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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fluidführende Welle eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest eine erfindungsgemäß ausgeführte fluidführende Welle.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Getriebewellen derart auszuführen, dass Schmier- und Kühlöl oder unter Druck stehendes Hydraulikfluid zu Elementen des Getriebes, beispielsweise zu Schaltelementen, über in der Getriebewelle verlaufende Bohrungen oder Kanäle zugeführt werden kann.
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Hierbei sollen derartig ausgeführte Getriebewellen trotz der Bohrungen bzw. Kanäle eine ausreichende Festigkeit und Drehmomentbelastbarkeit aufweisen, wobei deren Außendurchmesser der Welle möglichst gering gehalten werden soll, um den erforderlichen Bauraum, den Durchmesser der Wellenlager und der an der Welle angreifenden Dichtelementen gering zu halten. Des Weiteren soll die Wandstärke zwischen den Bohrungen bzw. Kanälen derart bemessen sein, dass Durchbrüche zwischen den Bohrungen im Betrieb bei hohen Drücken vermieden werden.
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Aus der
DE 199 34 405 A1 ist eine Hohlwelle mit Ölkanälen bekannt, wobei im Innenraum der Hohlwelle ein Formkörper befestigt ist, und wobei die Außenwand des Formkörpers und die Innenwand der Hohlwelle einen Überlappungsbereich aufweisen, in dem röhrenförmige Hohlräume zwischen der Innenwand der Hohlwelle und der Außenwand des Formkörpers gebildet sind, wobei die Hohlräume in Axialrichtung der Welle den gesamten Überlappungsbereich überspannen. Hierbei ist vorgesehen, dass die Außenwand des Formkörpers im Überlappungsbereich Verbindungsabschnitte aufweist, welche den gesamten Überlappungsbereich in Axialrichtung der Hohlwelle überspannen, wobei die Außenwand des Formkörpers im Bereich dieser Verbindungsabschnitte fest und dicht mit der Innenwand der Hohlwelle verbunden ist.
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Ferner geht aus der
DE 103 33 432 A1 der Anmelderin eine ölführende Welle hervor, mit einem zur Wellenlängsachse koaxialen beziehungsweise achsparallelen Welleninnenraum sowie mit einem in dem Welleninnenraum angeordneten Mittel zur Aufteilung des Welleninnenraumes in wenigstens zwei voneinander getrennte ölführende Kanäle, wobei die Kanäle als über ihre Längserstreckung offene Kanäle an der Innenwand der Welle ausgebildet und durch ein in den Welleninnenraum eingeschobenes Rohr voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fluidführende Welle eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs anzugeben. Ferner soll ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest eine erfindungsgemäß ausgeführte fluidführende Welle angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird für eine fluidführende Welle durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug ist Gegenstand des Patentanspruchs 5. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird eine fluidführende Welle eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend einen sich axial erstreckenden Hohlraum, in dem n ineinander liegende Rohre jeweils unterschiedlichen Durchmessers koaxial zueinander angeordnet sind, durch die n+1 radial übereinander verlaufende Leitungen gebildet sind, wobei n ≥ 2 ist, wobei die Länge der Rohre mit steigendem Durchmesser abnimmt, wobei die radial betrachtet innerste Leitung durch das längste Rohr gebildet ist und die weiteren Leitungen radial betrachtet von innen nach außen durch jeweils die radial außenliegende Oberfläche des jeweiligen längeren Rohres und die radial innenliegende Oberfläche des jeweiligen kürzeren Rohres gebildet werden, wobei die radial betrachtet äußerste Leitung durch die radial außenliegende Oberfläche des kürzesten Rohres und die radial innenliegende Oberfläche des Hohlraums der Welle gebildet ist.
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Die Rohre sind erfindungsgemäß axial betrachtet derart angeordnet, dass sich jedes Rohr über die Enden des jeweiligen radial benachbarten kürzeren Rohres erstreckt.
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An zumindest einem Ende des Hohlraums sind die Enden der Rohre radial betrachtet nach außen gebogen und liegen an der radial innenliegenden Oberfläche der Welle dichtend an, wobei axial betrachtet zwischen jeweils zwei benachbart an der radial innenliegenden Oberfläche der Welle dichtend anliegenden Enden der Rohre zumindest eine mit der durch die die radial außenliegende Oberfläche des jeweiligen längeren Rohres und die radial innenliegende Oberfläche des jeweiligen kürzeren Rohres gebildeten Leitung fluidtechnisch verbundene radiale Fluidzu- oder Abführungsbohrung in der Welle vorgesehen ist, wobei die Fluidzu- oder Abführungsbohrung für die radial betrachtet innerste Leitung eine Axialbohrung der Welle ist und wobei zumindest eine als Fluidzu- oder Abführungsbohrung für die radial betrachtet äußerste Leitung dienende Radialbohrung in der Welle vorgesehen ist, die in diese Leitung mündet.
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Jede Leitung weist zumindest eine Fluidabführungsbohrung und zumindest eine Fluidzuführungsbohrung auf, die jeweils vorzugsweise an einem Ende der Leitung vorgesehen sind.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können demnach die Rohre am anderen Ende des Hohlraums analog zu der beschriebenen Ausgestaltung ausgeführt sein, um je nach Anwendungsfall an diesem Ende Fluidzu- oder Abführungsbohrungen für die gebildeten Leitungen zu schaffen.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich der Hohlraum am anderen Ende des Hohlraums stufenweise verjüngt. Hierbei entspricht der Innendurchmesser des Hohlraums dem Außendurchmesser des jeweiligen Endes der Rohre, wobei die Enden der Rohre am Innendurchmesser des Hohlraums dichtend anliegen, wobei axial betrachtet zwischen jeweils zwei benachbarten Enden in der Welle zumindest eine mit der durch die die radial außenliegende Oberfläche des jeweiligen längeren Rohres und die radial innenliegende Oberfläche des jeweiligen kürzeren Rohres gebildeten Leitung fluidtechnisch verbundene radiale Fluidzu- oder Abführungsbohrung vorgesehen ist.
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Die zumindest eine Fluidzu- oder Abführungsbohrung für die radial betrachtet innerste Leitung ist vorzugsweise eine Radialbohrung, die mit dem Ende des diese Leitung bildenden längsten Rohres fluidtechnisch verbunden ist, wobei zumindest eine als Fluidzu- oder Abführungsbohrung für die radial betrachtet äußerste Leitung dienende Radialbohrung in der Welle vorgesehen ist, die in diese Leitung mündet.
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Die Rohre können einen beispielsweise einen kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt aufweisen.
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Zumindest eine fluidführende Welle kann beispielsweise in ein Automatgetriebe, in ein Doppelkupplungsgetriebe oder in ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs integriert sein. Hierbei kann das Getriebe einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung zum schaltbaren Verbinden des Pumpenrades mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers aufweisen. Ferner kann ein weiteres, dem Drehmomentwandler vorgeschaltetes, als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführtes Schaltelement vorgesehen sein, mittels dessen der Antriebsstrang vom Verbrennungsmotor des Fahrzeugs abkoppelbar ist.
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Hierbei können mittels der erfindungsgemäßen fluidführenden Welle die hydraulischen Betätigungsvorrichtungen der Wandlerüberbrückungskupplung und des weiteren Schaltelementes mit Hydraulikfluid versorgt werden.
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Beispielsweise kann, wenn insgesamt drei ineinander liegende Rohre zur Bildung von vier Leitungen vorgesehen sind, eine erste Leitung der Ölzufuhr oder der Ölabfuhr aus dem Torusraum des Drehmomentwandlers dienen, wobei eine zweite Leitung der Schmierölversorgung zumindest einer Komponente des Getriebes, beispielsweise einer Lagerung dient, wobei eine dritte Leitung der hydraulischen Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung dient und eine vierte Leitung der hydraulischen Betätigung des weiteren Schaltelementes dient.
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Wenn der Hydraulikkreis des weiteren Schaltelementes oder der Wandlerüberbrückungskupplung einen Druckausgleichsraum zur Kompensation von rotatorischen Kräften aufweist, kann die zweite Leitung vorzugsweise alternativ oder zusätzlich der Ölzufuhr zu diesem Druckausgleichsraum dienen.
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Hierbei ist eine gemäß der Erfindung ausgeführte fluidführende Welle als Antriebswelle des Getriebes ausgeführt und ständig mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers drehfest verbunden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1: Eine schematische Schnittansicht einer Ausgestaltung einer gemäß der Erfindung ausgeführten fluidführenden Welle; und
- 2: Eine schematische Darstellung eines Getriebes umfassend eine gemäß der Erfindung ausgeführten fluidführenden Welle.
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Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 1 umfasst eine fluidführende Welle 1 eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs einen sich axial erstreckenden Hohlraum 2, in dem drei ineinander liegende Rohre 3, 4, 5 jeweils unterschiedlichen Durchmessers koaxial zueinander angeordnet sind, durch die 4 radial übereinander verlaufende Leitungen 6 ,7, 8, 9 gebildet sind.
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Gemäß der Erfindung nimmt die Länge der Rohre 3, 4, 5 mit steigendem Durchmesser ab, wobei die radial betrachtet innerste Leitung 6 durch das längste Rohr 3 gebildet ist und die weiteren Leitungen 7, 8 radial betrachtet von innen nach außen durch jeweils die radial außenliegende Oberfläche des jeweiligen längeren Rohres und die radial innenliegende Oberfläche des jeweiligen kürzeren Rohres gebildet werden, wobei die radial betrachtet äußerste Leitung 9 durch die radial außenliegende Oberfläche des kürzesten Rohres 5 und die radial innenliegende Oberfläche des Hohlraums 2 gebildet ist.
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Wie aus 1 ersichtlich, sind die Rohre 3, 4, 5 axial betrachtet derart angeordnet, dass sich jedes Rohr über die Enden des jeweiligen radial benachbarten kürzeren Rohres erstreckt. Ferner sind die Rohre an einem Ende 10 des Hohlraums 2 radial betrachtet nach außen gebogen und liegen an der radial innenliegenden Oberfläche der Welle 1 dichtend an, wobei axial betrachtet zwischen jeweils zwei benachbart an der radial innenliegenden Oberfläche der Welle 1 dichtend anliegenden Enden der Rohre zumindest eine mit der durch die radial außenliegende Oberfläche des jeweiligen längeren Rohres und die radial innenliegende Oberfläche des jeweiligen kürzeren Rohres gebildeten Leitung fluidtechnisch verbundene radiale Fluidzu- oder Abführungsbohrung vorgesehen ist.
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Bei dem gezeigten Beispiel sind zwischen den dichtend anliegenden Enden der Rohre 3 und 4 und den dichtend anliegenden Enden der Rohre 4 und 5 jeweils zwei Fluidzu- oder Abführungsbohrungen 11, 12 dargestellt. Die Fluidzu- oder Abführungsbohrungen 11 sind mit der Leitung 7 fluidtechnisch verbunden, wobei die Fluidzu- oder Abführungsbohrungen 12 mit der Leitung 8 fluidtechnisch verbunden sind. Für die radial betrachtet innerste Leitung 6 ist als Fluidzu- oder Abführungsbohrung eine Axialbohrung 13 der Welle 2 vorgesehen, wobei als Fluidzu- oder Abführungsbohrungen für die radial betrachtet äußerste Leitung 9 zwei Radialbohrungen 14 in der Welle 2 vorgesehen sind, die in diese Leitung 9 münden.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verjüngt sich der Hohlraum 2 am anderen Ende 15 des Hohlraums 2 stufenweise, wobei der Innendurchmesser des Hohlraums 2 dem Außendurchmesser des jeweiligen Endes der Rohre 3, 4, 5 entspricht und wobei die Enden der Rohre am Innendurchmesser des Hohlraums 2 dichtend anliegen.
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Hierbei ist axial betrachtet zwischen jeweils zwei benachbarten Enden der Rohre in der Welle 2 zumindest eine mit der durch die die radial außenliegende Oberfläche des jeweiligen längeren Rohres und die radial innenliegende Oberfläche des jeweiligen kürzeren Rohres gebildeten Leitung fluidtechnisch verbundene radiale Fluidzu- oder Abführungsbohrung vorgesehen. Bei dem gezeigten Beispiel sind zwischen den Enden der Rohre 3 und 4 und den Enden der Rohre 4 und 5 jeweils zwei Fluidzu- oder Abführungsbohrungen 16, 17 dargestellt.
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Die Fluidzu- oder Abführungsbohrungen 16 sind mit der Leitung 7 fluidtechnisch verbunden, wobei die Fluidzu- oder Abführungsbohrungen 17 mit der Leitung 8 fluidtechnisch verbunden sind. Als Fluidzu- oder Abführungsbohrungen für die radial betrachtet innerste Leitung 6 sind zwei Radialbohrungen 18 in der Welle 1 vorgesehen, die mit dem Ende des diese Leitung bildenden längsten Rohres 3 fluidtechnisch verbunden sind, wobei als Fluidzu- oder Abführungsbohrung für die radial betrachtet äußerste Leitung 9 eine Radialbohrung 19 in der Welle 2 vorgesehen ist, die in diese Leitung mündet.
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Gegenstand des Ausführungsbeispiels gemäß 2 ist ein als Automatgetriebe ausgeführtes Getriebe 20 eines Kraftfahrzeugs, welches einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 21 mit einer Wandlerüberbrückungskupplung 22 zum schaltbaren Verbinden eines Pumpenrades 23 mit einem Turbinenrad 24 des Drehmomentwandlers 21 und ein weiteres, dem Drehmomentwandler 21 vorgeschaltetes, als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführtes Schaltelement 25 aufweist, mittels dessen der Antriebsstrang vom Verbrennungsmotor 26 des Fahrzeugs abkoppelbar ist. Mittels des Getriebes 20 können verschiedene Gangstufen zwischen der mit dem Turbinenrad ständig drehfest verbundenen Antriebswelle 2 des Getriebes und der Abtriebswelle 28 des Getriebes 20 bereitgestellt werden, wobei zur Erzeugung der Gangstufen das Getriebe 20 mehrere Planetenradsätze aufweist, die in 2 zusammen als Radsatz 27 bezeichnet sind.
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Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist eine gemäß der Erfindung ausgeführte fluidführende Welle 1 mit vier Leitungen als Antriebswelle des Automatgetriebes 20 ausgeführt.
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Hierbei dient eine erste Leitung der fluidführenden Welle 1 der Ölzufuhr oder der Ölabfuhr aus dem Torusraum des Drehmomentwandlers 21, wobei eine zweite Leitung der fluidführenden Welle 1 der Schmierölversorgung zumindest einer Komponente des Getriebes 20 und/oder der Ölzufuhr zu einem Druckausgleichsraum des weiteren Schaltelementes 25 oder der Wandlerüberbrückungskupplung 22 dient, wobei eine dritte Leitung der fluidführenden Welle 1 der hydraulischen Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung 22 dient und eine vierte Leitung der fluidführenden Welle 1 der hydraulischen Betätigung des weiteren Schaltelementes 25 dient.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Welle
- 2
- Hohlraum
- 3
- Rohr
- 4
- Rohr
- 5
- Rohr
- 6
- Leitung
- 7
- Leitung
- 8
- Leitung
- 9
- Leitung
- 10
- Ende des Hohlraums 2
- 11
- Fluidzu- oder Abführungsbohrung
- 12
- Fluidzu- oder Abführungsbohrung
- 13
- Axialbohrung
- 14
- Radialbohrung
- 15
- Ende des Hohlraums 2
- 16
- Fluidzu- oder Abführungsbohrung
- 17
- Fluidzu- oder Abführungsbohrung
- 18
- Radialbohrung
- 19
- Radialbohrung
- 20
- Getriebe
- 21
- Drehmomentwandler
- 22
- Wandlerüberbrückungskupplung
- 23
- Pumpenrad
- 24
- Turbinenrad
- 25
- Schaltelement
- 26
- Verbrennungsmotor
- 27
- Radsatz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19934405 A1 [0004]
- DE 10333432 A1 [0005]
