermaterial
wie Polyacrylate, Silikonpolymere oder Fluorelastomere. Diese Weichdichtung
kann als Wellendichtung, vorzugsweise in Form eines Dichtrings,
am vorderen Ende des Übertragungsrohres
vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein solcher
Dichtring in einer Umfangsnut am vorderen Ende des Übertragungsrohres
angeordnet. Bevor ein solches Übertragungsrohr
mit dem Verteilerelement verbunden wird, überragt der in der Umfangsnut
eingesetzte Dichtring die äußere Mantelfläche des Übertragungsrohres.
Beim Einsetzen in die Ausgangsöffnung
des Verteilerelementes wird der Dichtring in die Umfangsnut gedrückt und
zwischen der Wandung des Übertragungsrohres
und der Wandung der Ausgangsöffnung
des Verteilerelements verquetscht, was zu einer festen Verbindung
führt.
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Als
Weichdichtung zwischen einem Übertragungsrohr
und dem Verteilerelement kann des Weiteren eine Klebeverbindung
vorgesehen werden. Bestehen das Verteilerelement und die Übertragungsrohre
aus einem Metall, beispielsweise Stahl, Messing oder Aluminium,
wird dazu ein bekannter Metallklebstoff eingesetzt.
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Das
Verteilerelement selbst besitzt für den Zufluss des Fluids eine
mittig angeordnete sacklochartige Ausnehmung als Eingangsöffnung.
Diese wird in vorteilhafter Weise als zylindrische Eingangsöffnung ausgestaltet.
Ausgehend von dieser zylindrischen Eingangsöffnung sind radial nach außen abzweigende
Ausgangsöffnungen,
die durch die Wandung des Verteilerelementes verlaufen, vorgesehen. Durch
die im Bezug zur zylindrischen Eingangsöffnung radiale Anordnung der
Ausgangsöffnungen müssen auch
die in die Ausgangsöffnungen
eingesetzten Übertragungsrohre
in dieser Weise angeordnet werden. Sie nehmen damit ebenfalls, im
Bezug zur Eingangsöffnung,
einen radialen Anfangsverlauf. Um das Fluid zu den gewünschten
Arbeitselementen zu transportieren, sind die Übertragungsrohre in der Regel
ein- oder mehrmals abgebogen. Diese Abbiegungen werden derart vorgesehen,
dass die Übertragungsrohre
in einem Abschnitt benachbart zum Verteilerelement so ausgerichtet
sind, dass sie im Verhältnis
zu weiteren Übertragungsrohren
parallel verlaufen. In diesem Bereich werden diese Übertragungsrohre
mit einer Positionierplatte zu einem Rohrbündel verbunden. Wie bei bekannten
Systemen ist die Positionierplatte beabstandet zum Verteilerelement
vorgesehen. Diese Positionierplatte verbindet einzelne Übertragungsrohre
miteinander und fixiert diese Übertragungsrohre
damit in einer gewünschten
Position. Die Verbindung der Übertragungsrohre
mit dieser Positionierplatte erfolgt erfindungsgemäß über eine
Buckelschweißverbindung. Die
Positionierplatte dient des Weiteren neben der Fixierung der vorgesehenen
Position der Übertragungsrohre
auch als Auszugssicherung für
die vorderen Enden der Übertragungsrohre
im Verteilerelement. Diese Positionierplatte besteht vorzugsweise ebenfalls
aus Metall, beispielsweise aus Stahl, Messing oder Aluminium.
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Zur
Herstellung eines solchen lötlosen
Verteilersystems wird ein Verfahren gemäß Anspruch 9 vorgeschlagen.
Anders als beim Stand der Technik kann das verwendete Verteilerelement
mit den entsprechenden Ausgangsöffnungen
und der notwendigen Eingangsöffnung
für das
Fluid bei der erfindungsgemäßen Herstellung
der Verteilervorrichtung maßgerecht
gefertigt sein. Aufmaße
für das
Verteilerelement müssen
in diesem Fall nicht berücksichtigt werden,
da ein Nachbearbeiten beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig
ist. Für
die Übertragungsrohre
werden Rohrstücke
mit der gewünschten
Länge und
einem Außendurchmesser,
angepasst an den Innendurchmesser der Ausgangsöffnungen des Verteilerelementes,
zur Verfügung
gestellt. Diese Rohrstücke
werden entsprechend dem gewünschten Verlauf
in der Verteilervorrichtung ein oder mehrmalig abgebogen, so dass
sie die entsprechenden Abwinkelungen erhalten. An den vorderen Enden
der Rohrstücke
werden jeweils Weichdichtungen vorgesehen. Diese vorderen Enden
werden zur Verbindung der Rohrstücke
mit dem Verteilerelement in die Ausgangsöffnungen des Verteilerelementes
eingesteckt, wo die Weichdichtung zur Verbindungsbildung führt. Beim
Einstecken in die Ausgangsöffnung
werden die Rohrstücke
in die gewünschte
Position gebracht und anschließend
an einer gemeinsamen Positionierplatte durch je eine Buckelschweißverbindung
fixiert. Dazu besitzt die Positionierplatte an den vorgesehenen
Verbindungsstellen ausgeformte Buckel, die bei Verbindungsbildung
in Richtung der Übertragungsrohre
zeigen. Beim Buckelschweißen
wird dann die für
die Verbindungsbildung notwendige Energie durch Elektroden übertragen.
Die Positionierplatte und die jeweiligen Rohrstücke berühren sich ausschließlich am
Buckel und werden nur an dieser Stelle unter ausreichend Wärme und
Druck verschweißt. Die
Energiezufuhr kann dabei einseitig, ausgehend von der Positionierplattenseite,
erfolgen. In vorteilhafter Weise können mehrere Buckel gleichzeitig
mit einer Schweißpresse
verschweißt
werden. Eine solche Buckelschweißung erfolgt ohne Zusatzstoff.
Bei dieser Verbindungsbildung wird die Wärme sehr lokal aufgebracht,
so dass es zu keinem Verzug zwischen der Positionierplatte und den
Rohrstücken
kommt. Wesentlicher ist jedoch die Verhinderung des Verzuges bei
der Anbindung der Übertragungsrohre
an das Verteilerelement. Da für
die Verbindung der Übertragungsrohre
mit dem Verteilerelement keinerlei Wärmeanwendung notwendig ist,
kann das Verteilerelement ohne Vorhaltemaße gefertigt werden. Nacharbeiten
und insbesondere Reinigungsvorgänge
nach der Verbindungsbildung sind nicht notwendig. Auf diese Weise
ist das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich
vereinfacht.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen
dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Verteilervorrichtung,
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2 eine
Schnittdarstellung eines Ausschnittes aus 1,
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3 eine
perspektivische Ansicht der Rückseite
der Verteilervorrichtung gemäß 1.
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Die
erfindungsgemäße Verteilervorrichtung 10 in
den 1 bis 3 besitzt ein Verteilerelement 20,
in welches ein Fluid eingespeist wird, und ein Rohrbündel 30, welches
dieses Fluid an unterschiedliche Orte transportiert. Das Rohrbündel 30 umfasst in
diesem Ausführungsbeispiel
drei Übertragungsrohre 31, 32, 33,
die mit ihrem vorderen Ende 34, 34', 34'' in
das Verteilerelement 20 eingesteckt und mit dem Verteilerelement 20 verbunden
sind. Das Verteilerelement 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel
als Ringflansch ausgebildet und besitzt für den Zufluss eine Eingangsöffnung 24 und
für den
Ausfluss drei Ausgangsöffnungen 21, 22, 23.
In diesem Fall ist die Eingangsöffnung 24 eine
zylindrisch geformte Ausnehmung in Form eines Sackloches, d. h.
die Ausnehmung ist am hinteren Ende des Verteilerelementes 20 verschlossen,
wie aus 3 zu ersehen ist. In diese mittig
im Verteilerelement 20 angeordneten Eingangsöffnung 24 ragen
die drei radial dazu angeordneten Ausgangsöffnungen 21, 22, 23 hinein.
Das als Ringflansch ausgebildete Verteilerelement 20 kann
in bekannter Weise mit einer Zuflusseinrichtung verbunden sein,
beispielsweise über
eine Schraubverbindung, wozu im Verteilerelement 20 entsprechende
Bohrungen vorgesehen sind, die im Ausführungsbeispiel nicht gezeigt
sind.
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Ausgehend
vom Verteilerelement 20 nehmen die Übertragungsrohre 31, 32, 33 einen
unterschiedlichen Verlauf. Das Übertragungsrohr 31 in 1 ragt
schräg
nach rechts aus dem Verteilerelement heraus, besitzt dann eine erste
untere Abwinkelung 36. Nach dieser Abwinkelung 36 verläuft es senkrecht
nach oben, bis es nach einer weiteren oberen Abwinkelung 37 den
Verlauf bis zum hinteren Ende 35 wieder ändert, wie
dies am Besten aus 3 zu ersehen ist. Das mittlere Übertragungsrohr 32 dagegen
verläuft
senkrecht aus dem Verteilerelement 20 heraus und besitzt
nur eine obere Abbiegung 37',
wie aus 3 zu ersehen ist. Dagegen besitzt
das in 1 linke Übertragungsrohr 33 wieder zwei
Abbiegungen, nämlich
eine untere Abbiegung 36',
da das vordere Ende 34'' dieses Übertragungsrohres 33 schräg nach links
aus dem Verteilerelement 20 herausragt. Auch dieses Übertragungsrohr 33 besitzt
eine obere Abbiegung 37''. Zwischen den Abbiegungen 36, 36' und 37, 37', 37'' verlaufen alle drei Übertragungsrohre 31, 32, 33 senkrecht
nach oben. Diese Abschnitte der Übertragungsrohre 31, 32, 33 sind
damit parallel zueinander angeordnet. In diesen Bereichen sind die Übertragungsrohre 31, 32, 33 mit
der Positionierplatte 40 verbunden. Diese Verbindung ist
eine Buckelschweißverbindung,
die Buckelschweißstellen 41, 42, 43 mit
den Übertragungsrohren 31, 32, 33 sind
am Besten aus der 3 zu ersehen. Für eine solche
Buckelschweißverbindung wird
eine Positionierplatte 40 mit eingeformten Buckeln an den
vorgesehenen Buckelschweißstellen 41, 42, 43 verwendet,
wobei die Buckel in Richtung der Übertragungsrohre 31, 32, 33 weisen.
Mittels einer Elektrode wird die Energie genau an der Berührungsstelle
der Buckel der Positionierplatte 40 mit den Übertragungsrohren 31, 32, 33 zugeführt und
die Buckelschweißverbindung
hergestellt. Bei dieser Buckelschweißverbindung ebnen sich die
Buckel, so dass die Positionierplatte 40 nicht nur an den
Buckelschweißstellen 41, 42, 43 an
den Übertragungsrohren 31, 32, 33 anliegt.
Die Positionierplatte 40 kann zusätzlich Montageöffnungen 44 besitzen
für die
Anbindung weiterer Elemente oder zur Fixierung der Verteilervorrichtung 10.
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Diese
Positionierplatte 40 verbindet somit die einzelnen Übertragungsrohre 31, 32, 33 miteinander
und fixiert diese Übertragungsrohre 31, 32, 33 damit
in einer gewünschten
Position. Die Positionierplatte 40 gewährleistet des Weiteren eine
Auszugssicherung für
die in unterschiedlichen Richtungen aus dem Verteilerelement 20 herauslaufenden Übertragungsrohre 31, 32, 33.
Diese Positionierplatte 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel
wie die Übertragungsrohre 31, 32, 33 und
das Verteilerelement 20 aus Stahl.
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Die
Verbindung der Übertragungsrohre 31, 32, 33 mit
dem Verteilerelement 20 ist aus 1 und 2 zu
ersehen. In 1 ist der untere Bereich der Verteilervorrichtung 10 im
Schnitt gezeigt und in 2 ein vergrößerter Ausschnitt dieses Bereichs der
Verteilervorrichtung 10. Die vorderen Enden 34, 34', 34'' der Übertragungsrohre 31, 32, 33 sind
in ihrem Außendurchmesser
an den Innendurchmesser der Ausgangsöffnungen 21, 22, 23 des
Verteilerelements 20 angepasst und über eine Weichdichtung mit
dem Verteilerelement 20 verbunden.
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Gezeigt
ist in 2 eine Klebeverbindung 60 zwischen dem
Verteilerelement 20 und dem in der Ausgangsöffnung 21 des
Verteilerelementes 20 eingesetzten Übertragungsrohr 31.
Bei dem Metallklebstoff handelt es sich um einen Klebstoff der Firma
Loxeal. Eine andere Verbindungsmöglichkeit
ist in diesem Ausführungsbeispiel
zwischen dem Verteilerelement 20 und dem Übertragungsrohr 32 gezeigt.
In vorteilhafter Weise wird man jedoch gleiche Verbindungsarten
an einer Verteilervorrichtung 10 vorsehen.
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Bei
der zweiten gezeigten Verbindungsmöglichkeit ist das Übertragungsrohr 32 ebenfalls
mit seinem vorderen Ende 34' in
einer Ausgangsöffnung 22 des
Verteilerelementes 20 eingesetzt und mit diesem verbunden.
In diesem Fall über
einen Dichtring 50, der in einer Umfangsnut 39 am
vorderen Ende 34' des Übertragungsrohres 32 sitzt.
Der Dichtring 50 besteht in diesem Beispiel aus dem Fluorelastomer
Viton. Vor dem Einstecken des Übertragungsrohres 32 überragt
der in der Umfangsnut 39 eingesetzte, im Querschnitt beispielsweise
ovale Dichtring 50 die äußere Mantelfläche des Übertragungsrohres 32.
Beim Einstecken des Übertragungsrohres 32 in
die Ausgangsöffnung 22 des
Verteilerelementes 20 wird der Dichtring 50 in
die Umfangsnut 39 des Übertragungsrohres 32 zurückgedrängt und
zwischen der Außenwand
des Übertragungsrohres 32 und
der Innenwand der Ausgangsöffnung 22 des
Verteilerelements 20 verquetscht, wodurch die feste Verbindung
zwischen dem vorderen Ende 34' des Übertragungsrohres 32 und
der Ausgangsöffnung 22 des
Verteilerelementes 20 ausgebildet wird. Selbstverständlich kann der
Dichtring 50 auch in einer in der Innenwand der Ausgangsöffnungen
eingeformten Nut angeordnet sein. Die Anordnung des Dichtringes 50 am
vorderen Ende 34' eines Übertragungsrohres 32 ist
jedoch einfacher.
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Das
eingespeiste Fluid wird ausgehend vom der Eingangsöffnung 24 des
Verteilerelementes 20 in die Übertragungsrohre 31, 32, 33 verteilt
und von dort weiter transportiert bis zu den hinteren Enden 35, 35', 35'' der Übertragungsrohre 31, 32, 33,
die direkt oder indirekt mit einem Endverbraucher verbunden sind.
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Beispielsweise
kann das Fluid ein Schmierstoff sein, der an Lager und Verzahnungen
eines Getriebes herangeführt
werden muss, um die Reibungswärme
zu vermindern und als Verschleißschutz
zu dienen. Das zugeführte
Fluid wird, bevor es die Verteilervorrichtung 10 erreicht,
von einer Pumpe unter Druck gesetzt und der Verteilervorrichtung 10 in
der Eingangsöffnung 24 des
Verteilerelementes 20 zugeführt, wo das Fluid über die
an das Verteilerelement 20 angeschlossenen Übertragungsrohre 31, 32, 33 zu
lokal verschiedenen Orten, beispielsweise Abschnitten des Getriebes
transportiert wird. Die an den hinteren Enden 35, 35' 35'' der Übertragungsrohre 31, 32, 33 vorgesehenen
Anschlusstücke 38, 38', 38'' dienen einer Schraubkupplung zwischen
den Übertragungsrohren 31, 32, 33 mit
einem weiteren Anschlusselement. Diese Kupplung kann in gleicher Weise
auch über
eine Steckkupplung oder eine andere bekannte Verbindungstechnik
erfolgen.
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Die
Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So
kann das Verteilerelement der Verteilungsvorrichtung mit einem Rohrbündel 30 mit
mehr als drei Übertragungsrohren
vorgesehen werden, wobei diese Rohre über eine Positionierplatte
oder es werden mehrere Positionierplatten vorgesehen, die jeweils
eine gewisse Anzahl von Übertragungsrohren
zu einem Rohrbündel
verbinden und in einer bestimmten Position fixieren. Des Weiteren
kann die Weichdichtung in einer anderen Form als als Dichtring ausgebildet
sein und aus einem anderen Material als Viton bestehen. Auch ist
die Form des Verteilerelementes 20 nur beispielsweise angegeben.
Kern der Erfindung ist das lötlose
Verbinden der Elemente des Verteilersystems, um auf diese Weise
die Herstellung zu vereinfachen.
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- 10
- Verteilervorrichtung
- 20
- Verteilerelement
- 21,
22, 23
- Ausgangsöffnung
- 24
- Eingangsöffnung
- 30
- Rohrbündel
- 31,
32, 33
- Übertragungsrohr
- 34,
34', 34''
- vorderes
Ende
- 35,
35', 35''
- hinteres
Ende
- 36,
36'
- Abbiegung
- 37,
37', 37''
- Abbiegung
- 38,
38', 38''
- Anschlussstück
- 39
- Umfangsnut
- 40
- Positionierplatte
- 41,
42, 43
- Buckelschweißstelle
- 44
- Montageöffnung
- 50
- Dichtring
- 60
- Klebeverbindung