DE102008034517A1

DE102008034517A1 - Ablassschraube für Trägeranordnung

Info

Publication number: DE102008034517A1
Application number: DE102008034517A
Authority: DE
Inventors: Robert J. Newark Martin III; Brian David Newark Hayes
Original assignee: ArvinMeritor Technology LLC
Current assignee: ArvinMeritor Technology LLC
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2009-02-12
Also published as: US20090026014A1; US8579088B2

Abstract

Eine Ablassschraube für eine Trägeranordnung wird zur Steuerung von Fluidstrom von einem Behälter zu einem Sumpf verwendet. Die Trägeranordnung enthält ein Trägergehäuse mit einem inneren Hohlraum, in dem eine Getriebeanordnung untergebracht ist. Der Sumpf befindet sich in dem inneren Hohlraum, um die Getriebeanordnung zu schmieren. Der Behälter ist durch einen Kanal von dem Sumpf getrennt. Die Ablassschraube ist am Trägergehäuse befestigt und erstreckt sich in den Kanal, um eine Fluidstromdrossstellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ablassschraube, die zur Steuerung von Fluidstrom in einer Trägeranordnung verwendet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Trägeranordnungen für Antriebsachsen enthalten ein Trägergehäuse mit einem inneren Hohlraum, der eine Getriebeanordnung aufnimmt. Die Getriebeanordnung treibt Ausgangswellen an, die wiederum mit Antriebsfahrzeugrädern verbunden sind. Die Getriebeanordnung muss ordnungsgemäß geschmiert werden, um einen vorzeitigen Verschleiß und vorzeitiges Versagen zu vermeiden. Der innere Hohlraum ist bis zu einer bestimmten Höhe mit Schmierfluid gefüllt, das die Getriebeanordnung schmiert, wenn sich Getriebekomponenten in dem inneren Hohlraum drehen. Eine Ablassschraube ist am inneren Hohlraum im Trägergehäuse installiert, um zu gestatten, dass Schmierfluid in den inneren Hohlraum eingefüllt und daraus abgelassen werden kann.
Ein Problem bei gegenwärtigen Konfigurationen sind Leistungsverluste an der Getriebeanordnung, die durch heftige Bewegung des Schmierfluids verursacht werden (Planschverluste). Des Weiteren bewirkt eine übermäßig starke Bewegung des Schmierfluids ein Aufschäumen des Fluids und kann zu einer ungenügenden Schmierungsabdeckung für Getriebekomponenten führen, was zu vorzeitigem Verschleiß führt. Die Auswirkungen dieser Planschverluste sind sogar noch größer, wenn Trägerkonfigurationen mit schmaler Packung verwendet werden.
Somit besteht Bedarf an einem verbesserten Schmierverfahren und an einer Vorrichtung für eine Trägeranordnung, die die oben angeführten Probleme vermeidet.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es wird eine Ablassschraube verwendet, um Fluidstrom aus einem Behälter zu einem Sumpf in einer Trägeranordnung zu steuern. Des Weiteren kann bei Bedarf ein Durchmesser der Ablassschraube geändert werden, um eine Fluidstromrate zwischen dem Behälter und dem Sumpf einzustellen.
Bei einem Beispiel enthält die Trägeranordnung ein Trägergehäuse mit einem inneren Hohlraum, in dem eine Getriebeanordnung untergebracht ist. Der Sumpf befindet sich in dem inneren Hohlraum zur Schmierung der Getriebeanordnung. Der Behälter ist durch einen Kanal von dem Sumpf getrennt. Die Ablassschraube ist an dem Trägergehäuse befestigt und erstreckt sich in den Kanal, um eine Fluidstromdrosselung zwischen dem Behälter und dem Sumpf bereitzustellen.
Bei einem Beispiel umfasst die Ablassschraube ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement, das einen Körperteil aufweist, der sich von einem vergrößerten Kopf zu einem mit einem Gewinde versehenen distalen Ende erstreckt. Der Körperteil erstreckt sich quer durch den Kanal, und das mit einem Gewinde versehene distale Ende ist in einen Gehäusewandteil geschraubt.
Bei einer offenbarten Ausführungsform enthält das Trägergehäuse einen Innenwandteil und einen Außenwandteil. Der Innenwandteil definiert den Sumpf, und der Behälter ist zwischen dem Innen- und dem Außenwandteil ausgebildet. Der Innenwandteil enthält einen Verlängerungsteil, der sich nach außen zum Außenwandteil erstreckt, um einen Teil des Kanals zu definieren. Die Ablassschraube erstreckt sich quer durch den Kanal und ist in den Verlängerungsteil geschraubt.
Wie oben besprochen, kann die Ablassschraube zur Einstellung einer Fluidstromrate zwischen dem Behälter und dem Sumpf geändert werden. Somit können mehrere Ablassschrauben vorgesehen werden, wobei jede Ablassschraube einen anderen Durchmesser aufweist. Ablassschrauben mit kleineren Durchmessern gestatten größere Fluidstromraten und Ablassschrauben mit größeren Durchmessern sorgen für eine stärkere Drosselung und somit für eine geringe Fluidstromrate. Es wird auf Grundlage des Durchmessers eine Ablassschraube ausgewählt, um eine gewünschte Stromrate bereitzustellen. Diese Ablassschraube wird dann im Trägergehäuse installiert, um die gewünschte Stromrate bereitzustellen.
Durch Verwendung eines Behälterbereichs, der von dem Sumpf getrennt ist, in dem rotierende Komponenten untergebracht sind, wird für eine ausreichende Füllung gesorgt und werden Planschverluste reduziert. Des Weiteren gestattet ein gesteuertes Ablassen über die Ablassschraube zum Haupthohlraum zurück einen hohen Laufgrad zur Versorgung anderer Schmierkanäle, wie zum Beispiel Lagerkanäle. Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den folgenden Zeichnungen, die im Folgenden kurz beschrieben werden, deutlicher hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht einer Achse und einer Trägeranordnung mit der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine Querschnittsansicht, die eine in der Trägeranordnung installierte Ablassschraube zeigt.
2B ist eine andere Ansicht gemäß dem in 2A gezeigten Schnitt.
3 zeigt ein anderes Beispiel einer Ablassschraube.
4A ist ein anderes Beispiel für eine Ablassschraubenkonfiguration.
4B ist eine Ansicht von 4A, wie durch die Schnittlinie 4B-4B gezeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine in 1 gezeigte Antriebsachse 10 enthält ein Achsgehäuse 12 mit einem Träger 14, der zum Antrieb eines Paars lateral beabstandeter Fahrzeugräder 16 verwendet wird. Der Träger 14 enthält ein Trägergehäuse 18, das als Teil des Achsgehäuses 12 ausgebildet sein kann oder das ein getrenntes Gehäuse sein kann, das an dem Achsgehäuse 12 befestigt ist. Das Trägergehäuse 18 definiert einen inneren Hohlraum 20, der eine Getriebeanordnung 22 aufnimmt. Bei dem gezeigten Beispiel umfasst die Getriebeanordnung 22 ein (schematisch gezeigtes) Differential 24, das Antriebseingabe von einem (nicht gezeigten) Hohlrad- und Ritzelsatz empfängt. Das Differential 24 ist zum Antrieb eines Paars Achswellen 26 gekoppelt, die wiederum die Fahrzeugräder 16 antreiben.
Der innere Hohlraum 20 ist teilweise mit einem Schmierfluid gefüllt, um die Getriebeanordnung 22 zu schmieren. Eine Ablassschraube 30 ist am Trägergehäuse 18 angebracht, damit Schmierfluid aus dem Trägergehäuse 18 abgelassen werden kann. Die Ablassschraube 30 und das Trägergehäuse 18 sind dazu konfiguriert, Planschverluste zu reduzieren, während sie immer noch für ausreichende Schmierung der Getriebeanordnung 22 sorgen. Es versteht sich, dass die Ablassschraube 30 und der Träger 14 zwar als Teil einer starren Antriebsachse mit einem sich zwischen den Fahrzeugrädern 16 erstreckenden Achsgehäuse 12 gezeigt werden, die vorliegende Ablassschraube und der vorliegende Träger jedoch auch in vielen anderen Achskonfigurationen, wie zum Beispiel einem unterrahmenmontierten Träger, wie er zum Beispiel bei einer unabhängigen Aufhängungskonfiguration verwendet wird, verwendet werden könnten.
Die Ablassschraube 30 und der Träger 14 werden in den 2A und 2B ausführlicher gezeigt. Der innere Hohlraum 20 des Trägergehäuses 18 ist in Kammern unterteilt, um einen Sumpf 32 und einen Behälter 34 zu bilden, die voneinander getrennt sind. Die Getriebeanordnung 22 befindet sich in dem Sumpf 32, der Schmierfluid über einen Kanal 36 von dem Behälter 34 empfängt. Der Sumpf 32 und der Behälter 34 können über ein gemeinsames Ablassloch 38, in dem die Ablassschraube 30 eingesetzt ist, entleert werden. Das Ablassloch 38 befindet sich am Kanal 36, so dass der Behälter 34 und der Sumpf 32 gleichen Zugang zum Ablassloch 38 haben.
Das Trägergehäuse 18 enthält eine Innenwand 40, die mindestens einen Teil der Getriebeanordnung 22 umgibt, um einen Sumpfbereich zu definieren. Des Weiteren enthält das Trägergehäuse 18 eine Außenwand 42, die von der Innenwand 40 beabstandet ist, um den Behälter 34 zu definieren. Der Abstand zwischen der Innenwand 40 und der Außenwand 42 ist am Behälter 34 vergrößert, und dieser Abstand verengt sich dort, wo die Innenwand 40 und die Außenwand 42 zum Kanal 36 konvergieren. Die Außenwand 42 enthält das Ablassloch 38, in dem die Ablassschraube 30 eingesetzt ist.
Die Innenwand 40 enthält einen Verlängerungsteil 44, der sich von der Getriebeanordnung 22 weg und zur Außenwand 42 erstreckt. Der Verlängerungsteil 44 erstreckt sich zu einem distalen Ende 46, das durch einen Spalt von der Außenwand 42 beabstandet ist, um einen Teil des Kanals 36 zu bilden. Der Verlängerungsteil 44 enthält eine Bohrung 48, die auf das Ablassloch 38 ausgerichtet ist. Bei dem gezeigten Beispiel erstreckt sich die Ablassschraube 30 vollständig durch den Kanal 36 und wird in der Bohrung 48 aufgenommen, um eine Fluidstromdrosselung in dem Kanal 36 bereitzustellen. Bei der Bohrung 48 könnte es sich um eine mit Gewinde versehene Bohrung oder um eine Bohrung ohne Gewinde handeln.
Bei dem gezeigten Beispiel umfasst die Ablassschraube 30 ein Befestigungselement oder ein ähnliches Glied, das einen vergrößerten Kopfteil 50 und einen sich zu einem distalen Ende 54 erstreckenden Körperteil 52 aufweist. Zumindest das distale Ende 54 enthält eine mit einem Gewinde versehene Fläche, so dass das distale Ende 54 in die Bohrung 48 geschraubt werden kann; jedoch könnte auch der gesamte Körperteil 52 eine mit einem Gewinde versehene Fläche aufweisen. Das Schmierfluid strömt durch den Kanal 36 und um eine Außenfläche des Körperteils 52 zwischen dem Behälter 34 und dem Sumpf 32. Eine Unterlegscheibe und/oder ein Dichtungsglied 56 sind/ist zwischen der Außenwand 42 und dem vergrößerten Kopfteil 50 positioniert. Der Körperteil 52 wird durch einen Durchmesser definiert, der geändert werden kann, um den Fluidstrom durch den Kanal 36 zu ändern. Dies wird unten ausführlicher besprochen.
Wie aus 2B hervorgeht, kann das Ausmaß der Fluidstromdrosselung in dem Kanal 36 nach Bedarf eingestellt werden, um Fluidstrom aus dem Behälter 34 zum Sumpf 32 zu erhöhen oder zu verringern. Bei einem Beispiel werden Ablassschrauben 30 mit verschiedenen Körperdurchmessern verwendet, um eine gewünschte Fluidstromrate zu liefern. Ablassschrauben 30 mit größeren Körperdurchmessern, wie zum Beispiel in 3 gezeigt, sorgen für eine stärkere Drosselung als eine Ablassschraube 60 mit einem kleineren Körperdurchmesser, wie zum Beispiel die in 3 gezeigte. Des Weiteren könnten auch Ablassschrauben mit variablen Körperdurchmessern, wie zum Beispiel die in 3 gezeigte, zum Ändern des Fluidstroms verwendet werden. Die Ablassschraube 60 könnte durch Schrauben im Trägergehäuse 18 eingestellt werden, um einen schmaleren Körperteil 62 der Ablassschraube 60 an einer gewünschten Stelle im Kanal 36 zu positionieren. Aus mehreren Ablassschrauben wird auf Grundlage des Körperdurchmessers, der die gewünschte Stromrate liefert, eine Ablassschraube ausgewählt. Dann wird die Ablassschraube in dem Trägergehäuse 18 installiert. Wenn die Ablassschraube einen variablen Körperdurchmesser aufweist, kann die Position der Ablassschraube dann darüber hinaus verstellt werden, um bei Bedarf die Fluidstromrate zu ändern.
In den 4A und 4B wird eine andere beispielhafte Konfiguration gezeigt. Bei diesem Beispiel ist in der Wand 72 ein gerades Gewindeloch ausgebildet, und die Ablassschraube 60 mit dem schmaleren Körperteil 62 ist installiert. Somit wird der Kanal 36 nur durch einen variablen mittleren Durchmesser der Ablassschraube 60 gebildet. Der Sumpf 32 befindet sich auf einer Seite des Kanals 36, und der Behälter 34 befindet sich auf einer gegenüberliegenden Seite, wie in 4B gezeigt.
Die Ablassschrauben- und Trägergehäusekonfiguration eignet sich besonders für Träger mit einer schmalen Packungsbreite, so wie zum Beispiel der mit einer unabhängigen Aufhängung verwendete. Bei einem Beispiel weist der Träger eine laterale Breite von höchstens 500 Millimetern auf. Bei solch einer Konfiguration wird durch Verwendung eines Behälterbereichs, der von einem Sumpfbereich getrennt ist, in dem rotierende Komponenten untergebracht sind, für eine ausreichende Füllung gesorgt, während die Planschverluste reduziert werden. Des Weiteren gestattet ein kontrolliertes Rückablasssystem zum inneren Haupthohlraum, das über die Ablassschraube erreicht wird, einen hohen Grad an Laufschmierung im Behälter, der andere Schmierkanäle, wie zum Beispiel Lagerkanäle, versorgen kann. Wenn der Behälter einen hohen Grad an Schmierung aufweist, ist des Weiteren der Sumpfpegel reduziert, wodurch die durch das sich drehende Getriebe hin und her bewegte Ölmenge reduziert wird.
Ein anderer Vorteil bei dieser Konfiguration besteht darin, dass aufgrund der Verbindung des Sumpfes und des Behälters mit dem Kanal stationäre Fluidpegel gleich sind. Dies gestattet die Verwendung eines einzelnen Füllstopfens zum Füllen und Überprüfen der Pegel.
Obgleich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung offenbart worden ist, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass bestimmte Modifikationen im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegen. Deshalb sollten die folgenden Ansprüche genau untersucht werden, um den wahren Schutzbereich und Inhalt der vorliegenden Erfindung zu bestimmen.

Claims

Trägeranordnung, die Folgendes umfasst: ein Trägergehäuse, das einen inneren Hohlraum definiert, der eine Getriebeanordnung aufnimmt; einen sich in dem inneren Hohlraum an der Getriebeanordnung befindenden Sumpf; und einen im inneren Hohlraum angeordneten Behälter zur Aufnahme eines Schmierfluids, wobei der Behälter von dem Sumpf getrennt ist; eine Ablassschraube, die an dem Trägergehäuse befestigt ist, wobei die Ablassschraube Fluidstrom des Schmierfluids zwischen dem Behälter und dem Sumpf steuert.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, die einen Kanal enthält, der sich zwischen dem Behälter und dem Sumpf erstreckt, wobei die Ablassschraube einen Körperteil aufweist, der sich in den Kanal erstreckt.
Trägeranordnung nach Anspruch 2, wobei das Trägergehäuse einen Innenwandteil, der sich um die Getriebeanordnung erstreckt, um den Sumpf im Wesentlichen einzuschließen, und einen Außenwandteil enthält, wobei der Behälter zwischen dem Innen- und dem Außenwandteil angeordnet ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 3, wobei der Innenwandteil einen Verlängerungsteil enthält, der sich nach außen zur Außenwand zu einem distalen Ende erstreckt, wobei das distale Ende von der Außenwand beabstandet ist, um mindestens einen Teil des Kanals zu bilden.
Trägeranordnung nach Anspruch 4, wobei der Verlängerungsteil eine erste Bohrung enthält, die in den Innenwandteil verläuft, und wobei der Außenwandteil eine zweite Bohrung enthält, die auf die erste Bohrung ausgerichtet ist, wobei sich der Körperteil der Ablassschraube durch die zweite Bohrung, quer durch den Kanal und in die erste Bohrung erstreckt.
Trägeranordnung nach Anspruch 5, wobei sich der Körperteil zu einem mit einem Gewinde versehenen distalen Ende erstreckt, das in die erste Bohrung geschraubt ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 6, wobei sich der Körperteil zu einem vergrößerten Kopfteil erstreckt, der außerhalb des Außenwandteils angeordnet ist, und wobei ein Durchmesser des Körperteils variiert wird, um eine Menge an Schmierfluid, die durch den Kanal vom Behälter zum Sumpf fließen kann, zu steuern.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, wobei der Behälter durch einen Kanal von dem Sumpf getrennt ist und wobei die Ablassschraube ein mit einem Gewinde versehenes Glied umfasst, das sich quer durch den Kanal erstreckt, um Fluidstrom von dem Behälter zum Sumpf zu drosseln.
Trägeranordnung nach Anspruch 8, wobei die Ablassschraube aus mehreren Ablassschrauben, die jeweils einen mittleren Körper aufweisen, der durch einen unterschiedlichen Durchmesser definiert wird, ausgewählt werden kann, und wobei eine Ablassschraube aus den mehreren Ablassschrauben ausgewählt wird, indem ein gewünschter Durchmesser gewählt wird, wobei die Ablassschraube in dem Trägergehäuse installiert wird, um eine gewünschte Fluidstromrate vom Behälter zum Sumpf bereitzustellen.
Trägeranordnung nach Anspruch 8, wobei das mit einem Gewinde versehene Glied einen reduzierten Körperteil enthält und wobei der Kanal nur am reduzierten Körperteil gebildet wird.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, wobei der Behälter und der Sumpf aus einer gemeinsamen Öffnung entleert werden, wenn die Ablassschraube aus dem Trägergehäuse entfernt wird.
Trägeranordnung, die Folgendes umfasst: ein Trägergehäuse, das einen inneren Hohlraum definiert, der eine Getriebeanordnung aufnimmt; einen sich in dem inneren Hohlraum an der Getriebeanordnung befindenden Sumpf; einen im Trägergehäuse angeordneten Behälter zur Aufnahme eines Schmierfluids, wobei der Behälter durch einen Kanal von dem Sumpf getrennt ist; und eine Ablassschraube, die an dem Trägergehäuse befestigt ist, wobei die Ablassschraube ein Körperglied enthält, das sich in den Kanal erstreckt, um Fluidstrom aus dem Behälter zum Sumpf zu drosseln.
Trägeranordnung nach Anspruch 12, wobei sich das Körperglied vollständig quer durch den Kanal erstreckt, wobei Schmierfluid um das Körperglied zwischen Kanalwänden und einer Außenfläche des Körperglieds strömt.
Trägeranordnung nach Anspruch 12, wobei das Trägergehäuse einen Innenwandteil, der den Sumpf von dem Behälter trennt, und einen Außenwandteil enthält, wobei der Behälter zwischen dem Innen- und dem Außenwandteil ausgebildet ist und wobei der Kanal zwischen dem Innen- und dem Außenwandteil als ein Drosseldurchgang ausgebildet ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 12, wobei die Getriebeanordnung einen zum Antrieb einer ersten Fahrzeugkomponente zu koppelnden ersten Ausgang und einen zum Antrieb einer zweiten Fahrzeugkomponente zu koppelnden zweiten Ausgang aufweist.
Verfahren zum Steuern von Fluidstrom von einem Behälter zu einem Sumpf in einem Trägergehäuse, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Trennen des Behälters von dem Sumpf durch einen Kanal; und (b) derartiges Installieren einer Ablassschraube, dass sie sich in den Kanal erstreckt, um Fluidstrom von dem Behälter zum Sumpf zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 16, das Einstellen der Fluidstromrate durch Ändern eines Durchmessers der Ablassschraube umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, das Bereitstellen mehrerer Ablassschrauben, die jeweils einen anderen Körperdurchmesser aufweisen, Auswählen einer Ablassschraube zur Bereitstellung einer gewünschten Stromrate auf Grundlage eines gewünschten Körperdurchmessers und Installieren der Ablassschraube in das Trägergehäuse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Trägergehäuse einen Innenwandteil, der den Sumpf einschließt, und einen Außenwandteil enthält, und das Ausbilden des Behälters zwischen dem Innen- und dem Außenwandteil sowie Einschrauben eines distalen Endes der Ablassschraube in den Innenwandteil umfasst.