DE102020110354A1

DE102020110354A1 - Hohlwellenanordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020110354A1
Application number: DE102020110354.9A
Authority: DE
Inventors: Fritz Pobitzer; Ulrich Ohnemus
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hohlwellenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest eine Hohlwelle mit mehreren in axialer Richtung hintereinander angeordneten Durchgangsöffnungen, die eine Hohlwelleninnenwand mit einer Hohlwellenaußenwand zur Verteilung eines ins Innere der Hohlwelle strömenden Fluids miteinander verbinden, wobei im Inneren der Hohlwelle eine Fluidverteilungsleitung angeordnet ist, die wenigstens eine Fluidverteilungsöffnung aufweist, durch welche das in die Fluidverteilungsleitung eingebrachte Fluid in einen zwischen einer Mantelfläche der Fluidverteilungsleitung und der Hohlwelleninnenwand vorhanden Zwischenraum strömen kann, wobei die Fluidverteilungsöffnung von einem Einströmende der Hohlwelle aus betrachtet in axialer Hauptströmungsrichtung des Fluids hinter der ersten der Durchgangsöffnungen angeordnet ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer derartigen Hohlwellenanordnung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hohlwellenanordnung für ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer derartigen Hohlwellenanordnung.
In Kraftfahrzeugen ist die Verwendung von Hohlwellen an sich bekannt. Derartige Hohlwellen werden insbesondere dafür verwendet, umliegende Bauteile im Bereich einer solchen Hohlwelle mit Kühlmittel und/oder Schmiermittel zu versorgen. Eine derartige Hohlwelle zeigt beispielsweise die DE 34 32 403 A1 . Die Hohlwelle weist mehrere in axialer Richtung hintereinander angeordnete Durchgangsöffnungen auf, die eine Hohlwelleninnenwand mit einer Hohlwellenaußenwand zur Verteilung eines ins Innere der Hohlwelle strömenden Fluids miteinander verbinden. Das ins Innere der Hohlwelle eingebrachte Fluid kann also in radialer Richtung durch die Durchgangsöffnungen der Hohlwelle nach außen strömen, um auf diese Weise außerhalb der Hohlwelle liegende Teile zu schmieren und/oder zu kühlen.
Wird eine derartige Hohlwelle mit einer Drehzahl beaufschlagt, also in Rotation versetzt, folgt das ins Innere der Hohlwelle eingebrachte Fluid jeweiligen Fliehkraftwirkungen und wird unter Umständen größtenteils bereits sehr nahe im Bereich eines Einströmendes der Hohlwelle, durch welches das Fluid in die Hohlwelle eingebracht wird, nach außen hin, also außerhalb von der Hohlwelle gefördert. Ein in eine solche Hohlwelle eingebrachtes Fluid hat üblicherweise das Bestreben, dem Weg des geringsten Widerstands zu folgen. Daher besteht insbesondere bei höheren Drehzahlen die Gefahr, dass beispielsweise Lagerstellen an einem Wellenende einer solchen Hohlwelle nicht mit genügend Fluid, was beispielsweise als Schmierstoff dienen kann, versorgt wird. Weist eine derartige Hohlwelle beispielsweise auch noch Durchmesserverjüngungen auf, so können sich dadurch Hindernisse für den Fluidstrom ergeben. Stellen, die besonders weit vom Einströmende der Hohlwelle entfernt und im Bereich solcher Durchmesserverjüngungen angeordnet sind, können dadurch unter Umständen nicht mehr einwandfrei gekühlt und/oder geschmiert werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher bei einer Hohlwelle mit mehreren in axialer Richtung hintereinander angeordneten Durchgangsöffnungen ein stark ungleichmäßiges Ausströmen eines Fluids über die Durchgangsöffnungen unterbunden werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Hohlwellenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren angegeben.
Die erfindungsgemäße Hohlwellenanordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine Hohlwelle mit mehreren in axialer Richtung hintereinander angeordneten Durchgangsöffnungen, die eine Hohlwelleninnenwand mit einer Hohlwellenaußenwand zur Verteilung eines ins Innere der Hohlwelle strömenden Fluids miteinander verbinden. Bei den Durchgangsöffnungen kann es sich insbesondere um Querbohrungen handeln, die Durchgangsöffnungen können also insbesondere in radialer Richtung der Hohlwelle verlaufen. Das ins Innere der Hohlwelle eingebrachte Fluid kann also insbesondere in radialer Richtung das Innere der Hohlwelle nach außen durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen verlassen, um so außenliegende Bauteile im Bereich der Hohlwelle zu kühlen und/oder zu schmieren. Bei dem Fluid kann es sich um ein beliebiges, insbesondere inkompressibles Fluid handeln, welches zur Schmierung und/oder zur Kühlung von umliegenden Bauteilen der Hohlwelle dienen kann. So kann es sich bei dem Fluid beispielsweise um ein Öl, ein anderweitiges Schmiermittel und/oder Kühlmittel handeln.
Um ein stark ungleichmäßiges Ausströmen des Fluids über die Durchgangsöffnungen zu unterbinden, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, im Inneren der Hohlwelle eine Fluidverteilungsleitung anzuordnen, die wenigstens eine Fluidverteilungsöffnung aufweist, durch welche das in die Fluidverteilungsleitung eingebrachte Fluid in einen zwischen einer Mantelfläche der Fluidverteilungsleitung und der Hohlinnenwand vorhandenen Zwischenraum strömen kann, wobei die Fluidverteilungsöffnung von einem Einströmende der Hohlwelle aus betrachtet in axialer Hauptströmungsrichtung des Fluids hinter der ersten der Durchgangsöffnungen angeordnet ist. Bei der Fluidverteilungsleitung kann es sich um einen starre aber auch um eine flexible Leitung handeln. Bei der Fluidverteilungsleitung kann es sich also beispielsweise um ein Rohr aber auch um einen Schlauch handeln. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Fluidverteilungsleitung zumindest im Wesentlichen koaxial zur Hohlwelle im Inneren der Hohlwelle angeordnet ist. Zudem kann die Fluidverteilungsleitung insbesondere drehfest mit der Hohlwelle verbunden sein. Zudem kann es vorgesehen sein, dass die Fluidverteilungsleitung sich in axialer Richtung zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Inneren der Hohlwelle erstreckt.
Dadurch, dass wenigstens eine Fluidverteilungsöffnung der Fluidverteilungsleitung vom Einströmende der Hohlwelle aus betrachtet in axialer Hauptströmungsrichtung des Fluids hinter der ersten der Durchgangsöffnungen angeordnet ist, kann verhindert werden, dass bei Rotation der Hohlwelle fliehkraftbedingt übermäßig viel von dem Fluid direkt durch die erste der Durchgangsöffnungen in radialer Richtung nach außen strömt und die Hohlwelle verlässt. Insbesondere kann die Fluidverteilungsleitung an unterschiedlichsten Stellen mehrere solcher Fluidverteilungsöffnungen aufweisen, die in axialer Richtung und/oder radialer Richtung gesehen verteilt angeordnet sind. Durch die Fluidverteilungsleitung im Inneren der Hohlwelle kann also verhindert werden, dass das eingebrachte Fluid stark ungleichmäßig über die Durchgangsöffnungen die Hohlwelle verlässt.
Durch die Positionierung der wenigstens einen Fluidverteilungsöffnung, und insbesondere durch Positionierung mehrerer solcher Fluidverteilungsöffnungen der Fluidverteilungsleitung, kann das in die Fluidverteilungsleitung eingebrachte Fluid besonders gezielt in radialer Richtung nach außen befördert werden, also in den zwischen der Mantelfläche der Fluidverteilungsleitung und der Hohlwelleninnenwand vorhandenen Zwischenraum strömen, von wo aus das Fluid dann über die Durchgangsöffnungen die Hohlwelle insbesondere in radialer Richtung nach außen verlassen kann. Im Falle mehrerer Fluidverteilungsöffnungen ist es auch möglich, diese unterschiedlich zu dimensionieren, insbesondere hinsichtlich ihres jeweiligen Durchmessers, um darüber die Fluidzuführung zu den jeweiligen Durchgangsöffnungen der Hohlwelle zu steuern. Auch durch eine passende relative Anordnung der Fluidverteilungsöffnungen zu den Durchgangsöffnungen kann die Fluidzuführung zu den jeweiligen Durchgangsöffnungen der Hohlwelle gesteuert werden.
Insbesondere auch bei hohen Drehzahlen kann durch die im Inneren der Hohlwelle vorgesehene Fluidverteilungsleitung sichergestellt werden, dass das eingebrachte Fluid wunschgemäß über die jeweiligen Durchgangsöffnungen der Hohlwelle nach außen verteilt werden kann, um umliegende Bauteile im Bereich der Hohlwelle zu schmieren und/oder zu kühlen. Bei der Hohlwelle kann es sich beispielsweise um eine Hohlwelle für ein Getriebe oder eine elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs handeln.
Grundsätzlich kann es sich bei der Hohlwelle um beliebige Hohlwellen handeln, die in Kraftfahrzeugen verbaut werden können.
Mittels der erfindungsgemäßen Hohlwellenanordnung ist es beispielsweise in einem Getriebe des Kraftfahrzeugs möglich, verschiedenste Lager, mittels welcher die Hohlwelle gelagert ist, bedarfsgerecht mit einem Schmiermittel zu versorgen und/oder zu kühlen. Je nachdem, welche Bauteile im Bereich der Hohlwelle geschmiert und/oder gekühlt werden müssen, ist es durch das Vorsehen der Fluidverteilungsleitung im Inneren der Hohlwelle möglich, einen jeweils bedarfsgerechten Fluidstrom durch die Durchgangsöffnungen der Hohlwelle zu den betreffenden Bauteilen zu gewährleisten.
Auch Leichtbauziele hinsichtlich Getriebewellen führen zur Ausgestaltung als Hohlwellen. Die Ölführung, insbesondere bei Getrieberadsätzen, die auf gekoppelten Planetengetriebestufen beruhen, benötigen üblicherweise eine Kühl-Schmierstoffversorgung von innen heraus. Bei der Hohlwelle der erfindungsgemäßen Hohlwellenanordnung kann es sich insbesondere um eine sogenannte Seele, also die innerste Getriebewelle, für ein Planetengetriebe handeln. Dadurch ist es möglich, bei rotierenden Planetenradträgern und Hohlrädern eine Kühl-Schmierstoffversorgung von innen heraus zu ermöglichen. Eine Zufuhr von Kühl- und/oder Schmierstoff von außen, die technisch nur schwer oder gar nicht möglich ist, ist somit nicht erforderlich.
Wenn es sich bei der Hohlwelle um eine Seele für ein Planetengetriebe handelt, können radial außenliegende und um die Hohlwelle rotierende Bauteile, wie sie bei koaxial angeordneten Wellen in Planetenradsätzen auftreten, mit Schmier- und/oder Kühlmittel versorgt werden. Hierbei können sich an bestimmten Positionen in Achsrichtung der Seele ganz bestimmte Kühl-Schmierstoffbedarfe ergeben. Beispielsweise kann eine Planetenradlagerung über Stegbereiche oder -wände eines Planetenradträgers mit Kühl- und/oder Schmierstoff versorgt werden. Ein Stirnradgetriebe mit feststehenden Lagern im Gehäuse und feststehenden Wellenebenen hat beispielsweise ganz andere Beölungskonzepte. Die Hohlwellenanordnung kann z.B. auch Bestandteil eines solchen Stirnradgetriebes sein.
Die Fluidverteilungsleitung kann z.B. aus Kunststoff oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Dadurch kann die Fluidverteilungsleitung ein relativ geringes Gewicht aufweisen und dem Diktat des Leichtbaus Rechnung tragen. Je nach verwendeten Werkstoffen ist es möglich, die Fluidverteilungsleitung beispielsweise mittels Spritzguss herzustellen, wobei z.B. an Fügeflächen noch Nachbearbeitungen erfolgen können.
Die Fluidverteilungsleitung kann einteilig, aber auch mehrteilig aufgebaut sein. In letzterem Fall ist es also möglich, einen geteilten Aufbau der Fluidverteilungsleitung vorzusehen, beispielsweise indem die Fluidverteilungsleitung aus mehreren Fluidführungselementen hergestellt wird. Es ist auch möglich, die Hohlwelle und die Fluidverteilungsleitung so zu gestalten, dass diese nicht den gesamten Innenraum der Hohlwelle mit dem Fluid befüllen kann. So lässt sich das Fluid-Umlaufvolumen reduzieren.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich von der Mantelfläche der Fluidverteilungsleitung wenigstens zwei Schwallwände in radialer Richtung nach außen erstrecken und zwischen sich einen Abschnitt des zwischen der Mantelfläche der Fluidverteilungsleitung und der Hohlwelleninnenwand angeordneten Zwischenraums einschließen, wobei die wenigstens eine Fluidverteilungsöffnung und wenigstens eine der Durchgangsöffnungen der Hohlwellen in diesen Abschnitt des Zwischenraums münden. Über besagte Schwallwände ist es möglich, einen Teil des Fluids in dem Abschnitt des Zwischenraums zu halten, von wo aus das Fluid den Zwischenraum nur durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung verlassen kann, die von diesem Bereich abzweigt. Durch das Vorsehen der Schwallwände kann also verhindert werden, dass im betreffenden Abschnitt des Zwischenraums das dort eingebrachte Fluid sich über die Schwallwände hinaus in axialer Richtung verteilen kann. Dadurch ist eine besonders gezielte Steuerung der Fluidmenge möglich, welche die in den Abschnitt des Zwischenraums mündende Durchgangsöffnung verlassen soll.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hohlwelle wenigstens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern aufweist, die jeweils einen Teil der Durchgangsöffnungen aufweisen, wobei zumindest eine jeweilige Fluidverteilungsöffnung der Fluidverteilungsleitung in die jeweiligen Abschnitte mündet. Die Hohlwelle weist also im Inneren besagte Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern auf. Durch das Vorsehen der Fluidverteilungsleitung kann dennoch, insbesondere auch bei höheren Drehzahlen der Hohlwelle, sichergestellt werden, dass sämtliche Abschnitte der Hohlwelle im Inneren mit dem Fluid versorgt werden, sodass von den jeweiligen Abschnitten insbesondere in radialer Richtung nach außen abzweigende Durchgangsöffnungen in wunschgemäßer Weise mit dem Fluid versorgt werden können, um umliegende Bauteile in erforderlicher Weise zu schmieren und/oder zu kühlen.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der in dem Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser angeordnete Teil der Fluidverteilungsleitung an der Hohlwelleninnenwand dieses Abschnitts anliegt, wobei zwischen der Hohlwelleninnenwand und der Fluidverteilungsleitung eine Entlastungsnut vorgesehen ist, durch welche ein Fluidaustausch zwischen den Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern erfolgen kann. Außenumfangsseitig liegt also die Fluidverteilungsleitung am Hohlwelleninnenrand des Abschnitts mit dem kleineren Innendurchmesser an, lediglich unterbrochen durch besagte Entlastungsnut. Diese Entlastungsnut kann als Aussparung in einem Außenumfangsbereich der Fluidverteilungsleitung vorgesehen sein. Durch das Vorsehen der Entlastungsnut ist es möglich, insbesondere einen Druckausgleich bei Bedarf automatisch zu ermöglichen, indem je nach Druckverhältnissen ein Fluidaustausch zwischen den Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern im Inneren der Hohlwelle erfolgen kann. Dadurch kann insbesondere eine Vergleichmäßigung der ausströmenden Fluidmenge aus den jeweiligen Durchgangsöffnungen der Hohlwelle sichergestellt werden. Ferner können dadurch ungünstige Druckverteilungen beziehungsweise Druckunterschiede im Inneren der Hohlwelle verhindert werden.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die in den Abschnitt mit dem kleineren Innendurchmesser mündende Fluidverteilungsöffnung in axialer Richtung und die in den Abschnitt mit dem größeren Durchmesser mündende Fluidverteilungsöffnung in radialer Richtung verläuft. Der kleinere Innendurchmesser des besagten Abschnitts der Hohlwelle kann also ungefähr genauso groß sein wie der Außendurchmesser der Fluidverteilungsleitung, wobei durch die in axialer Richtung verlaufende Fluidverteilungsöffnung dennoch eine zuverlässige Versorgung mit dem Fluid in dem Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser sichergestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Einströmende der Hohlwelle an einem weiteren Bauteil angeordnet ist, das wenigstens eine Zuführöffnung zum Zuführen des Fluids aufweist, die zumindest mittelbar in die Fluidverteilungsleitung mündet. Über das weitere Bauteil kann die Hohlwelle beziehungsweise die Fluidverteilungsleitung beispielsweise an einen Schmiermittelkreislauf und/oder Kühlmittelkreislauf angeschlossen sein. Dabei ist es möglich, dass das Fluid ausschließlich der Fluidverteilungsleitung zugeführt wird. Alternativ ist es aber auch möglich, dass sowohl die Fluidverteilungsleitung als auch das Innere der Hohlwelle mit dem Fluid beaufschlagt werden.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das weitere Bauteil eine Welle oder ein Gehäuse ist, wobei die Hohlwelle drehfest oder drehbeweglich an dem weiteren Bauteil gelagert ist. Bei der Zuführöffnung zum Zuführen des Fluids kann es sich beispielsweise um eine Drehdurchführung handeln, über welche das Fluid ins Innere der Hohlwelle beziehungsweise der Fluidverteilungsleitung zugeführt werden kann.
In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Innere der Hohlwelle als Sackloch ausgebildet ist. In dem Fall tritt also das gesamte ins Innere der Hohlwelle eingebrachte Fluid ausschließlich durch die Durchgangsöffnungen aus der Hohlwelle nach außen aus.
Eine alternative mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an einem vom Einströmende der Hohlwelle gegenüberliegenden Ausströmende der Hohlwelle eine weitere Hohlwelle angeordnet ist, in deren Inneres die Fluidverteilungsleitung mündet. Mit anderen Worten kann es also vorgesehen sein, dass die Hohlwelle mit der weiteren Hohlwelle so verbunden ist, dass das Fluid in die weitere Hohlwelle einströmen kann. Die beiden Hohlwellen können sowohl drehfest als auch drehbeweglich zueinander angeordnet und gelagert sein. Bei der Hohlwellenanordnung ist es also möglich, auch zwei Hohlwellen oder auch mehrere Hohlwellen fluidtechnisch so miteinander zu verbinden, dass im Inneren der jeweiligen Hohlwellen besagtes Fluid strömt und durch geeignet platzierte Durchgangsöffnungen in den jeweiligen Hohlwellen nach außen ausströmen kann, um umliegende Bauteile zu kühlen und/oder zu schmieren. Durch Vorsehen der Fluidverteilungsleitung kann auch bei der anderen Hohlwelle sichergestellt werden, dass bedarfsgerecht eine ausreichende Menge ins Innere dieser Hohlwelle strömt, ohne dass zu viel vom Fluid bereits vor Erreichen der anderen Hohlwelle austritt.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Hohlwellenanordnung oder eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlwellenanordnung.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine Längsschnittansicht einer ersten möglichen Ausführungsform einer Hohlwellenanordnung für ein Kraftfahrzeug;
2 eine Längsschnittansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform der Hohlwellenanordnung.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Eine erste mögliche Ausführungsform einer Hohlwellenanordnung 10 für ein Kraftfahrzeug ist in einer Längsschnittansicht in 1 gezeigt. Die Hohlwellenanordnung 10 umfasst eine Hohlwelle 12 mit mehreren in axialer Richtung hintereinander angeordneten Durchgangsöffnungen 14, die eine Hohlwelleninnenwand 16 mit einer Hohlwellenaußenwand 18 zur Verteilung eines ins Innere der Hohlwelle 12 strömenden Fluids miteinander verbinden. Bei den Durchgangsöffnungen 14 kann es sich insbesondere um in radialer Richtung verlaufende Bohrungen handeln, durch welche das ins Innere der Hohlwelle 12 eingebrachte Fluid in radialer Richtung nach außen strömen kann, um im Bereich der Durchgangsöffnungen 14 angeordnete hier nicht dargestellte Bauteile zu kühlen und/oder zu schmieren.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass im Bereich der Durchgangsöffnungen 14 verschiedenste nicht dargestellte Lager angeordnet sind, die mittels des Fluids geschmiert werden, die aus den Durchgangsöffnungen 14 in radialer Richtung nach außen austreten können. Im vorliegend gezeigten Fall handelt es sich bei der Hohlwellenanordnung 10 um eine Hohlwellenanordnung für ein Getriebe eines Hybridfahrzeugs. Grundsätzlich ist es möglich, dass die Hohlwellenanordnung 10 auch in unterschiedlichsten anderen Anwendungen eingesetzt wird, beispielsweise innerhalb von elektrischen Antriebsmaschinen und dergleichen.
Im Inneren der Hohlwelle 12 ist eine Fluidverteilungsleitung 20 angeordnet. Bei der Fluidverteilungsleitung 20 kann es sich insbesondere um ein Rohr handeln. Alternativ ist es aber auch möglich, dass es sich bei der Fluidverteilungsleitung 20 um einen Schlauch handelt. Die Fluidverteilungsleitung 20 weist mehrere Fluidverteilungsöffnungen 22 auf, die in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind und bezogen auf die Umfangsrichtung an unterschiedlichen Positionen angeordnet sein können. Durch diese Fluidverteilungsöffnungen 22 kann das in die Fluidverteilungsleitung 20 eingebrachte Fluid in einen zwischen einer Mantelfläche 24 der Fluidverteilungsleitung 20 und der Hohlwelleninnenwand 16 vorhandenen Zwischenraum 26 strömen.
Von einem Einströmende 28 der Hohlwelle 12 aus betrachtet ist die erste der Fluidverteilungsöffnungen 22 hinter den ersten drei Durchgangsöffnungen 14 der Hohlwelle 12 angeordnet. Mit anderen Worten ist die erste Fluidverteilungsöffnung 22 in axialer Hauptströmungsrichtung des Fluids hinter den ersten drei Durchgangsöffnungen 14 angeordnet. Selbst wenn die Hohlwelle 12 sehr schnell in Drehung versetzt wird, also mit einer relativ hohen Drehzahl dreht, strömt nicht ein überproportional großer Teil des Fluids durch die vorderen Durchgangsöffnungen 14, da das Fluid zunächst durch die Fluidverteilungsleitung 20 von dem Einströmende 28 aus betrachtet die erste Fluidverteilungsöffnung 22 passieren muss, bevor das Fluid aus der Fluidverteilungsleitung 20 überhaupt in den Zwischenraum 26 gelangen kann.
Von der Mantelfläche 24 der Fluidverteilungsleitung 20 erstrecken sich mehrere Schwallwände 30 in radialer Richtung nach außen. Die Schwallwände 30 schließen zwischen sich einen Abschnitt 32 des Zwischenraums 26 ein. Eine der Fluidverteilungsöffnungen 22 der Fluidverteilungsleitung 20 mündet in diesen Abschnitt, wobei von diesem Abschnitt 32 sich zwei der Durchgangsöffnungen 14 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Das in diesen Abschnitt 32 geströmte Fluid wird also quasi in dem Abschnitt 32 gefangen und kann nicht in axialer Richtung ausweichen und den Abschnitt 32 lediglich über die Durchgangsöffnungen 14 in radialer Richtung nach außen verlassen, welche von dem Abschnitt 32 abzweigen.
Wie man hier erkennen kann, weist die Hohlwelle 12 zwei Abschnitte 34, 36 mit unterschiedlichen Innendurchmessern auf. Die Abschnitte 34, 36 der Hohlwelle 12 weisen jeweils einige der Durchgangsöffnungen 14 auf. Die am Ende der Fluidverteilungsleitung 20 sich in axialer Richtung erstreckende Fluidverteilungsleitung 20 mündet in den Abschnitt 36, sodass dieser Abschnitt 36 ebenfalls mit dem Fluid versorgt werden kann. Durch die passende Dimensionierung und Anordnung der Fluidverteilungsöffnungen 22 kann sichergestellt werden, dass auch bei einer derart gestuft ausgebildeten Hohlwelle 12 eine ausreichende Menge des Fluids in den Abschnitt 36 mit der Querschnittsverjüngung gelangen kann.
Der in dem Abschnitt 36 mit dem kleineren Innendurchmesser angeordnete Teil der Fluidverteilungsleitung 20 liegt an der Hohlwelleninnenwand 16 dieses Abschnitts 36 an. Zwischen der Hohlwelleninnenwand 16 und der Fluidverteilungsleitung 20 ist in dem Abschnitt 36 eine Entlastungsnut 38 vorgesehen, durch welche ein Fluidaustausch zwischen den Abschnitten 34, 36 mit den unterschiedlichen Durchmessern erfolgen kann. Die Entlastungsnut 38 kann mit anderen Worten also für einen Druckausgleich sorgen, indem durch die Entlastungsnut 38 bei entsprechenden Druckunterschieden im Inneren der jeweiligen Abschnitte 34, 36 ein Fluidaustausch stattfinden kann.
Im Bereich des Einströmendes 28 der Hohlwelle 12 ist eine weitere Hohlwelle 40 angeordnet, die wenigstens eine Zuführöffnung 42 zum Zuführen des Fluids aufweist, die zumindest mittelbar in die Fluidverteilungsleitung 20 mündet. Die weitere Hohlwelle 40 kann selbst eine oder mehrere Durchgangsöffnungen 44 aufweisen, sodass in die Hohlwelle 12 eingebrachtes und aus dieser ausströmendes Fluid durch die Durchgangsöffnungen 44 der weiteren Hohlwelle 40 in radialer Richtung nach außen gelangen kann, um umliegende Bauteile zu schmieren und/oder zu kühlen. Im vorliegend gezeigten Fall sind die beiden Hohlwellen 12, 40 drehbeweglich zueinander gelagert, und zwar mittels eines oder mehrerer Lager 46. Bei der hier gezeigten Ausführungsform der Hohlwellenanordnung 10 ist das Innere der Hohlwelle 12 als Sackloch ausgebildet. Das ins Innere der Hohlwelle 12 beförderte Fluid kann also ausschließlich über die Durchgangsöffnungen 14 das Innere der Hohlwelle 12 nach außen verlassen.
In 2 ist eine zweite mögliche Ausführungsform der Hohlwellenanordnung 10 in einer Seitenschnittansicht gezeigt. Die hier gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass an einem vom Einströmende 28 der Hohlwelle 12 gegenüberliegenden Ausströmende 48 der Hohlwelle 12 eine weitere Hohlwelle 50 angeordnet ist, in deren Inneres die Fluidverteilungsleitung 20 mündet. Im Bereich des Einströmendes 28 der Hohlwelle 12 ist ein Gehäuse 52 angeordnet, das eine oder mehrere hier nicht dargestellte Zuführöffnungen aufweist, mittels welchen beziehungsweise über welche das Fluid ins Innere der Hohlwelle 12 und in die Fluidverteilungsleitung 20 eingebracht werden kann.
Ein Einführungsrohr 54 kann dabei dazu dienen, das eingebrachte Fluid der Fluidverteilungsleitung 20 zuzuführen. Im vorliegend gezeigten Fall sind die beiden Hohlwellen 12, 50 drehfest miteinander verbunden, wobei es aber auch möglich ist, dass die Hohlwellen 12, 50 relativ zueinander verdrehbar aneinander gelagert sein können. Die weitere Hohlwelle 50 weist ihrerseits mehrere Durchgangsöffnungen 56 auf, über welche das in die weitere Hohlwelle 50 eingebrachte Fluid insbesondere in radialer Richtung nach außen strömen kann, um hier nicht dargestellte umliegende Bauteile zu kühlen und/oder zu schmieren.
Bezugszeichenliste

10: Hohlwellenanordnung
12: Hohlwelle
14: Durchgangsöffnungen
16: Hohlwelleninnenwand
18: Hohlwellenaußenwand
20: Fluidverteilungsleitung
22: Fluidverteilungsöffnungen
24: Mantelfläche der Fluidverteilungsleitung
26: Zwischenraum
28: Einströmende der Hohlwelle
30: Schwallwände
32: Abschnitt des Zwischenraums
34: Abschnitt der Hohlwelle
36: Abschnitt der Hohlwelle
38: Entlastungsnut
40: weitere Hohlwelle im Bereich des Einströmendes
42: Zuführöffnung
44: Durchgangsöffnungen der weiteren Hohlwelle
46: Lager
48: Ausströmende der Hohlwelle
50: weitere Hohlwelle im Bereich des Ausströmendes
52: Gehäuse im Bereich des Einströmendes
54: Einführungsrohr
56: Durchgangsöffnungen der weiteren Hohlwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3432403 A1 [0002]

Claims

Hohlwellenanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest eine Hohlwelle (12) mit mehreren in axialer Richtung hintereinander angeordneten Durchgangsöffnungen (14), die eine Hohlwelleninnenwand (16) mit einer Hohlwellenaußenwand (18) zur Verteilung eines ins Innere der Hohlwelle (12) strömenden Fluids miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Hohlwelle (12) eine Fluidverteilungsleitung (20) angeordnet ist, die wenigstens eine Fluidverteilungsöffnung (22) aufweist, durch welche das in die Fluidverteilungsleitung (20) eingebrachte Fluid in einen zwischen einer Mantelfläche (24) der Fluidverteilungsleitung (20) und der Hohlwelleninnenwand (16) vorhanden Zwischenraum (26) strömen kann, wobei die Fluidverteilungsöffnung (22) von einem Einströmende (28) der Hohlwelle (12) aus betrachtet in axialer Hauptströmungsrichtung des Fluids hinter der ersten der Durchgangsöffnungen (14) angeordnet ist.
Hohlwellenanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Mantelfläche (24) der Fluidverteilungsleitung (20) wenigstens zwei Schwallwände (30) in radialer Richtung nach außen erstrecken und zwischen sich einen Abschnitt (32) des zwischen der Mantelfläche (24) der Fluidverteilungsleitung (20) und der Hohlwelleninnenwand (16) angeordneten Zwischenraums (26) einschließen, wobei die wenigstens eine Fluidverteilungsöffnung (22) und wenigstens eine der Durchgangsöffnungen (14) der Hohlwelle (12) in diesen Abschnitt (32) des Zwischenraums (26) münden.
Hohlwellenanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (12) wenigstens zwei Abschnitte (34, 36) mit unterschiedlichen Innendurchmessern aufweist, die jeweils einen Teil der Durchgangsöffnungen (14) aufweisen, wobei zumindest eine jeweilige Fluidverteilungsöffnung (22) der Fluidverteilungsleitung (20) in die jeweiligen Abschnitte (32, 34) mündet.
Hohlwellenanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Abschnitt (36) mit dem kleineren Innendurchmesser angeordnete Teil der Fluidverteilungsleitung (20) an der Hohlwelleninnenwand (16) dieses Abschnitts (36) anliegt, wobei zwischen der Hohlwelleninnenwand (16) und der Fluidverteilungsleitung (20) eine Entlastungsnut (38) vorgesehen ist, durch welche ein Fluidaustausch zwischen den Abschnitten (34, 36) mit unterschiedlichen Durchmessern erfolgen kann.
Hohlwellenanordnung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Abschnitt (36) mit dem kleineren Innendurchmesser mündende Fluidverteilungsöffnung (22) in axialer Richtung und die in den Abschnitt (32) mit dem größeren Durchmesser mündende Fluidverteilungsöffnung (22) in radialer Richtung verläuft.
Hohlwellenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einströmende (28) der Hohlwelle (12) an einem weiteren Bauteil angeordnet ist, das wenigstens eine Zuführöffnung (42) zum Zuführen des Fluids aufweist, die zumindest mitteilbar in die Fluidverteilungsleitung (20) mündet.
Hohlwellenanordnung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bauteil eine Welle (40) oder ein Gehäuse (52) ist, wobei die Hohlwelle (12) drehfest oder drehbeweglich am weiteren Bauteil gelagert ist.
Hohlwellenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere der Hohlwelle (12) als Sackloch ausgebildet ist.
Hohlwellenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem vom Einströmende (28) der Hohlwelle (12) gegenüberliegenden Ausströmende (48) der Hohlwelle (12) eine weitere Hohlwelle (50) angeordnet ist, in deren Inneres die Fluidverteilungsleitung (20) mündet.
Kraftfahrzeug mit zumindest einer Hohlwellenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.