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Gebiet der Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Verteilergetriebe, und insbesondere Schmiersysteme für solche Verteilergetriebe.
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Hintergrund der Offenbarung
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Der Antriebsstrang mancher Fahrzeuge umfasst ein Verteilergetriebe, das Antriebsleistung von einem Getriebe des Fahrzeugs erhält und die Leistung an eine primäre Ausgangswelle zum Antreiben einer primären Achse und an eine sekundäre Ausgangswelle zum Antreiben einer sekundären Achse verteilen. In manchen Fällen kann das Verteilergetriebe selektiv die Leistung von dem Getriebe an die sekundäre Ausgangswelle verteilen, so dass die Leistung entweder nur an die primäre Welle oder an die primäre Welle und die sekundäre Welle verteilt werden kann. Das Verteilergetriebe sowie andere Antriebsstrangvorrichtungen umfassen in der Regel drehende und betätigte Komponenten, die eine Schmierung erfordern, um korrekt zu funktionieren.
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In den Bemühungen, solche Komponenten mit der korrekten Schmierung zu versorgen, haben einige Konstruktionen eine Pumpe eingesetzt, um Schmiermittel an die Komponenten zu liefern. In einigen Konstruktionen kann die Pumpe an einer der dem Verteilergetriebe zugeordneten Wellen, etwa der primären Ausgangswelle, auf solche Weise montiert sein, dass das Schmiermittel über in der Welle ausgebildete axiale Bohrungen geliefert wird. Solche Pumpen können jedoch eine mechanische oder eine elektrische Last auf den Motor des Fahrzeugs darstellen.
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Als ein Beispiel offenbart das
US-Patent Nr. 7,743,888 ('888-er Patent) ein Verteilergetriebe mit einem integrierten Schmiersystem. Das Schmiersystem des '888-er Patents umfasst zwei Hydraulikpumpen zum Abgeben von Schmiermittel innerhalb des Verteilergetriebes. Dementsprechend werden weiter Verbesserungen bei der Zufuhr von Schmiermittel an die drehenden und betätigten Komponenten eines Verteilergetriebes und an weitere Antriebsstrangvorrichtungen gesucht, die keine inhärenten Verluste aufweisen, die mit angetriebenen Pumpen in Verbindung stehen.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird ein Verteilergetriebe bereitgestellt. Das Verteilergetriebe kann ein Gehäuse umfassen. Ein Sumpf kann in dem Gehäuse angeordnet sein. Eine Verteilergetriebewelle kann wirkmäßig durch das Gehäuse hindurch angeordnet sein. Eine Kupplung kann wirkmäßig der Verteilergetriebewelle zugeordnet sein. Die Kupplung kann einen Kupplungsnocken umfassen. Eine Antriebskette kann wirkmäßig in dem Gehäuse angeordnet sein. Die Antriebskette kann in wirkmäßiger Zuordnung mit dem Sumpf stehen. Ein Montageflansch kann in dem Gehäuse angeordnet sein. Ein Dämpfer kann an dem Montageflansch gesichert sein und in unmittelbarer Nähe der Antriebskette angeordnet sein. Der Dämpfer kann einen Kanal umfassen, sowie eine Leitung in Fluidverbindung mit dem Kanal. Ein Schlauch kann fluidmäßig mit dem Kupplungsnocken gekoppelt sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Schmiersystem für ein Verteilergetriebe bereitgestellt. Das Schmiersystem kann einen Sumpf umfassen. Eine Antriebskette kann wirkmäßig in Zuordnung mit dem Sumpf stehen. Ein Dämpfer kann in unmittelbarer Nähe der Antriebskette angeordnet sein. Der Dämpfer kann einen Kanal umfassen, sowie eine Leitung in Fluidverbindung mit dem Kanal.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Dämpfer für ein Verteilergetriebe bereitgestellt. Ein Dämpfer kann eine Kettenfläche und eine Gehäusefläche aufweisen, die in eine der Kettenfläche entgegengesetzte Richtung weist. Die Gehäusefläche und die Kettenfläche können sich beide zwischen einer vorderen Kante und einer hinteren Kante erstrecken. Eine Leitung kann durch die Kettenfläche und die Gehäusefläche hindurch angeordnet sein. Die Leitung kann sich von der Gehäusefläche nach außen weg erstrecken. Ein Kanal kann in die Kettenfläche eingetieft sein und in Fluidverbindung mit der Leitung stehen. Der Kanal kann sich von der Leitung zu der vorderen Kante erstrecken und kann sich dazwischen aufweiten.
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Diese und weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen deutlicher werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine diagrammatische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Verteilergetriebes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei ein Abschnitt des Gehäuses entfernt wurde, um innenliegende Komponenten zu veranschaulichen;
- 3 ist eine perspektivische Darstellung von der entgegengesetzten Seite des beispielhaften Verteilergetriebes in 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei ein entgegengesetzter Abschnitt des Gehäuses entfernt ist, um innenliegende Komponenten zu veranschaulichen;
- 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 5 ist eine weitere perspektivische Darstellung des beispielhaften Dämpfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei das Verteilergetriebe entfernt wurde, und die Schmierstoffzufuhr an alternative Verteilergetriebekomponenten veranschaulicht wird; und
- 6 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Abfolge von Schritten veranschaulicht, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden können.
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Es sollte klar sein, dass die Zeichnungen nicht im Maßstab sind, und dass die offenbarten Ausführungsformen rein schematisch und in Teilansichten veranschaulicht sind. Es sollte weiters klar sein, dass diese Offenbarung nicht auf die hierin veranschaulichten bestimmten Ausführungsformen beschränkt ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Nun bezugnehmend auf 1 wird ein beispielhaftes Fahrzeug, das gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Das Fahrzeug 10 kann ein beliebiger Typ von Fahrzeug sein, etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, ein Automobil, Lastwagen, Van, oder ein anderes wohlbekanntes Fahrzeug. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Leistungsquelle 12. Die Leistungsquelle 12 kann ein beliebiger Typ von Leistungsquelle sein, der in der Industrie wohlbekannt ist, etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Verbrennungsmotoren oder Motoren mit Außenverbrennung, Gasturbinenmotoren, Dieselmotoren, Elektromotoren und beliebige Kombinationen davon. Das Fahrzeug 10 umfasst auch ein Getriebe 14, das wirkmäßig mit der Leistungsquelle 12 gekoppelt ist. Die Leistungsquelle 12 liefert Antriebsleistung an das Getriebe 14, um wirkmäßig die Drehzahl und das Drehmoment der Antriebsleistung zu wandeln. Als nicht einschränkende Beispiele kann das Getriebe 14 ein manuelles Getriebe, ein Automatikgetriebe, ein halbautomatisches Getriebe, ein stufenlos variables Getriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein beliebiger anderer Typ von Getriebe sein, der in der Industrie wohlbekannt ist.
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Das Fahrzeug 10 umfasst auch ein Verteilergetriebe 16, das wirkmäßig mit dem Getriebe 14 gekoppelt ist. Das Getriebe 14 liefert Antriebsleistung an das Verteilergetriebe 16, so dass das Verteilergetriebe 16 wirkmäßig die Antriebsleistung an eine erste Antriebswelle 18 und eine zweite Antriebswelle 20 des Fahrzeugs 10 verteilt. In einigen Ausführungsformen ist das Verteilergetriebe 16 dazu ausgestaltet, selektiv zwischen einem ersten Antriebsmodus (z. B. Hinterradantrieb) und einem zweiten Antriebsmodus (z. B. Allradantrieb) zu schalten. In dem ersten Antriebsmodus liefert das Verteilergetriebe 16 Antriebsleistung an die erste Antriebswelle 18, liefert jedoch keine Antriebsleistung an die zweite Antriebswelle 20. In dem zweiten Antriebsmodus liefert das Verteilergetriebe 16 Antriebsleistung sowohl an die erste Antriebswelle 18 als auch an die zweite Antriebswelle 20. In anderen Ausführungsformen liefert das Verteilergetriebe 16 in dem ersten Antriebsmodus Antriebsleistung an die zweite Antriebswelle 20, liefert jedoch keine Antriebsleistung an die erste Antriebswelle 18; und in dem zweiten Antriebsmodus liefert das Verteilergetriebe 16 Antriebsleistung sowohl an die erste Antriebswelle 18 als auch an die zweite Antriebswelle 20. In einigen anderen Ausführungsformen ist das Verteilergetriebe 16 mit einem einzigen Antriebsmodus ausgestaltet, so dass das Verteilergetriebe 16 konstant Antriebsleistung sowohl an die erste Antriebswelle 18 als auch an die zweite Antriebswelle 20 liefert.
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Außerdem ist die erste Antriebswelle 18 wirkmäßig mit einem ersten Differential 22 gekoppelt, um Antriebsleistung über eine erste Achse 26 an einen ersten Satz von Rädern 24 zu liefern. Das erste Differential 22 ist wirkmäßig mit der ersten Achse 26 gekoppelt, die ihrerseits wirkmäßig mit dem ersten Satz von Rädern 24 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist die erste Achse 26 eine starre Achse, während in anderen Ausführungsformen die erste Achse 26 ein Paar unabhängiger Halbachsen ist. In ähnlicher Weise ist die zweite Antriebswelle 20 wirkmäßig mit einem zweiten Differential 28 gekoppelt, um Antriebsleistung über eine zweite Achse 32 an einen zweiten Satz von Rädern 30 zu liefern. Das zweite Differential 28 ist wirkmäßig mit der zweiten Achse 32 gekoppelt, die ihrerseits wirkmäßig mit dem zweiten Satz von Rädern 30 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist die zweite Achse 32 eine starre Achse, während in anderen Ausführungsformen die zweite Achse 26 ein Paar unabhängiger Halbachsen ist.
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Insbesondere bezugnehmend auf 2 und 3 umfasst das Verteilergetriebe 16 ein Gehäuse 34. Das Gehäuse 34 kann aus einer ersten Gehäusehälfte 36 (in 2 gezeigt) und einer zweiten Gehäusehälfte 38 (in 3 gezeigt), die mit der ersten Gehäusehälfte 36 auf in der Industrie wohlbekannte Weise gekoppelt sein kann, gebildet werden. Das Verteilergetriebe 16 umfasst ferner ein erstes Kettenrad 40, ein zweites Kettenrad 42, eine Antriebskette 44 und eine erste Verteilergetriebewelle 46. Die erste Verteilergetriebewelle 46 umfasst einen Eingang 48 und einen Ausgang 50, der an einem dem Eingang 48 entgegengesetzten Ende der ersten Verteilergetriebewelle 46 angeordnet ist. Die erste Verteilergetriebewelle 46 ist durch das Gehäuse 34 des Verteilergetriebes 16 hindurch angeordnet und drehbar in Bezug auf das Verteilergetriebe 16 über eine erste Vielzahl von Lagern 52 gelagert. Der Eingang 48 der ersten Verteilergetriebewelle 46 ist mechanisch mit dem Getriebe 14 gekoppelt, um die Antriebsleistung von diesem zu erhalten. Außerdem ist der Ausgang 50 mechanisch mit der ersten Antriebswelle 18 gekoppelt, so dass Antriebsleistung, die von dem Getriebe 14 über den Eingang 48 geliefert wird, ständig die erste Antriebswelle 18 antreibt.
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Das erste Kettenrad 40 ist über eine Kupplung 54 selektiv mit der ersten Verteilergetriebewelle 46 in Eingriff bringbar. Die Kupplung 54 umfasst einen Kupplungsnocken 56 zur Betätigung der Kupplung 54. Das erste Kettenrad 40 umfasst eine erste Vielzahl von Kettenradzähnen 58, die an der Außenseite desselben angeordnet sind. Die erste Vielzahl von Kettenradzähnen 58 steht mechanisch mit der Antriebskette 44 in Eingriff. Das zweite Kettenrad 42 umfasst eine zweite Vielzahl von Kettenradzähnen 60, die an der Außenseite desselben angeordnet sind. Die zweite Vielzahl von Kettenradzähnen 60 steht mechanisch mit der Antriebskette 44 in Eingriff.
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Außerdem umfasst das Verteilergetriebe 16 eine zweite Verteilergetriebewelle 62, die durch das Gehäuse 34 des Verteilergetriebes 16 hindurch angeordnet ist. Die zweite Verteilergetriebewelle 62 ist drehbar in Bezug auf das Verteilergetriebe 16 über eine zweite Vielzahl von Lagern 64 gelagert. Das zweite Kettenrad 42 ist mechanisch mit der zweiten Verteilergetriebewelle 62 gekoppelt, die mechanisch mit der zweiten Antriebswelle 20 gekoppelt ist. Zum Beispiel wird in dem zweiten Antriebsmodus die Kupplung 54 selektiv betätigt, um mechanisch die erste Verteilergetriebewelle 62 mit dem ersten Kettenrad 40 so in Eingriff zu bringen, dass die Drehung des ersten Kettenrades 40 das zweite Kettenrad 42 und die zweite Verteilergetriebewelle 62 über die Antriebskette 44 antreibt. Dementsprechend treibt das zweite Kettenrad 42 mechanisch die zweite Antriebswelle 20 über die zweite Verteilergetriebewelle 62 an. Somit wird Antriebsleistung von dem Getriebe 14 durch das Verteilergetriebe 16 und die zweite Antriebswelle 20 verteilt, um den zweiten Satz von Rädern 30 über das zweite Differential 28 und die zweite Achse 32 anzutreiben, sowie von dem Getriebe 14 durch das Verteilergetriebe 16 über die erste Verteilergetriebewelle 46 an die erste Antriebswelle 18.
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Nun bezugnehmend auf 2-4 umfasst das Verteilergetriebe 16 ferner einen Dämpfer 66. Der Dämpfer 66 ist in dem Verteilergetriebe 16 benachbart zu der Antriebskette 44 vorgesehen, um die Bewegung der Antriebskette 44 zu begrenzen und ihre Schwingung zu dämpfen. Der Dämpfer 66 umfasst eine Kettenfläche 68 und eine Gehäusefläche 70, die in eine der Kettenfläche 68 entgegengesetzte Richtung weist. Die Kettenfläche 68 und die Gehäusefläche 70 sind beide allgemein länglich und erstrecken sich zwischen einer vorderen Kante 72 und einer hinteren Kante 74. Der Dämpfer 66 umfasst eine Leitung 76, die durch die Kettenfläche 68 und die Gehäusefläche 70 hindurch angeordnet ist, so dass die Leitung 76 von der Gehäusefläche 70 weg nach außen vorragt.
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Außerdem umfasst der Dämpfer 66 einen Kanal 78, der in die Kettenfläche 68 eingetieft ist. Der Kanal 78 steht in Fluidverbindung mit der Leitung 76 und erstreckt sich von der Leitung 76 zu der vorderen Kante 72. In einigen Ausführungsformen weitet sich der Kanal 78 von der Leitung 76 bis zur vorderen Kante 72 auf, so dass der Kanal 78 eine V-Form aufweist, wobei die Spitze des V sich nahe der Leitung 76 befindet.
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Der Dämpfer 66 umfasst einen ersten Arm 80 und einen zweiten Arm 82. Der erste Arm 80 und der zweite Arm 82 erstrecken sich von der Gehäusefläche 70 nach außen und sind voneinander beabstandet. In einigen Ausführungsformen ist die Leitung 76 zwischen dem ersten Arm 80 und dem zweiten Arm 82 angeordnet. Der erste Arm 80 und der zweite Arm 82 sind an dem Verteilergetriebe 16 sicherbar.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Verteilergetriebe 16 einen Montageflansch 84, der an der zweiten Gehäusehälfte 38 des Gehäuses 34 angeordnet ist, um den Dämpfer 66 in Bezug auf der Antriebskette 44 in seiner Stellung zu sichern. Insbesondere umfasst der Montageflansch 84 einen ersten Passungsschlitz 86 und einen zweiten Passungsschlitz 88, um den ersten Arm 80 und den zweiten Arm 82 jeweils passend und sicher aufzunehmen. Der Montageflansch 84 umfasst auch einen Leitungsschlitz 90 zur Aufnahme der Leitung 76. In einigen Ausführungsformen ist der Leitungsschlitz 90 zwischen dem ersten Passungsschlitz 86 und dem zweiten Passungsschlitz 88 angeordnet. Das Verteilergetriebe 16 umfasst auch einen Anschlagsflansch 92, der in der ersten Gehäusehälfte 36 des Gehäuses 34 angeordnet ist. Wenn die erste Gehäusehälfte 36 mit der zweiten Gehäusehälfte 38 gekoppelt ist und der erste Arm 80 und der zweite Arm 82 jeweils passend in dem ersten Passungsschlitz 86 und dem zweiten Passungsschlitz 88 aufgenommen sind, liegt der Anschlagsflansch 92 gegen den Montageflansch 84 an, um den ersten Arm 80 und den zweiten Arm 82 dazwischen zu sichern. Somit ist der Dämpfer 66 innerhalb des Verteilergetriebes 16 gesichert und mit der Kettenfläche 68 in unmittelbarer Nähe zu der Antriebskette 44 angeordnet.
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Wie im Folgenden noch detaillierter erläutert wird, umfasst das Verteilergetriebe 16 ein Schmiersystem 94 zur passiven Zufuhr von Schmiermittel an drehende und betätigte Komponenten des Verteilergetriebes 16. Das Schmiersystem 94 des Verteilergetriebes 16 umfasst einen Sumpf 96, der in der Nähe des zweiten Kettenrades 42 angeordnet ist. Der Sumpf 96 ist in dem Verteilergetriebe 16 so angeordnet, dass während des Betriebs die Antriebskette 44 durch ein Schmiermittel läuft, das in dem Sumpf 96 enthalten ist. Die Antriebskette 44 nimmt etwas von dem Schmiermittel auf, während sie den Sumpf 96 durchläuft und sich zu der vorderen Kante 72 des Dämpfers 66 fortbewegt. Während die Antriebskette 44 an dem Dämpfer 66 vorbeiläuft, sammelt der Kanal 78 etwas von dem Schmiermittel von der Antriebskette 44 und leitet es durch die Leitung 76 weg. Ein Schlauch 98 ist fluidmäßig mit der Leitung 76 gekoppelt, um das Schmiermittel an verschiedenen Komponenten des Verteilergetriebes 16 zu leiten, etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, den Kupplungsnocken 56, die erste Vielzahl von Lager 52, die zweite Vielzahl von Lager 64, und verschiedene weitere Komponenten. Unter Bezugnahme auf 3 ist der Schlauch 98 zum Beispiel fluidmäßig mit dem Kupplungsnocken 56 gekoppelt, um Schmierung an die Kupplung 54 bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen ist der Schlauch 98 fluidmäßig mit einer Komponente 100 des Verteilergetriebes gekoppelt, wie in 5 veranschaulicht, etwa der ersten Vielzahl von Lagern 52, der zweiten Vielzahl von Lagern 64, oder anderen Komponenten, wie zum Beispiel Dichtungen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Auf der Grundlage der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die vorliegende Offenbarung Anwendung in zahlreichen Typen von Fahrzeugen finden kann, darunter, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Automobilen, Lastwagen, Vans und Baumaschinen. Durch die oben dargelegten neuen Lehren stellt der Dämpfer 66 ein passives Schmiersystem 94 zur Abgabe von Schmiermittel an drehende und betätigte Komponenten des Verteilergetriebes 16 bereit. Außerdem kann das Schmiersystem 94 der vorliegenden Offenbarung durch passive Abgabe von Schmierung an die Komponenten die Herausforderungen überwinden, die in Schmiersystemen anderer Verteilergetriebe vorhanden sind, die Pumpen zur Abgabe des Schmiermittels implementieren und zu inhärenten Verlusten in dem System führen.
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Während des Betriebs dreht sich zum Beispiel die Antriebskette 44 und nimmt Schmiermittel auf, während sie den Sumpf 96 durchläuft. Nach dem Durchlaufen des Sumpfs 96 dreht sich die Antriebskette 44 weiter, um Schmiermittel zu dem Dämpfer 66 zu befördern. Wenn die Antriebskette 44 an der vorderen Kante 72 des Dämpfers 66 vorbeiläuft, wird Schmiermittel aufgrund der unmittelbaren Nähe zwischen der Kettenfläche 68 des Dämpfers 66 und der Antriebskette 44 in den Kanal 78 gedrängt. Der Kanal 78 sammelt etwas von dem Schmiermittel von der Antriebskette 44 und leitet es durch die Leitung 76 weg. Ohne Notwendigkeit von Pumpen oder anderen angetriebenen Vorrichtungen gibt die Leitung 76 des Dämpfers 66 das Schmiermittel über den Schlauch 98 passiv zum Beispiel an den Kupplungsnocken 56 ab.
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6 veranschaulicht ein Blockdiagramm 600 einer beispielhaften Abfolge, die ausgeführt werden kann, um passiv Schmiermittel an Verteilergetriebekomponenten abzugeben. Wie in Block 610 veranschaulicht, kann die Antriebskette 44 durch den Sumpf 96 des Verteilergetriebes 16 gedreht werden, um Schmiermittel aufzunehmen. Die Antriebskette 44 befördert das Schmiermittel zu dem Dämpfer 66, wie in Block 612 veranschaulicht. Während die Antriebskette 44 an dem Dämpfer 66 vorbeiläuft, nimmt der Kanal 78 des Dämpfers 66 das Schmiermittel auf, wie in Block 614 abgebildet. Wie in Block 616 veranschaulicht wird das Schmiermittel von dem Kanal 78 zu der Leitung 76 gelenkt. Das Schmiermittel wird dann über den Schlauch 98 an eine Verteilergetriebekomponente 100 abgegeben, wie in Block 618 veranschaulicht. Die Abfolge kann wie durch den Rückkehrpfad zurück zu Block 610 gezeigt wiederholt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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