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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft eine Einheit zum Fördern von Druckfluid, wie in
einem Fahrzeuggetriebe, und ein Verfahren zur Herstellung einer
solchen Einheit.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Druckfluidfördereinrichtungen
werden weit verbreitet in Getrieben und Motoren von Fahrzeugen zur
Leitung von Druckfluid, wenn nötig
zum Einkuppeln und für
andere Funktionen, verwendet. Es sind formfeste, mit Gummi überformte
Metallrohre bekannt. Das innere Metallrohr ist notwendig, um die Formfestigkeit
zu bewirken, die benötigt
wird, um das Platzen der mechanischen Einrichtung unter den hohen
Druckkräften
des Fluids zu verhindern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
wird eine Einheit zum Fördern
von Druckfluid bereitgestellt, die eine Ausdehnung infolge von Fluiddruck
und die zugehörigen
unerwünschten
Fluiddruckschwankungen, die mit einer solchen Ausdehnung verbunden
sind, verhindert, während
sie gleichzeitig Elastizität
bietet, um Toleranzabweichungen bei den Bauteilen, zwischen denen
das Fluid übertragen wird,
wie in einem Fahrzeuggetriebe oder Motor, auszugleichen. Außerdem ist
die Einheit leichter herzustellen und zu montieren als bekannte Druckfluidfördereinrichtungen.
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Speziell
umfasst die Einheit ein elastisches Bauteil wie beispielsweise ein
Gummiformteil oder anderes Elastomer, das einen inneren Durchgang
bildet, den das Druckfluid durchströmt. Eine Buchse umgibt zumindest
einen Teil der Außenfläche des elastischen
Bauteils. Das elastische Bauteil passt durch eine Öffnung in
einer Tragwand, wie ein Getriebegehäuse, und weist gegenüber liegende
erste und zweite Endabschnitte auf, die so gestaltet sind, dass sie
bündig
mit einer Druckquelle und einem Druckbestimmungsort passen, wenn
das Bauteil durch die Öffnung
hindurch ist. Die Buchse verhindert eine Ausdehnung des elastischen
Bauteils wegen des Druckfluids, wie beispielsweise eine Ausdehnung von
dem inneren Durchgang radial nach außen, beeinträchtigt jedoch
nicht die Elastizität
des elastischen Bauteils in einer Richtung im Wesentlichen parallel
zu dem inneren Durchgang, wodurch Zusammenpressen zwischen den beiden
Endabschnitten, wenn nötig,
ermöglicht
wird, um Toleranzabweichungen in der montierten Druckquelle und
dem Druckbestimmungsort zu berücksichtigen.
Dadurch, dass eine Ausdehnung verhindert wird, wird das Platzen der
zwischen den Endabschnitten und der Druckquelle sowie dem Druckbestimmungsort
ausgebildeten jeweiligen Dichtungen vermieden.
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Die
Buchse kann sich durch die Öffnung
im Wesentlichen von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt
erstrecken. Alternativ dazu können
die erste und die zweite Buchse so genutzt werden, dass sie nur
die Abschnitte der Außenfläche des
elastischen Bauteils zwischen der Druckquelle und der Tragwand bzw.
zwischen dem Druckbestimmungsort und der Tragwand umgeben. In einer
anderen Ausführungsform
kann die Buchse eine Feder sein, wie beispielsweise ein gewundener
Draht, der in Richtung des inneren Durchgangs kompressibel ist.
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Das
elastische Bauteil kann mehrere innere Durchgänge und Leitungsabschnitte
aufweisen, die miteinander über
einen Bund verbunden sind, der aus dem gleichen Werkstoff geformt
und vorzugsweise mit den Leitungsabschnitten einheitlich ist. Die Buchse
kann ebenso eine einheitliche Buchse sein, die so gestaltet ist,
dass sie die Außenflächen mehrerer
Leitungsabschnitte eines elastischen Bauteils umgibt.
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Ein
optimales Verfahren zum Herstellen einer Druckfluidübertragungseinheit
umfasst Ausfahren eines Kernlochstiftes in einen Formhohlraum für eine Formwerkzeuganordnung
und anschließendes Formen
des elastischen Bauteils um den Kernlochstift in dem Formhohlraum
herum, ohne irgendwelche getrennte Bauteile in den Formhohlraum
einzusetzen, so dass das geformte elastische Bauteil aus einem einzigen
Formwerkstoff besteht und um den Kernlochstift herum einen inneren
Durchgang bildet. Das heißt,
es gibt innerhalb des elastischen Bauteils keinen formfesten Träger, der
geformt ist, so dass ein Schritt des Anordnens eines solchen formfesten
Bauteils vermieden wird. Dies ist vorteilhaft, weil Leerzeit und
schwierigere Temperaturregelung der Pressform, die mit dem wiederholten Öffnen und
Schließen der
Pressform zum Einsetzen eines solchen formfesten Bauteils verbunden
sind, vermieden werden. Wenn der Kernlochstift zurückgezogen
ist und das geformte elastische Bauteil aus dem Formhohlraum ausgeworfen
wird, kann um das elastische Bauteil herum eine elastische Buchse
angeordnet werden, die dem Zweck dient, eine Ausdehnung aufgrund
von Fluiddruck, wie oben erörtert,
zu verhindern.
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Die
oben erwähnten
Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung erschließen
sich ohne weiteres aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten
Ausführungsarten
der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
betrachtet wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
die schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines elastischen
geformten Bauteils zum Fördern
von Fluid in Seitenansicht;
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2 ist
die schematische Darstellung einer Buchse in Seitenansicht, die
zur Verwendung mit dem elastischen Bauteil von 1 als
eine Druckfluidfördereinheit
gestaltet ist;
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3 ist
eine schematische Darstellung der Buchse von 2 in Vorderansicht;
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4 ist
die schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines elastischen
geformten Bauteils zum Fördern
von Fluid in Seitenansicht;
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5A ist
die schematische Darstellung einer Buchse in Seitenansicht, die
zur Verwendung mit dem elastischen Bauteil von 4 als
eine Druckfluidfördereinheit
gestaltet ist;
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5B ist
die schematische Darstellung einer weiteren Buchse in Seitenansicht,
die zur Verwendung mit dem elastischen Bauteil von 4 als eine
andere Druckfluidfördereinheit
gestaltet ist;
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6 ist
eine schematische Darstellung der Druckfluidfördereinheit in Seitenansicht,
die das elastische geformte Bauteil von 1 und Buchsen
gemäß 2 und 3 nutzt,
um Fluid von einem Getriebeventilgehäuse zu einem Kupplungshohlraum innerhalb
eines Getriebegehäuses
zu fördern;
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7 ist
eine schematische Darstellung der Druckfluidfördereinheit im Querschnitt,
der an den Linien 7-7 von 6 geführt ist;
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8 ist
die schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Druckfluidfördereinheit in
Seitenansicht;
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9 ist
eine schematische Darstellung der Druckfluidfördereinheit von 8 in
Vorderansicht;
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10 ist
die schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Druckfluidfördereinheit
in Seitenansicht;
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11 ist
die schematische Darstellung der Druckfluidfördereinheit von 10 in
Vorderansicht;
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12 ist
eine schematische Darstellung im Querschnitt einer Formwerkzeuganordnung
zum Formen des elastischen Bauteils von 4;
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13 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen von Druckfluidfördereinheiten veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen auf
gleiche Bauteile beziehen, zeigt 1 ein elastisches
Bauteil 10, das mit einem vollständig durch das Bauteil 10 verlaufenden
inneren Durchgang 12 ausgebildet ist. Das elastische Bauteil 10 kann
Gummi oder beliebiges anderes Elastomer sein und kann entsprechend
dem hier beschriebenen Herstellungsverfahren blasgeformt sein. Das
elastische Bauteil 10 ist ein einzelnes einheitliches Bauteil
aus einem einzigen Material wie Elastomer und ist nicht auf eine
beliebige Tragstruktur aufgeformt wie beispielsweise Fluidfördereinrichtungen
im Stand der Technik. Dies vereinfacht das Herstellungsverfahren
wie es nachstehend mit Bezug auf 12 und 13 beschrieben
wird.
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Das
elastische Bauteil 10 ist mit ersten und zweiten ausgesparten
Abschnitten 14, 16 entlang dessen einen Außenfläche 18 ausgebildet.
Die ersten und zweiten ausgesparten Abschnitte 14, 16 sind angrenzende,
entsprechend abgeschrägte,
erste und zweite Endabschnitte 20, 22. Mit Bezug
auf 2 und 3 bildet eine im Wesentlichen
formfeste ringförmige
erste Buchse 24 eine Öffnung 25,
die so dimensioniert ist, dass sie um die Außenfläche 18 herum im ausgesparten
Abschnitt 14 des elastischen Bauteils 10, wie
in 6 gezeigt, genau passt. Eine im Wesentlichen identische
zweite Buchse 26 ist so dimensioniert, dass sie um die
Außenfläche 18 herum
im ausgesparten Abschnitt 16, ebenfalls in 6 gezeigt,
genau passt.
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Das
elastische Bauteil 10 mit daran angeordneten Buchsen 24, 26 bildet
eine Einheit 28, die gestaltet ist, um Druckfluid von einem
Durchgang 30 in einer Druckquelle 32, wie ein
mit einer Getriebepumpe (nicht gezeigt) funktionswirksam verbundenes Getriebeventilgehäuse, zu
einem Druck bestimmungsort 34, wie beispielsweise ein Tragelement
innerhalb des Getriebes mit einem Fluidkanal 36, der mit
einem Druckhohlraum für
eine Getriebekupplung (nicht dargestellt) funktionswirksam verbunden
ist, zu fördern.
Die Einheit 28 ist so gestaltet, dass sie durch eine Öffnung 37 in
einer Tragwand 38 wie der Außenwand eines Getriebegehäuses geht.
Die Endabschnitte 20, 22 passen bündig gegen
den Druckbestimmungsort 34 und die Druckquelle 32 an
dem Durchgang 30 bzw. dem Fluidkanal 36. Die Elastizität des Bauteils 10 erlaubt
es, das Bauteil 10, wenn nötig, etwas zusammenzudrücken, um
an Durchgang 30 und Kanal 36 eine entsprechende
Abdichtung zu erhalten, während
leichte Ausführungstoleranzen oder
Abweichungen beim Abstand D zwischen der Druckquelle 32 und
dem Druckbestimmungsort 34 aufgenommen werden. Weil die
Buchsen 24 und 26 nur Teile der Außenfläche 18 umgeben,
stören
sie nicht beim Zusammendrücken
des Bauteils 10 in einer Richtung parallel zum inneren
Durchgang 12 (d. h. eine axiale Richtung), insbesondere
das Zusammendrücken
der Endabschnitte 20, 22. Die Buchsen 24, 26 erstrecken
sich nicht in die Öffnung 37,
obwohl sie es in anderen Ausführungsformen
können.
Die Buchsen 24, 26 sind aus einem im Wesentlichen formfesten
Werkstoff wie Stahl, Aluminium oder einem relativ harten Kunststoff,
der ausreichend fest ist, um eine radiale Ausdehnung des elastischen Bauteils 10 zu
verhindern, wenn Hochdruckfluid den inneren Durchgang 12 durchströmt. So schützen die Buchsen 24, 26 diese
nicht durch die Tragwand 38 radial verbundenen Abschnitte
des elastischen Bauteils 10 davor, sich so auszudehnen,
dass die bündig sitzende
Dichtung der Endabschnitte 20, 22 platzt, wenn
Hochdruckfluid den inneren Durchgang 12 durchströmt. 7 zeigt
die Buchse 26 um das elastische Bauteil 10 herum
(in der Aussparung 16 von 1).
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Mit
Bezug auf 4 ist eine zweite Ausführungsform
eines elastischen Bauteils 110 mit einem inneren Durchgang 112 und
einer Außenfläche 118 dargestellt.
Der innere Durchgang 112 verläuft vollständig durch das elastische Bauteil 110,
einschließlich
abgeschrägter
Endabschnitte 120, 122. Mit Bezug auf 5A bildet
eine zweite Ausführungsform einer
im Wesentlichen formfesten ringförmigen
Buchse 124 eine Öffnung 125,
die so dimensioniert ist, dass sie genau um die Außenfläche 118 des
elastischen Bauteils 110 herum zwischen den beiden Endabschnitten 120, 122 passt,
um eine Druckfluidfördereinheit
zu bilden. Die Außenfläche der
Buchse 124 kann so dimensioniert sein, dass sie durch eine Öffnung in
einer Tragwand, wie Öffnung 37,
in 6 passt, wobei die Endabschnitte 120, 122 die
Druckquelle 32 und den Druckbestimmungsort 134 anstelle der
Einheit 28 abdichten. Die durch das elastische Bauteil 110 von 4 und
die Buchse 124 von 5A gebildete
Einheit kann imstande sein, auch mehr Summierung von Toleranzen
zwischen Druckquelle 32 und Druckbestimmungsort 34 (d.
h., sogar mehr Abweichung im Abstand D) aufzunehmen, da der mittlere
Abschnitt des montierten Bauteils 110 und die Buchse 124 nicht
mit der Tragwand 38 axial ausgerichtet sein müssen, wie
es der mittlere Abschnitt 40 der Einheit 28 muss,
weil der mittlere Abschnitt des Bauteils 110 durch die
Buchse 124, die ihn vor radialer Ausdehnung schützt, bedeckt
ist, im Gegensatz zu dem mittleren Abschnitt 40 des Bauteils 10,
der zum Schutz vor radialer Ausdehnung mit der Tragwand 38 ausgerichtet
sein muss. Mit Bezug auf 5B ist
eine weitere Ausführungsform
einer Buchse 124B dargestellt, die anstelle der Buchse 124A verwendet
werden kann. Buchse 124B ist ein gewundener Federdraht,
so gestaltet, dass er um die Außenfläche 118 herum
des elastischen Bauteils 110 von 4 zwischen
den beiden Endabschnitten 120, 122 passt, um eine
radiale Ausdehnung zu verhindern, jedoch eine axiale Zusammendrückbarkeit
des elastischen Bauteils zu erlauben.
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Mit
Bezug auf 8 ist eine dritte Ausführungsform
der Druckfluidfördereinheit 228 dargestellt.
In dieser Ausführungsform
besitzt das elastische Bauteil 210 vier Leitungsabschnitte 211, 213, 215, 217,
die miteinander über
einen Bundabschnitt 244 verbunden sind. Die Leitungsabschnitte 211, 213, 215 und 217 und
der Bundabschnitt 244 sind ein einheitliches elastisches
Material, das nach dem in 14 beschriebenen
Verfahren blasgeformt und hergestellt werden kann. Es gibt keine
einzelnen Bauteile, mit denen das elastische Bauteil 210 überformt
oder damit anderweitig verbaut ist. Jeder der Leitungsabschnitte 211, 213, 215 und 217 bildet
einen gesonderten inneren Durchgang 212, 246, 248 und 250 zum
Fördern
von Druckfluid, das sich auf verschiedenen Drücken befinden kann.
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Jeder
Leitungsabschnitt 211, 213, 215 und 217 ist
mit zwei ausgesparten Abschnitten ausgebildet, wobei in 8 nur
ausgesparte Abschnitte 214, 216 von Leitungsabschnitt 211 und
ausgesparte Abschnitte 252 und 254 von Leitungsabschnitt 213 sichtbar
sind, jedoch mit gleichen in den Leitungsabschnitten 215 und 217 ausgebildeten,
ausgesparten Abschnitten. Über
jedem ausgesparten Abschnitt ist eine entsprechende ringförmige Buchse
angeordnet, wobei in 8 ringförmige Buchsen 224, 226, 260 und 262 sichtbar
sind, und in 9 zusätzliche ringförmige Buchsen 264 und 266 sichtbar
sind.
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Die
Einheit 228 ist ausgelegt zum Fördern von Fluid durch vier Öffnungen
in einer Tragwand aus vier getrennten Öffnungen in einer Druckquelle
wie der Druckwelle 32 an vier getrennte Öffnungen
in einem Druckbestimmungsort wie beispielsweise dem Druckbestimmungsort 34,
wobei die Endabschnitte jedes entsprechenden Leitungsabschnitts 211, 213, 215, 217 aufgrund
der Fähigkeit,
sich axial zusammenzudrücken,
bündig
gegen die Öffnungen
passen. Der mittlere Abschnitt jedes Leitungsabschnitts des elastischen
Bauteils 228 würde
vor radialer Ausdehnung durch die Tragwand geschützt sein, wie es beim mittleren
Abschnitt der Einheit 28 in 6 ist.
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Mit
Bezug auf 10 und 11 ist
eine weitere Ausführungsform
einer Druckfluidfördereinheit 328 gezeigt.
In dieser Ausführungsform
sind vier getrennte elastische Bauteile 310A, 310B, 310C und 310D dargestellt.
Jedes der elastischen Bauteile 310A bis 310D ist
im Wesentlichen identisch mit dem in 1 dargestellten
und beschriebenen elastischen Bauteil 10. Erste und zweite
Buchsen 324 und 326 sind in entsprechende ausgesparte
Abschnitte von jedem der elastischen Bauteile eingepasst, wie es
in 10 und 11 gezeigt
ist. Jede der Buchsen 324, 326 weist vier ringförmige Abschnitte
mit einem Bund 370 auf, der die ringförmigen Abschnitte verbindet,
so dass die jeweilige Buchse 324, 326 ein einheitliches
Bauteil ist. Die ringförmigen
Abschnitte 326A, 326B, 326C und 326D der
Buchse 326 sind unsichtbar, durch die Endabschnitte der
elastischen Bauteile 310A, 310B, 310C und 310D verdeckt
dargestellt, wobei der Bund 370 jeden der ringförmigen Abschnitte 326A bis 326D verbindet.
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Basierend
auf der Offenlegung hierin werden dem Fachmann ohne weiteres noch
andere Ausführungsformen
von Fluidfördereinheiten
bekannt sein. Zum Beispiel kann der Bundabschnitt 244 von 8 und 9 an
anderen Stellen entlang der Leitungsabschnitte 310A bis 310D ausgebildet
oder an Leitungsabschnitten ähnlich
dem elastischen Bauteil 110 von 4 ausgebildet
sein. Außerdem
könnten die
in 10 und 11 dargestellten,
eine Einheit bildenden Buchsen jeweils mit vier ringförmigen Abschnitten
und einem Bund durch eine einzelne ähnliche lang gestreckte Buchse
ersetzt werden, um vier getrennte elastische Bauteile, die wie das
elastische Bauteil 110 von 4 gestaltet
sind, zu verbinden. Außerdem
kann der Bund 370 der Buchse 326 (und ebenso Bund 372 von
Buchse 324) viele verschiedene Änderungen aufweisen, jeweils
ausreichend, um die vier ringförmigen
Abschnitte 326A bis 326D (oder ringförmige Ab schnitte
[nicht nummeriert] von Buchse 324) zu verbinden, um eine
einheitliche Buchse 326 (oder 324) zu bilden.
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Mit
Bezug auf 12 ist eine Formwerkzeuganordnung 410 gezeigt.
Die Formwerkzeuganordnung 410 wird zum Formen des elastischen
Bauteils 110 von 4 nach dem
Verfahren von 13 verwendet. Das Verfahren
von 13 kann auch auf die hier dargestellten und beschriebenen,
anderen elastischen Bauteile angewendet werden, indem ein Formhohlraum
bereitgestellt wird, der etwas anders geformt ist als der Formhohlraum 412 von 12. Die
Formwerkzeuganordnung umfasst Einsatzteile 413 und 415,
die zusammen den Hohlraum 412 bilden. Durchgänge 414A und 414B führen von
Materialspeichern 416A und 416B, aus denen das
zum Formen des elastischen Bauteils 110 verwendete Material
in den Hohlraum 412 eingespritzt wird. Ein Kernlochstift 418 ist über dem
Hohlraum 412 angeordnet dargestellt. Gemäß dem Verfahren 500 von 13 wird
im Schritt 502 der Kernlochstift 418 in den Formhohlraum 412 an
die als 418A verdeckt dargestellte Position ausgefahren
(d. h., über
den gesamten Hohlraum 412 ausgefahren). Im Schritt 504 wird
das elastische Bauteil 110 anschließend um den Kernlochstift 418 herum
in den Formhohlraum 412 durch Einspritzen von Material
aus den Speichern 416A, 416B geformt. Im Schritt 506 kann
das geformte Bauteil 110 dann aus der Formwerkzeuganordnung 410 herausgezogen
werden. Schritt 506 kann das Herausziehen des Kernlochstiftes 418 aus
dem Hohlraum 412 und Öffnen
der Formwerkzeuganordnung 410 umfassen. Mit dem jetzt fertig
gestellten, elastischen Bauteil 110 kann im Schritt 108 die
Buchse 124A (oder im anderen Falle Buchse 124B)
um die Außenfläche 118 des
elastischen Bauteils 110 herum angeordnet werden, um die
Druckfluidübertragungseinheit
fertig zu stellen, die anschließend
gebrauchsfertig ist, um Fluid zwischen Druckquelle 32 und Druckbestimmungsort 34 durch
die Tragwand 38 von 6 zu fördern.
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Während die
besten Methoden zur Ausführung
der Erfindung ausführlich
beschrieben wurden, wird derjenige, der mit dem Fachgebiet vertraut
ist, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Auslegungen
und Ausführungsformen
erkennen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der angefügten Patentansprüche anzuwenden.