-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine drehbare Welle für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug(getriebe) mit einer solchen drehbar gelagerten Welle sowie ein Verfahren zur Versorgung von einer oder mehreren Austrittsöffnungen in einer Wellenaußenfläche einer solchen Welle mit einem Schmiermittel.
-
Aus betriebsinterner Praxis ist es bekannt, Wälz- oder Gleitlagerflächen auf einer drehbar gelagerten Welle eines Kraftfahrzeuggetriebes durch eine Innenbohrung in der Welle mit Schmiermittel zu versorgen, wobei Schmiermittel durch einen Schmiermitteleintritt in die Innenbohrung gelangt und durch eine oder mehrere mit der Innenbohrung kommunizierende Austrittsöffnungen in einer Wellenaußenfläche austritt.
-
Dabei kann Schmiermittel ungewollt zu dem Schmiermitteleintritt zurück- und aus diesem ausströmen, anstatt wie gewünscht durch die Austrittsöffnung(en) auszutreten und die Wälz- bzw. Gleitlagerfläch(en) zu schmieren.
-
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, die Versorgung von einer oder mehreren Austrittsöffnungen in einer Wellenaußenfläche einer drehbar gelagerten Welle eines Kraftfahrzeugs mit einem Schmiermittel zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Welle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 9 bis 11 stellen ein Kraftfahrzeug bzw. Kraftfahrzeuggetriebe mit einer hier beschriebenen Welle bzw. ein Verfahren zur Versorgung von einer oder mehreren Austrittsöffnungen in einer Wellenaußenfläche einer solchen Welle mit einem Schmiermittel unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine drehbare, insbesondere drehbar gelagerte bzw. hierzu vorgesehene bzw. eingerichtete, Welle für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Getriebe, insbesondere eine drehbar gelagerte Welle eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes, eine Innenbohrung zur Versorgung von einer oder mehreren Austrittsöffnungen in einer Wellenaußenfläche mit einem Schmiermittel auf.
-
In einer Ausführung erstreckt sich die Innenbohrung in Axialrichtung der Welle, insbesondere parallel zu einer Längsachse der Welle, in einer Weiterbildung fluchtet die Innenbohrung mit der Längsachse der Welle. In einer anderen Ausführung erstreckt sich die Innenbohrung, insbesondere auch oder wenigstens im Wesentlichen, in Radialrichtung der Welle, insbesondere auch oder wenigstens im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Welle.
-
In einer Ausführung sind eine oder mehrere Austrittsöffnungen in einer stirnseitigen Wellenaußenfläche bzw. Stirnfläche der Welle angeordnet. Zusätzlich oder alternativ sind in einer Ausführung eine oder mehrere Austrittsöffnungen in einer mantelseitigen Wellenaußenfläche bzw. Mantelfläche der Welle angeordnet.
-
In einer Ausführung kommuniziert die Innenbohrung mit einer oder mehreren der Austrittsöffnungen über eine oder mehrere Axial- und/oder Radialbohrungen, die in einer Weiterbildung einen kleineren (minimalen) Innendurchmesser aufweisen als die Innenbohrung der Welle. Insbesondere erstreckt sich in einer Ausführung die Innenbohrung in Axialrichtung der Welle, insbesondere parallel zu einer Längsachse der Welle, und kommuniziert mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen, die in einer stirnseitigen Wellenaußenfläche bzw. Stirnfläche der Welle angeordnet sind, über eine oder mehrere Axialbohrungen und/oder mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen, die in einer mantelseitigen Wellenaußenfläche bzw. Mantelfläche der Welle angeordnet sind, über eine oder mehrere Radialbohrungen.
-
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Innenbohrung eine gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte, insbesondere spiralförmige, Flanke zur Förderung des Schmiermittels in Richtung zu einer oder mehreren der Austrittsöffnungen hin und/oder von einem Schmiermitteleintritt weg angeordnet.
-
Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft ein Schmiermittelfluss zu einer oder mehreren Austrittsöffnungen hin verbessert und/oder ein unerwünschter Rückfluss von Schmiermittel zu einem Schmiermitteleintritt und insbesondere durch diesen aus der Innenbohrung der Welle (wieder) heraus reduziert, insbesondere, wenigstens im Wesentlichen, vermieden werden. Die gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte, insbesondere spiralförmige, Flanke kann somit in einer Ausführung in der Art einer vorteilhaft in die Innenbohrung integrierten Schrauben- bzw. Schneckenpumpe wirken.
-
Unter spiralförmig wird vorliegend insbesondere verstanden, dass sich die Flanke mit einer, insbesondere konstanten, Steigung gegen die Axialrichtung der Innenbohrung um diese Richtung herum windet, insbesondere um wenigstens 360°, insbesondere um wenigstens 720°. In einer Ausführung ist die Flanke geschlossen bzw. durchgehend, hierdurch kann in einer Ausführung die Förderwirkung verbessert werden. Gleichermaßen kann die Flanke auch ein- oder mehrfach unterbrochen sein.
-
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Innenbohrung eine gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte, insbesondere spiralförmige, Nut auf, deren, insbesondere austrittsöffnungsabgewandte, Flanke dann eine bzw. die gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte Flanke zur Förderung des Schmiermittels in Richtung zu der Austrittsöffnung hin bilden kann. In einer Weiterbildung windet sich die Nut mit einer, insbesondere konstanten, Steigung gegen die Axialrichtung der Innenbohrung um diese herum, insbesondere um wenigstens 360°, insbesondere um wenigstens 720°. In einer Ausführung ist die Nut durchgehend ausgebildet, gleichermaßen kann die Nut auch ein- oder mehrfach unterbrochen sein.
-
Durch eine gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte Nut kann in einer Ausführung in konstruktiv, herstellungs-, montage- und/oder gewichtstechnisch vorteilhafter Weise Schmiermittel, insbesondere am Rand bzw. der Mantelfläche der Innenbohrung, in Richtung zu einer oder mehreren der Austrittsöffnungen hin gefördert und/oder ein Rückfluss zu einem Schmiermitteleintritt und aus diesem (wieder) heraus reduziert werden.
-
In einer Ausführung kommuniziert die Nut mit einer oder mehreren Bohrungen, über die die Innenbohrung mit einer oder mehreren der Austrittsöffnungen kommuniziert, um so Schmiermittel direkt aus der Nut in die Bohrungen und an die Austrittsöffnungen zu fördern. Gleichermaßen kann die Nut auch nur dazu dienen, Schmiermittel in der Innenbohrung, insbesondere wenigstens randseitig bzw. in einer einer Mantelfläche der Innenbohrung benachbarten Schicht, in Richtung auf die Austrittsöffnung(en) hin zu fördern und/oder einen Rückfluss zu einem Schmiermitteleintritt zu reduzieren.
-
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Innen- bzw. Mantelfläche der Innenbohrung einen gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigten, insbesondere spiralförmigen, Flansch mit der gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigten Flanke zur Förderung des Schmiermittels in Richtung zu der Austrittsöffnung hin auf, der in die Innenbohrung hineinragt.
-
Hierdurch kann in einer Ausführung analog zu der Nut Schmiermittel, insbesondere am Rand bzw. der Mantelfläche der Innenbohrung, in Richtung zu einer oder mehreren der Austrittsöffnungen hin gefördert und/oder ein Rückfluss zu einem Schmiermitteleintritt und aus diesem (wieder) heraus reduziert werden.
-
Während eine Nut insbesondere fertigungs- und gewichtstechnisch vorteilhaft sein kann, kann ein in die Innenbohrung hineinragender Flansch insbesondere fördertechnisch vorteilhaft sein. Er kann in einer Ausführung lösbar oder dauerhaft an der der Welle befestigt, insbesondere mit dieser stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt, -lötet oder -schweißt, oder integral ausgebildet, insbesondere urgeformt, sein.
-
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Einsatz mit einer gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigten, insbesondere spiralförmigen, Flanke zur Förderung des Schmiermittels in Richtung zu einer oder mehreren der Austrittsöffnungen hin in der Innenbohrung angeordnet.
-
In einer Ausführung ist der Einsatz bezüglich einer Drehlagerung der Welle bzw. eines Bauteils, an dem die Welle drehbar gelagert ist, insbesondere einem Gehäuse, ortsfest. Dadurch bewirkt eine Drehung der drehbar gelagerten Welle eine Relativdrehung zwischen Innenbohrung und Einsatz, dessen gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte Flanke somit in einer Ausführung vorteilhaft Schmiermittel in Richtung auf die Austrittsöffnung(en) hin fördert und/oder einen Rückfluss zu einem Schmiermitteleintritt reduziert.
-
In einer Ausführung kontaktiert die gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte Flanke des Einsatzes die Innenbohrung. Hierdurch kann in einer Ausführung die Förderwirkung verbessert werden. In einer anderen Ausführung ist die gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte Flanke des Einsatzes von einer Innenfläche der Innenbohrung radial beabstandet. Hierdurch kann in einer Ausführung Reibung reduziert werden.
-
In einer Ausführung erstreckt sich die Flanke, insbesondere des Einsatzes bzw. die Nut bzw. der Flansch, über wenigstens 10%, insbesondere wenigstens 25%, einer Länge der Innenbohrung, insbesondere einer Länge zwischen einem Schmiermitteleintritt und einer oder mehreren der Austrittsöffnungen. Hierdurch kann in einer Ausführung eine vorteilhafte (Mindest)Förderwirkung realisiert werden.
-
Zusätzlich oder alternativ erstreckt sich in einer Ausführung die Flanke, insbesondere des Einsatzes bzw. die Nut bzw. der Flansch, über höchstens 90%, insbesondere höchstens 75%, einer Länge der Innenbohrung, insbesondere einer Länge zwischen einem Schmiermitteleintritt und einer oder mehreren der Austrittsöffnungen. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft eine Förderwirkung, ein Bearbeitungsaufwand und/oder ein Gewicht limitiert werden.
-
In einer Ausführung beträgt eine Steigung der spiralförmigen Flanke, insbesondere des Einsatzes bzw. eine Steigung der Nut bzw. des Flansches, wenigstens 50% eines, insbesondere maximalen, (Innen)Durchmessers der Innenbohrung. Hierdurch kann in einer Ausführung eine vorteilhafte Förderwirkung realisiert werden.
-
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftfahrzeug oder ein Kraftfahrzeuggetriebe eine hier beschriebene Welle auf, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei in einer Weiterbildung eine oder mehrere Austrittsöffnungen zur Versorgung einer Wälz- oder Gleitlagerfläche dienen bzw. ausgebildet sind. Die Wälz- oder Gleitlagerfläche kann insbesondere eine Kontaktfläche eines Lagers sein, in dem die Welle drehbar gelagert ist. Gleichermaßen kann die Wälz- oder Gleitlagerfläche insbesondere eine Kontaktfläche eines Bauteils wie beispielsweise eines Synchronisiermittels sein, das auf der Welle drehbar gelagert ist.
-
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird Schmiermittel in der Innenbohrung einer hier beschriebenen Welle durch die gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigte Flanke in Richtung zu einer oder mehreren der Austrittsöffnungen hin gefördert.
-
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
-
1 einen Teil einer Welle eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung 1 einen Teil einer Welle eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Längsschnitt; und
-
2 einen Teil einer Welle eines Kraftfahrzeugs nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Längsschnitt.
-
1 zeigt einen Teil einer drehbar gelagerten Welle 1 eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Längsschnitt.
-
Die Welle 1 weist eine Innenbohrung 2 zur Versorgung von mehreren Austrittsöffnungen in einer Wellenaußenfläche mit einem Schmiermittel auf, von denen in 1 exemplarisch eine Austrittsöffnung 3 dargestellt ist.
-
Die Innenbohrung 2 fluchtet mit der Längsachse der Welle 1, die in 1 strichpunktiert angedeutet ist.
-
Die in 1 exemplarisch dargestellte Austrittsöffnung 3 ist in einer mantelseitigen Wellenaußenfläche bzw. Mantelfläche der Welle 1 angeordnet. Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere der Austrittsöffnungen in einer stirnseitigen Wellenaußenfläche bzw. Stirnfläche der Welle angeordnet sein (nicht dargestellt).
-
Die Austrittsöffnungen kommunizieren mit der Innenbohrung 2 über Axial- und/oder Radialbohrungen, von denen in 1 wiederum exemplarisch eine Radialbohrung 4 dargestellt ist, die mit der Austrittsöffnung 3 kommuniziert.
-
In der Ausführung der 1 weist die Innenbohrung 2 eine durchgehend ausgebildete spiralförmige Nut 50 mit einer gegen die strichpunktiert angedeutete Axialrichtung der Innenbohrung 2 geneigte Flanke 51 zur Förderung von Schmiermittel in Richtung zu der Austrittsöffnung 3 hin (nach links in 1) auf. Die Nut 50 windet sich mit einer konstanten Steigung gegen die Axialrichtung der Innenbohrung mehrfach um diese herum, wobei in 1 eine Windung um 900° erkennbar ist.
-
Bei drehender Welle 1 fördert die Nut 50 bzw. deren Flanke 51 randseitig Schmiermittel in der Innenbohrung 2 von einem Schmiermitteleintritt (rechts in 1, nicht dargestellt) weg in Richtung zu der Austrittsöffnung 3 hin (nach links in 1). Dabei kommuniziert die Nut 50 im Ausführungsbeispiel nicht mit der Radialbohrung 4, sondern fördert nur Schmiermittel wenigstens in einer Schicht, die einer Mantel- bzw. Innenfläche der Innenbohrung benachbart ist, in Richtung zu der Austrittsöffnung 3 hin. In einer nicht dargestellten Abwandlung kann die Nut 50 auch mit der Radialbohrung 4 kommunizieren bzw. diese in der Nut 50 münden, um so Schmiermittel direkt aus der Nut in die Radialbohrung 4 zu fördern.
-
Hierdurch kann ein unerwünschter Rückfluss des Schmiermittels zum Schmiermitteleintritt hin bzw. aus diesem wieder aus der Innenbohrung 2 heraus reduziert und das Schmiermittel zu der Austrittsöffnung 3 hin gefördert werden.
-
Diese versorgt eine Wälzlagerfläche 61 eines Nadellagers 60, welches die Welle 1 in einem Gehäuse oder ein Bauteil auf der Welle 1 lagert (nicht dargestellt).
-
Die Nut erstreckt sich über wenigstens 25% und/oder höchstens 75% einer axialen Länge der Innenbohrung 2 zwischen dem Schmiermitteleintritt und der Austrittsöffnung 3.
-
Die Steigung der spiralförmigen Nut 50 beträgt wenigstens 50% eines maximalen Innendurchmessers der Innenbohrung 2.
-
2 zeigt in 1 entsprechender Weise einen Teil einer drehbar gelagerten Welle 1 eines Kraftfahrzeugs nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Übereinstimmende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen identifiziert, so dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird.
-
In der Ausführung der 2 ist ein Einsatz 70 mit einer gegen die Axialrichtung der Innenbohrung geneigten spiralförmigen Flanke 71 zur Förderung des Schmiermittels in Richtung zu der Austrittsöffnung 3 hin in der Innenbohrung 2 angeordnet.
-
Der Einsatz 70 ist bezüglich einer Drehlagerung der Welle bzw. eines Bauteils, an dem die Welle drehbar gelagert ist, insbesondere einem Gehäuse, ortsfest.
-
Die gegen die Axialrichtung der Innenbohrung 2 geneigte Flanke 71 des Einsatzes 70 kontaktiert die Innenbohrung 2.
-
Bei drehender Welle 1 fördert die bezüglich der Drehlagerung der Welle 1 ortsfeste spiralförmige Flanke 71 Schmiermittel von dem Schmiermitteleintritt (rechts in 1, nicht dargestellt) weg in Richtung zu der Austrittsöffnung 3 hin (nach links in 1).
-
Die spiralförmige Flanke 71 erstreckt sich über wenigstens 25% und/oder höchstens 75% der axialen Länge der Innenbohrung 2 zwischen dem Schmiermitteleintritt und der Austrittsöffnung 3.
-
Die Steigung der spiralförmigen Flanke 71 beträgt wenigstens 50% des maximalen Innendurchmessers der Innenbohrung 2.
-
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. So kann insbesondere anstelle der (negativen bzw. sich von der Innenbohrung 2 weg in die Welle 1 hinein erstreckenden) Nut 50 ein (positiver bzw. in die Innenbohrung 2 hineinragender) Flansch an der Mantelfläche der Innenbohrung 2 angeordnet sein.
-
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste
| 1 | Welle |
| 2 | Innenbohrung |
| 3 | Austrittsöffnung |
| 4 | (Radial)Bohrung |
| 50 | Nut |
| 51 | Flanke |
| 60 | Nadellager |
| 61 | (Wälz)Lagerfläche |
| 70 | Einsatz |
| 71 | Flanke |
