DE102010051910A1

DE102010051910A1 - Dreheinführungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010051910A1
Application number: DE102010051910A
Authority: DE
Inventors: Elmar Lorenz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2011-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dreheinführungsvorrichtung für ein Fluid, mit einer Welle, die um eine Drehachse drehbar ist und eine in Richtung der Drehachse verlaufende Fluidzuführung aufweist, in welcher ein Einsatzkörper angeordnet ist.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Zusatzkörper mit Durchtrittsöffnungen, die fluidische Widerstände für das Fluid darstellen, in radialer Richtung zwischen dem Einsatzkörper und der Welle angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dreheinführungsvorrichtung für ein Fluid, mit einer Welle, die um eine Drehachse drehbar ist und eine in Richtung der Drehachse verlaufende Fluidzuführung aufweist, in welcher ein Einsatzkörper angeordnet ist.
Aus der deutschen Patentschrift DE 198 23 669 C1 ist eine Kompensator-Dreheinführung zum Ankuppeln der Fluidführung eines Rotationsteils bekannt. Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 202 12 063 U1 ist eine Vorrichtung mit einer Dreheinführung für ein Kühlmittel an einem Rotor bekannt, der eine axiale Bohrung umfasst, durch die sich ein Abführrohr hindurch erstreckt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dreheinführungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einer Dreheinführungsvorrichtung für ein Fluid, mit einer Welle, die um eine Drehachse drehbar ist und eine in Richtung der Drehachse verlaufende Fluidzuführung aufweist, in welcher ein Einsatzkörper angeordnet ist, dadurch gelöst, dass ein Zusatzkörper mit Durchtrittsöffnungen, die fluidische Widerstände für das Fluid darstellen, in radialer Richtung zwischen dem Einsatzkörper und der Welle angeordnet ist. Die Fluidzuführung ist vorzugsweise als zentrale Tieflochbohrung in der Welle ausgeführt. Tieflochbohrungen verursachen fertigungstechnisch einen relativ hohen Aufwand. Die Herstellung von Durchtrittsöffnungen, die fluidische Widerstände für das Fluid darstellen, ist durch Tieflochbohren sehr aufwändig und mit hohen Kosten verbunden. Die erfindungsgemäße Anordnung der Durchtrittsöffnungen, die vorzugsweise Blenden oder Drosseln für das Fluid, insbesondere Hydrauliköl, darstellen, in dem Zusatzkörper liefert den Vorteil, dass sie unabhängig von der Tieflochbohrung in der Welle herstellbar sind und insbesondere nicht durch Tieflochbohren, mit Hilfe von kostengünstigen Fertigungsverfahren auf einfache Art und Weise spanend, zum Beispiel durch normales Bohren, herstellbar sind. Der Zusatzkörper mit den Durchtrittsöffnungen ist fertigungstechnisch ohne erhöhten Aufwand herstellbar und kann insbesondere unabhängig von der Welle vorgefertigt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dreheinführungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkörper die Gestalt eines Kreiszylindermantels aufweist. Der Zusatzkörper kann zum Beispiel als Blechformteil ausgeführt sein, das aus einem im Wesentlichen rechteckigen Blechteil gebildet ist. Das Blechteil kann mit den Durchtrittsöffnungen vorgefertigt werden, um den Zusatzkörper herzustellen. Der vorgefertigte Zusatzkörper kann dann bei der Montage mit dem Einsatzkörper kombiniert und, zum Beispiel durch Einpressen, in die Welle montiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dreheinführungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkörper einen parallel zu der Drehachse verlaufenden Schlitz aufweist, in welchem ein Steg angeordnet ist, der an dem Einsatzkörper radial nach außen absteht. Der Schlitz ist in axialer Richtung vorzugsweise durchgehend ausgeführt. Durch das Zusammenwirken mit dem axialen Steg an dem Zusatzkörper wird auf einfache Art und Weise eine formschlüssige Verdrehsicherung für den Zusatzkörper relativ zu dem Einsatzkörper geschaffen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dreheinführungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper einen Bund aufweist, der in axialer Richtung einen Anschlag für den Zusatzkörper darstellt. Axial bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Richtung oder parallel zu der Drehachse der Welle. Radial bedeutet quer zur Drehachse der Welle. Auf der dem Zusatzkörper abgewandten Seite verjüngt sich der Bund vorzugsweise konisch.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dreheinführungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper eine parallel zu der Drehachse verlaufende Nut aufweist, radial außerhalb von der Durchtrittsöffnungen des Zusatzkörpers angeordnet sind. Die Nut ist vorzugsweise an einem Ende offen und an dem anderen Ende von dem Bund begrenzt, der an dem Einsatzkörper ausgebildet ist. Vorzugsweise sind mehrere Nuten gleichmäßig über einen Umfang des Einsatzkörpers verteilt. Radial außerhalb der Nut können einige oder alle Durchtrittsöffnungen des Zusatzkörpers angeordnet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dreheinführungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper radial innerhalb und in Umfangsrichtung versetzt zu der Nut einen Durchgangskanal für Fluid aufweist. Vorzugsweise sind mehrere Durchgangskanäle gleichmäßig über einen Umfang des Einsatzkörpers verteilt. Bei dem genannten Fluid kann es sich um das gleiche Fluid wie in der Nut oder um ein anderes Fluid handeln. In dem Durchgangskanal herrscht vorzugsweise ein anderer Druck als in der Nut.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dreheinführungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Rohrkörper in Richtung der Drehachse durch den Einsatzkörper hindurch erstreckt. Der Rohrkörper begrenzt in der Welle mindestens einen Ringraum, der in axialer Richtung von dem Einsatzkörper begrenzt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dreheinführungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle radial außerhalb der Durchtrittsöffnungen des Zusatzkörpers Austrittsöffnungen für das Fluid aufweist. Die Austrittsöffnungen in der Welle haben im Vergleich zu den Durchtrittsöffnungen in dem Zusatzkörper einen deutlich größeren Querschnitt und sind daher fertigungstechnisch relativ einfach herstellbar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dreheinführungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper als Spritzgießteil aus Kunststoff gebildet ist. Der Zusatzkörper ist vorzugsweise aus Metall gebildet, insbesondere als Blechformteil mit gebohrten Durchtrittsöffnungen ausgeführt.
Die vorab beschriebene Dreheinführungsvorrichtung ist vorzugsweise Teil eines Drehmomentfühlers für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, wie er zum Beispiel in der internationalen Veröffentlichung WO 2007/110026 A1 beschrieben ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
In der einzigen beiliegenden Figur ist eine erfindungsgemäße Dreheinführungsvorrichtung im Längsschnitt dargestellt.
In 1 ist eine Dreheinführungsvorrichtung 1 mit einer Welle 2 im Längsschnitt dargestellt, die um eine Drehachse 4 drehbar ist. Eine Fluidzuführung 5 erstreckt sich koaxial zu der Drehachse 4 durch die Welle 2. die Fluidzuführung 5 ist zum Beispiel als Tieflochbohrung 6 ausgeführt. Als Tieflochbohren wird ein spanendes Fertigungsverfahren bezeichnet, durch das ein sehr großes Verhältnis von Bohrtiefe zu Bohrdurchmesser erreicht wird.
In der Fluidzuführung 5 beziehungsweise der Tieflochbohrung 6 ist ein Einsatzkörper 10 angeordnet. Der Einsatzkörper 10 ist vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil mit einem hülsenartigen Grundkörper 12 ausgeführt. An einem Ende des hülsenartigen Grundkörpers 12 ist ein Bund 18 ausgebildet, der in axialer Richtung eine Nut 15 begrenzt, die als Längsnut parallel zur Drehachse 4 der Welle 2 verläuft. Radial innerhalb und in Umfangsrichtung versetzt zu der Nut 15 ist ein Durchgangskanal 16 in dem Einsatzkörper 16 ausgebildet, der ebenfalls parallel zu der Drehachse 4 der Welle 2 verläuft. Vorzugsweise sind mehrere Durchgangskanäle 16 und Nuten 15 gleichmäßig in Umfangsrichtung des Einsatzkörpers 10 verteilt.
Der Einsatzkörper 10 umfasst ein zentrales Durchgangsloch 17, das koaxial zu der Drehachse 4 der Welle 2 angeordnet ist. Durch das zentrale Durchgangsloch 17 des Einsatzkörpers 10 erstreckt sich ein Rohrkörper 18 hindurch, der vorzugsweise aus Metall gebildet ist. Der Rohrkörper 18 umfasst einen Innenraum 20, der mit einem Fluid, vorzugsweise Hydrauliköl, gefüllt ist, das mit einem ersten Druck, insbesondere einem Verstelldruck, beaufschlagt ist. An einem Ende weist der Rohrkörper 18 eine Erweiterung 19 auf, die sich radial nach außen bis zur Welle 2 erstreckt und mehrere Öffnungen 21, 22 aufweist.
Über die Öffnungen 21, 22 gelangt Fluid, vorzugsweise Hydrauliköl, in einen ersten Ringraum 24, der radial innen von dem Rohrkörper 18 und radial außen von der Welle 2 begrenzt wird. Das Fluid in dem ersten Ringraum 24 ist vorzugsweise mit einem zweiten Druck beaufschlagt, insbesondere einem Anpressdruck. Das mit dem zweiten Druck beaufschlagte Fluid aus dem ersten Ringraum 24 gelangt über den Durchgangskanal 16 in eine radiale Bohrung 25, die in der Welle 2 vorgesehen ist und einen relativ großen Bohrungsdurchmesser aufweist.
Ein zweiter Ringraum 28 ist auf der dem ersten Ringraum 24 abgewandten Seite des Einsatzkörpers 10 radial innen von dem Rohrkörper 18 und radial außen von der Welle 2 begrenzt. Die beiden Ringräume 24 und 28 sind in axialer Richtung durch den Einsatzkörper 10 voneinander getrennt. Der zweite Ringraum 28 ist über eine radiale Bohrung 29 der Welle 2 mit Fluid, insbesondere mit Hydrauliköl, gefüllt, das mit einem dritten Druck, insbesondere mit einem Anpressrücklaufdruck, beaufschlagt ist. Der zweite Ringraum 28 steht mit der Nut 15 in Verbindung, die in dem Einsatzkörper 10 vorgesehen ist. Radial außerhalb der Nut 15 erstreckt sich ein hülsenartiger Zusatzkörper 30 in der Tieflochbohrung 6 um den Einsatzkörper 10 herum.
Der Zusatzkörper 30 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kreiszylindermantels und weist eine Vielzahl von radialen Durchtrittsöffnungen 31, 32 auf, die hydraulische Widerstände, insbesondere Blenden, für das Fluid in dem zweiten Ringraum 28 und der Nut 15 darstellen. Radial außerhalb der Durchtrittsöffnungen 31, 32 des Zusatzkörpers 30 sind in der Welle 2 radial verlaufende Austrittsöffnungen 35, vorzugsweise in Form von Bohrungen mit einem relativ großen Bohrungsdurchmesser, vorgesehen. Über die Austrittsöffnungen 35 wird das Fluid, insbesondere das Hydrauliköl, aus dem zweiten Ringraum 28 und der Nut 15 einem Ölsumpf zugeführt.
Durch den erfindungsgemäßen Zusatzkörper 30, der vorzugsweise als Blechteil ausgeführt ist, ist es relativ einfach möglich, eine Reihe von Durchtrittsöffnungen mit verschiedenen Durchmessern und unterschiedlichen Blendenwirkungen kostengünstig darzustellen. Die Welle 2 mit der Fluidzuführung 5 kann auf einfache Art und Weise durch Tieflochbohren hergestellt werden. Der Einsatzkörper 10 wird mit dem Zusatzkörper 30 kombiniert und in die Fluidzuführung 5 der Welle 2 eingepresst.
Die erfindungsgemäße Dreheinführungsvorrichtung 1 wird vorzugsweise in einem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem Drehmomentfühler eingesetzt, wie er zum Beispiel in der internationalen Veröffentlichung WO 2007/110026 A1 dargestellt und beschrieben ist. In 1 sind eine Wegscheibe 38, ein Fühlkolben 39 und eine axiale Verzahnung 40 angedeutet. Über die Durchtrittsöffnungen 31, 32, die Blenden darstellen, in dem Zusatzkörper 30 kann ein Scheibensatz des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit einer mehrstufigen Kennlinie gesteuert werden.
Die erfindungsgemäße Dreheinführungsvorrichtung 1 kann aber auch in anderen Getrieben eingesetzt werden, deren Ölversorgung innerhalb der Welle stattfindet und durch verschiedene aufeinander abgestimmte Blendenfolgen geregelt ist. Die Durchtrittsöffnungen 31, 32 sind vorzugsweise in verschiedenen Reihen oder Folgen in dem Zusatzkörper 30 angeordnet.
Bezugszeichenliste

1: Dreheinführungsvorrichtung
2: Welle
4: Drehachse
5: Fluidzuführung
6: Tieflochbohrung
10: Einsatzkörper
12: hülsenartiger Grundkörper
14: Bund
15: Nut
16: Durchgangskanal
17: zentrales Durchgangsloch
18: Rohrkörper
19: Erweiterung
20: Innenraum
21: Öffnung
22: Öffnung
24: erster Ringraum
25: radiale Bohrung
28: zweiter Ringraum
29: radiale Bohrung
30: Zusatzkörper
31: Durchtrittsöffnung
32: Durchtrittsöffnung
35: Austrittsöffnung
38: Wegscheibe
39: Fühlkolben
40: axiale Verzahnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19823669 C1 [0002]
DE 20212063 U1 [0002]
WO 2007/110026 A1 [0013, 0023]

Claims

Dreheinführungsvorrichtung für ein Fluid, mit einer Welle (2), die um eine Drehachse (4) drehbar ist und eine in Richtung der Drehachse verlaufende Fluidzuführung (5) aufweist, in welcher ein Einsatzkörper (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatzkörper (30) mit Durchtrittsöffnungen (31, 32), die fluidische Widerstände für das Fluid darstellen, in radialer Richtung zwischen dem Einsatzkörper (10) und der Welle (2) angeordnet ist.
Dreheinführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkörper (30) die Gestalt eines Kreiszylindermantels aufweist.
Dreheinführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkörper (30) einen parallel zu der Drehachse (4) verlaufenden Schlitz aufweist, in welchem ein Steg angeordnet ist, der an dem Einsatzkörper (10) radial nach außen absteht.
Dreheinführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper (10) einen Bund (14) aufweist, der in axialer Richtung einen Anschlag für den Zusatzkörper (30) darstellt.
Dreheinführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Einsatzkörper (10) eine parallel zu der Drehachse (4) verlaufende Nut (15) aufweist, radial außerhalb von der Durchtrittsöffnungen (31, 32) des Zusatzkörpers (30) angeordnet sind.
Dreheinführungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper (10) radial innerhalb und in Umfangsrichtung versetzt zu der Nut (15) einen Durchgangskanal (16) für Fluid aufweist.
Dreheinführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Rohrkörper (18) in Richtung der Drehachse (4) durch den Einsatzkörper (10) hindurch erstreckt.
Dreheinführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) radial außerhalb der Durchtrittsöffnungen (31, 32) des Zusatzkörpers (30) Austrittsöffnungen (35) für das Fluid aufweist.
Dreheinführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper (10) als Spritzgießteil aus Kunststoff gebildet ist.
Drehmomentfühler für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einer Dreheinführungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.