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Gebiet
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Die
vorliegende Offenlegung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen
von Fluid und im Spezielleren ein Fluidübertragungsrohr für eine Komponente in
einem Getriebe.
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Hintergrund
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Die
Angaben in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformation
in Bezug auf die vorliegende Offenlegung und können den Stand der Technik
darstellen oder nicht.
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Automatische
Getriebe umfassen typischerweise ein/en Hydraulikkreis oder -system
der/das ein Hydraulikfluid wie z. B. Öl für viele Zwecke im gesamten
Getriebe verwendet. Zum Beispiel kann das Hydrauliksystem Öl zu verschiedenen
Getriebekomponenten leiten, um als Schmierung zwischen sich bewegenden
Komponenten zu wirken, um als Kühlsystem
zum Abführen
von Abwärme
zu wirken, und um als ein Hydrauliksteuersystem zum Betätigen verschiedener
Vorrichtungen zu wirken.
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In
vielen Anwendungen kann es wünschenswert
sein, Fluid entlang der Länge
einer Welle wie z. B. einer Turbinenwelle oder Antriebs/Abtriebswelle zu übertragen.
Diese Wellen sind jedoch zur Gewichts- und Kostenreduktion vorzugsweise
hohl, da der Großteil
der Festigkeit der Welle durch den Außendurchmesser der Welle bereitgestellt
wird, was inneres Material unnötig
macht. Es wurden verschiedene Verfahren verwendet, um Fluid entlang
der Länge
einer Welle zu übertragen
wie z. B. nicht konzentrische Bohrlöcher und mehrere Hülsen. Während dies
nützlich
für ihren
vorgesehenen Zweck ist, besteht Bedarf an einer Vorrichtung zum Übertragen von
Hydraulikfluid durch eine Welle, die Gewicht, Kosten und die Packungsgröße reduziert
und dabei einfach und effektiv bleibt.
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Zusammenfassung
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Eine
Drehmomentübertragungsanordnung umfasst
ein Fluidübertragungsrohr,
das innerhalb einer Bohrung einer Welle angeordnet ist. Das Fluidübertragungsrohr
dichtet zu der Welle ab und umfasst zumindest eine Fluidnut, die
zwischen einer Vielzahl von Fluidöffnungen, die in der Welle
angeordnet sind, eine Verbindung herstellt. Die Fluidnut ist durch
eine äußere Fläche des
Fluidübertragungsrohres
definiert.
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Eine
Ausführungsform
der Drehmomentübertragungsanordnung
umfasst eine Welle mit einer inneren Fläche, die eine Bohrung definiert,
wobei die Bohrung eine Achse definiert, wobei die Welle eine erste
Fluidöffnung,
die ein Fluid zu der Bohrung weiterleitet, und eine zweite Fluidöffnung aufweist,
die das Fluid von der Bohrung weiterleitet, wobei die erste Fluidöffnung in
einem Abstand entlang der Achse von der zweiten Fluidöffnung angeordnet
ist. Ein Fluidübertragungsrohr
ist innerhalb der Bohrung und koaxial mit der Achse angeordnet,
wobei das Fluidübertragungsrohr
eine äußere Fläche aufweist,
die mit der inneren Fläche
der Welle abdichtend in Eingriff steht, wobei die äußere Fläche eine
Fluidnut mit einer Länge
definiert, die zumindest größer ist
als der Abstand zwischen der ersten Fluidöffnung und der zweiten Fluidöffnung,
wobei die Fluidnut parallel zu der Achse und in Verbindung mit der
ersten Fluidöffnung
und der zweiten Fluidöffnung
steht. Das Fluid wird von der ersten Fluidöffnung durch die Fluidnut zu
der zweiten Fluidöffnung
weitergeleitet.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Fluidnut durch eine
gekrümmte
Fläche
definiert, die in die äußere Fläche des
Fluidübertragungsrohres
hinein vertieft ist.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die vertiefte
Fluidnut eine obere Fläche
auf, die durch die innere Fläche
der Welle definiert ist.
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In
einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die
gekrümmte
untere Fläche der
Fluidnut eine Querschnittsdicke auf, die gleich einer Querschnittsdicke
der äußeren Fläche des
Fluidübertragungsrohres
ist.
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In
einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die
Welle zumindest sechs Fluidöffnungen,
und wobei das Fluidübertragungsrohr
drei Fluidnuten umfasst, und wobei jede der Fluidnuten in Fluidverbindung
mit zumindest zwei der Vielzahl von Fluidöffnungen steht, sodass Fluid
von drei der sechs Fluidöffnungen
durch die drei Fluidnuten zu weiteren drei der sechs Fluidöffnungen
weitergeleitet wird.
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In
einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine
erste der drei Fluidnuten eine Tiefe und eine Breite auf, die kleiner
sind als eine Tiefe und eine Breite einer zweiten und dritten der
drei Fluidnuten.
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In
einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die drei
Fluidnuten gleich um den Umfang an der äußeren Fläche des Fluidübertragungsrohres
beabstandet.
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Eine
Ausführungsform
des Fluidübertragungsrohres
zum Weiterleiten eines Fluids zwischen einer Vielzahl von Fluidöffnungen
in einer Wellenanordnung umfasst eine zylindrische äußere Fläche, die
mit der Wellenanordnung abdichtend in Eingriff steht, wobei die äußere Fläche drei
Fluidnuten aufweist, die jeweils durch eine gekrümmte vertiefte Fläche an der äußeren Fläche definiert
sind, wobei jede der Fluidnuten in Fluidverbindung mit zumindest
einem Paar Fluidöffnungen
in der Wellenanordnung steht. Eine innere Fläche definiert einen zentralen Durchgang,
der koaxial mit der Achse ist. Ein erstes Ende definiert ein erstes
Loch, das mit dem zentralen Durchgang verbunden ist. Ein zweites
Ende definiert ein zweites Loch, das mit dem zentralen Durchgang verbunden
ist. Eine Fluidströmung
wird von einer der Fluidöffnungen
in der Wellenanordnung durch eine der Fluidnuten zu einer weiteren
der Fluidöffnungen in
der Wellenanordnung weitergeleitet.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die drei Fluidnuten
gleich um den Umfang an der äußeren Fläche des
Fluidübertragungsrohres
beabstandet.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die gekrümmten, vertieften
Flächen
der Fluidnuten eine Querschnittsdicke auf, die gleich einer Querschnittsdicke
der äußeren Fläche ist.
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In
einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine
erste der Vielzahl von Fluidnuten eine Tiefe und eine Breite auf,
die kleiner sind als eine Tiefe und eine Breite der anderen Fluidnuten.
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In
einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Länge jeder
der Fluidnuten zumindest gleich einem Abstand zwischen dem Paar Öffnungen,
die mit jeder der Fluidnuten verbunden sind.
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Weitere
Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung
offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die Beschreibung
und spezielle Beispiele nur Illustrationszwecken dienen sollen und
den Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung nicht einschränken sollen.
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Zeichnungen
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Die
hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich Illustrationszwecken
und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung in keiner
Weise einschränken.
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Wellenanordnung und
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
eines Fluidübertragungsrohres
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Vorderansicht einer Ausführungsform eines Fluidübertragungsrohres
der vorliegenden Erfindung;
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3A ist
eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Fluidübertragungsrohres
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3B ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
des Fluidübertragungsrohres
der vorliegenden Erfindung in der Richtung des Pfeils 3B-3B in 3A;
und
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4 ist
eine Stirnansicht einer Ausführungsform
des Fluidübertragungsrohres
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die
nachfolgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die
vorliegende Offenlegung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht
einschränken.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist eine beispielhafte Wellen-
oder Drehmomentübertragungsanordnung
veranschaulicht und durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet.
In dem vorgesehenen Beispiel ist die Drehmomentübertragungsanordnung 10 eine
Turbinenwellenanordnung, die in einem Getriebe verwendet wird, es
sollte jedoch einzusehen sein, dass verschiedene andere Wellen verwendet
werden können, ohne
von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die
Drehmomentübertragungsanordnung 10 definiert
eine lineare Achse 11 und umfasst einen allgemein zylindrischen
Wellenabschnitt 12, der eine äußere Fläche 14 und eine innere
Fläche 16 aufweist.
Die innere Fläche 16 definiert
eine Bohrung 18, die koaxial zu der Achse 11 ist.
Die Bohrung 18 ist mit einem Loch 20 verbunden,
das in einem Anschlussende des Wellenabschnitts 12 angeordnet
ist. Die äußere Fläche 14 umfasst
eine Vielzahl von Fluidöffnungen,
durch die Bezugsziffern 26A–26F bezeichnet, die
zwischen der äußeren Fläche 14 der Drehmomentübertragungsanordnung 10 und
der Bohrung 18 verbunden sind. Die Fluidöffnungen 26A–F sind
vorzugsweise beabstandet entlang einer Länge des Wellenabschnitts 12 angeordnet,
wenngleich die Orte der Fluidöffnungen 26A–F an der äußeren Fläche 14 variieren
können,
ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Außerdem
kann die Anzahl der Fluidöffnungen 26A–F variieren,
ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Fluidöffnungen 26A–F dienen
dazu, eine oder mehrere Fluidströmungen
eines Druckhydraulikfluids wie z. B. Öl aufzunehmen. Eine Vielzahl
von radialen Dichtungen 28 steht mit der äußeren Fläche 14 und
mit einer Hülse
(nicht gezeigt) oder einer anderen Struktur abdichtend in Eingriff,
die die Drehmomentübertragungsanordnung 10 trägt. Die
radialen Dichtungen 28 sind derart angeordnet, dass sie
jede der Fluidöffnungen 26A–F umgeben,
um jede der Fluidöffnungen 26A–F hydraulisch
zu isolieren. Die äußere Fläche 14 kann verschiedene
weitere Merkmale wie z. B. Zahnradzähne 30 zum Eingreifen
in ein Zahnrad (nicht gezeigt) umfassen, ohne von dem Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 und 3A und
fortgesetzter Bezugnahme auf 1 wird ein
Fluidübertragungsrohr,
allgemein durch die Bezugsziffer 50 bezeichnet, verwendet,
um die Hydraulikfluidströmungen
zwischen den Fluidöffnungen 26A–F zu übertragen.
Das Fluidübertragungsrohr 50 umfasst
einen allgemein zylindrischen rohrförmigen Abschnitt 52,
der eine innere Fläche 54,
eine äußere Fläche 56,
ein erstes Ende 58 und ein zweites Ende 60 aufweist.
Der rohrförmige
Abschnitt 52 definiert eine Längsachse 61. Die innere
Fläche 54 definiert einen
zentralen Durchgang 62, der koaxial mit der Achse 61 ist.
Der zentrale Durchgang 62 ist mit einem ersten Loch 64,
das in dem ersten Ende 58 angeordnet ist, und mit einem
zweiten Loch 66 verbunden, das in dem zweiten Ende 60 angeordnet
ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 3B und 4 definiert
die äußere Fläche 56 eine
Vielzahl von Fluidnuten, die eine erste Fluidnut 70A, eine zweite
Fluidnut 70B und eine dritte Fluidnut 70C umfassen.
Die Fluidnuten 70A–C
erstrecken sich parallel zu der Achse des rohrförmigen Abschnitts 52.
In dem speziellen vorgesehenen Beispiel umfasst das Fluidübertragungsrohr 50 drei
Fluidnuten 70A–C,
die dimensioniert und beabstandet sind, um mit der/dem beispielhaften
Anzahl und Ort der Fluidöffnungen 26A–F in der
Drehmomentübertragungsanordnung 10 in
Verbindung zu stehen, wenngleich eine beliebige Anzahl von Fluidnuten 70 umfasst
sein kann, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die
Fluidnuten A–C
sind jeweils durch eine gekrümmte
untere Fläche 72 definiert,
die durch Vertiefen oder Eindrücken
der äußeren Fläche 56 in
den zentralen Durchgang 62 gebildet ist. Wie am besten in 3B zu
sehen, weisen die gekrümmten
unteren Flächen 72 jeweils
eine konstante Dicke und eine gekrümmte Querschnittsfläche auf. Überdies
weisen die Fluidnuten 70A–C eine obere Fläche auf,
die durch die innere Fläche 16 der
Welle 12 definiert ist. Die Fluidnuten 70A–C erstrecken
sich bis zu einer vordefinierten Tiefe „d" und Breite „w" in den rohrförmigen Abschnitt 52 hinein
und weisen eine vordefinierte Länge „L" auf. Demgemäß kann jede
der Fluidnuten 70A–C
unterschiedliche Tiefen und Breiten, um unterschiedliche Fluidströmungsmengen
aufzunehmen, und unterschiedliche Längen aufweisen, um die Orte
der verschiedenen Fluidöffnungen 26A–F aufzunehmen,
wie unten stehend in größerem Detail
beschrieben. Zum Beispiel weist die erste Fluidnut 70A eine
kleinere Breite „w" und Tiefe „d" auf als die zweite
und die dritte Fluidnut 70B, 70C. Überdies
sind in dem vorgesehenen Beispiel die Fluidnuten 70A–C um den
Umfang entlang der äußeren Fläche 56 gleich
beabstandet.
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Das
Fluidübertragungsrohr 50 ist
dimensioniert, um in die Bohrung 18 der Drehmomentübertragungsanordnung 10 pressgepasst
zu sein. Im Spezielleren ist das Fluidübertragungsrohr 50 derart
innerhalb der Bohrung 18 eingesetzt, dass entweder das erste
Ende 58 oder das zweite Ende 60 des Fluidübertragungsrohres 50 an
einem End- oder Stufenabschnitt der Bohrung 18 anliegt.
Wenn das Fluidübertragungsrohr 50 in
die Bohrung 18 pressgepasst wird, verbiegt sich das Fluidübertragungsrohr 50, was
eine Druckverformung induziert, die die äußere Fläche 56 des Fluidübertragungsrohres 50 zu
der inneren Fläche 16 der
Drehmomentüber tragungsanordnung 10 abdichtet.
Das Fluidübertragungsrohr 50 kann
durch einen Schnappring (nicht gezeigt) in Position gehalten sein,
wenngleich verschiedene andere Verfahren zum Sichern des Fluidübertragungsrohres 50 innerhalb
der Drehmomentübertragungsanordnung 10 verwendet
werden können,
ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In
dem speziellen vorgesehenen Beispiel ist das Fluidübertragungsrohr 50 derart
mit dem Wellenabschnitt 12 ausgerichtet oder orientiert,
dass die erste Fluidnut 70A mit den Fluidöffnungen 26A und 26B ausgerichtet
und verbunden ist, die zweite Fluidnut 70B mit den Fluidöffnungen 26D und 26F ausgerichtet
und verbunden ist, und der dritte Fluidkanal 70C mit den
Fluidöffnungen 26C und 26E ausgerichtet
und verbunden ist. Demzufolge gelangt eine Fluidströmung, die
in eine der Fluidöffnungen 26A, 26C, 26D eintritt,
in eine Fluidnut 70A–C
in Verbindung mit den Fluidöffnungen 26A, 26C, 26D und
wird entlang der Länge
des Fluidübertragungsrohres 50 weitergeleitet,
um an einer der Fluidöffnungen 26B, 26C, 26F auszutreten.
Daher ist die Länge „L" einer beliebigen gegebenen
Fluidnut 70A–C
zumindest gleich dem Abstand zwischen beliebigen zwei Fluidöffnungen 26A, 26C, 26D und 26B, 26E, 26F,
die mit der gegebenen Fluidnut 70A–C verbunden sind. Es sollte
einzusehen sein, dass die Fluidströmungen in jeder Richtung durch
die Drehmomentübertragungsanordnung 10 und
das Fluidübertragungsrohr 50 weitergeleitet
werden können,
ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die
Beschreibung der Erfindung ist lediglich von beispielhafter Natur
und Abwandlungen, die nicht von dem wesentlichen Inhalt der Erfindung
abweichen, sollen innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung liegen.
Sol che Abwandlungen sind nicht als Abweichung von dem Geist und
Schutzumfang der Erfindung zu betrachten.