Drehdurchführung mit Dichthülse

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Drehdurchführung für Flüssigkeiten zwischen mindestens einem ersten Anschluss und wenigstens einem axial zu diesem versetzten zweiten Anschluss durch mindestens ein für die Flüssigkeiten durchlässiges Nabenteil und durch zumindest ein für die Flüssigkeiten durchlässiges Wellenteil zwischen den Anschlüssen, wobei das Wellenteil und das Nabenteil an einem für die Flüssigkeiten radial durchlässigen und axial abgedichteten Übergang zwischen Nabenteil und Wellenteil relativ gegeneinander um eine Rotationsachse verdrehbar sind.

Hintergrund der Erfindung

Ein Beispiel einer gattungsgemäßen Drehdurchführung ist in DE103 29 191A1 beschrieben. Drehdurchführungen werden zum Beispiel in Fahrzeuggetrieben eingesetzt um Flüssigkeiten von einer stehenden Anordnung aus über eine drehende Anordnung zu weiteren Anschlüssen oder in umgekehrte Richtung von Anschlüssen an der drehenden Anordnung zu den Anschlüssen der stehenden Anordnung zu leiten. Ein oder zwei in einem sogenannten Nabenteil ausgebildete Ringkanäle weisen Anschlüsse für Druckmittel auf, durch die Druckmittel in den jeweiligen Ringkanal geleitet werden kann. Der jeweilige Ringkanal verläuft umfangsseitig um eine Dosierungshülse, die ihrerseits mehrere radial durch den Ringkanal überdeckte und umfangsseitig zueinander benachbarte Durchgangslöcher aufweist. Der Ringkanal und die Dosierungshülse sind aneinander fest.

Die in DE103 29 191A1 beschriebene Drehdurchführung weist weiterhin ein Wellenteil mit einer konzentrisch fest auf einer Welle sitzenden Verteilerhülse. Das Wellenteil ist über ein Wälzlager gegenüber dem Nabenteil um die Rotationsachse der Welle drehbar gelagert.

Der Übergang ist die Schnittstelle zwischen Wellenteil und Nabenteil, an der das Wellenteil gegenüber dem Nabenteil und/oder das Nabenteil gegenüber dem Wellenteil relativbeweglich ist. In diesem Fall ist der Übergang ein mit möglichst geringem radialem Spiel zwischen der Dosierungshülse und der Verteilerhülse ausgeführter Drehsitz, an dem die Dosierungshülse und die Verteilerhülse relativ zueinander um die Rotationsachse rotationsbeweglich sind. Zur Abdichtung des Leckspalts in dem radial möglichst eng gehaltenen Drehsitz zwischen Verteilerhülse und Dosierungshülse sind schleifende Dichtungen in Form von 0- Ringen zwischen den Hülsen angeordnet, die den Übergang gegen Austreten von Leckflüssigkeiten abdichten.

Die Verteilerhülse weist pro Ringkanal ein radiales Durchgangsloch auf, das als Steuerschlitz ausgeführt ist. Das Bogenmaß des Steuerschlitzes ist so ausgelegt, dass bei Relativdrehung und im Stand in jedem Fall am Übergang mindestens ein Durchgangsloch der Dosierungshülse unverschlossen über dem Steuerschlitz steht, so dass ständiger Durchgang der Flüssigkeiten durch wenigstens eines der Durchgangslöcher und den Steuerschlitz abgesichert ist. Die Steuerschlitze führen radial durch die Wand der Verteilerhülse bis zu axial orientierten Passagen hindurch, die entweder als radial bodenseitig abgeschlossenen Nuten auch in der Verteilerhülse oder als Nuten in der Welle ausgeführt sind.

Die Anordnung nach DE103 29 191A1 ist aus Blechformteilen gestaltet. Die als Nuten ausgebildeten Passagen sind relativ aufwendig spanlos oder spanabhebend entweder in die Welle oder in die Verteilerhülse einzubringen, weil die endseitig und radial in eine Richtung begrenzten Nuten der Passagen Hinterschnitte bilden, die beim Formen der Blechformteile axial gerichtetes Entformen erschweren. Die Dichtungen sind mit O-Ringen ausgeführt, für die auch radiale Nuten in einem der Bauteile vorzusehen sind und die auch umformtechnisch Hinterschnitte bilden. Die Nuten für die Passagen in Wellen werden in der Regel aufwändig gefräst. Die radialen Abmessungen der Drehdurchführung sind durch die Bauhöhe des Ringkanals und die Blechdicke der Hülsen bestimmt. Die O-Ringdichtungen beanspruchen wenig radialen Bauraum, so dass diese sich zum Abdichten des Leckspaltes am Übergang sehr gut eignen. Jedoch bestimmt der schleifende Kontakt der radial vorgespannten O-Ringdichtungen über das dabei entstehende Reibmoment maßgeblich das Drehmoment in der Drehdurchführung. Darüber hinaus verschleißen die Dichtungen aufgrund ihrer radialen Vorspannung und des schleifenden Kontakts relativ schnell und verlieren die Dichtwirkung.

Beschreibung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach zu montierende und sicher funktionierende Drehdurchführung zu schaffen, die wenig radialen Bauraum für sich beansprucht, die jedoch lange Zeit effektiv mit geringen Reibmomenten abgedichtet werden kann und deren Umformteile einfach herzustellen sind.

Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Der Übergang ist erfindungsgemäß der Übergang durch wenigstens eine in einem radialen Ringspalt radial von dem Nabenteil einerseits und von dem Wellenteil andererseits begrenzte sowie umfangsseitig umlaufende Ringkammer gebildet. Die Ringkammer ist axial seitlich abgedichtet und weist radial die Abmessungen des Ringspalts auf. Im Vergleich zum Stand der Technik ist demzufolge die Ringkammer nicht radial außenseitig der Drehdurchführung angeordnet, sondern an der Schnittstelle zwischen Wellen- und Nabenteil.

Der Vorteil: Es steht im Übergang radial mehr Bauhöhe für wirkungsvolle Dichtungen zwischen dem Wellen- und Nabenteil zur Verfügung, ohne dass die radialen Abmessungen der Drehdurchführung gegenüber den bisher bekannten Drehdurchführungen vergrößert werden mussten. Mit anderen Worten - trotz gleichbleibender radialer Abmessungen der Drehdurchführung steht im Vergleich zum bisher bekannten Stand der Technik mehr radiale Bauhöhe für die Ausbildung geeigneter reibungsarmer und wirksamer Dichtungen zur Verfügung. Als Dichtungen sind nunmehr Radialwellendichtringe oder Kolbenringe einsetzbar, die über längere Zeit hohe Dichtwirkungen bei geringen Reibmomenten absichern.

Von der Ringkammer aus führen wenigstens ein für die Flüssigkeiten durchlässiges erstes Durchgangsloch radial nach außen in das Nabenteil und wenigstens ein für die Flüssigkeiten durchlässiges zweites Durchgangsloch radial nach innen in das Wellenteil.

Flüssigkeiten sind alle geeigneten Schmier- oder Kühlmittel, die mit oder ohne Druck durch die Drehdurchführung fließen. Anschlüsse sind Ein- und/oder Ausgänge beliebiger Art, also auch Löcher, Nuten, Rillen, Kanäle usw..

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das von der Ringkammer aus radial nach außen gerichtete erste Durchgangsloch in einer ersten Dosierungshülse ausgebildet und über mindestens eine erste Passage mit dem ersten Anschluss für die Flüssigkeiten durchlässig verbunden ist. Die Ringkammer ist demnach außen durch einen Abschnitt der Dosierhülse begrenzt, in welchem die erste Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Die erste Passage ist in in diesem Fall in einer konzentrisch auf der ersten Dosierungshülse sitzenden Verteilerhülse ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass diese im Gehäuse ausgebildet ist.

Die axial orientierte(n) Passage(n) und die Durchgangslöcher oder das Durchgangsloch sind demnach gegenüber dem bisher bekannten Stand der Technik nicht mehr gemeinsam in einer Hülse sondern in getrennten Hülsen untergebracht. Das kann fertigungstechnisch Vorteile bringen, insbesondere dann, wenn die Passagen in der Verteilerhülse radial in beide Richtungen durch die Umgebungskonstruktion und abweichend vom bisher bekannten Stand der Technik in eine Richtung durch eigenes Material begrenzt sind. Die Passagen bilden am Einzelteil Verteilerhülse fertigungstechnisch statt der aufwändigen Hinterschnitte Durchgangslöcher, die sich einfach durch Stanzen in die Wand der Verteilerhülse einbringen lassen. Die Dosierhülsen und die Verteilerhülsen sind gezogene hohlzylindrische Bauteile aus Blech oder aus flachem Blech gewickelte hohlzylindrische Bauteile. Axial orientiert heißt in diesem Fall, dass die Passagen sich in axialer Richtung erstrecken und dabei aber auch sich in Umfangsrichtung erweitern und/oder spiralförmig oder windungsförmig auslenken können.

Die Passage in der ersten Verteilerhülse ist radial innen durch einen Abschnitt der Dosierungshülse, auf welcher die Verteilerhülse sitzt und radial außen durch einen Abschnitt eines Gehäuses begrenzt, in welchem die Verteilerhülse sitzt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Nabenteil eine aus der ersten Verteilerhülse und der ersten Dosierungshülse gebildete separate Baueinheit ist, die vor der Montage der Drehdurchführung vormontiert werden kann. Dazu wird die erste Verteilerhülse auf die Dosierhülse geschoben und dann mit dieser verbunden. Alternativ wird die Verteilerhülse auf die Dosierhülse aufgepresst. Durch eine derartige Anordnung braucht der Hersteller seine nach dem Stand der Technik praktizierten Montagegewohnheiten möglicherweise nicht umstellen, da nach wie vor trotz eines weiteren Bauteils des erfindungsgemäßen Nabenteils nur ein Montagegang zum Plazieren des Nabenteils in einem Gehäuse erforderlich ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Gestaltung des Wellenteils. Danach ist das zweite Durchgangsloch in einer zweiten Dosierungshülse ausgebildet und über mindestens eine zweite Passage mit dem zweiten Anschluss für die Flüssigkeiten durchlässig verbunden. Die zweite Passage ist analog zur ersten Passage des Nabenteils in einer konzentrisch in der zweiten Dosierungshülse sitzenden zweiten Verteilerhülse ausgebildet. Dementsprechend ist die zweite Passage mit den schon am Beispiel der ersten Passage beschriebenen Vorteilen in eine Richtung nicht durch eigenes Material sondern von Bauteilen der Umgebungskonstruktion begrenzt. Dementsprechend bildet die zweite Passage mit allen schon beschriebenen Vorteilen auch keinen umformtechnisch relevanten Hinterschnitt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Passage radial außen durch einen Abschnitt der zweiten Dosierungshülse und radial innen durch einen Oberflächenabschnitt einer die zweite Verteilerhülse und die zweite Dosierungshülse tragenden Welle begrenzt. Die Bauteile des Wellenteils sind gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft zu einer Baueinheit vormontiert, so dass der Aufwand zur Montage des Wellenteils beim Hersteller des Getriebes trotz eines Teils mehr gering bleibt.

Die Ringdichtungen können wahlweise an der Baueinheit des Wellenteils und/oder an der Baueinheit des Nabenteils vormontiert sein.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ringkammer an beiden Seiten durch wenigstens eine Dichtung abgedichtet ist, welche wenigstens eine radial gegen eines der Teile vorgespannten Ringdichtung aufweist. Die Ringdichtung ist bevorzugt ein Kolbenring, der im schleifenden Dichtkontakt geringe Reibmomente erzeugt und aufgrund seiner Beschaffenheit aus Metall gegenüber den bisherigen O-Ringen verschleißfest ist. Die Halterungen für derartige Kolbenringe sind beispielsweise Blechringe mit U-förmigen Profil, die sich einfach herstellen und unkompliziert auf/in die entsprechende Dosierungshülse auf- bzw. einpressen lassen. Alternativ sind die Halterungen durch Aufweiten oder mittels Schweißverbindungen, durch Kleben oder durch andere geeignete Verfahren befestigt. Die Kolbenringe werden radial elastisch nachgiebig in die Halterungen eingesetzt.

Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine Drehdurchführung 10 in einem Halbschnitt längs entlang der Rotationsachse 1 1 . Durch die Drehdurchführung kann Schmierflüssigkeit oder andere Druckmittel aus einem Gehäuse 1 entlang einer Welle 8 oder entlang der Welle 8 in das Gehäuse 1 eines nicht weiter dargestellten Getriebes in die mit den Richtungspfeilen „†j" markierten Richtungen mit dem durch die Linie „- x -" symbolisierten Verlauf geführt und verteilt werden.

In dem relativ zur Welle 8 still stehenden Gehäuse 1 sitzt eine erste Verteilerhülse 2, die möglicherweise durch eine erste Dosierungshülse 3 in einer Axialbohrung 9 des Gehäuses 1 gehalten ist oder sich selbst durch einen Presssitz in der Axialbohrung 9 hält. Die Welle 8 ist relativ zum Gehäuse 1 um die axial ausgerichtete Rotationsachse 1 1 drehbar. Auf der Welle 8 sitzt fest eine zweite Verteilerhülse 7, die von einer zweiten Dosierungshülse 6 umgeben ist. Auf der zweiten Dosierungshülse 6 sitzen axial zueinander beabstandete und in diesem Fall mit Kolbenringen 15 versehene Ringdichtungen 14.

Die Ringdichtungen 14 sind mit der Welle 8 um die Rotationsachse 1 1 rotierbar und überbrücken einen radialen Ringspalt 16 zwischen der zweiten Dosierungshülse 6 und der ersten Dosierungshülse 3. Dazu sitzen die Ringdichtungen 14 dichtend jeweils in einem Dichtungshalter 14a und liegen radial nach außen gegen die erste Dosierungshülse 3 vorgespannt schleifend dichtend an der ersten Dosierungshülse 3 radial an. Die Dichtungshalter sind beispielsweise Armierungen von Dichtungen, mit denen die Dichtungen auf die zweite Dosierungshülse 6 aufgepresst sind. Alternativ sind die Dichtungshalter 14a die in Figur 1 dargestellten U-förmig gestalteten Führungsringe für Kolbenringe 15 aus Metall oder aus Gummi- bzw. sind Kunststoffringe und weisen somit sowohl Haltefunktionen als auch Dichtflächen bzw. Dichtkanten auf. Die Dichtungshalter 14a sind entweder auf die zweite Dosierungshülse 6 aufgepresst und/oder wie nach Figur 1 durch radial aufgeweitete Partien 24 der Wand der Dosierungshülse 6 axial dichtend gehalten.

Der Ringspalt 16 ist durch die Ringdichtungen 14 in mehrere, beispielsweise drei, Ringkanäle 16a, 16b und 16c unterteilt, die jeweils radial nach innen durch Abschnitte der zweiten Dosierhülse 6 und radial nach außen durch Abschnitte der ersten Dosierhülse 3 begrenzt sind. Axial sind die Ringkanäle 16a, 16b und 16c durch die Ringdichtungen 14 und Dichtungshalter 14a begrenzt.

Die axial ausgerichteten Mittelachsen der ringscheibenförmigen Ringdichtungen 14, der innenzylindrischen Axialbohrung 9 und der hohlzylindrischen Hülsen 2, 3, 6 und 7 entsprechen der Rotationsachse 1 1 der Welle 8.

Das Gehäuse 1 weist mehrere Kanäle 12a bis beispielsweise 12c als erste Anschlüsse 29, 30 und 31 auf, von denen in Figur 1 nur einer mit dem Bezugszeichen 12a sichtbar ist. Die Mündungen der anderen Kanäle 12b und 12c sind in der Ansicht verdeckt und deshalb gestrichelt dargestellt. Jeder Kanal 12a, 12b und 12c mündet jeweils in eine erste Passage 13a, 13b oder 13c, von denen in Figur 1 nur eine mit dem Bezugszeichen 13a im Längsschnitt sichtbar ist und die anderen Passagen 13b und 13c in dieser Ansicht verdeckt und deshalb nicht sichtbar sind. Die ersten Passagen 13a, 13b und 13c sind in der ersten Verteilerhülse 2 ausgebildet

Figur 2 zeigt einen Halbschnitt durch das als eine Baueinheit 21 ausgebildete Nabenteil 27 entlang der Rotationsachse 1 1. Die Baueinheit 21 ist aus der ersten Verteilerhülse 2 und der ersten Dosierungshülse 3 gebildet. Bei der Montage der Baueinheit 21 wurde die erste Verteilerhülse 21 axial bis an den radialen Flansch 23 auf die Dosierungshülse 3 gepresst oder geschoben. Die Hülsen 2 und 3 sind entweder durch einen Presssitz aneinander fest oder durch beispielsweise eine oder mehrere Bördel- bzw. Schweißstellen aneinander gehalten.

In der Darstellung nach Figur 2 sind die ersten Passagen 13b und 13c verdeckt und deshalb gestrichelt dargestellt. Die Passage 13a ist im Längsschnitt abgebildet. Jeder Passage 13a, 13b und 13c ist jeweils einer der umfangsseitig benachbarten Kanäle 12a, 12b oder 12c zugeordnet, von denen in Figur 1 und 2 für die Kanäle 12b und 12c die Mündung gestrichelt angedeutet und in Figur 1 der Kanal 12a im Längsschnitt abgebildet sind.

Jede der Passagen 13a, 13b und 13c führt jeweils von einem der Kanäle 12a, 12b oder 12c zu jeweils mindestens einem radialen ersten Durchgangsloch 17a, 17b bzw. 17c in der ersten Dosierungshülse 3. Von den Durchgangslöchern 17a, 17b und 17c ist in Figur 1 nur das erste Durchgangsloch 17a im Längsschnitt sichtbar, jedoch sind in Figur 2 das erste Durchgangsloch 17c vollständig und das erste Durchgangsloch 17b teilweise abgebildet. Denkbar ist auch, dass jeder der Passagen 13a, 13b und/oder 13c mindestens zwei der ersten Durchgangslöcher 17a, 17b oder 17c in der ersten Dosierungshülse 3 zugeordnet sind. Die Durchgangslöcher 17a, 17b und 17c führen von jeweils einer der Passagen 13a, 13b oder 13c radial durch die erste Dosierungshülse 3 hindurch in einen der Ringkanäle 16a, 16b oder 16c. Jedem der Ringkanäle 16a, 16b und 16c ist jeweils mindestens ein radiales zweites Durchgangsloch 18a, 18b oder 18c in der zweiten Dosierungshülse 6 zugeordnet. Jedes der zweiten Durchgangslöcher 18a, 18b oder 18c führt jeweils zu einer zweiten Passage 19a, 19b oder 19c in der Verteilerhülse 7. Alternativ können zwei oder mehr der zweiten Durchgangslöcher gemeinsam in eine der zweiten Passagen führen. Die zweiten Passagen 19a, 19b oder 19b sind in diesem Fall axial ausgerichtet, können aber auch in Umfangsrichtung auslenkend verlaufen. Von den zweiten Durchgangslöchern 18a, 18b oder 18c und von den zweiten Passagen 19a, 19b oder 19c ist in Figur 1 jeweils nur eins/eine abgebildet.

Figur 3 zeigt einen Halbschnitt durch das als eine zweite Baueinheit 22 ausgebildete Wellenteil 28 längs entlang der Rotationsachse 1 1 . Die zweite Baueinheit 22 ist aus der zweiten Dosierungshülse 6, der zweiten Verteilerhülse 7 und den Ringdichtungen 14 mit Dichtungshaltern 14a und Kolbenringen 15 gebildet. Die Dichtungshalter 14a sind beispielsweise durch Rollieren auf die zweite Dosierhülse 6 aufgebracht, wobei die Wand der Dosierhülse 6 an den Abschnitten 6a radial aufgeweitet wird. Im Anschluss wird die so vormontierte Baugruppe aus Dichtungshalter 14a und zweiter Dosierhülse 6 auf die zweite Verteilerhülse 7 bis an den Kragen 25 der zweiten Verteilerhülse 7 axial aufgeschoben oder aufgepresst.

In Figur 3 ist die zweite Passage 19a im Längsschnitt, die zweite Passage 19b vollständig und die zweite Passage 19c teilweise dargestellt.

Jeder der Passagen 19a, 19b und 19c ist jeweils mindestens ein drittes Durchgangsloch 20a, 20b oder 20c in der zweiten Dosierungshülse 6 zugeordnet. Die radialen dritten Durchgangslöcher 20a, 20b und 20c sind in der zweiten Dosierungshülse 6 mit axialem Abstand auf einer Linie oder in Umfangsrichtung versetzt zu den zweiten Durchgangslöchern 18a, 18b oder 18c ausgebildet und führen von der jeweiligen Passage 19a, 19b oder 19c durch die zweite Dosierungshülse 6 hindurch als zweite Anschlüsse 32, 33 und 34 zu nicht dargestellten Schmierstellen an Zahnrädern, Wälzlagern oder anderen Getriebeelementen. Es ist auch denkbar, dass die zweite Dosierungshülse 6 mehr als nur eins der dritten Durchgangslöcher pro Passage aufweist.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch die Drehdurchführung 10 und somit quer durch das Gehäuse 1 und dabei durch den Kanal 12a im Gehäuse 1 , weiter quer durch die Passage 13a in der ersten Verteilerhülse 2 auf axialer Höhe des Durchgangslochs 17a in der ersten Dosierungshülse 3 quer durch das Durchgangsloch 17a, weiter quer durch den umlaufenden Ringkanal 16a zwischen der ersten Dosierungshülse 3 und der zweiten Dosierungshülse 6 axial auf Höhe der Durchgangslöcher 18a in der zweiten Dosierungshülse 7 und quer durch das Durchgangsloch 18a und schließlich weiter quer durch die Passagen 19a in der zweiten Verteilerhülse 7 und als Vollschnitt durch die Welle 8. Die Ringdichtung 14 sitzt in dieser Darstellung zur Bildebene zurückgesetzt in dem Ringspalt 16 zwischen der ersten Dosierungshülse 3 und der zweiten Dosierungshülse 6.

Der Doppelpfeil symbolisiert mögliche Dreh- bzw. Schwenkrichtungen der Welle 8 um ihre Rotationsachse 1 1 , die in diesem Fall senkrecht in die Bildebene hinein gerichtet ist. Trennstelle zwischen der rotierenden zweiten Baueinheit 22 gegenüber der gehäusefesten Baueinheit 21 ist die kreislinienförmige innere Körperkante 26 der gehäusefesten ersten Verteilerhülse 3, an der die Ringdichtung 14 rotierend entlang schleift.

Bezugszeichen

Gehäuse 18a zweites Durchgangsloch erste Verteilerhülse 18b zweites Durchgangsloch erste Dosierungshülse 18c zweites Durchgangsloch

Kolbenringe 19a zweite Passage

Kolbenringführung 19b zweite Passage zweite Dosierungshülse 19b zweite Passagea Wandabschnitt 20a drittes Durchgangsloch zweite Verteilerhülse 20b drittes Durchgangsloch

Welle 20c drittes Durchgangsloch

Axialbohrung 21 erste Baueinheit0 Drehdurchführung 22 zweite Baueinheit1 Rotationsachse 23 Flansch

2a Kanal 24 aufgeweitete Partien2b Kanal 25 Kragen

2c Kanal 26 Körperkante

3a erste Passage 27 Nabenteil

3b erste Passage 28 Wellenteil

3c erste Passage 29 erster Anschluss4 Ringdichtung 30 erster Anschluss4a Dichtungshalter 31 erster Anschluss5 Kolbenring 32 zweiter Anschluss6 Ringspalt 33 zweiter Anschluss6a Ringkanal 34 zweiter Anschluss6b Ringkanal

6c Ringkanal

7a erstes Durchgangsloch

7b erstes Durchgangsloch

7c erstes Durchgangsloch