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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere eine Getriebebaugruppe, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Es ist allgemein bekannt, zur Druckabdichtung von Öldrehdurchführungen zwischen einem Getriebegehäuse und einer Getriebewelle oder zwischen zwei unterschiedlich rotierenden Innen- und Außenwellen Hartstoffdichtungen vorzusehen. Die Abdichtflächen an den Wellen oder am Getriebegehäuse, die mit Hartstoffdichtungen in Kontakt stehen, unterliegen bei den dabei gegebenen Relativbewegungen einem gewissen Verschleiß – auch wenn diese Abdichtflächen mit Öl benetzt sind. Für diese Abdichtflächen bestehen deshalb erhöhte Anforderungen an die Festigkeit und die Oberflächenausprägung. Üblicherweise werden bei Aluminiumwellen Stahlhülsen in die Außenwelle oder Stahlringe in die Innenwelle als Dichtungskontaktpartner eingepresst.
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Die dabei erforderlichen Vorbereitungen entsprechender Fügestellen und die Fügeprozesse selbst bedeuten einen nicht unerheblichen Mehraufwand. Zudem können sich Abweichungen hinsichtlich einer gewünschten Rundheit beim Einpressen solcher Stahlhülsen und Stahlringe ergeben.
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Zudem ist es auch bekannt, Beschichtungen, beispielsweise in Form von galvanischen Schichten oder in Form von Spritzschichten vorzusehen. Nachteilig hierbei ist ebenfalls, dass ein zusätzlicher Arbeitsgang notwendig ist, wobei insbesondere Nacharbeiten mit damit verbundenen Zusatzkosten entstehen können. Darüber hinaus besteht bei diesen Lösungen eine Gefahr zu großer Poren innerhalb der Dichtflächen oder auch die Gefahr einer zu geringen Schichthaftung.
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Die
DE 10 2011 006 293 A1 zeigt ein hülsenförmiges Bauteil sowie einen hiermit gebildeten Pressverband. Der Pressverband besteht aus einem Träger und wenigstens einer mit Presssitz an dem Träger sitzenden Stufenhülse, welche durch Umformung eines Blechmaterials hergestellt ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe der Eingangs genannten Art bereit zu stellen, durch welche eine verbesserte Abdichtung eines mit Öl befüllbaren Zwischenraums zwischen zwei relativbeweglich zueinander angeordneten Teilen ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Baugruppe, insbesondere Getriebebaugruppe, umfasst ein Außenteil und ein darin angeordnetes Innenteil, die relativ zueinander drehbar sind und zwischen denen ein mit Öl befüllbarer Zwischenraum vorgesehen ist, welcher mittels wenigstens einer innenteilseitig oder außenteilseitig angebrachten Hartstoffdichtung abgedichtet ist, die an einer an dem Außenteil oder an dem Innenteil vorgesehenen Dichtfläche anliegt. Zur verbesserten Abdichtung des mit Öl befüllbaren Zwischenraums ist es erfindungemäß vorgesehen, dass ein die Dichtfläche aufweisender Dichtungsbereich des Außenteils oder des Innenteils aus einer AlSi-Legierung, insbesondere aus einer AlSi25Cu4Mg1-Legierung, ausgebildet ist.
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Es ist also erfindungsgemäß vorgesehen, an der Dichtfläche eine Aluminium-Silizium-Legierung vorzusehen, welche eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit aufweist. Dadurch kann ein erhöhter Verschleiß an der mit der Hartstoffdichtung in Kontakt stehenden Dichtfläche vermieden werden. Zudem kann bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtfläche eine besonders hohe Oberflächengüte erzielt werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik weist die erfindungsgemäße Baugruppe vorzugsweise auch einen einteiligen Aufbau auf, so dass zusätzliche Aufwendungen für eine Behandlung von Fügeflächen und Fügevorgängen entfallen können.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Dichtungsbereich als rohrförmiges Teil ausgebildet und an einer dem Innenteil zugewandten Innenseite des Außenteils vorgesehen ist. Vorzugsweise wird der Dichtungsbereich dabei in das Außenteil eingepresst oder eingegossen. In beiden Fällen können aufwendige Fügeoperationen zur Ausbildung des Dichtungsbereichs entfallen, so dass die Baugruppe insgesamt sehr kostengünstig hergestellt werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Innenteil oder das Außenteil zusammen mit dem Dichtungsbereich als Bimetallrohr, insbesondere als Co-Extrusions-Teil ausgebildet sind. Das Innenteil beziehungsweise das Außenteil können dadurch mitsamt dem Dichtungsbereich in einem Arbeitsschritt hergestellt werden. Zudem wird bei einer derartigen Ausbildung als Bimetallrohr eine besonders angepasste Wärmeausdehnung des Dichtungsbereichs und des restlichen Bereichs des Innenteils beziehungsweise des Außenteils erzielt.
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Schließlich ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein von dem Dichtungsbereich verschiedener Bereich des Außenteils oder des Innenteils aus einer AlSi12-Legierung ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist die Baugruppe im Wesentlichen aus einer konventionellen Aluminiumlegierung ausgebildet, wobei lediglich die Dichtfläche bzw. der die Dichtfläche aufweisende Dichtungsbereich aus einer AlSi25Cu4Mg1-Legierung ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch an anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine Seitenschnittansicht einer teilweise dargestellten Getriebebaugruppe für einen Kraftwagen, wobei in einem Getriebegehäuseteil eine Getriebewelle drehbar gelagert und zwischen der Getriebewelle und dem Getriebegehäuseteil ein mit Öl befüllbarer Zwischenraum vorgesehen ist, welcher mittels zwei Hartstoffdichtungen abgedichtet ist;
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2 eine Seitenschnittansicht einer alternativen Ausführungsform der Getriebebaugruppe und der darin gelagerten Getriebewelle;
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3 eine Seitenschnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der Getriebebaugruppe, wobei eine Hohlwelle außenumfangseitig um das als Innenwelle ausgebildete Getriebegehäuseteil drehbar ist; und in
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4 eine Querschnittsansicht der in 3 gezeigten Hohlwelle, wobei ein Querschliff durch die Hohlwelle in einer vergrößerten Darstellung gezeigt ist.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine Getriebebaugruppe 10 ist ausschnittsweise in einer Seitenschnittansicht in 1 gezeigt. Die Getriebebaugruppe 10 umfasst ein Getriebegehäuseteil 12, welches aus einer Aluminium-Legierung, beispielsweise einer AlSi12-Legierung, ausgebildet ist. An dem Getriebegehäuseteil 12 ist innenseitig eine Ölverteilerbuchse 14 vorgesehen. Die Ölverteilerbuchse 14 ist im vorliegenden Fall zweiteilig ausgebildet und weist einen hülsenförmigen Dichtungsbereich 16 mit einer Dichtfläche 18 auf. Der Dichtungsbereich 16 ist aus einer verschleißbeständigen AlSi25Cu4Mg1-Legierung ausgebildet, wobei der Rohrmantel 17 der Ölverteilerbuchse 14 wie das Getriebegehäuseteil 12 aus einer AlSi12-Legierung ausgebildet ist. Der rohrförmig ausgebildete Dichtungsbereich 16 ist dabei mit dem Rohrmantel 17 der Ölverteilerbuchse 14 fest verbunden.
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Innerhalb des Getriebegehäuseteils 12 ist ein Ölkanal 20 vorgesehen, durch welchen Öl in die Ölverteilerbuchse 14 gelangen kann und über einen Zwischenraum 22 einer Ölbohrung 24 einer Getriebewelle 26 zuführbar ist, welche drehbar innerhalb des Getriebegehäuseteils 12 gelagert ist. Die Ölverteilerbuchse 14 fungiert im vorliegenden Fall also als eine Art Außenteil für die im Inneren der Getriebebaugruppe 10 drehbar gelagerte und als Innenteil dienende Getriebewelle 26.
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Zur Abdichtung des Zwischenraums 22 sind zwei Hartstoffdichtungen 28 vorgesehen, welche an der Getriebewelle 26 angebracht sind und an der Dichtfläche 18 des Dichtungsbereichs 16 der Ölverteilerbuchse 14 anliegen.
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Bei einer Rotation der Getriebewelle 26 können die Hartstoffdichtungen 28 somit an der Dichtfläche 18 entlang bewegt werden. Da der Dichtungsbereich 16 aus der besonders verschleißbeständigen AlSi25Cu4Mg1-Legierung ausgebildet ist, kann eine zuverlässige Abdichtung des Zwischenraums 22 gegen einen Ölaustritt gewährleistet werden kann. Zudem wird eine besonders gute Verschleißbeständigkeit der Dichtungsfläche 18 gewährleistet.
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In 2 ist in einer teilweise dargestellten Seitenschnittansicht eine alternative Ausführungsform der Getriebebaugruppe 10 dargestellt. An dem Getriebegehäuseteil 12 ist ebenfalls die Ölverteilerbuchse 14 angeordnet, welche im vorliegenden Fall jedoch einteilig ausgebildet ist. Der hülsenförmige Dichtungsbereich 16, welcher ebenfalls aus einer AlSi25Cu4Mg1-Legierung ausgebildet ist, ist als Ölverteilerbuchse 14 eingegossen.
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Der Dichtungsbereich 16 wird als endgeometrienah ausgebildetes Rohr beziehungsweise Hülse bei der Herstellung als Einlegeteil direkt in die Getriebebaugruppe 10 eingegossen. Auch in dem hier gezeigten Fall wird also eine besonders verschleißbeständige Dichtfläche 18 bereitgestellt, so dass bei einer Rotation der Getriebewelle 28 innerhalb des Getriebegehäuseteils 12 und somit bei einer Relativbewegung der Hartstoffdichtungen 28 gegenüber der Dichtfläche 18 die Abdichtung des Zwischenraums 22 gegenüber einem Ölaustritt sicher gestellt werden kann.
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In 3 ist eine weitere alternative Ausführungsform der Getriebebaugruppe 10 in einer Schnittansicht dargestellt. Im vorliegend gezeigten Fall ist ein Getriebegehäuseteil 12' als feststehendes, wellenförmiges Innenteil ausgebildet, wobei eine als Außenteil dienende hohle Getriebewelle 30 drehbar um das Getriebegehäuseteil 12' an diesem gelagert ist.
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Innerhalb des Getriebegehäuseteils 12' ist wiederum eine Ölbohrung 24 vorgesehen, durch welche Öl zugeführt und über den Zwischenraum 22 durch einen Ölkanal 20 gefördert werden kann. An dem innenseitig angeordneten wellenförmigen Getriebegehäuseteil 12' sind Dichtungsträger 31 vorgesehen, welche aus einer AlSi25Cu4Mg1-Legierung ausgebildet sind, und zur Aufnahme der Hartstoffdichtungen 28 dienen, mittels welchen wiederum die Abdichtung des Zwischenraums 22 erfolgt. Sobald die hohle Getriebewelle 30 um das Getriebegehäuseteil 12' rotiert wird, erfolgt eine Relativbewegung zwischen den Hartstoffdichtungen 28 und der Dichtfläche 18 der Getriebewelle 30.
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In 4 ist die Ölverteilerbuchse 14 in einer schematischen Schnittansicht dargestellt. Die Ölverteilerbuchse 14 weist die als Dichtringlauffläche ausgebildete Dichtfläche 18 sowie einen Rohrmantel 17 auf. In der Querschnittsansicht ist ein Querschliff durch einen Teil der Ölverteilerbuchse 14 dargestellt. Der Rohrmantel 17 ist aus einer AlSi12-Legierung ausgebildet und ein die Dichtfläche 18 aufweisender Dichtungsbereich 16 ist aus der AlSi25Cu4Mg1-Legierung ausgebildet.
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Die Ölverteilerbuchse 14 ist im vorliegend gezeigten Fall also als Bimetall-Rohr ausgebildet, wobei die Ölverteilerbuchse 14 durch eine Co-Extrusion der AlSi12-Legierung und der AlSi25Cu4Mg1-Legierung in einem Arbeitsgang hergestellt wird. Ein Innendurchmesser d1 beträgt 59,5 mm, ein Innendurchmesser d2 des Rohrmantels 54 beträgt 72,4 mm und ein Außendurchmesser d3 des Rohrmantels 54 beträgt 77,5 mm. Die Dichtfläche 18 kann dabei feinbearbeitet sein, um eine gemittelte Rautiefe RZ von weniger als 2,5 μm zu erzielen.
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Diese Art der Ausgestaltung und Herstellung kann auch für die in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der Getriebebaugruppe 10 angewendet werden. Dabei werden die jeweiligen Ölverteilerbuchsen 14 mitsamt dem Dichtungsbereich 16 und der ebenfalls als Dichtringlauffläche ausgebildeten Dichtfläche 18 einteilig durch eine Co-Extrusion hergestellt und in die Getriebebaugruppe 10 eingepresst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011006293 A1 [0005]
