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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Antriebsstrangkomponente mit einer Differenzialbaugruppe und einer Differenzialschmiervorrichtung zum Schmieren der Differenzialbaugruppe.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen mit Bezug zur vorliegenden Offenbarung bereit, die nicht unbedingt Stand der Technik sind.
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Für moderne Fahrzeug-Antriebsstränge ist es gängig, dass eine oder mehrere Differenzialbaugruppen zum Steuern der Verteilung der Leistung auf zwei angetriebene Komponenten integriert sind. Die angetriebenen Komponenten sind häufig Fahrzeugräder, die angetriebenen Komponenten könnten aber auch ein Paar Wellen sein, die Drehleistung zu zwei Antriebsachsen übertragen. Die Differenzialbaugruppe hat im Allgemeinen ein Differenzialeingangselement und einen Mechanismus irgendeiner Art, der Drehleistung vom Differenzialeingang zu den Differenzialausgängen überträgt, während er gleichzeitig eine Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen den Differenzialausgängen ermöglicht. Spritzschmierung wird häufig eingesetzt, um die Differenzialbaugruppe zu schmieren. Insbesondere dreht sich das Differenzialeingangselement durch ein flüssiges Schmiermittel in einer Wanne während des Betriebs des Fahrzeugs. Auch wenn die bekannten Spritzschmiertechniken wirksam sein können, wäre es wünschenswert, Schmiermittel für die Differenzialbaugruppe an einem Ort innerhalb der Differenzialbaugruppe bereitzustellen, um den Mechanismus, der Drehleistung vom Differenzialeingangselement zu den Differenzialausgängen überträgt, besser zu schmieren.
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KURZDARSTELLUNG
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Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfanges oder aller ihrer Merkmale.
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In einer Form stellen die vorliegenden Lehren eine Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente bereit, die ein Differenzialeingangselement, einen Stift, ein Paar Seitenräder, ein Differenzialritzel und einen Schmiermittelbehälter beinhaltet. Das Differenzialeingangselement definiert einen Hohlraum und ist um eine Differenzialachse drehbar. Der Stift erstreckt sich in den Hohlraum. Die Seitenräder werden im Hohlraum aufgenommen und sind um die Differenzialachse drehbar. Das Differenzialritzel wird im Hohlraum aufgenommen und ist mit den Seitenrädern kämmend im Eingriff. Der Schmiermittelbehälter wird im Hohlraum aufgenommen und ist am Stift montiert. Der Schmiermittelbehälter definiert einen inneren Behälter und eine Vielzahl von Behälterauslassöffnungen, die den inneren Behälter mit dem Hohlraum fluidisch koppeln.
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Das Differenzialgehäuse ist um eine Differenzialachse drehbar und definiert einen Gehäusehohlraum. Der Kreuzstift ist mit dem Differenzialgehäuse fest gekoppelt und erstreckt sich in den Gehäusehohlraum. Die Seitenräder werden im Gehäusehohlraum aufgenommen und sind um die Differenzialachse drehbar. Die Differenzialritzel werden im Gehäusehohlraum aufgenommen und sind um den Kreuzstift angeordnet. Die Differenzialritzel sind mit den Seitenrädern kämmend im Eingriff. Der Schmiermittelbehälter ist am Kreuzstift montiert und entlang dem Kreuzstift zwischen den Differenzialritzeln angeordnet. Der Schmiermittelbehälter definiert einen inneren Behälter und eine Vielzahl von Behälterauslassöffnungen, die den inneren Behälter mit dem Gehäusehohlraum fluidisch koppeln.
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In einer anderen Form stellen die Lehren der vorliegenden Offenbarung eine Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente bereit, die einen Differenzialmechanismus und eine Schmiervorrichtung zum Schmieren des Differenzialmechanismus aufweist. Der Differenzialmechanismus hat ein Differenzialeingangselement, das um eine Differenzialachse drehbar ist, und ein Paar Differenzialausgänge, die durch das Differenzialeingangselement angetrieben werden. Die Schmiervorrichtung beinhaltet mindestens eine Abgabeöffnung, die in einem Volumen innerhalb des Differenzialeingangselements und entlang der Differenzialachse zwischen den Differenzialausgängen angeordnet ist.
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Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der Beschreibung, die hierin bereitgestellt ist, hervor. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Kurzdarstellung sollen lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung dienen und den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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Figurenliste
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
- 2 ist eine Schnittansicht der Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente von 1;
- 3 ist ein vergrößerter Teil von 2, der das Montieren eines Schmiermittelbehälters an einem Kreuzstift und das Montieren eines Differenzialritzels am Schmiermittelbehälter veranschaulicht;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht des Differenzialritzels, des Schmiermittelbehälters und eines Teils des Kreuzstifts;
- 5 ist eine Längsschnittansicht eines alternativ konstruierten Schmiermittelbehälters;
- 6 ist eine Schnittansicht eines Teils einer anderen Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
- 7 ist eine Schnittansicht eines Teils einer anderen Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente mit einer Differenzialbaugruppe, die vier Differenzialritzel und einen Schmiermittelbehälter nutzt und gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
- 8 ist eine Schnittansicht eines Teils einer anderen Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente mit einer Differenzialbaugruppe, die Differenzialritzel mit Nabe und einen Schmiermittelbehälter nutzt, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist; und
- 9 ist eine Schnittansicht eines Teils einer anderen Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente mit einer Differenzialbaugruppe, die Differenzialritzel mit Nabe und einen Schmiermittelbehälter nutzt und gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist.
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Entsprechende Bezugsziffern kennzeichnen die jeweiligen Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bezugnehmend auf 1 und 2 ist eine exemplarische Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente allgemein durch Referenzziffer 10 gekennzeichnet. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel ist die Antriebsstrangkomponente eine Hinterachsbaugruppe, es ist aber selbstverständlich, dass die Lehren der vorliegenden Offenbarung auf andere Arten von Fahrzeug-Antriebsstrangkomponenten anwendbar sind, einschließlich, ohne Einschränkung, Mittendifferenziale und Vorderachsen und Achsgetriebe.
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Die Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente 10 kann ein Gehäuse 12, ein Hohlrad 14, eine Differenzialbaugruppe 16 und eine Differenzialschmiervorrichtung 18 beinhalten. Das Gehäuse 12 kann einen zentralen Hohlraum 26 und eine Differenzialachse 28 definieren. Das Hohlrad 14 kann im zentralen Hohlraum 26 aufgenommen werden und kann sich in Bezug auf das Gehäuse 12 um die Differenzialachse 28 drehen. Es ist selbstverständlich, dass ein Ritzel (nicht dargestellt) für die Drehung um eine Achse (nicht dargestellt) getragen werden kann, die quer zur Differenzialachse 28 ist, und mit dem Hohlrad 14 kämmend im Eingriff sein kann, um die Übertragung der Drehleistung dazwischen zu ermöglichen.
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Spezifisch bezugnehmend auf 2 kann die Differenzialbaugruppe 16 ein Differenzialeingangselement 30, ein Paar Differenzialausgänge 32 und ein Mittel zum Ermöglichen der Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen den Differenzialausgängen 32 beinhalten. Das Differenzialeingangselement 30 wird im zentralen Hohlraum 26 aufgenommen, ist mit dem Hohlrad 14 drehbar gekoppelt und wird durch das Gehäuse 12 für die Drehung um die Differenzialachse 28, zum Beispiel über ein Paar Kegelrollenlager 34, getragen. Das Differenzialeingangselement 30 kann eine diskrete, einstückig ausgebildete Komponente oder eine Baugruppe aus zwei oder mehr Komponente sein oder könnte ganz oder teilweise mit einer anderen Komponente, wie z. B. dem Hohlrad 14, ausgebildet sein. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Differenzialeingangselement 30 ein Differenzialgehäuse, das einen Gehäusehohlraum 36 definiert, in dem das Geschwindigkeitsdifferenzierungsmittel aufgenommen wird. Jeder der Differenzialausgänge 32 kann eine innenverzahnte Struktur umfassen, die ein außenverzahntes Segment 38 einer zugehörigen Ausgangswelle 40 aufnehmen kann.
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Das Geschwindigkeitsdifferenzierungsmittel kann jedwedes Mittel umfassen, das eine Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen den Differenzialausgängen 32 ermöglicht, wie z. B. ein oder mehrere Reibungskupplungen (nicht dargestellt). In dem bereitgestellten Beispiel umfasst das Geschwindigkeitsdifferenzierungsmittel ein Differenzialgetriebe 42 mit einem Kreuzstift 44, einem Paar Seitenräder 46 und einer Vielzahl von Differenzialritzeln 48. Der Kreuzstift 44 kann mit dem Differenzialeingangselement 30 gekoppelt sein und kann sich in den Gehäusehohlraum 36 erstrecken, zum Beispiel in einer Weise, die rechtwinklig zur Differenzialachse 28 ist. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel ist der Kreuzstift 44 mit dem Differenzialeingangselement 30 fest gekoppelt, sodass er sich in Bezug auf das Differenzialeingangselement 30 nicht drehen kann. Es ist jedoch selbstverständlich, dass der Kreuzstift 44 mit dem Differenzialeingangselement 30 so gekoppelt sein kann, dass er in Bezug auf das Differenzialeingangselement 30 drehbar ist. Jedes der Seitenräder 46 kann im Gehäusehohlraum 36 aufgenommen werden und kann mit einem zugehörigen der Differenzialausgänge 32 fest gekoppelt sein (z. B. einstückig und integral damit ausgebildet), um um die Differenzialachse 28 in Bezug auf das Differenzialeingangselement 30 drehbar zu sein. Die Differenzialritzel 48 können im Gehäusehohlraum 36 aufgenommen werden und sie können mit den Seitenrädern 46 kämmend im Eingriff sein. Die Differenzialritzel 48 können um den Kreuzstift 44 angeordnet sein, um in Bezug auf den Kreuzstift 44 um eine Längsachse des Kreuzstifts 44 drehbar zu sein.
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Bezugnehmend auf 2 bis 4 kann die Differenzialschmiervorrichtung 18 einen Schmiermittelbehälter 50 umfassen, der im Gehäusehohlraum 36 innerhalb eines Volumens angeordnet sein kann, das sich zwischen den Differenzialritzeln 48 und entlang der Differenzialachse 28 zwischen den Differenzialausgängen 32 erstreckt. Der Schmiermittelbehälter 50 kann zum Beispiel am Kreuzstift 44 so montiert sein, dass er am Kreuzstift 44 zwischen einem Paar der Differenzialritzel 48 angeordnet ist. Der Schmiermittelbehälter 50 kann einen inneren Behälter 54 und eine Vielzahl von Behälterauslassöffnungen 56 definieren, die den inneren Behälter 54 mit dem Gehäusehohlraum 36 fluidisch koppeln können. Die Behälterauslassöffnungen 56 können um eine äußere Umfangfläche des Schmiermittelbehälters 50 angeordnet sein und können so ausgerichtet sein, dass sie rechtwinklig zu einer Längsachse 58 des Kreuzstifts 44 sind.
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In dem bestimmten bereitgestellten Beispiel ist ein hohler, rohrförmiger Zapfen 60 mit dem Schmiermittelbehälter 50 fest gekoppelt. Der Zapfen 60 kann an einem verengten Abschnitt 62 des Kreuzstifts 44 aufgenommen werden, sodass er koaxial um den Kreuzstift 44 angeordnet ist und eines der Differenzialritzel 48 am Zapfen 60 drehbar montiert ist. Eine Schulter 64 am Kreuzstift 44 kann die Bewegung des Schmiermittelbehälters 50 entlang der Längsachse 58 begrenzen. Das Ende des Zapfens 60, das dem Schmiermittelbehälter 50 entgegengesetzt ist, kann in einer Bohrung 70 aufgenommen werden, die im Differenzialeingangselement 30 ausgebildet ist.
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Der Zapfen 60 kann eine oder mehrere Schmiermitteleinlassöffnungen 76 definieren, die mit dem inneren Behälter 54 fluidisch gekoppelt sind. Die Schmiermitteleinlassöffnung(en) 76 können so ausgestaltet sein, dass sie Schmiermittel empfangen, wenn sich die Differenzialbaugruppe 16 um die Differenzialachse 28 dreht. Insbesondere kann die Drehung des Schmiermittelbehälters 50 durch ein in einer Wanne 80, die durch den zentralen Hohlraum 26 im Gehäuse 12 definiert wird, gehaltenes Schmiermittel, wenn sich die Differenzialbaugruppe 16 um die Differenzialachse 28 dreht, Schmiermittel durch die Schmiermitteleinlassöffnungen 76 und in den Schmiermittelbehälter 50 treiben. In dem bereitgestellten Beispiel sind die Schmiermitteleinlassöffnungen 76 durch den Zapfen 60 ausgebildet und um den Kreuzstift 44 konzentrisch angeordnet. Es ist selbstverständlich, dass alle oder ein Teil der Schmiermitteleinlassöffnungen 76 durch den oder in dem Kreuzstift 44 ausgebildet sein können, zum Beispiel als eine Vielzahl von sich längs erstreckenden Nuten (nicht dargestellt), die um den Umfang des Kreuzstifts 44 ausgebildet sind. Bezugnehmend auf 5 könnte die Schmiermitteleinlassöffnung 76 eine schraubenförmige Nut 82 umfassen, die um die innere Umfangfläche 84 des Zapfens 60 ausgebildet ist.
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Es ist jedoch selbstverständlich, dass die Differenzialschmiervorrichtung 18 zusätzlich oder alternativ eine Pumpe 90 umfassen könnte. In einem Beispiel ist die Pumpe 90 eine Gerotorpumpe mit einem ersten Pumpenelement 92, das mit dem Differenzialeingangselement 30 drehbar gekoppelt ist, und einem zweiten Pumpenelement 94, das mit dem Gehäuse 12 nicht drehbar gekoppelt ist. Ein Pumpenauslasskanal (nicht speziell dargestellt) kann einen Ausgang der Pumpe 90 mit dem inneren Behälter 54 fluidisch koppeln. In einem anderen Beispiel, das in 6 dargestellt ist, nutzt die Differenzialschmiervorrichtung 18 keinen Schmiermittelbehälter und der Pumpenauslasskanal 100 endet im Gehäusehohlraum 36 an einem Ort, der sich axial zwischen den Differenzialausgängen 32 befindet, sodass Schmiermittel direkt in den Gehäusehohlraum 36 abgegeben wird.
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In 7 ist eine Schnittansicht durch eine Differenzialbaugruppe 16a einer zweiten Fahrzeug-Antriebsstrangkomponente, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, veranschaulicht. Die Differenzialbaugruppe 16a nutzt vier Differenzialritzel 48, von denen zwei an einem „langen“ Kreuzstift 44a montiert sind und die restlichen zwei jeweils an einem „kurzen“ Stift 150 montiert sind, der am Differenzialeingangselement 30a und am „langen“ Kreuzstift 44a montiert ist. Der Schmiermittelbehälter 50a und der Zapfen 60a sind an einem der „kurzen“ Stifte 150 angeordnet, es ist aber selbstverständlich, dass ein anderer Schmiermittelbehälter/Zapfen (nicht dargestellt) an dem entgegengesetzten „kurzen“ Stift 150 montiert sein könnte, um dazu beizutragen, die Differenzialbaugruppe 16a drehmäßig ins Gleichgewicht zu bringen. Es ist selbstverständlich, dass der Zapfen 60b radial zwischen dem Differenzialeingangselement 30a und dem Stift 150 sowie radial zwischen dem Differenzialritzel 48 und dem Stift 150 angeordnet ist.
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In dem Beispiel von 8 haben die Differenzialritzel 48b eine Ausgestaltung „mit Nabe“, in der jedes der Differenzialritzel 48b über einen Stift 160 verfügt, der mit einem Ritzelrad 162 fest gekoppelt ist, sodass sowohl der Stift 160 als auch das Ritzelrad 162 in Bezug auf das Differenzialeingangselement 30b drehbar sind. Der Schmiermittelbehälter 50b und der Zapfen 60b sind so am Stift 160 montiert, dass der Zapfen 60b radial zwischen dem Stift 160 und dem Differenzialeingangselement 30b angeordnet ist und der Schmiermittelbehälter 50b im Hohlraum 36b zwischen dem Differenzialeingangselement 30b und dem Ritzelrad 162 angeordnet ist. Eine Druckscheibe 166, die an beiden Druckflächen flach sein kann, kann zwischen dem Schmiermittelbehälter 50b und dem Ritzelrad 162 angeordnet sein. Alternativ könnten die Differenzialritzel 48c (nur eines dargestellt) wie in 9 dargestellt ausgestaltet sein, sodass eine Druckscheibe 166c direkt zwischen dem Differenzialeingangselement 30b und dem Ritzelrad 162c angeordnet sein kann.
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Die vorangehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht als vollständig anzusehen und gilt nicht als Einschränkung für die Offenbarung. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls untereinander austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform benutzt werden, selbst wenn dies nicht speziell dargestellt oder beschrieben ist. Diese können auch auf viele Weisen variiert werden. Solche Abwandlungen sollen nicht als Abkehr von der Offenbarung angesehen werden, und alle diese Änderungen sollen in den Geltungsbereich der Offenbarung einbezogen sein.
