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Die Erfindung betrifft eine Ausrückeinheit mit Fluidleitung für eine Kupplung, insbesondere für eine Trennkupplung eines Hybridfahrzeugs.
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Wie dies bekannt ist, verfügen Hybridfahrzeuge über mindestens zwei Arten von Motoren, für gewöhnlich einen Verbrennungsmotor bzw. thermischen Motor sowie einen Elektromotor, welche jeweils mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs koppelbar sind. Nach dem Stand der Technik weisen Hybridanfahrzeuge weiter eine Trennkupplung, auch „K0- Kupplung“ genannt, auf, die den thermischen Motor vom Antriebsstrang während einer vollelektrischen, also ausschließlich durch den Elektromotor betriebenen Fahrt entkoppelt, um interne Verluste zu reduzieren bzw. um ein Motorschleppmoment zu eliminieren. Zur Betätigung der Trennkupplung wird herkömmlicherweise ein Ausrücksystem eingesetzt, das an einem zwischen einer Kurbelwelle und einem in einem Getriebe des Hybridfahrzeugs integrierten Wandelement angeordnet ist, wobei eine vorgeformte Stahlleitung zur Fluidversorgung des Ausrücksystems dient.
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Nachteilig hierbei ist es, dass bei Änderung der Anordnung von Bauteilen, beispielsweise eines Getriebegehäuses oder eines Kupplungsdeckels, die vorgeformte Stahlleitung für gewöhnlich ersetzt werden muss, da sie aufgrund ihrer Steifigkeit nicht an eine geänderte Anordnung angepasst werden kann. In ähnlicher Weise tritt dieses Problem auch bei Ausrückeinheiten klassischer Kupplungsanwendungen auf.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Ausrückeinheit mit Fluidleitung für eine Kupplung, insbesondere für eine Trennkupplung eines Hybridfahrzeugs, zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und beim Einbau wenig Bauraum benötigt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausrückeinheit mit Fluidleitung nach Anspruch 1 gelöst. Ferner umfasst die Lösung auch ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, in dem eine solche Ausrückeinheit eingefügt ist. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Ausrückeinheit für eine Kupplung weist folgendes auf: ein um eine Längsachse L umlaufendes Nehmerzylindergehäuse mit einem Zylinderraum und einer Aufnahme, welche über einen Kanal mit dem Zylinderraum in Verbindung steht; sowie eine Leitung mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei ein erstes Anschlusselement, welches teilweise in die Aufnahme des Nehmerzylindergehäuses eingeführt ist, an dem ersten Ende der Leitung befestigt ist, und wobei ein zweites Anschlusselement an dem zweiten Ende der Leitung befestigt ist. Die Leitung ist aus einem flexiblen Kunststoffmaterial gefertigt, wobei das erste Ende der Leitung auf ein erstes Halsstück des ersten Anschlusselements aufgepresst ist.
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Die erfindungsgemäße Ausrückeinheit wird demzufolge anstelle einer starren Leitung aus Stahl oder einem ähnlichen Werkstoff eine flexible Kunststoffleitung eingesetzt welche einfach an geänderte Umgebungsgeometrien adaptiert werden kann. So ist eine derartige Leitung nicht nur einfach zu kürzen, sondern kann auch in gewissem Umfang gebogen werden und so an vorhandene Bauteile angepasst werden. Dadurch, dass das erste Ende der Leitung auf ein erstes Halsstück des ersten Anschlusselements aufgepresst ist, wird zum einen ein dichter Anschluss von Leitung und erstem Anschlusselement gewährleistet, zum anderen verleiht das erste Halsstück der Leitung eine gewisse Steifigkeit und Führung in die gewünschte Richtung. Durch geeignete Auswahl der Länge des ersten Halsstücks können die vorgenannten Eigenschaften optimiert werden.
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Darüber hinaus wird durch die Verwendung einer flexiblen Leitung aus Kunststoff eine vereinfachte Montage ermöglicht, bei der auch vereinfachte Anschlüsse verwendet werden können, was gleichzeitig zu einer Reduzierung der Anzahl an Komponenten und Kosten führt.
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Der Aufnahmeraum des Nehmerzylindergehäuses dient dazu, wie dies bekannt ist, einen Kolben aufzunehmen, welcher bei Zufuhr eines Hydraulikfluids über die Leitung und den Kanal des Nehmerzylindergehäuses bewegt wird, um eine Kupplung ein- oder auszurücken. Ebenso wie es sich bei dem Nehmerzylindergehäuse um ein ringförmiges Gehäuse um die Längsachse F handeln kann, kann entsprechend auch der Kolben als ein Ringkolben ausgebildet sein. Der Kolben kann dabei ebenfalls Teil der Ausrückeinheit sein.
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Bei einer erfindungsgemäßen Ausrückeinheit kann das erste Anschlusselement ein zweites Halsstück aufweisen, wobei sich zwischen dem ersten Halsstück und dem zweiten Halsstück ein Kragenteil in radialer Richtung in Bezug auf die beiden Halsstücke erstreckt. Dabei können das erste Halsstück, das zweite Halsstück und das Kragenteil einstückig, d.h. aus einem Guss ausgebildet sein. Ferner können das erste Halsstück, das zweite Halsstück und das Kragenteil jeweilige Durchgangsbohrungen aufweisen, die vorzugsweise um eine gemeinsame Mittelachse M herum ausgebildet sind. Dabei können die jeweiligen Durchgangsbohrungen gleiche oder unterschiedliche Durchmesser in radialer Richtung zur gemeinsamen Mittelachse M aufweisen.
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Das Kragenteil kann dabei als ein Anschlag gegen das Nehmerzylindergehäuse dienen, wenn das zweite Halsstück in die Aufnahme des Nehmerzylindergehäuses eingesetzt wird. Das bedeutet, dass das zweite Halsstück in die Aufnahme so weit eingeführt wird, bis das Kragenelement am Nehmerzylindergehäuse anliegt Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausrückeinheit ist das zweite Halsstück in die Aufnahme des Nehmerzylindergehäuses eingeschraubt. Hierfür weisen die Aufnahme des Nehmerzylindergehäuses ein Innengewinde und das zweite Halsstück ein entsprechendes Außengewinde auf. Dieser Ausgestaltung sorgt dafür, dass das Nehmerzylindergehäuse bei Bedarf leicht zugänglich ist. Außerdem hat ein solcher Anschluss des ersten Endes der Leitung an die Aufnahme des Nehmerzylindergehäuses den Vorteil, dass er nur einen geringen Bauraumbedarf, insbesondere in axialer Richtung in Bezug auf die Längsachse F, aufweist.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Kragenteil der Ausrückeinheit am Nehmerzylindergehäuse anliegt, wobei er einen ersten Dichtring gegen die Aufnahme gedrückt hält. Dabei ist vorzugsweise der erste Dichtring in der Aufnahme mit aufgenommen. Der erste Dichtring wird dann durch das Kragenelement in die Aufnahme gedrückt gehalten. Hierzu kann eine Einfuhrfase der Aufnahme im Querschnitt gesehen in Form einer Dreiecksnut ausgebildet sein. In dieser Ausgestaltung bildet das Kragenelement die Abgrenzung zwischen dem eingeschraubten zweiten Halsstück und dem ersten Halsstück, auf das zumindest teilweise das erste Ende der Leitung aufgeschoben ist.
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Für einen Anschluss der Leitung der Ausrückeinheit an eine externe Fluidquelle bzw. ein Fluidreservoir kann das zweite Anschlusselement T-förmig ausgebildet sein und einen Schenkel, auf den das zweite Ende der Leitung aufgeschoben ist, sowie eine um einen Umfang des Schenkels umlaufende radiale Auskragung aufweisen. Die Auskragung und der Schenkel können sich somit rechtwinklig zueinander erstrecken. Dies kann sich insbesondere unter Montagegesichtspunkten als günstig erweisen, wie nachstehend noch näher ausgeführt werden wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ausrückeinheit einen konzentrisch zum Nehmerzylindergehäuse und in Bezug auf die Längsachse L radial außerhalb des Nehmerzylindergehäuses angeordneten äußeres Wandelement, wobei das zweite Anschlusselement an dem äußeren Wandelement befestigt ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Deckel eines Steuergehäuses handeln, in das die Ausrückeinheit integriert ist. Es kann sich aber auch um eine beliebige andere Wand des Steuergehäuses handeln.
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Darüber hinaus kann vorgesehen werden, dass das zweite Anschlusselement durch einen Haltering gegen ein Konnektorelement gedrückt gehalten wird, wobei der Haltering die umlaufende radiale Auskragung hintergreift. Dabei kann zwischen das zweite Anschlusselement und das Konnektorelement gegebenenfalls ein Dichtungselement, insbesondere Dichtungsring, gesetzt werden. Das Konnektorelement kann dabei insbesondere ein Konnektorelement einer externen Fluidleitung oder eines Fluidreservoirs sein. Wie bereits erwähnt, bildet die umlaufende radiale Auskragung ein Element, mit dem sich eine, insbesondere lösbare, Verbindung mit dem Konnektorelement auf sichere und einfache Weise herstellen lässt, da es eine verhältnismäßig große Angriffsfläche für den Haltering bietet. Der Haltering kann dabei beispielsweise auf das Konnektorelement aufgeschraubt sein.
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Um das Konnektorelement am vertikalen Wandelement sicher zu halten, kann das Konnektorelement einen radialen umlaufenden Flansch aufweisen, welcher mit Schraubmitteln an dem Deckel lösbar befestigt ist. Der radiale umlaufende Flansch kann ähnlich wie die radiale Auskragung des zweiten Anschlusselements ausgeführt sein, weist aber vorzugsweise einem größeren Durchmesser in radialer Richtung auf. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Befestigung des Konnektorelements am Deckel und die Befestigungen des Konnektorelements am zweiten Anschlusselement an verschiedenen Stellen und mit verschiedenen Mitteln und somit unabhängig voneinander erfolgen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, welches eine Ausrückeinheit nach mindestens einer der vorstehenden Ausführungsformen umfasst, wobei sich die Leitung in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse L vom Nehmerzylindergehäuse aus zum Deckel erstreckt, wobei sie durch mindestens einen Leitungshalter an einer Getriebeglocke des Kraftfahrzeugs angebracht ist. Der Leitungshalter verleiht der flexiblen Leitung Halt, indem er sie an der Getriebeglocke stabilisiert. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig die Vorteile einer flexiblen Leitung zu nutzen und andererseits dieselbe sicher in einem für sie vorgesehenen Verlauf zu halten. Dabei bildet der Leitungshalter ein Spurelement für die Leitung. Der Leitungshalter kann, je nach Bedarf, an einer oder mehreren Stellen des Leitungsverlaufs vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann der Leitungshalter die Leitung auch an einem anderen Bauteil des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs halten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Kraftfahrzeugs umfasst die Getriebeglocke eine in Bezug auf die Längsachse L radiale Aussparung, in welcher die Leitung zumindest abschnittsweise aufgenommen ist und welche vom Leitungshalter überbrückt wird. Bei dieser Ausführungsform kann die Elastizität des Kunststoffs der Leitung besonders vorteilhaft eingesetzt werden: die Leitung kann beispielsweise lokal deformiert werden, insbesondere von einem kreisförmigen Querschnitt zu einem ovalen oder elliptischen Querschnitt, sodass die Leitung an dieser Stelle weniger axialen Bauraum benötigt. Der Leitungshalter kann beispielsweise durch mindestens eine Befestigungsschraube an der Getriebeglocke oder einem Deckel derselben gesichert sein. Vorteilhafterweise ist der Leitungshalter aus einem länglichen Streifen eines Metalls, beispielsweise Aluminium, oder eines Kunststoffs gefertigt.
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Eine solche Führung der Leitung mittels Leitungshaltern, welche die Leitung lokal in einer Aussparung verriegeln, ermöglicht komplexe Leitungsführungen, wobei die Leitung selbst aufgrund ihrer Flexibilität nicht vorgeformt sein muss.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend an einem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische Übersicht über einen Getriebestrang eines Kraftfahrzeugs;
- 2 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ausrückeinheit;
- 3 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform von 2;
- 4 eine perspektivische Ansicht eines Halterings zur Anbringung des zweiten Anschlusselements der Ausführungsform von 2; und
- 5 eine perspektivische Ansicht eines Details der Ausführungsform von 2.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Dabei sind gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Mit Bezug auf 1 wird nunmehr ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. 1 zeigt in schematische Ansicht einem Getriebestrang 110 eines Kraftfahrzeugs 100. Der Getriebestrang 110 ist hier aus einem Kurbelgehäuse 111, einen Steuergehäuse 112 sowie einer Getriebeglocke 113 zusammengesetzt, wobei eine erfindungsgemäße Ausrückeinheit 10 im vorliegenden Beispiel im Steuergehäuse 112 aufgenommen ist. In der Figur ist auch eine mögliche Anordnung einer Ausrückeinheit 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung zu erkennen sowie eine zugehörige radial in Bezug auf eine Längsachse F des Getriebestrangs 110 verlaufende Leitung 2.
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Auf eine mögliche Anbringung der Ausrückeinheit 10 wird nachfolgend in Bezug auf die Darstellung von 2 eingegangen. Diese zeigt in Schnittansicht in einer Ebene, welche die Längsachse F enthält, die Ausrückeinheit 10, welche ein Nehmerzylindergehäuse 1 mit einem Zylinderraum 1a sowie eine Aufnahme 1b für ein erstes Anschlusselement 3 der Leitung 2 aufweist, wobei der Zylinderraum 1a und die Aufnahme 1b über einen Kanal 1c miteinander fluidleitend verbunden sind.
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Die Leitung 2 umfasst ein erstes Ende 2a und ein zweites Ende 2b, das dem ersten Ende 2a entgegengesetzt ist. Wie dies zu erkennen ist, ist das Nehmerzylindergehäuse 1 konzentrisch zur Längsachse F und zu einem radialen Wandelement 12 angeordnet. Bei dem radialen Wandelement 12 kann es sich beispielsweise um einen Deckel einer Getriebeglocke handeln.
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Nunmehr soll der Anschluss des ersten Endes 2a der Leitung 2 an die Aufnahme 1 b des Nehmerzylindergehäuses 1 erläutert werden. Hierfür kann die Aufnahme 1b beispielsweise mit einem Gewinde versehen sein, welches mit einem ersten Anschlusselement 3 verschraubt ist. Das erste Anschlusselemente 3 umfasst hier ein erstes Halsstück 3a und ein zweites Halsstück 3b, zwischen denen sich eine Kragenteil 3c nach radial außen erstreckt. Dabei weisen das erste Halsstück 3a, das zweite Halsstück 3b und das Kragenteil 3d jeweilige Durchgangsbohrungen auf, die um eine gemeinsame Mittelachse M herum ausgebildet sind. Zum Verbinden mit der Aufnahme 1b kann das zweite Halsstück 3b mit einem Außengewinde versehen sein.
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Das Kragenteil 3c und ein erster Dichtring 8 wirken hier zur Abdichtung des Anschlusses zusammen, wobei eine Einfuhrfase am an der Aufnahme 1 b eine Dreiecksnut bildet, in welcher der erste Dichtring 8 aufgenommen ist und komprimiert wird. Die Anbindung ist sehr kompakt und bauraumsparend gegenüber herkömmlichen Druckanschlüssen für Nehmerzylinder.
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Zur Verbindung des ersten Endes 2a der Leitung 2 mit dem ersten Anschlusselement 3 weist das erste Halsstück 3a des letzteren an einem Außenumfang eine Tannenbaumgeometrie auf, auf welche das erste Ende 2a der Leitung 2 gepresst wird. Diese Pressverbindung dient gleichzeitig zur Abdichtung und zur Halterung der Leitung 2. Das radiale Wandelement 12, welches als Deckel ausgebildet sein kann, der üblicherweise bei Hybridanwendungen benötigt wird, ist mit einem radial äußeren Wandelement 5, hier einer Getriebeglocke, verbunden. Es sei in diesem Zusammenhang angemerkt, dass bei konventionellen Anwendungen das Nehmerzylindergehäuse 1 an einem anderen Bauteil zentriert und positioniert werden kann.
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Mit nunmehrigem Bezug auf 3, welche eine Perspektivansicht des zweiten Endes 2b der Leitung 2 zeigt, wird die Anbringung jenes zweiten Endes 2b an dem äußeren Wandelement 5 erläutert. Das zweite Ende 2b der Leitung 2 ist auf ein zweites Anschlusselement 4 aufgeschoben, welches, ähnlich wie das erste Anschlusselement 3 über eine Tannenbaumgeometrie an einem äußeren Umfang verfügt, um das zweite Ende 2b sicher zu halten. Unter „Tannenbaumgeometrie“ wird üblicherweise eine gewellte bzw. mit Ausstülpungen versehene äußere Oberfläche verstanden, welche ein Herabgleiten der Leitung 2 verhindern kann. Durch den Einsatz diese Tannenbaumgeometrie kann auf mehrere Komponenten verzichtet werden, die im Stand der Technik üblich sind, wie beispielsweise einen abdichtenden O-Ring und/oder eine Leitungshalterung, z.B. eine Drahtformfeder. Hierdurch werden sowohl Bauraum eingespart als auch Herstellungskosten reduziert.
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Das zweite Anschlusselement 4 verfügt über eine radiale Auskragung 4a, welche auf einer Seite einen Anschlag für den Aufschub des zweiten Endes 2b der Leitung 2 bildet und auf einer gegenüberliegenden Seite an einem Konnektorelement 7 anliegt, hier unter Zwischensetzung eines zweiten Dichtrings 13.
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Das Konnektorelement 7, verfügt an einem äußeren Umfang über ein Gewinde, das zum Verschrauben eines Halteringes 6 dient, welcher die Auskragung 4a des zweiten Anschlusselements 4 hintergreift und so das zweite Anschlusselement 4 gegen das Konnektorelement 7 gedrückt hält. Hierdurch wird das Anschlusselement 4 zwischen dem Haltering 6 und dem Konnektorelement 7 axial, d.h. in Axialrichtung in Bezug auf das Anschlusselement 4, gepresst, wobei der zweite Dichtring 13 zur Abdichtung nach außen dient. Dank des Verschraubens des Halteringes 6 wird eine Axialkraft auf den zweiten Dichtring 13 ausgeübt, dank welcher die Abdichtung der Verbindung gewährleistet werden kann. Der Haltering 6 kann über zwei seitliche Laschen gedreht werden, so dass eine Montage auf einfache Weise erfolgen kann.
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Wie dies in 3 zu erkennen ist, verfügt das Konnektorelement 7 über einen endseitigen Flansch 7a, welcher der Befestigung an dem äußeren Wandelement 5 dient. Hierzu sind zwei Schraubmittel 9 vorgesehen, welche den endseitigen Flansch 7a in Axialrichtung durchdringen und gegen das äußere Wandelement 5 gedrückt halten.
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In 4 ist der Haltering 6 detaillierter in perspektivischer Ansicht dargestellt. In Bezug auf seine Längsachse LH stehen in radialer Richtung nach außen zwei Laschen 6a vor, die der besseren Handhabung beim Aufschrauben des Halterings 6 auf das Konnektorelement 7 dient. Gemäß alternativen Ausführungsformen können die Laschen 6a auch durch zwei entgegengesetzte Abflachungen oder eine Sechskantgeometrie einer äußeren Mantelfläche ersetzt werden. Im Bereich einer inneren Umfangswand ist ein Innengewinde 6b vorhanden, welches bei der Montage in ein Außengewinde des Konnektorelements 7greift. Ein innen liegender umlaufender Bund 6c zum Hintergreifen der Auskragung 4a des zweiten Anschlusselements 4 ist in Axialrichtung endseitig ausgebildet.
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5 zeigt eine Anbringung eines mittleren Teils der Leitung 2 zwischen ihrem ersten Ende 2a und ihrem zweiten Ende 2b, wobei das erste Ende 2a hier mittels eines Sechskantrings 14 mit dem ersten Anschlusselement 3 verschraubt ist. Aufgrund der Elastizität der Leitung 2, die aus einem Kunststoff hergestellt ist, kann ein zur Verfügung stehender axialer Bauraum (in Bezug auf die in 2 gezeigte Längsachse F) im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden. Hierzu ist ein Leitungshalter 11 vorhanden, welcher die Leitung 2 in eine radiale Ausnehmung 12a des radialen Wandelements 12 gedrückt hält. Dabei wird die Leitung 2 and der Stelle des Leitungshalters 11 lokal verformt, so dass sie dort eine eher ovalen als kreisrunden Querschnitt aufweist. Auf diese Weise kann der benötigte Bauraum lokal reduziert werden. Der Leitungshalter 11 ist hier durch zwei Schrauben 15 am radialen Wandelement 12 gesichert. Diese Art der lokalen Bauraumreduzierung kann an einer oder mehreren Stellen am radialen Wandelement 12 ausgeführt werden, so dass eine komplexe Leitungsführung ermöglicht wird, ohne dass die Leitung 2 vorgeformt werden muss. Hierbei können ein oder mehrere Leitungshalter 11 zum Einsatz kommen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung des Aufbaus. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann auf den Leitungshalter 11 verzichtet werden und dafür die Leitung 2 durch eine Ausbuchtung oder Einkerbung in der radialen Ausnehmung 12a verklemmt werden. Zum Versteifen des radialen Wandelements 12 können ferner Rippen (in der Figur nicht gezeigt) in diesem ausgeformt sein, so dass eine Wandstärke des radialen Wandelements 12 reduziert werden und dadurch weiterer axialer Bauraum eingespart werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nehmerzylindergehäuse
- 1a
- Zylinderraum
- 1b
- Aufnahme
- 1c
- Kanal
- 2
- Leitung
- 2a
- erstes Ende
- 2b
- zweites Ende
- 3
- erstes Anschlusselement
- 3a
- erstes Halsstück
- 3b
- zweites Halsstück
- 3c
- Kragenteil
- 4
- zweites Anschlusselement
- 4a
- radiale Auskragung
- 5
- äußeres Wandelement
- 6
- Haltering
- 6a
- seitliche Lasche
- 6b
- Innengewinde
- 6c
- Bund
- 7
- Konnektorelement
- 7a
- Flansch
- 8
- erster Dichtring
- 9
- Schraubmittel
- 10
- Ausrückeinheit
- 11
- Leitungshalter
- 12
- radiales Wandelement
- 12a
- radiale Ausnehmung
- 13
- zweiter Dichtring
- 14
- Sechskantring
- 15
- Schraube
- 100
- Kraftfahrzeug
- 110
- Getriebestrang
- 111
- Kurbelgehäuse
- 112
- Steuergehäuse
- 113
- Getriebeglocke