DE102021130829A1

DE102021130829A1 - Verteilergetriebe-aussenseitenpumpe

Info

Publication number: DE102021130829A1
Application number: DE102021130829.1A
Authority: DE
Inventors: James M. Hart; Daryl A. Wilton; Clinton E. Carey; Robert B. Parrish; William M. Modisett; Keith W. Noser; Mark D. Kieliszewski
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-02-09
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2022-08-11
Also published as: US11525506B2; US20220252146A1; CN114909459A

Abstract

Eine Verteilergetriebepumpe umfasst eine Ölpumpe, eine Deckelanordnung und einen Drehmomentübertragungsmechanismus. Die Ölpumpe hat eine Pumpenwelle und ist so konfiguriert, dass sie ein Schmiermittel in Reaktion auf eine Drehung der Pumpenwelle unter Druck setzt. Die Pumpenwelle dreht sich um eine Pumpenachse. Die Pumpenachse ist parallel zu einer hinteren Achse einer hinteren Welle. Die Pumpenachse ist gegenüber der hinteren Achse versetzt. Die Abdeckungsbaugruppe hat einen Kanal, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel von der Ölpumpe zur hinteren Welle überträgt. Die Abdeckungsbaugruppe erstreckt sich um die hintere Welle und um die Pumpenwelle. Der Drehmomentübertragungsmechanismus ist so konfiguriert, dass ein Drehmoment von der hinteren Welle auf die Pumpenwelle übertragen wird.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren für eine Verteilergetriebe-Außenseitenpumpe.
Bei Verteilergetrieben mit einer oder zwei Geschwindigkeiten werden Verteilergetriebepumpen eingesetzt, um Schmiermittel im Verteilergetriebe zu bewegen. Die Drehzahlen der Verteilergetriebepumpen werden durch die Drehzahlen der entsprechenden Wellen im Verteilergetriebe bestimmt. Wenn sich die zweistufigen Verteilergetriebe in einem niedrigen Gang befinden, drehen sich die internen Wellen langsam. Daher werden in den zweistufigen Verteilergetrieben große Verteilergetriebepumpen eingesetzt, um eine Mindestschmiermenge zu gewährleisten. Solche Verteilergetriebepumpen verbrauchen im Allgemeinen bis zu 250 Watt Leistung bei 2.000 Umdrehungen pro Minute.
Gewünscht wird eine Technik für eine Verteilergetriebe-Außenpumpe mit geringem Stromverbrauch, die sowohl für ein- als auch für zweistufige Verteilergetriebe geeignet ist.
BESCHREIBUNG
Eine Verteilergetriebepumpe wird hier bereitgestellt. Die Verteilergetriebepumpe umfasst eine Ölpumpe, eine Deckelanordnung und einen Drehmomentübertragungsmechanismus. Die Ölpumpe hat eine Pumpenwelle und ist so konfiguriert, dass sie ein Schmiermittel in Reaktion auf eine Drehung der Pumpenwelle unter Druck setzt. Die Pumpenwelle dreht sich um eine Pumpenachse. Die Pumpenachse ist parallel zu einer hinteren Achse einer hinteren Welle. Die Pumpenachse ist gegenüber der hinteren Achse versetzt. Die Abdeckungsbaugruppe hat einen Kanal, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel von der Ölpumpe zur hinteren Welle überträgt. Die Abdeckungsbaugruppe erstreckt sich um die hintere Welle und um die Pumpenwelle. Der Drehmomentübertragungsmechanismus ist so konfiguriert, dass er ein Drehmoment von der hinteren Welle auf die Pumpenwelle überträgt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der Verteilergetriebepumpe umfasst die Abdeckungsbaugruppe einen ringförmigen Ölübertragungsring und einen Pumpendeckel. Der ringförmige Ölübertragungsring ist um die hintere Welle herum angeordnet und weist einen ersten Kanal auf, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel auf die hintere Welle überträgt. Der Pumpendeckel erstreckt sich um den ringförmigen Ölübertragungsring, erstreckt sich um die Pumpenwelle und weist einen zweiten Kanal auf, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel von der Ölpumpe in den ersten Kanal des ringförmigen Ölübertragungsrings überträgt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst die Verteilergetriebepumpe eine Verdrehsicherung, die den ringförmigen Ölübertragungsring mit einem hinteren Gehäuse verbindet, sowie ein Befestigungselement, mit dem der Pumpendeckel am hinteren Gehäuse befestigt wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst die Verteilergetriebepumpe einen Topfstopfen, der mit dem Kanal in Fluidverbindung steht. Der Becherstopfen hat eine Öffnung, die so konfiguriert ist, dass das Schmiermittel aus dem Kanal in Richtung eines hinteren Gehäuses verteilt wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der Verteilergetriebepumpe umfasst der Drehmomentübertragungsmechanismus ein hinteres Zahnrad, das mit der hinteren Welle kuppelbar ist, und ein Pumpenzahnrad, das mit der Pumpenwelle gekoppelt und so konfiguriert ist, dass es mit dem hinteren Zahnrad in Eingriff kommt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der Verteilergetriebepumpe weist ein hinteres Gehäuse eine zur Pumpenachse ausgerichtete Zugangsbohrung auf, und die Verteilergetriebepumpe umfasst ferner ein Merkmal, das an einem Ende der Pumpenwelle angeordnet, durch die Zugangsbohrung zugänglich und so konfiguriert ist, dass es eine Rotationsausrichtung des Pumpenzahnrads mit dem hinteren Zahnrad ermöglicht.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der Verteilergetriebepumpe umfasst der Drehmomentübertragungsmechanismus ein mit der hinteren Welle gekoppeltes hinteres Kettenrad, ein mit der Pumpenwelle gekoppeltes Pumpenkettenrad und eine um das hintere Kettenrad und das Pumpenkettenrad angeordnete Pumpenkette.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der Verteilergetriebepumpe enthält das Verteilergetriebe eine Lamellenkupplung, das hintere Gehäuse enthält eine hintere Öffnung, durch die die hintere Welle aus dem Verteilergetriebe herausragt, und die Verteilergetriebepumpe ist zwischen der Lamellenkupplung und der hinteren Öffnung angeordnet.
In einer oder mehreren Ausführungsformen ist die Verteilergetriebepumpe Teil eines Verteilergetriebes eines Fahrzeugs.
Ein Verfahren zur Schmierung eines Verteilergetriebes wird hier vorgestellt. Das Verfahren umfasst das Drehen einer hinteren Welle des Verteilergetriebes um eine hintere Achse und das Übertragen eines Drehmoments von der hinteren Welle auf eine Pumpenwelle einer Ölpumpe mit einem Drehmomentübertragungsmechanismus. Die Pumpenwelle dreht sich um eine Pumpenachse. Die Pumpenachse ist parallel zur hinteren Achse. Die Pumpenachse ist gegenüber der hinteren Achse versetzt. Das Verfahren umfasst die Druckbeaufschlagung eines Schmiermittels mit der Ölpumpe in Reaktion auf eine Drehung der Pumpenwelle und die Übertragung des Schmiermittels durch einen Kanal in einer Abdeckungsbaugruppe von der Ölpumpe zur hinteren Welle. Die Abdeckanordnung erstreckt sich um die hintere Welle und um die Pumpenwelle.
In einer oder mehreren Ausführungsformen des Verfahrens umfasst das Übertragen des Schmiermittels durch den Kanal in der Abdeckungsbaugruppe das Übertragen des Schmiermittels von der Ölpumpe durch einen zweiten Kanal eines Pumpendeckels in einen ersten Kanal eines ringförmigen Ölübertragungsrings und das Übertragen des Schmiermittels durch den ersten Kanal des ringförmigen Ölübertragungsrings zur hinteren Welle. Der ringförmige Ölübertragungsring ist um die hintere Welle herum angeordnet. Der Pumpendeckel erstreckt sich um den ringförmigen Ölübertragungsring und um die Pumpenwelle.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Festhalten des ringförmigen Ölübertragungsrings relativ zu einem hinteren Gehäuse des Verteilergetriebes und das Festhalten des Pumpendeckels relativ zu dem hinteren Gehäuse.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Verteilen des Schmiermittels aus dem Kanal in Richtung eines hinteren Gehäuses des Verteilergetriebes durch eine Öffnung in einem Becherstopfen, der in Fluidverbindung mit dem Kanal steht.
In einer oder mehreren Ausführungsformen des Verfahrens umfasst die Übertragung des Drehmoments von der hinteren Welle auf die Pumpenwelle die Drehung eines hinteren Zahnrads mit der hinteren Welle, die Drehung eines Pumpenzahnrads mit dem hinteren Zahnrad und die Drehung der Ölpumpe mit dem Pumpenzahnrad.
In einer oder mehreren Ausführungsformen des Verfahrens umfasst die Übertragung des Drehmoments von der hinteren Welle auf die Pumpenwelle das Drehen eines hinteren Kettenrads mit der hinteren Welle, das Bewegen einer Pumpenkette, die um das hintere Kettenrad und ein Pumpenkettenrad angeordnet ist, und das Drehen der Ölpumpe mit dem Pumpenkettenrad.
In einer oder mehreren Ausführungsformen des Verfahrens ist der Drehmomentübertragungsmechanismus zwischen einer Lamellenkupplung und einer hinteren Öffnung in einem hinteren Gehäuse des Verteilergetriebes angeordnet. Die hintere Welle erstreckt sich außerhalb des Verteilergetriebes durch die hintere Öffnung.
Ein Verteilergetriebe ist hierin enthalten. Das Verteilergetriebe umfasst eine hintere Welle, eine Ölpumpe, eine Deckelanordnung und einen Drehmomentübertragungsmechanismus. Die hintere Welle ist so konfiguriert, dass sie sich um eine hintere Achse dreht. Die Ölpumpe hat eine Pumpenwelle und ist so konfiguriert, dass sie ein Schmiermittel in Reaktion auf eine Drehung der Pumpenwelle unter Druck setzt. Die Pumpenwelle dreht sich um eine Pumpenachse. Die Pumpenachse ist parallel zur hinteren Achse. Die Pumpenachse ist gegenüber der hinteren Achse versetzt. Die Abdeckungsbaugruppe hat einen Kanal, der so gestaltet ist, dass er das Schmiermittel von der Ölpumpe zur hinteren Welle leitet. Die Abdeckungsbaugruppe erstreckt sich um die hintere Welle und um die Pumpenwelle. Der Drehmomentübertragungsmechanismus ist so konfiguriert, dass er ein Drehmoment von der hinteren Welle auf die Pumpenwelle überträgt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen des Verteilergetriebes umfasst die Abdeckungsanordnung einen ringförmigen Ölübertragungsring und einen Pumpendeckel. Der ringförmige Ölübertragungsring ist um die hintere Welle herum angeordnet und hat einen ersten Kanal, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel vom Pumpendeckel zur hinteren Welle überträgt. Der Pumpendeckel, der sich um den ringförmigen Ölübertragungsring erstreckt, erstreckt sich um die Pumpenwelle und weist einen zweiten Kanal auf, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel von der Ölpumpe zum ersten Kanal des ringförmigen Ölübertragungsrings überträgt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verteilergetriebe ein hinteres Gehäuse und einen Becherstopfen, der in Fluidverbindung mit dem Kanal steht. Der Becherstopfen hat eine Öffnung, die so konfiguriert ist, dass das Schmiermittel aus dem Kanal in Richtung des hinteren Gehäuses verteilt wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verteilergetriebe ein hinteres Gehäuse mit einer hinteren Öffnung, durch die sich die hintere Welle außerhalb des Verteilergetriebes erstreckt, und eine Lamellenkupplung. Der Drehmomentübertragungsmechanismus ist zwischen der Lamellenkupplung und der hinteren Öffnung angeordnet.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Modi zur Durchführung der Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Figuren ohne weiteres ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das den Kontext eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen zeigt.
2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Verteilergetriebes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines anderen Verteilergetriebes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
4 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Verteilergetriebepumpe gemäß einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen.
5 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer anderen Verteilergetriebepumpe gemäß einer oder mehrerer beispielhafter Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der Offenbarung bieten verlustarme, achsversetzte Verteilergetriebepumpen zur Druckbeaufschlagung von Schmiermitteln in Verteilergetrieben von Fahrzeugen mit Vierradantrieb. Die Verteilergetriebepumpen sind sowohl für den Einsatz in Ein-Gang-Verteilergetrieben als auch in Zwei-Gang-Verteilergetrieben geeignet. Die Verteilergetriebe sind mit Getrieben gekoppelt und so konfiguriert, dass sie das Drehmoment von den Getrieben auf die vorderen und hinteren Differentiale der Fahrzeuge verteilen.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Verteilergetriebepumpen in die hinteren Gehäuse der Verteilergetriebe integriert und anschließend bei der Montage mit den hinteren Wellen der Verteilergetriebe verbunden werden. In anderen Ausführungsformen können die Verteilergetriebepumpen in die hinteren Wellen der Verteilergetriebe integriert und bei der Montage von den hinteren Gehäusen umschlossen sein. Die Verteilergetriebepumpen verfügen über zahnradgetriebene Drehmomentübertragungsmechanismen oder kettengetriebene Drehmomentübertragungsmechanismen, um das Drehmoment von den hinteren Wellen auf die Verteilergetriebepumpen zu übertragen. Die kettengetriebenen Drehmomentübertragungsmechanismen können mit Sprengringen gegen Verklemmen gesichert werden. Die Pumpenwellen der Verteilergetriebepumpen sind parallel und versetzt zu den entsprechenden hinteren Wellen in den Verteilergetrieben angeordnet.
Die Ölpumpen in den Verteilergetrieben verfügen über integrierte Ölauslässe, um die Schmiermittel unter Druck in die Kanäle in den Verteilergetrieben zu leiten. Die Kanäle leiten die Schmiermittel zu den hinteren Wellen und in einigen Fällen zu den hinteren Bereichen der Verteilergetriebe. Integrierte Ölabweiser und/oder Abschirmungen können vorgesehen werden, um den Schmiermittelstand aufrechtzuerhalten, wenn die Fahrzeuge auf einem bergauf und/oder bergab geneigten Gelände stehen. In verschiedenen Ausführungen können die Abdeckungen einteilig oder zweiteilig sein. Bei den zweiteiligen Ausführungen halten erregte Ringdichtungen den Schmierstoff in den Kanälen, während sie unter Druck stehen. Bei einigen Ausführungen der Verteilergetriebe sind in den hinteren Gehäusen Zugangsstopfen und Zugangsbohrungen vorgesehen. Die Zugangsbohrungen ermöglichen das Ankoppeln von Werkzeugen an die Merkmale der Pumpenwellen während der Montage. Die Werkzeuge werden verwendet, um die Zahnräder im Drehmomentübertragungsmechanismus so zu verdrehen, dass die Zahnräder ineinandergreifen und sich drehen, wenn die beiden Zahnräder zunächst zusammengebracht werden.
Je nach Getriebe- oder Kettenradübersetzung im Drehmomentübertragungsmechanismus können die Ölpumpen schneller, langsamer oder mit der gleichen Geschwindigkeit wie die hinteren Wellen drehen. Die Überdrehzahl der Ölpumpen ermöglicht einen kleineren Pumpendurchmesser. Die Ölpumpen mit kleinem Durchmesser sind effizienter als Ölpumpen mit großem Durchmesser. Die Flexibilität bei den Zahnrad-/Ritzelverhältnissen ermöglicht es auch, dass die Verteilergetriebepumpen sowohl in den Ein-Gang-Verteilergetrieben als auch in den Zwei-Gang-Verteilergetrieben eine gemeinsame Konstruktion verwenden.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein schematisches Diagramm gezeigt, das den Zusammenhang eines Fahrzeugs 80 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen illustriert. Das Fahrzeug 80 umfasst im Allgemeinen einen Motor 82, ein Getriebe 84, eine vordere Antriebswelle 86, eine hintere Antriebswelle 88, ein vorderes Differential 90, ein hinteres Differential 92, mehrere Räder 94a-94d und ein Verteilergetriebe 100.
Das Fahrzeug 80 stellt ein Automobil (oder ein Auto) dar. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 80 ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein autonomes Fahrzeug, ein gasbetriebenes Fahrzeug, ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein Freizeitfahrzeug und/oder ein Geländewagen sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Andere Arten von Fahrzeugen 80 können implementiert werden, um die Konstruktionskriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
Der Motor 82 ist ein Antrieb für das Fahrzeug 80. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Motor 82 einen Benzinmotor, einen Hybridmotor mit Gas/Elektroantrieb oder einen Elektromotor umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Es können auch andere Arten von Motoren 82 eingesetzt werden, um die Konstruktionskriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
Das Getriebe 84 ist ein Mehrganggetriebe. Das Getriebe 84 ist mit dem Motor 82 gekoppelt. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Getriebe 84 mehrere (z. B. drei bis zehn) Vorwärtsgänge, eine Leerlaufstellung, eine Parkstellung und einen oder mehrere Rückwärtsgänge.
Die vordere Antriebswelle 86 und die hintere Antriebswelle 88 sind so konfiguriert, dass sie die Rotationskraft vom Verteilergetriebe 100 auf das vordere Differential 90 bzw. das hintere Differential 92 übertragen. Das vordere Differential 90 ist so ausgelegt, dass es das Drehmoment von der vorderen Antriebswelle 86 auf die Vorderräder (z. B. 94a und 94b) überträgt. Das hintere Differential 92 ist so konfiguriert, dass es das Drehmoment von der hinteren Antriebswelle 88 auf die Hinterräder überträgt (z. B. 94c und 94d).
Bei den Rädern 94a-94d handelt es sich um Straßenräder. Die Räder 94a-94d sind im Allgemeinen so konfiguriert, dass sie für die Abstützung und Bewegung des Fahrzeugs 80 auf dem Boden sorgen. In verschiedenen Ausführungsformen kann jedes Rad 94a-94d einen auf eine Felge montierten Reifen umfassen. Die Räder 94a-94d können verwendet werden, um die Traktion zwischen dem Fahrzeug 80 und dem Boden, auf dem das Fahrzeug 80 steht, zu gewährleisten.
Das Verteilergetriebe 100 verfügt über ein- oder mehrgängiges (z. B. zweistufiges) Verteilergetriebe. Das Verteilergetriebe 100 ist mit dem Getriebe 84 gekoppelt, um ein Eingangsdrehmoment aufzunehmen. Das Verteilergetriebe 100 leitet das Eingangsdrehmoment vom Getriebe 84 auf die vordere Antriebswelle 86 und die hintere Antriebswelle 88. Bei zweistufigen Verteilergetrieben kann das Verteilergetriebe 100 die vordere Antriebswelle 86 und die hintere Antriebswelle 88 mit der gleichen oder einer niedrigeren Drehzahl als die Ausgangswelle des Getriebes 84 antreiben. In einigen Ausführungsformen kann das Verteilergetriebe 100 so gesteuert werden, dass das Eingangsdrehmoment an die vordere Antriebswelle 86 oder die hintere Antriebswelle 87, jedoch nicht an beide übertragen wird.
Das Verteilergetriebe 100 kann eine Klauenkupplung enthalten, die es ermöglicht, die vordere Antriebswelle 86 und die hintere Antriebswelle 88 vom Getriebe 84 abzukoppeln. Ein allradgetriebenes Fahrzeug 80 kann beispielsweise in einem Schlauchboot-Abschleppmodus mit auf dem Boden rollenden Hinterrädern abgeschleppt werden (z. B. hinter einem anderen Fahrzeug oder einem Wohnmobil). Im Schlauchboot-Abschleppmodus wird das Getriebe 84 in Parkstellung und das Verteilergetriebe 100 in Neutralstellung gebracht. Durch die Implementierung einer Verteilergetriebepumpe in einer stromabwärts gelegenen Position relativ zu einem Untersetzungs-Planetengetriebe innerhalb des Verteilergetriebes 100 kann die Verteilergetriebepumpe mit der von mindestens den Hinterrädern erhaltenen Kraft arbeiten. Daher behalten die Verteilergetriebe eine ordnungsgemäße Schmierung bei, während das Fahrzeug 80 im Beiboot-Schleppmodus geschleppt wird.
2 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Verteilergetriebes 100a in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform. Das Verteilergetriebe 100a kann eine Variante des in 1 dargestellten Verteilergetriebes 100 sein. Das Verteilergetriebe 100a implementiert ein mehrgängiges (z. B. zweistufiges) Verteilergetriebe.
Das Verteilergetriebe 100a umfasst im Allgemeinen ein vorderes Gehäuse 102, eine Eingangsöffnung 104 im vorderen Gehäuse 102, ein hinteres Gehäuse 106, eine hintere Öffnung 108 im hinteren Gehäuse 106, eine vordere Öffnung 109 im vorderen Gehäuse 102, eine Eingangswelle 110, ein Planetengetriebe 120, eine Lamellenkupplung 122, eine Antriebsketten- und Kettenradanordnung 124, eine vordere Welle 130, eine hintere Welle 140, eine Verteilergetriebepumpe 150 und einen Drehmomentübertragungsmechanismus 160. Die Verteilergetriebepumpe 150 umfasst eine Abdeckungsbaugruppe 170, einen Kanal 172 in der Abdeckungsbaugruppe 170 und eine Ölpumpe 180.
Die Eingangswelle 110 ist mit dem Getriebe 84 und dem Planetenradsatz 120 verbunden. Die Eingangswelle 110 erstreckt sich durch das vordere Gehäuse 102 durch die Eingangsöffnung 104. Die Eingangswelle 110 ist so konfiguriert, dass sie sich um eine Eingangsachse 112 dreht. Die Eingangswelle 110 empfängt ein Eingangsdrehmoment 114 von dem Getriebe 84.
Die vordere Welle 130 ist mit der vorderen Antriebswelle 86 und der Antriebsketten- und Kettenradbaugruppe 124 verbunden. Die vordere Welle 130 erstreckt sich durch das vordere Gehäuse 102 durch die vordere Öffnung 109. Die vordere Welle 130 ist so konfiguriert, dass sie sich um eine vordere Achse 132 dreht. Die Vorderwelle 130 überträgt über die vordere Antriebswelle 86 und das vordere Differential 90 ein vorderes Drehmoment 134 auf die Vorderräder 94a und 94b.
Die hintere Welle 140 ist mit der hinteren Antriebswelle 88, der Lamellenkupplung 122 und der Verteilergetriebepumpe 150 verbunden. Die hintere Welle 140 erstreckt sich durch das hintere Gehäuse 106 durch die hintere Öffnung 108. Die hintere Welle 140 ist so konfiguriert, dass sie sich um eine hintere Achse 142 dreht. In verschiedenen Ausführungsformen ist die hintere Achse 142 mit der Eingangsachse 112 fluchtend. Die hintere Welle 140 überträgt ein hinteres Drehmoment 144 über die hintere Antriebswelle 88 und das hintere Differential 92 an die Hinterräder 94c und 94d.
Der Planetenradsatz 120 ist mit der Eingangswelle 110 und der hinteren Welle 140 verbunden. Das Planetengetriebe 120 verfügt über einen einstellbaren Mechanismus mit mehreren Geschwindigkeiten (z. B. zwei Geschwindigkeiten) und die Klauenkupplung. Das Planetengetriebe 120 überträgt das Eingangsdrehmoment 114 von der Eingangswelle 110 auf die hintere Welle 140 in mehreren (z. B. zwei) wählbaren Übersetzungsverhältnissen (z. B. wird ein niedriges Übersetzungsverhältnis als Hochgeschwindigkeitsmodus bezeichnet und für normales Fahren auf der Autobahn verwendet, und ein hohes Übersetzungsverhältnis wird als Niedriggeschwindigkeitsmodus bezeichnet und für erhöhtes Drehmoment und Fahren mit reduzierter Geschwindigkeit verwendet). Die Klauenkupplung dient zum abwechselnden Ein- und Auskuppeln des Planetengetriebes von der hinteren Welle 140. Im eingekuppelten Zustand überträgt die Klaue ein Drehmoment auf die hintere Welle 140.
In einem neutralen Modus trennt die Klauenkupplung das Drehmoment von der hinteren Welle 140.
Die Lamellenkupplung 122 ist mit der Antriebsketten- und Kettenradbaugruppe 124 und der hinteren Welle 140 verbunden. Die Lamellenkupplung 122 dient zum Ein- und Auskuppeln der Antriebsketten- und Kettenradbaugruppe 124 von der hinteren Welle 140. Im eingerückten Zustand überträgt die Lamellenkupplung 122 ein variables Drehmoment von der hinteren Welle 140 auf die Antriebskette und das Kettenrad 124. Im ausgerückten Zustand isoliert die Lamellenkupplung 122 die Antriebskette und das Kettenrad 124 von dem an der hinteren Welle 140 verfügbaren Drehmoment.
Die Antriebsketten- und Kettenradbaugruppe 124 ist mit der Lamellenkupplung 122 und der vorderen Welle 130 verbunden. Die Antriebsketten- und Kettenradbaugruppe 124 ist so konfiguriert, dass sie das Drehmoment von der hinteren Welle 140 über die Lamellenkupplung 122 und anschließend auf die vordere Welle 130 überträgt. Je nach dem Drehmoment, das von der Lamellenkupplung 122 auf die Antriebsketten- und - kettenradbaugruppe 124 übertragen wird, kann das vordere Drehmoment 134 größer, kleiner oder gleich dem hinteren Drehmoment 144 sein.
Die Verteilergetriebepumpe 150 dient dazu, ein Schmiermittel unter Druck zu setzen und das Schmiermittel auf die hintere Welle 140 und um das Innere des Verteilergetriebes 100a herum zu übertragen. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Verteilergetriebepumpe 150 in Betrieb, um das Schmiermittel zu einem hinteren Bereich 107 des Verteilergetriebes 100a zu leiten. Der hintere Bereich 107 kann sich zwischen der Verteilergetriebepumpe 150 und der hinteren Öffnung 108 erstrecken.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 160 implementiert einen zahnradbasierten Drehmomentübertragungsmechanismus und/oder einen kettenbasierten Drehmomentübertragungsmechanismus. Bei einem getriebebasierten Drehmomentübertragungsmechanismus 160 werden mehrere (z. B. zwei oder mehr) Zahnräder verwendet, um das Drehmoment von der hinteren Welle 140 auf die Ölpumpe 180 zu übertragen. Bei einem kettenbasierten Drehmomentübertragungsmechanismus 160 überträgt eine mit mehreren (z. B. zwei) Zahnrädern gekoppelte Kette das Drehmoment von der hinteren Welle 140 zur Ölpumpe 180.
Die Abdeckungsbaugruppe 170 kann einteilig oder mehrteilig (z. B. zweiteilig) ausgeführt werden. Die Abdeckungsbaugruppe erstreckt sich um die hintere Welle 140 und um eine Pumpenwelle der Ölpumpe 180. Die Abdeckungsbaugruppe 170 ist so konfiguriert, dass das Schmiermittel durch den Kanal 172 von der Ölpumpe 180 zur hinteren Welle 140 geleitet wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Abdeckungsbaugruppe 170 auch so konfiguriert sein, dass sie das Schmiermittel aus dem Kanal 172 in Richtung des hinteren Bereichs 107 des Verteilergetriebes 100a leitet.
Die Ölpumpe 180 dient dazu, das im Verteilergetriebe 100a vorhandene Schmiermittel unter Druck zu setzen. Die Ölpumpe 180 leitet das unter Druck stehende Schmiermittel anschließend zur Verteilung in die Deckelanordnung 170. Die Ölpumpe 180 dreht sich um eine Pumpenachse 182. Die Pumpenachse 182 ist parallel zur hinteren Achse 142 einer hinteren Welle 140. Die Pumpenachse 182 ist um einen festen Abstand von der hinteren Achse 142 der hinteren Welle 140 versetzt.
In 3 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines anderen Verteilergetriebes 100b gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Das Verteilergetriebe 100b kann eine Variante des in 2 dargestellten Verteilergetriebes 100a und/oder des in 1 dargestellten Verteilergetriebes 100 sein. Das Verteilergetriebe 100b implementiert ein Verteilergetriebe mit einer Geschwindigkeit.
Das Verteilergetriebe 100b umfasst im Allgemeinen das vordere Gehäuse 102, die Eingangsöffnung 104 im vorderen Gehäuse 102, das hintere Gehäuse 106, die hintere Öffnung 108 im hinteren Gehäuse 106, die vordere Öffnung 109 im vorderen Gehäuse, die Eingangswelle 110, die Lamellenkupplung 122, die Antriebskette und die Kettenradanordnung 124, die vordere Welle 130, die hintere Welle 140, die Verteilergetriebepumpe 150 und den Drehmomentübertragungsmechanismus 160. Das hintere Gehäuse 106 weist im Allgemeinen einen Pumpeneinlass und -auslass auf.
Im Ein-Gang-Verteilergetriebe 100b ist die Eingangswelle 110 direkt mit der hinteren Welle 140 verbunden. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Eingangswelle 110 verlängert werden. In anderen Ausführungsformen kann eine Verlängerungswelle installiert werden, um die Eingangswelle 110 effektiv zu verlängern. Das einstufige Verteilergetriebe 100b funktioniert auf die gleiche Weise wie das mehrstufige Verteilergetriebe 100a, wenn sich das Planetengetriebe 120 im mehrstufigen Verteilergetriebe 100a im Hochgeschwindigkeitsmodus befindet. Fehlt das Planetengetriebe 120 im einstufigen Verteilergetriebe 100b, verfügt das einstufige Verteilergetriebe 100b weder über einen Modus für den niedrigen Bereich noch über einen neutralen Modus, in dem die hintere Welle 140 von der Eingangswelle 110 getrennt ist.
In 4 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm einer beispielhaften Implementierung einer Verteilergetriebepumpe 150a gemäß einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen dargestellt. Die Verteilergetriebepumpe 150a kann eine Variante der in den 2 und 3 gezeigten Verteilergetriebepumpe 150 sein. Die Verteilergetriebepumpe 150a kann bei der Montage in ein hinteres Gehäuse 106a integriert werden. Das hintere Gehäuse 106a kann eine Variante des in den 2 und 3 gezeigten hinteren Gehäuses 106 sein.
Die Verteilergetriebepumpe 150a umfasst im Allgemeinen einen Drehmomentübertragungsmechanismus 160a, eine Deckelanordnung 170a und eine Ölpumpe 180. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 160a kann eine zahnradbasierte Version des in 2 und 3 dargestellten Drehmomentübertragungsmechanismus 160 sein. Bei der Abdeckungsbaugruppe 170a kann es sich um eine zweiteilige Variante der in den 2 und 3 dargestellten Abdeckungsbaugruppe 170 handeln.
Die hintere Welle 140 enthält einen Öleinlass 146, der mit einem Öldurchlass 148 in Fluidverbindung steht. Der Öleinlass 146 nimmt das Schmiermittel 190 von der Abdeckeinheit 170a auf. Der Öleinlass 146 leitet das Schmiermittel 190 an den Ölkanal 148 weiter. Der Ölkanal 148 ist im Allgemeinen um die hintere Achse 142 zentriert. Der Ölkanal 148 ist so konfiguriert, dass er das Schmiermittel 190 zu anderen Komponenten leitet, die mit der hinteren Welle 140 verbunden sind und/oder sich in deren Nähe befinden.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 160a umfasst im Allgemeinen ein hinteres Zahnrad 200 und ein Pumpenrad 202. Das hintere Zahnrad 200 ist mit der hinteren Welle 140 gekoppelt und so konfiguriert, dass es sich mit der hinteren Welle 140 dreht. Das Pumpenzahnrad 202 ist mit einer Pumpenwelle 186 der Ölpumpe 180 gekoppelt und so konfiguriert, dass es sich mit der Pumpenwelle 186 dreht. Das hintere Zahnrad 200 und das Pumpenzahnrad 202 greifen ineinander, so dass das hintere Zahnrad 200 ein Drehmoment auf das Pumpenzahnrad 202 überträgt. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Zahnradgeometrie des hinteren Zahnrads 200 und des Pumpenzahnrads 202 eine geradlinige Geometrie, eine schraubenförmige Geometrie oder eine doppelschrägläufige Geometrie darstellen. Es können auch andere Geometrien verwendet werden, um die Konstruktionskriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
Die Drehzahl der hinteren Welle 140 ist im Allgemeinen nicht höher als einige tausend (z. B. etwa 4.200) Umdrehungen pro Minute. Daher arbeiten bestehende Ölpumpenkonstruktionen unterhalb einer „Hochgeschwindigkeits-Füllgrenze“. „Es kann von Vorteil sein, die Ölpumpe 180 mit dem Drehmomentübertragungsmechanismus 160a zu übersteuern, um die Verluste weiter zu verringern und dennoch das Schmierkriterium zu erfüllen. Ein Unter-/Übersteuerungsverhältnis im Bereich von ca. 0,8: 1 bis ca. 1,8: 1 kann bei angemessenen Achsabständen 203 erreicht werden. Der Teilungsradius des hinteren Zahnrads 200 liegt in einem Bereich von etwa 32 Millimetern (mm) bis etwa 52 mm (z. B. 42,5 mm). Der Teilungsradius des Pumpenrads 202 liegt in einem Bereich von etwa 18 mm bis etwa 38 mm (z. B. 28,5 mm). Ein Zahnradmittenabstand 203 zwischen der Mitte des hinteren Zahnrads 200 (z. B. der hinteren Achse 142) und der Mitte des Pumpenzahnrads 202 (z. B. der Pumpenachse 182) kann in einem Bereich von etwa 54 mm bis etwa 84 mm (z. B. 69 mm) liegen. Beispielsweise ergibt ein Übersetzungsverhältnis von 42,5 mm Radius (hinteres Zahnrad 200) zu 28,5 mm Radius (Pumpenrad 202) bei einem Zahnradmittenabstand 203 von 69 mm ein Verhältnis von etwa 1,6:1. Durch den kleinen Achsabstand 203 werden im Allgemeinen die Masse und der Luftwiderstand des hinteren Zahnrads 200 und des Pumpenrads 202 reduziert. Andere Übertragungsverhältnisse und/oder Achsabstände 203 sind möglich, um die Konstruktionskriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
Der höchste Schmierbedarf für das Verteilergetriebe 100a besteht im Allgemeinen bei Lastkraftwagen, die im Low-Range-Modus betrieben werden. Im Low-Range-Modus beträgt die Abtriebsdrehzahl der hinteren Welle 140 weniger als die Hälfte der Eingangsdrehzahl der Antriebswelle 110. Das Planetengetriebe 120 ist im Low-Range-Modus aktiv, was zu einem hohen Schmierungskriterium führt, um die aktiven Planetenritzel zu erhalten. Im Gegensatz dazu gibt es Lastkraftwagen, die mit einem eintourigen Verteilergetriebe 100b ausgestattet sind und daher nicht über den Low-Range-Modus verfügen. Um die Gemeinsamkeiten zwischen den zweistufigen Verteilergetrieben 100a und den einstufigen Verteilergetrieben 100b zu erhalten, kann im getriebebasierten Drehmomentübertragungsmechanismus 160a eine flexible Strategie eingesetzt werden. Die Strategie implementiert einen hohen Overdrive in den zweistufigen Verteilergetrieben 100a und einen potenziellen Underdrive in den einstufigen Verteilergetrieben 100b durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem hinteren Rad 200 und dem Pumpenrad 202. Bei einem Achsabstand 203 von 90 mm kann zum Beispiel ein Übersetzungsverhältnis von 0,9:1 gewählt werden, um die Verteilergetriebe 100b mit einem Gang zu untersteuern. Bei zweistufigen Verteilergetrieben 100a kann ein Übersetzungsverhältnis von 1,8:1 gewählt werden, um diese zu übersteuern. Die übrigen Komponenten der Verteilergetriebe 100a und 100b, mit Ausnahme der effektiven Länge der Eingangswelle 110, können unverändert bleiben.
Ein oder beide Zahnräder 200 und 202 können aus pulverisiertem Metall, Aluminium, Bronze, Gusseisen oder ähnlichem hergestellt werden. Zur Geräuschreduzierung können eines oder beide Zahnräder 200 und 202 aus einem nichtmetallischen Material hergestellt werden. Beispielsweise können ein oder beide Zahnräder 200 und 202 aus Polyetheretherketon (PEEK) oder einem ähnlichen thermoplastischen Polymer hergestellt sein. Die Drücke der Schmiermittel 190 in den Verteilergetrieben 100/100a/100b liegen in der Größenordnung von 500 Kilopascal (kPa). Im Gegensatz dazu arbeiten die Schmierpumpen im Getriebe 84 im Allgemeinen mit 2.100 kPa. Experimentelle Tests zeigen, dass Zahnräder aus PEEK-Material für die geringeren Belastungen in den Verteilergetrieben 100/100a/100b geeignet sind. Andere Werkstoffe können verwendet werden, um die Konstruktionskriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
Die Abdeckungsbaugruppe 170a besteht aus zwei Teilen. Ein erster Teil der Abdeckungsbaugruppe 170a umfasst einen ringförmigen Ölübertragungsring 210 mit einem ersten Kanal 212, einen Topfstopfen 214 mit einer Öffnung 216 und eine Verdrehsicherung 218. Ein zweiter Teil der Abdeckungsbaugruppe 170a umfasst einen Pumpendeckel 220 mit einem zweiten Kanal 222. Mehrere Deckeldichtungen 224 sind in Nuten in dem ringförmigen Ölübertragungsring 210 angeordnet.
Der ringförmige Ölübertragungsring 210 ist um den Außenumfang der hinteren Welle 140 angeordnet und mit dem Pumpendeckel 220 verbunden. Ein Innendurchmesser des ringförmigen Ölübertragungsrings 210 dichtet Metall auf Metall gegen einen Außendurchmesser der hinteren Welle 140 ab. Zwischen dem ersten Kanal 212 des ringförmigen Ölübertragungsrings 210 und dem Öleinlass 146 wird eine Fluidverbindung hergestellt. Der erste Kanal 212 steht auch in Fluidverbindung mit dem zweiten Kanal 222 des Pumpendeckels 220, um das Schmiermittel 190 von der Ölpumpe 180 aufzunehmen.
Der Becherstopfen 214 steht in Fluidverbindung mit dem ersten Kanal 212. Die Öffnung 216 in dem Becherstopfen 214 ist so konfiguriert, dass sie das Schmiermittel 190 aus dem ersten Kanal 212 in Richtung des hinteren Bereichs 107 des hinteren Gehäuses 106a verteilt. Die Öffnung 216 trägt dazu bei, die Schmierung der Komponenten im hinteren Bereich 107 des Verteilergetriebes 100/100a/100b zu regulieren. Zu den Bauteilen gehören u. a. die Abtriebskugellager, Buchsen und Dichtungen. Die Öffnung 216 trägt auch zur Aufrechterhaltung der Schmierung beim Betrieb des Fahrzeugs bei Gefälle bei. Die Position des Topfstopfens 214 kann so eingestellt werden, dass eine Kopfhöhe für die Schmierstoffzufuhr festgelegt wird.
Die Verdrehsicherung 218 erstreckt sich von dem ringförmigen Ölübertragungsring 210 bis zum Eingriff in das hintere Gehäuse 106a. Die Verdrehsicherung 218 ist so konfiguriert, dass sie verhindert, dass sich der ringförmige Ölübertragungsring 210 aufgrund von Reibung mit der hinteren Welle 140 dreht.
Der Pumpendeckel 220 ist so gestaltet, dass er die Ölpumpe 180 mit dem ringförmigen Ölübertragungsring 210 verbindet. Der Pumpendeckel 220 ist am hinteren Gehäuse 106a befestigt und erstreckt sich über zwei Achsen (z. B. die hintere Achse 142 und die Pumpenachse 182). Der Pumpendeckel 220 enthält eine Öffnung, in der sich Teile der Ölpumpe 180 befinden, sowie eine weitere Öffnung (z. B. eine runde Öffnung), die den ringförmigen Ölübertragungsring 210 umgibt. Der zweite Kanal 222 überträgt das Schmiermittel 190 von der Ölpumpe 180 in den ersten Kanal 212 des ringförmigen Ölübertragungsrings 210. Der Pumpendeckel 220 bietet auch eine Dammfunktion an der Schnittstelle mit dem ringförmigen Ölübertragungsring 210 und dem hinteren Gehäuse 106a. Der Damm verhindert, dass das Schmiermittel 190 zwischen dem hinteren Bereich 107 und einem vorderen Bereich des Verteilergetriebes 100/100a/100b übertragen wird.
Die Deckeldichtungen 224 sind so konfiguriert, dass sie den ersten Kanal 212 gegen den zweiten Kanal 222 abdichten und dadurch ein Austreten des Schmiermittels 190 verhindern. Die Deckeldichtungen 224 sorgen auch für einen radialen Toleranzausgleich zwischen dem Außendurchmesser des ringförmigen Öltransferrings 210 und einem Innendurchmesser einer entsprechenden Öffnung im Pumpendeckel 220. Da sowohl der ringförmige Ölübertragungsring 210 als auch der Pumpendeckel 220 mit dem hinteren Gehäuse 106a verbunden sind, findet an den Dichtungsschnittstellen keine aktive Rotation statt. Die Deckeldichtungen 224 können aus Teflon, Torlon, Vespel, PEEK und dergleichen hergestellt werden. Alternativ können auch O-Ringe mit einer gewissen Anpassung der Nutbreite verwendet werden. Ein Befestigungselement 226 (z. B. ein Bolzen) ist so konfiguriert, dass der Pumpendeckel 220 am hinteren Gehäuse 106a befestigt wird.
Die Ölpumpe 180 umfasst im Allgemeinen eine Pumpenwelle 186 und ein Gerotor-Getriebepaar 188-189. Die Pumpenwelle 186 dreht sich um die Pumpenachse 182. Die Pumpenachse 182 ist parallel zur hinteren Achse 142 der hinteren Welle 140. Die Pumpenachse 182 ist gegenüber der Hinterachse 142 um den Achsabstand 203 versetzt. Die Pumpenwelle 186 ist so konfiguriert, dass sie das innere Gerotorrad 189 mit dem Pumpenzahnrad 202 koppelt, um ein Pumpendrehmoment 184 aufzunehmen. Die Pumpenwelle 186 enthält ein Merkmal 206 (z. B. ein Antriebssechskant), das eine manuelle Drehung während der Montage ermöglicht. Das Pumpendrehmoment 184 dreht das Gerotorzahnradpaar 188-189, um das Schmiermittel 190 unter Druck zu setzen.
Bei der Montage eines Verteilergetriebes 100/100a/100b kann die Ölpumpe 180 in eine in das hintere Gehäuse 106a eingearbeitete Tasche eingesetzt werden. Mit dem Befestigungselement 226 wird die Ölpumpe 180 anschließend am hinteren Gehäuse 106a befestigt. Das hintere Zahnrad 200, der ringförmige Ölübertragungsring 210 und ein nicht abgeschirmtes Lager 230 werden an der hinteren Welle 140 befestigt, bevor das hintere Gehäuse 106a mit dem vorderen Gehäuse 102 zusammengefügt wird. Die Deckeldichtungen 224 werden auf den ringförmigen Ölübertragungsring 210 aufgebracht. Wenn der ringförmige Ölübertragungsring 210 auf die entsprechende Öffnung im Pumpendeckel 220 ausgerichtet ist, werden die hintere Welle 140 und das hintere Gehäuse 106a mit der daran befestigten Ölpumpe 180 relativ zueinander bewegt, um das hintere Gehäuse 106a in Kontakt mit dem vorderen Gehäuse 102 zu bringen. Das hintere Gehäuse 106a enthält eine Zugangsbohrung 204, die mit der Pumpenachse 182 ausgerichtet ist. Wenn das hintere Zahnrad 200 in das Pumpenzahnrad 202 eingreift, kann ein Werkzeug (nicht abgebildet) in die Zugangsbohrung 204 eingeführt werden, um das Merkmal 206 am nächstgelegenen Ende der Pumpenwelle 186 zu erfassen. Das Werkzeug wird verwendet, um die Pumpenwelle 186 und das Pumpenzahnrad 202 zu verwackeln (oder zu drehen), so dass das Pumpenzahnrad 202 mit dem hinteren Zahnrad 200 fluchtet und ineinander greift. Anschließend werden das vordere Gehäuse 102 und das hintere Gehäuse 106a aneinander befestigt, um das Verteilergetriebe 100/100a/100b zu schließen. Nachdem das Werkzeug aus der Zugangsbohrung 204 entfernt wurde, wird ein Zugangsstopfen 208 in die Zugangsbohrung 204 eingesetzt, um die Öffnung zu verschließen.
5 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm einer beispielhaften Implementierung einer Verteilergetriebepumpe 150b in Übereinstimmung mit einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen. Die Verteilergetriebepumpe 150b kann eine Variante der in den 2 und 3 dargestellten Verteilergetriebepumpe 150 und/oder der in 4 dargestellten Verteilergetriebepumpe 150a sein. Die Verteilergetriebepumpe 150b kann mit der hinteren Welle 140 gekoppelt werden, bevor ein hinteres Gehäuse 106b während der Montage installiert wird. Das hintere Gehäuse 106b kann eine Variante des in den 2 und 3 dargestellten hinteren Gehäuses 106 und/oder des in 4 dargestellten hinteren Gehäuses 106a sein.
Die Verteilergetriebepumpe 150b umfasst im Allgemeinen einen Drehmomentübertragungsmechanismus 160b, eine Abdeckungsbaugruppe 170b und die Ölpumpe 180. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 160b kann eine kettenbasierte Version des in den 2 und 3 dargestellten Drehmomentübertragungsmechanismus 160 sein. Bei der Abdeckungsbaugruppe 170b kann es sich um eine einteilige Variante der Abdeckungsbaugruppe 170 aus den 2 und 3 handeln.
Der Öleinlass 146 der hinteren Welle 140 steht in Fluidverbindung mit der Abdeckungsbaugruppe 170b zur Aufnahme des Schmiermittels 190.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 160b umfasst im Allgemeinen ein hinteres Kettenrad 240 und ein Pumpenkettenrad 244. Das hintere Kettenrad 240 ist mit der hinteren Welle 140 gekoppelt und so konfiguriert, dass es sich mit der hinteren Welle 140 dreht. Das Pumpenzahnrad 244 ist mit der Pumpenwelle 186 der Ölpumpe 180 gekoppelt und so konfiguriert, dass es sich mit der Pumpenwelle 186 dreht. Eine Kette 242 greift in das hintere Kettenrad 240 und das Pumpenzahnrad 244 ein, um das Drehmoment von der hinteren Welle 140 auf die Pumpenwelle 186 zu übertragen.
Der kettenbasierte Drehmomentübertragungsmechanismus 160b kann die gleichen Vorteile wie der zahnradbasierte Drehmomentübertragungsmechanismus 160a haben, da die Ölpumpe 180 je nach den Radien des hinteren Kettenrads 240 und des Pumpenrads 244 unter- oder überangetrieben werden kann. Ein Unter-/Overdrive-Verhältnis im Bereich von etwa 0,8:1 bis etwa 1,8:1 kann bei angemessenen Kettenmittenabständen 243 erreicht werden. Der Radius des hinteren Kettenrads 240 liegt in einem Bereich von ca. 32 mm bis ca. 52 mm (z. B. 42,5 mm). Der Radius des Pumpenkettenrads 244 liegt in einem Bereich von etwa 18 mm bis etwa 38 mm (z. B. 28,5 mm). Der Kettenmittenabstand 243 zwischen der Mitte des hinteren Kettenrads 240 (z. B. der Hinterachse 142) und der Mitte des Pumpenkettenrads 244 (z. B. der Pumpenachse 182) kann in einem Bereich von etwa 54 mm bis etwa 84 mm (z. B. 69 mm) liegen.
Wie beim Verteilergetriebe 100a besteht der höchste Schmierbedarf für das Verteilergetriebe 100b im Allgemeinen bei Lkw, die im Niedriggeschwindigkeitsmodus betrieben werden. Um die Gemeinsamkeiten zwischen den zweistufigen Verteilergetrieben 100a und den einstufigen Verteilergetrieben 100b zu erhalten, kann die flexible Strategie in dem kettenbasierten Drehmomentübertragungsmechanismus 160b eingesetzt werden. Die Strategie implementiert einen hohen Overdrive in den zweistufigen Verteilergetrieben 100a und einen potenziellen Underdrive in den einstufigen Verteilergetrieben 100b durch Änderung des Verhältnisses zwischen dem hinteren Kettenrad 240 und dem Pumpenkettenrad 244. Beispielsweise kann bei einem Kettenmittenabstand 243 von 90 mm die Übersetzungsoption 0,9:1 implementiert werden, um eintourige Verteilergetriebe 100b zu untersteuern. Die Übersetzungsoption 1,8:1 kann für den Overdrive von zweistufigen Verteilergetrieben 100a eingesetzt werden. Die übrigen Komponenten der Verteilergetriebe 100a und 100b, mit Ausnahme der effektiven Länge der Eingangswelle 110, können unverändert bleiben.
Ein oder beide Kettenräder 240 und 244 können aus pulverisiertem Metall, Aluminium, Bronze, Gusseisen oder ähnlichem hergestellt werden. Andere Materialien können verwendet werden, um die Konstruktionskriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
Die Abdeckungsbaugruppe 170b besteht aus einer einteiligen integrierten Baugruppe. Die Abdeckungsbaugruppe 170b umfasst eine integrierte Abdeckung 250, einen abgewinkelten Kanal 252 und einen Träger 254. Eine Öffnung des integrierten Deckels 250 ist um den Außenumfang der hinteren Welle 140 angeordnet und mit der Ölpumpe 180 verbunden. Ein Innendurchmesser der Öffnung des integrierten Deckels 250 dichtet metallisch gegen den Außendurchmesser der hinteren Welle 140 ab. Zwischen dem abgewinkelten Kanal 252 und dem Öleinlass 146 wird eine Fluidverbindung hergestellt. Der abgewinkelte Kanal 252 steht auch in Fluidverbindung mit der Ölpumpe 180, um das Schmiermittel 190 aufzunehmen.
Der Becherstopfen 214 steht in Fluidverbindung mit dem abgewinkelten Kanal 252. Die Öffnung 216 in dem Becherstopfen 214 ist so konfiguriert, dass sie das Schmiermittel 190 aus dem abgewinkelten Kanal 252 in Richtung des hinteren Bereichs 107 des hinteren Gehäuses 106b verteilt. Die Öffnung 216 trägt dazu bei, die Schmierung der Komponenten im hinteren Bereich 107 des Verteilergetriebes 100/100a/100b zu regulieren. Ein Ablenker 262 kann in der Nähe des Becherstopfens 214 stromabwärts des dispergierten Schmiermittels 190 angeordnet sein. Zu den Bauteilen gehören u. a. Abtriebskugellager, Buchsen und Dichtungen. Die Position des Topfstopfens 214 kann so eingestellt werden, dass die Förderhöhe der Schmiermittelzufuhr festgelegt wird.
Die Stütze 254 erstreckt sich von der integrierten Abdeckung 250, um in das hintere Gehäuse 106b einzugreifen. Die Stütze 254 greift mit Hilfe eines Sprengrings 256 in das hintere Gehäuse 106b ein. Die Stütze 254 und der Sprengring 256 sind so konfiguriert, dass sie verhindern, dass sich die integrierte Abdeckung 250 seitlich entlang der hinteren Achse 142 bewegt. Die Halterung 254 und der Sprengring 256 sind auch so konfiguriert, dass sie verhindern, dass sich die integrierte Abdeckung 250 aufgrund von Reibung mit der hinteren Welle 140 dreht. Der Sprengring 256 kann dazu beitragen, ein Einspannen der integrierten Abdeckung 250 relativ zum hinteren Gehäuse 106b zu verhindern.
Mit dem Befestigungselement 226 wird die integrierte Abdeckung 250 an dem hinteren Gehäuse 106b befestigt. Ein Loch im hinteren Gehäuse 106b, das das Befestigungselement 226 aufnimmt, ist im Verhältnis zum Durchmesser des Befestigungselements 226 überdimensioniert, um Toleranzen zu berücksichtigen. Das Befestigungselement 226 verhindert auch eine seitliche Bewegung und Drehung der integrierten Abdeckung 250. Zwischen dem Kopf des Befestigungselements 226 und dem hinteren Gehäuse 106b ist ein Kissen 228 angeordnet. Das Polster 228 sichert im Allgemeinen die untere Hälfte der Verteilergetriebepumpe 150b gegen Klappern, Wackeln und andere Arten von Bewegungen.
Die integrierte Abdeckung 250 ist so konfiguriert, dass sie die Ölpumpe 180 mit der hinteren Welle 140 koppelt. Die integrierte Abdeckung 250 ist am hinteren Gehäuse 106b befestigt und erstreckt sich über zwei Achsen (z. B. die hintere Achse 142 und die Pumpenachse 182). Der integrierte Deckel 250 enthält eine Öffnung, in der sich Teile der Ölpumpe 180 befinden, und eine weitere Öffnung (z. B. eine runde Öffnung), die die hintere Welle 140 umgibt. Der abgewinkelte Kanal 252 überträgt das Schmiermittel 190 von der Ölpumpe 180 auf die hintere Welle 140. Die integrierte Abdeckung 250 bildet einen Damm an den Schnittstellen mit der hinteren Welle 140 und dem hinteren Gehäuse 106b. Die Dämmeigenschaft verhindert, dass das Schmiermittel 190 zwischen dem hinteren Bereich 107 und einem vorderen Bereich des Verteilergetriebes 100/100a/100b übertragen wird.
Die Ölpumpe 180 umfasst im Allgemeinen die Pumpenwelle 186 und die Zahnräder 188-189 der Gerotorpumpe. Die Pumpenwelle 186 dreht sich um die Pumpenachse 182. Die Pumpenachse 182 ist parallel zur hinteren Achse 142 der hinteren Welle 140. Die Pumpenachse 182 ist gegenüber der Hinterachse 142 um den Kettenmittenabstand 243 versetzt. Die Pumpenwelle 186 ist so konfiguriert, dass sie das innere Gerotor-Pumpenrad 189 mit dem Pumpenzahnrad 202 koppelt, um das Pumpendrehmoment 184 aufzunehmen. Das Pumpendrehmoment 184 dreht das Gerotorzahnradpaar 188-189, um das Schmiermittel 190 unter Druck zu setzen.
Neben dem Drehmomentübertragungsmechanismus 160b befindet sich ein Ölabweiser 246. Der Ölabweiser 246 ist mit einer Kombination aus Sprengring und Kardangelenk an der Halterung befestigt. Ein abgeschirmtes Lager 260 ist neben der integrierten Abdeckung 250 angeordnet. Eine Abschirmung auf einer Seite des Lagers 260, die der integrierten Abdeckung 250 zugewandt ist, hält das Schmiermittel 190 im hinteren Bereich 107 des Verteilergetriebes 100/100a/100b für eine angemessene Schmierung bei Gefälle.
Bei der Montage eines Verteilergetriebes 100/100a/100b werden das hintere Ritzel 240, die Ölpumpe 180 und das geschützte Lager 260 an der hinteren Welle 140 befestigt, bevor das hintere Gehäuse 106b mit dem vorderen Gehäuse 102 zusammengefügt wird. Der Sprengring 256 wird in einer Nut im integrierten Deckel 250 angebracht. Das hintere Gehäuse 106b und die hintere Welle 140 mit der daran befestigten Ölpumpe 180 werden relativ zueinander bewegt, um das hintere Gehäuse 106b in Kontakt mit dem vorderen Gehäuse 102 zu bringen. Anschließend werden das vordere Gehäuse 102 und das hintere Gehäuse 106b aneinander befestigt, um das Verteilergetriebe 100/100a/100b zu schließen. Anschließend wird mit Hilfe des Befestigungselements 226 und des Pads 228 der integrierte Deckel 250 am hinteren Gehäuse 106b befestigt.
Verschiedene Ausführungsformen des Verteilergetriebes 100/100a/100b sorgen im Allgemeinen für einen geringeren Luftwiderstand, geringere Kohlendioxidemissionen und/oder einen besseren Kraftstoffverbrauch für das Fahrzeug 80. Die Ölpumpe 180 kann bei 2.000 Umdrehungen pro Minute nur etwa 20 Watt verbrauchen. Die geringe Leistungsaufnahme kann die Kohlendioxidemissionen um etwa 1-2 Gramm/Kilometer reduzieren.
Während die bevorzugten Ausführungsformen Modi zur Durchführung der Offenbarung im Detail beschrieben wurden, werden diejenigen, die mit dem Stand der Technik, auf den sich diese Offenbarung bezieht, vertraut sind, verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen zur Durchführung der Offenbarung im Rahmen der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Verteilergetriebepumpe, umfassend: eine Ölpumpe, die eine Pumpenwelle hat und so konfiguriert ist, dass sie ein Schmiermittel als Reaktion auf eine Drehung der Pumpenwelle unter Druck setzt, wobei sich die Pumpenwelle um eine Pumpenachse dreht, die Pumpenachse parallel zu einer hinteren Achse einer hinteren Welle ist und die Pumpenachse von der hinteren Achse versetzt ist, eine Abdeckungsbaugruppe, die einen Kanal aufweist, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel von der Ölpumpe zu der hinteren Welle überträgt, wobei sich die Abdeckungsbaugruppe um die hintere Welle und um die Pumpenwelle erstreckt; und einen Drehmomentübertragungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er ein Drehmoment von der hinteren Welle auf die Pumpenwelle überträgt.
Verteilergetriebepumpe nach Anspruch 1, wobei die Abdeckungsbaugruppe umfasst: einen ringförmigen Ölübertragungsring, der um die hintere Welle herum angeordnet ist und einen ersten Kanal aufweist, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel zu der hinteren Welle überträgt; und einen Pumpendeckel, der sich um den ringförmigen Ölübertragungsring erstreckt, sich um die Pumpenwelle erstreckt und einen zweiten Kanal aufweist, der so konfiguriert ist, dass er das Schmiermittel von der Ölpumpe zum ersten Kanal des ringförmigen Ölübertragungsrings überträgt.
Verteilergetriebepumpe nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Verdrehsicherung, die den ringförmigen Ölübertragungsring mit einem hinteren Gehäuse verbindet; und ein Befestigungselement, mit dem der Pumpendeckel am hinteren Gehäuse befestigt wird.
Verteilergetriebepumpe nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Becherstopfen, der in Fluidverbindung mit dem Kanal steht, wobei der Becherstopfen eine Öffnung aufweist, die so konfiguriert ist, dass das Schmiermittel aus dem Kanal in Richtung eines hinteren Gehäuses verteilt wird.
Verteilergetriebepumpe nach Anspruch 1, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus umfasst: ein mit der hinteren Welle kuppelbares hinteres Zahnrad; und ein mit der Pumpenwelle gekoppeltes Pumpenzahnrad, das so gestaltet ist, dass es in das hintere Zahnrad eingreift.
Verteilergetriebepumpe nach Anspruch 5, wobei ein hinteres Gehäuse eine zur Pumpenachse ausgerichtete Zugangsbohrung aufweist, wobei die Verteilergetriebepumpe ferner Folgendes umfasst: ein Merkmal, das an einem Ende der Pumpenwelle angeordnet ist, durch die Zugangsbohrung zugänglich ist und so konfiguriert ist, dass es eine Rotationsausrichtung des Pumpenzahnrads mit dem hinteren Zahnrad ermöglicht.
Verteilergetriebepumpe nach Anspruch 1, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus umfasst: ein hinteres Ritzel, das mit der hinteren Welle verbunden ist, ein mit der Pumpenwelle gekoppeltes Pumpenzahnrad; und eine Pumpenkette, die um das hintere Kettenrad und das Pumpenzahnrad herum angeordnet ist.
Verteilergetriebepumpe nach Anspruch 1, wobei das Verteilergetriebe eine Lamellenkupplung aufweist, das hintere Gehäuse eine hintere Öffnung aufweist, durch die die hintere Welle aus dem Verteilergetriebe herausragt, und die Verteilergetriebepumpe zwischen der Lamellenkupplung und der hinteren Öffnung angeordnet ist.
Verteilergetriebepumpe nach Anspruch 1, wobei die Verteilergetriebepumpe Teil eines Verteilergetriebes eines Fahrzeugs ist.
Verfahren zur Schmierung eines Verteilergetriebes, das Folgendes umfasst: Drehen einer hinteren Welle des Verteilergetriebes um eine hintere Achse; Übertragen eines Drehmoments von der hinteren Welle auf eine Pumpenwelle einer Ölpumpe mit einem Drehmomentübertragungsmechanismus, wobei sich die Pumpenwelle um eine Pumpenachse dreht, die Pumpenachse parallel zur hinteren Achse ist und die Pumpenachse von der hinteren Achse versetzt ist; Druckbeaufschlagen eines Schmiermittels mit der Ölpumpe in Reaktion auf eine Drehung der Pumpenwelle; und Übertragen des Schmiermittels durch einen Kanal in einer Abdeckungsbaugruppe von der Ölpumpe zur hinteren Welle, wobei sich die Abdeckungsbaugruppe um die hintere Welle und um die Pumpenwelle erstreckt.