BR102014002938A2

BR102014002938A2 - sistema de engrenagem diferencial, e, aparelho para dispersar um lubrificante em um sistema de engrenagem diferencial

Info

Publication number: BR102014002938A2
Application number: BR102014002938A
Authority: BR
Inventors: David G Hill; Michael Carbone
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corp
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2016-01-26
Also published as: CN103982637B; US10267407B2; CA2842200A1; BR102014002938B1; CA2842200C; BR102014002938A8; CN103982637A; US20140221145A1

Abstract

sistema de engrenagem diferencial, e, aparelho para dispersar um lubrificante em um sistema de engrenagem diferencial. a presente invenção se refere a um método e um aparelho para lubrificar urna engrenagem de um sistema de engrenagem diferencial. um membro ou um eixo gira dentro de urna carcaça do sistema de engrenagem diferencial. o eixo inclui urna câmara para receber um lubrificante a partir da parte externa da carcaça. uma engrenagem gira em relação ao eixo, e um furo no eixo dispersa o lubrificante da câmara para uma localização da engrenagem selecionada da engrenagem para lubrificar a engrenagem.

Description

“SISTEMA DE ENGRENAGEM DIFERENCIAL, E, APARELHO PARA DISPERSAR LM LUBRIFICANTE EM UM SISTEMA DE ENGRENAGEM DIFERENCIAL” FUNDAMENTOS

[0001] A presente descrição se refere à lubrificação da engrenagem e mais especificamente, a um método de lubrificação de uma engrenagem em um sistema de engrenagem diferencial sem desmontagem de uma caixa de engrenagens.

[0002] Os sistemas de engrenagens diferenciais incluem uma pluralidade de engrenagens que estão em movimento dentro de uma caixa de engrenagens. Durante a operação, a graxa que reside nas engrenagens é removida das engrenagens nas superfícies de malha de contato das engrenagens. Além disso, as propriedades de lubrificação da graxa degradam ao longo do tempo. Essas engrenagens, portanto, necessitam de lubrificação periódica. Quando um sistema de engrenagem inclui um eixo de engrenagem fixo, as engrenagens podem ser facilmente rejubrificadas pelo bombeamento de graxa do lado de fora da caixa de engrenagens na caixa de engrenagens através de um tubo ou guia em um local fixo em uma carcaça da caixa de engrenagens. No entanto, sistemas de engrenagem diferenciais, que têm eixos de rotação não fixos, não são facilmente lubrificados do lado de fora, pois a localização que exige lubrificação se move em relação à carcaça e, assim, em relação ao tubo ou guia fixo. Outro método possível de relubrificação em um sistema de engrenagem diferencial envolve desmontar a caixa de engrenagens e o conjunto de engrenagens. Este método, no entanto, pode ser demorado, oneroso, e aberto à possibilidade de danificar ou perder peças, montagem incorreta ou não manipulação dos componentes da caixa de engrenagens para o sistema global.

SUMÁRIO

[0003] De acordo com uma modalidade da presente descrição, um sistema de engrenagem diferencial inclui: uma carcaça; um membro configurado para girar dentro da carcaça; uma câmara dentro do membro configurada para receber um lubrificante de uma parte externa da carcaça; uma engrenagem configurada para girar em relação ao membro; e um furo no membro configurado para dispersar o lubrificante da câmara para uma localização de engrenagem selecionada da engrenagem.

[0004] De acordo com outra modalidade, um método de lubrificação de uma engrenagem inclui: fornecimento de um lubrificante para uma parte interna de um eixo acoplado à engrenagem; e dispersão do lubrificante na parte interna do eixo para a engrenagem através de um furo no eixo para lubrificar a engrenagem.

[0005] De acordo com outra modalidade, um aparelho para dispersar um lubrificante em um sistema de engrenagem diferencial inclui: um membro - acoplado a uma engrenagem do sistema de engrenagem diferencial, em que o membro está configurado para girar na parte interna de uma carcaça; uma câmara dentro do membro configurada para receber o lubrificante no membro a partir de uma parte externa da carcaça; e um tubo acoplado a um furo no membro configurado para dispersar o lubrificante da câmara para a engrenagem.

[0006] As características e vantagens adicionais são realizadas através das técnicas da presente descrição. Outras modalidades e aspectos da descrição são descritos em detalhes neste documento e são considerados uma parte da descrição reivindicada. Para uma melhor compreensão da descrição com as vantagens e as características, se referem à descrição e aos desenhos. BREVE DESCRIÇÃO DOS VÁRIOS PONTOS DE VISTA DOS DESENHOS

[0007] O assunto que é considerado como a descrição é particularmente indicado e distintamente reivindicado nas reivindicações na conclusão do relatório descritivo. O acima exposto e outras características, e vantagens da descrição são aparentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, em que: [0008] a figura 1 mostra um sistema de engrenagem diferenciar em uma modalidade exemplar da invenção;

[0009] a figura 2 mostra uma seção em corte transversal de uma calha ou canaleta do sistema de engrenagem diferencial da figura 1;

[00010] a figura 3 mostra um sistema de engrenagem diferencial em uma modalidade alternativa da presente invenção; e [00011] a figura 4 mostra outro sistema de engrenagem diferencial em uma modalidade alternativa da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00012] A figura 1 mostra um sistema de engrenagem diferencial 100 em uma modalidade exemplar da invenção. O sistema de engrenagem diferencial 100 exemplar inclui a carcaça 102 tendo um eixo rotativo ou membro 104 contido na mesma. Em uma modalidade exemplar, o eixo 104 se estende a partir de uma parede da carcaça 102 em uma primeira extremidade do eixo 104 para uma parede da carcaça 102 em uma segunda extremidade do eixo 104. Um conjunto de rolamentos 106 pode ser acoplado entre o eixo 104 e a carcaça 102 permitindo que o eixo 104 gire ao longo de seu eixo. O eixo 104 pode incluir um eixo de rolamento diferencial 125. O eixo 104 pode adicionalmente ser acoplado a ou suportar pelo menos uma engrenagem solar 120 do sistema de engrenagem diferencial 100. O eixo de rolamento diferencial 125 pode ser acoplado a ou suportar pelo menos uma engrenagem planetária 122. Os dentes das engrenagens solares 120 podem interagir com os dentes das engrenagens planetárias 122 nas localizações de malha da engrenagem 140a-d para permitir o movimento relativo da engrenagem solar 120 e engrenagem , planetária 122. Em uma modalidade exemplar, as engrenagens solares 120 e as engrenagens planetárias 122 são engrenagens cônicas que giram em diferentes planos. Entende-se que o eixo 104 pode ser acoplado a outras engrenagens não explicitamente mostradas e que os métodos divulgados neste documento podem ser aplicáveis para lubrificar essas engrenagens também.

[00013] O eixo 104 inclui uma câmara ou seção oca 130. Um pino graxeiro 112 é acoplado ao eixo 104 em uma da primeira extremidade e da segunda extremidade do eixo 104. Em geral, o pino graxeiro 112 pode ser uma parte estacionária em relação ao eixo. rotativo 104. Uma vedação de graxa 114, portanto, pode ser fornecida na câmara 130 para manter uma vedação entre o pino graxeiro estacionário 112 e o eixo rotativo 104 para impedir o escapamento da graxa da câmara 130 entre o eixo 104 e o pino graxeiro 112. Um injetor de graxa ou outro dispositivo de distribuição de lubrificante pode ser acoplado ao pino graxeiro 112 e então usado para forçar a graxa, lubrificante ou outro lubrificante na câmara 130 através do pino graxeiro 112 a partir de uma localização externa à carcaça 102. O eixo 104 adicionalmente compreende furos 118a em várias localizações axiais ao longo do eixo 104 para dispersar a graxa, lubrificante ou fluido a partir do eixo 104. Qualquer número de furos 118a pode ser fornecido em uma determinada localização axial. A graxa percorre a partir do pino graxeiro 112 ao longo da câmara 130 do eixo 104 para os furos 118a. A graxa pode então ser forçada radialmente para fora do eixo 104. Em uma modalidade, uma força radialmente para fora na graxa nos furos 118a pode ser fornecida através do injetor de graxa fornecendo a graxa na câmara 130 no pino graxeiro 112. Em outra modalidade, a força radialmente para fora na graxa nos furos 118a pode ser fornecida por uma força centrífuga resultante da rotação do eixo 104. Em uma modalidade exemplar, um dispositivo de liberação de graxa tal como calha ou canaleta 116 pode ser acoplado a uma superfície externa do eixo 104 nos furos 118a. Altemativamente, o dispositivo de liberação de graxa pode ser um tubo acoplado aos furos 118a. Uma seção em corte transversal da calha ou canaleta exemplar 116 é discutida abaixo em relação à figura 2 e é descrita adicionalmente abaixo. A graxa que sai dos furos 118a pode ser depositada na calha ou canaleta 116 e forçada para fora da calha ou canaleta 116 através dos furos 118b. A calha ou canaleta 116 é configurada para fornecer os furos 118b em uma localização selecionada como engrenagem solar 120 ou engrenagem planetária 122 ou em uma localização selecionada das engrenagens, tal como uma das localizações da malha da engrenagem 140a-d. Em diversas modalidades, os furos 118b mantêm seu alinhamento com as engrenagens selecionadas ou localizações de engrenagem selecionadas durante a operação do sistema de engrenagem diferencial 100. A rotação do eixo 104 pode adicionalmente manter o alinhamento dos furos 118b com a engrenagem selecionada ou localização de engrenagem selecionada. Durante a operação, a graxa é forçada através dos furos 118b por uma força centrífuga resultante da rotação da calha ou canaleta 116 fornecendo graxa às localizações da malha da engrenagem cônica 140a-d.

[00014] A figura 2 mostra uma seção em corte transversal 200 da calha ou canaleta exemplar 116 do sistema de engrenagem diferencial 100. O eixo 104 é mostrado centrado em tomo do eixo rotativo 202. A calha ou canaleta 116 circunda o eixo 104. Em uma modalidade exemplar a calha ou canaleta 116 recebe a graxa quando ela sai do eixo 104 através do furo 118a. A graxa é coletada na calha ou canaleta 116 e é distribuída para a localização da malha da engrenagem solar/planetária exemplar 140a (mostrada apenas para fins ilustrativos) quando a caixa de engrenagens está em opèração. A calha da graxa 116 gira com o eixo 104 e os furos 118b são alinhados com òu ao lado da localização da malha da engrenagem 140a. Em diversas modalidades, o furo 118a no tubo 104 não precisa estar alinhado com o furo 118b na calha 116. Em uma modalidade, a calha ou canaleta 116 pode ser não circular na seção em corte transversal ou oval na seção em corte transversal com os furos 118b sendo localizados ao longo do eixo principal da oval. Ό formato oval da calha ou canaleta 116 permite que graxa avance para os foros 118b na calha ou canaleta 116 pela força centrífuga durante a operação da caixa de engrenagens. Portanto, o design oval da calha ou canaleta 116 pode evitar a acumulação de graxa na calha ou canaleta 116 e em vez disso aumentar a liberação da graxa a partir da calha ou canaleta 116 para a engrenagem selecionada ou localização de engrenagem selecionada.

[00015] A figura 3 mostra um sistema de engrenagem diferencial 300 em uma modalidade alternativa da presente invenção. Á função do sistema de engrenagem diferencial alternativo 300 é similar à função do sistema de engrenagem diferencial 100 da figura 1, exceto que a calha ou canaleta 116 é substituída por um tubo de graxa 316. Os tubos de graxa 316 são acoplados ao eixo 104 para cobrir os furos 318a. Um tubo de graxa selecionado 316 é orientado para receber o lubrificante que flui a partir de um furo associado 318a em uma extremidade do tubo de graxa 316 e distribuir o lubrificante a partir do tubo de graxa 316 para uma engrenagem selecionada ou parte da engrenagem selecionada pelo furo 318b na outra extremidade do tubo. Os furos 318b estão localizados em ou perto das localizações da malha da engrenagem solar/planetária 140a-d. O tubo de graxa gira com o eixo de modo que os furos 118b estejam substancialmente sempre localizados na localização da malha da engrenagem 140a-d ou em um lado das localizações da malha da engrenagem 140a-d. Cada engrenagem ou parte da engrenagem que deve ser lubrificada pode ter um tubo associado 316. Um operador pode girar as engrenagens lentamente para permitir que a graxa seja distribuída para lubrificar as engrenagens planetárias 122 e a engrenagem solar 120.

[00016] A figura 4 mostra outro sistema de engrenagem diferencial 400 em uma modalidade alternativa 400 da presente invenção. Para fins ilustrativos, os sistemas de motor e freio 410 e 420 são mostrados para a operação das engrenagens solares 120a e 120b do sistema de engrenagem diferencial 400, respectivamente. Embora mostrado em relação ao sistema de engrenagem diferencial 400, tal sistema de motor e freio também pode ser usado nos sistemas de engrenagem diferenciais 100 e 300 divulgados neste documento, bem como outra modalidade dos sistemas de engrenagem diferenciais. O sistema de motor e freio 410 pode ser operado independentemente do sistema de motor e freio 420, desse modo provocando o movimento independente das engrenagens solares 120a e 120b em lados opostos do eixo de engrenagem diferencial 425. O sistema de motor e freio 410 aciona uma rotação de uma engrenagem do motor 412, que provoca uma rotação de uma engrenagem do acionador 414 que é acoplado à engrenagem solar 120a. De forma similar, o sistema de motor e freio 420 aciona uma rotação de uma engrenagem do motor 422 que transfere a rotação para uma engrenagem do acionador 424 que está acoplada à engrenagem solar 120b. Quando os sistemas de motor e freio 410 e 420 estão executando na mesma velocidade, a engrenagem planetária 122a-b não pode girar em tomo do eixo do rolamento diferencial 425. A engrenagens planetárias 122a-b podem, no entanto, orbitar o eixo rotativo oco 104. Quando um motor de um sistema de motor e freio é inoperável, o freio pode ser aplicado e o motor de outro sistema de motor e freio fornece energia rotacional para o diferencial através de sua respectiva engrenagem solar. Neste caso, as engrenagens planetárias 122a-b podem girar em tomo do eixo de rolamento diferencial 425 bem como orbitar o eixo rotativo oco 404.

[00017] O sistema de engrenagem diferencial alternativo 400 inclui o eixo 404 que inclui uma câmara 430 parcialmente se estendendo através do eixo 404. A câmara 430 se estende somente ao eixo de engrenagem diferencial 425. Somente os tubos 416a e 416b, portanto, estão presentes. Os tubos 416a e 416b distribuem lubrificante a partir da câmara 430 às localizações da malha da engrenagem selecionada 140a e 140b, respectivamente. Nenhum tubo está presente para a distribuição de lubrificante para localizações da malha da engrenagem 140c e 140d. As engrenagens 120a-b e 122a-b podem ser giradas para distribuir o lubrificante para as localizações da malha da engrenagem 140c e 140d, através da rotação do eixo 404 ou pela operação de um ou mais dos sistemas de motor e freio 410 e 420. Portanto, a atuação das engrenagens pode ser usada para transferir o lubrificante em todo o sistema de engrenagem diferencial. Em modalidades alternativas, uma ou mais engrenagens intermediárias podem estar entre a localização da malha da engrenagem 140a e 140c ou entre as localizações da malha da engrenagem 140b e 140d. Estas engrenagens intermediárias, portanto, também podem ser usadas para distribuir o lubrificante entre a localização 140a e 140c e/ou entre a localização 140b e 140d.

[00018] Nas modalidades exemplares mostradas nas figuras 1 a 4, a lubrificação das engrenagens pode ser executada in situ sem desmontagem da caixa de engrenagens. Os métodos divulgados, portanto, reduzem o tempo de manutenção e custos associados à relubrificação em um sistema de engrenagem diferencial. Uma vez que a relubrificação é executada sem remover a caixa de engrenagens, a chance de danos para a caixa de engrenagens e equipamento circundante é reduzida. Além disso, o tempo inativo do veículo é reduzido e a necessidade de remanipulação do sistema de engrenagem diferencial é reduzida ou eliminada.

[00019] A terminologia usada neste documento tem o propósito de descrever modalidades específicas apenas, e não se destina a ser um fator limitante da descrição. Como usado neste documento, as formas singulares "um", "uma" e "o, a" são destinadas a incluir as formas plurais também, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Será adicionalmente entendido que os termos "compreende" ou "compreendendo", quando usados neste relatório descritivo, especificam a presença de características declaradas, números inteiros, etapas, operações,' elementos, e/ou componentes, mas não exclui a presença ou adição de um mais outras características, números inteiros, etapas, operações, componentes do elemento, e/ou grupos dos mesmos.

[00020] As estruturas, materiais, atos, e equivalentes correspondentes de todos os meios ou etapa mais elementos de função nas reivindicações abaixo se destinam a incluir qualquer estrutura, material, ou ato para executar a função em combinação com outros elementos reivindicados como especificamente reivindicado. A descrição da presente descrição foi apresentada para fins de ilustração e descrição, mas não é destinada a ser exaustiva ou limitada à descrição na forma divulgada. Muitas modificações e variações serão evidentes para aqueles versados na técnica sem se afastar do escopo e do espírito da descrição. A modalidade foi escolhida e descrita para melhor explicar os princípios da descrição e aplicação prática, e permitir que outras pessoas versadas na técnica entendam a descrição por várias modalidades com várias modificações conforme forem adequadas ao uso específico contemplado.

[00021] Embora a modalidade exemplar para a descrição tenha sido descrita, será entendido que os versados na técnica, tanto agora como no futuro, podem fazer diversos aprimoramentos e aperfeiçoamentos que estão no âmbito das reivindicações a seguir. Essas reivindicações devem ser interpretadas para manter a proteção adequada para a descrição descrita pela primeira vez.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sistema de engrenagem diferencial, caracterizado pelo fato de que compreende: uma carcaça; um membro configurado para girar dentro da carcaça; uma câmara dentro do membro configurada para receber um lubrificante a partir da parte externa da carcaça; uma engrenagem configurada para girar em relação ao membro; e um furo no membro configurado para dispersar o lubrificante a partir da câmara para uma localização da engrenagem selecionada da engrenagem.

2. Sistema de engrenagem diferencial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro é configurado para girar para manter um alinhamento do furo no membro com a localização da engrenagem selecionada.

3. Sistema de engrenagem diferencial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um dispositivo de liberação de graxa configurado para transmitir o lubrificante a partir do furo no membro para a localização selecionada.

4. Sistema de engrenagem diferencial, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de què o dispositivo de liberação de graxa tem uma de uma seção não circular e uma seção em corte transversal oval.

5. Sistema de engrenagem diferencial, de acordo com a reivindicação 1. caracterizado pelo fato de que a engrenagem inclui uma primeira engrenagem e uma segunda engrenagem, e adicionalmente compreendendo um motor configurado para causar uma rotação da primeira e da segunda engrenagens que transfere o lubrificante da primeira engrenagem para a segunda engrenagem.

6. Sistema de engrenagem diferencial, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma terceira engrenagem configurada para transferir o lubrificante da primeira engrenagem para ã segunda engrenagem durante a rotação.

7. Sistema de engrenagem diferencial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante é disperso a partir da câmara usando uma de uma força fornecida por um dispositivo que fornece o lubrificante para a parte interna do membro; e uma força centrífuga.

8. Aparelho para dispersar um lubrificante em um sistema de engrenagem diferencial, caracterizado pelo fato de que compreende: um membro acoplado a uma engrenagem- do sistema de engrenagem diferencial, em que o membro está configurado para girar na parte interna de uma carcaça; uma câmara dentro do membro configurada para receber o lubrificante no membro a partir da parte externa da carcaça; e um tubo acoplado a um furo no membro configurado para dispersar o lubrificante a partir da câmara para a engrenagem.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o membro está configurado para girar para manter um alinhamento do furo no membro com a engrenagem.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um dispositivo de liberação de graxa acoplado ao membro para transmitir o lubrificante a partir do furo no membro para a localização da engrenagem selecionada da engrenagem.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10. caracterizado pelo fato de que o dispositivo de liberação de graxa tem uma.de uma seção não circular e uma seção em corte transversal oval.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a engrenagem adicionalmente compreende uma primeira engrenagem tendo lubrificante disperso na mesma, e adicionalmente compreendendo um motor configurado para girar a primeira e a segunda engrenagens que transfere o lubrificante da primeira engrenagem para a segunda engrenagem.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma terceira engrenagem configurada para transferir o lubrificante da primeira engrenagem para a segunda engrenagem durante a rotação.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado . r pelo fato de que o lubrificante é disperso a partir do membro usando uma de uma força fornecida por um dispositivo que fornece o lubrificante para a parte interna do membro; e uma força centrífuga.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o lubrificante é pelo menos um lubrificante e graxa.