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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagerschmierstruktur für eine Drehwelle und genauer gesagt auf eine Technik des Unterdrückens eines Verlusts einer Kraftübertragungseffizienz, die durch einen Kraftverlust der Drehwelle verursacht wird, die dem viskosen Widerstand und dem Scherwiderstand von Schmieröl zuzurechnen ist, der zum Beispiel auftritt, wenn das Schmieröl direkt an der Drehwelle anhaftet oder wenn eine übermäßige Menge des Schmieröls den Lagern zugeführt wird.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Schmierstruktur für Drehwellenlager ist bekannt, welche Folgendes aufweist: (a) ein Paar von Lagern, die in axial beabstandeter Beziehung in einem Stützgehäuse zum drehbaren Stützen einer vorbestimmten Drehwelle um ihre Achse herum angeordnet sind; und (b) eine Ölzuführöffnung, die an dem Stützgehäuse zum Zuführen von Schmieröl zum Schmieren des Paares von Lagern zu dem Bereich zwischen dem Paar von Lagern angeordnet ist. Ein Beispiel solch einer Struktur ist in den Patentdokumenten
JP 2007-315 456 A und
JP 2006-329 257 A offenbart, welche eine Schmierstruktur für Lager beschreiben, die ein Antriebsritzel, welches eine Drehung von einer Antriebswelle zu einem Zahnkranz eines Differenzialmechanismus überträgt, um eine Achse von diesen herum drehbar stützen, wobei Schmieröl, welches durch den Zahnkranz verspritzt wurde, zu der Ölzuführöffnung geleitet wird, um in einen ringförmigen Raum zu strömen, der durch das Paar von Lagern an der Außenumfangsseite einer Welle des Antriebsritzels umgeben ist, um die Lager auf beiden Seiten axial zu durchdringen, um nach außen abgegeben zu werden, wodurch die Lager geschmiert und gekühlt werden.
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Die Druckschrift
DE 30 08 636 A1 betrifft Vorrichtungen zur kontrollierten Schmierung von Wälzlagern, die insbesondere ortsfest angeordnet sind, z. B. in Webmaschinen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem
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Solch eine herkömmliche Schmierstruktur für Drehwellenlager hat allerdings das Problem, dass das Schmieröl, welches von der Ölzuführöffnung zu dem Abschnitt zwischen dem Paar von Lagern zugeführt wird, direkt an der Außenumfangsfläche der Drehwelle oder einem Bauteil (wie beispielsweise einem Abstandshalter), das einstückig mit der Drehwelle gedreht wird, anhaften kann, um dadurch mitgenommen oder durchgemischt zu werden, woraufhin die Drehwelle einen Kraftverlust infolge des viskosen Widerstands, des Scherwiderstand, etc. des Schmieröls erfahren kann, der durch das Vermischen von diesem verursacht wird, was einen Verlust der Kraftübertragungseffizienz erhöht. Zudem kann, wenn das Schmieröl, welches zu der Ölzuführöffnung geleitet wird, für eine Schmierung und Kühlung gänzlich zu den Lagern zugeführt wird, eine überschüssige Menge des Schmieröls, welche die für das Schmieren und Kühlen erforderliche Menge überschreitet, durch die Lager laufen, wodurch im Ergebnis der Kraftverlust infolge des viskosen Widerstands, des Scherwiderstands etc. des Schmieröls ansteigt, was in einer geminderten Kraftübertragungseffizienz resultiert. Im Falle von verjüngten Rollenlagern wird das Öl zum Beispiel durch die Lager für die Abgabe nach außen unter dem Pumpvorgang angesaugt, der basierend auf der Differenz der radialen Abmessung der verjüngten Walzen auftritt. Die Menge von Öl, die unter dem Pumpvorgang durch die Lager läuft, hängt von der Anzahl von Umdrehungen ab, während die Menge von Schmieröl, die für das Schmieren und Kühlen benötigt wird, auch in Übereinstimmung mit dem Anstieg der Anzahl von Umdrehungen ansteigt. Allerdings wird, da die Anstiegsrate der Menge von durchlaufendem Öl größer als jene der Menge von Öl ist, die benötigt wird, eine größere Menge von Schmieröl als benötigt dazu gebracht, durch die Lager zu laufen, insbesondere bei hohen Umläufen, so dass ein wesentlicher Kraftverlust infolge des viskosen Widerstands etc. des Schmieröls auftreten kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Umstände ersonnen, die vorstehend als Hintergrund beschrieben sind. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verlust einer Kraftübertragungseffizienz zu unterdrücken, die durch einen Kraftverlust einer Drehwelle verursacht wird, der dem viskosen Widerstand und dem Scherwiderstand des Schmieröls zuzuschreiben ist, der zum Beispiel auftritt, wenn das Schmieröl direkt an der Drehwelle anhaftet und wenn eine überschüssige Menge des Schmieröls zu den Lagern zugeführt wird, das heißt, eine Fahrzeugenduntersetzungseinrichtung mit einer Lagerschmierstruktur zu schaffen, in der ein Kraftverlust verringert wird, der durch das Mitnehmen oder Vermischen als einem Ergebnis einer direkten Anhaftung von Schmieröl an einem Bauteil der Fahrzeugenduntersetzungseinrichtung entsteht.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Fahrzeugenduntersetzungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden gemäß dem abhängigen Anspruch 2 ausgeführt.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Die vorliegende Erfindung weist Folgendes auf: (a) ein Paar von Lagern, das in einer axialen Richtung beabstandet in einem Stützgehäuse angeordnet ist, um eine vorbestimmte Drehwelle um eine Achse von ihr herum drehbar zu stützen; und (b) eine Ölzuführöffnung, die an dem Stützgehäuse angeordnet ist, um Schmieröl zum Schmieren des Paares von Lagern zu einem Bereich zwischen dem Paar von Lagern zuzuführen, (c) wobei zwischen dem Paar von Lagern ein Separator einstückig mit dem Stützgehäuse angeordnet ist, um das Schmieröl aufzunehmen, das von der Ölzuführöffnung zugeführt wurde, (d) wobei der Separator an seinen entgegengesetzten Enden ein Paar von Seitenwänden hat, die dem Paar von Lagern gegenüberstehen und von den entgegengesetzten Enden zu einer Innenumfangsfläche des Stützgehäuses vorstehen, um in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche zu sein, und (e) das Paar von Seitenwänden jeweils ein Verbindungsloch aufweist, das es dem Schmieröl, welches von der Ölzuführöffnung zugeführt wurde, ermöglicht, bei einer vorbestimmten Strömungsrate zu dem Paar von Lagern zu strömen.
- (a) Der Separator kann Folgendes aufweisen: einen zylindrischen Ölaufnahmeabschnitt, der im Wesentlichen konzentrisch mit der Drehwelle an einer Außenumfangsseite der Drehwelle angeordnet ist; und ein Paar von ringförmigen Seitenwänden, die dem Paar von Lagern gegenüberstehen und sich von entgegengesetzten Enden des Ölaufnahmeabschnitts zu einer Außenumfangsseite erstrecken, um in engem Kontakt mit einer zylindrischen Innenumfangsfläche des Stützgehäuses zu sein, und (b) wobei das Verbindungsloch, das an jedem des Paares von Seitenwänden angeordnet ist, jeweils aus einer Vielzahl von Verbindungslöchern besteht, die in gleichwinkligen Abständen um eine Mittellinie des Ölaufnahmeabschnitts angeordnet sind.
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Effekt der Erfindung
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Bei solch einer Lagerschmierstruktur für eine Drehwelle ist der Separator an dem Paar von Lagern angeordnet und das Schmieröl, welches von der Ölzuführöffnung zugeführt wird, wird durch den Separator aufgenommen, wodurch der Kraftverlust verringert wird, der durch das Mitnehmen oder Vermischen als einem Ergebnis einer direkten Anhaftung des Schmieröls an einer Drehwelle oder an einem Bauteil (Abstandshalter etc.), welches sich einstückig mit der Drehwelle dreht, zu verringern. Das durch den Separator aufgenommene Schmieröl wird bei einer vorbestimmten Strömungsrate durch die Verbindungslöcher der Seitenwände, die an den entgegengesetzten Enden des Separators angeordnet sind, zur Verwendung in der Schmierung und Kühlung der Lager zu dem Paar von Lagern zugeführt, wodurch das Auftreten eines wesentlichen Kraftverlusts infolge des viskosen Widerstands, Scherwiderstands, etc. unterdrückt wird, der durch die übermäßige Zufuhr von Schmieröl zu den Lagern verursacht wird. Das heißt, durch Aufnehmen des Schmieröls, welches von der Ölzuführöffnung zugeführt wird, durch den Separator, um das Öl davon abzuhalten, direkt an der Drehwelle etc. anzuhaften, während gleichzeitig die Position, die Anzahl und die Größe der Verbindungslöcher ordentlich festgelegt wird, die an den Seitenwänden angeordnet sind, wird eine möglichst kleine Menge des Schmieröls direkt von dem Separator zu den Lagern zugeführt, während eine minimale Menge des Schmieröls sichergestellt wird, die zum Schmieren und Kühlen benötigt wird, um dadurch eine Verringerung des Kraftverlusts der Drehwelle zu erzielen, die dem viskosen Widerstand etc. des Schmieröls zuzuschreiben ist, und um die Kraftübertragungseffizienz zu verbessern.
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Der Separator kann Folgendes aufweisen: den zylindrischen Ölaufnahmeabschnitt, der an der Außenumfangsseite der Drehwelle im Wesentlich konzentrisch mit dieser angeordnet ist; und das Paar von ringförmigen Seitenwänden, die dem Paar von Lagern entsprechend gegenüberstehen und sich von den engegesetzten Enden des Ölaufnahmeabschnitts zu der Außenumfangsseite erstrecken, um so in engem Kontakt mit der zylindrischen Innenumfangsfläche des Stützgehäuses zu sein, wobei das Paar von Seitenwänden mit einer Vielzahl von Verbindungslöchern versehen ist, die entsprechend in gleichwinkligen Abständen um die Mittellinie des Ölaufnahmeabschnitts angeordnet sind, woraufhin der Separator 46 leicht einstückig in das Stützgehäuse in jeder beliebigen Phase durch Presspassung etc. angebaut werden kann, ohne das Erfordernis, die Phase um die Mittellinie herum zu berücksichtigen, wenn er in das Stützgehäuse eingebaut wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Ansicht zum Erklären eines Kraftübertragungssystems eines FR-Fahrzeugs, das ein Lagerschmiersystem hat, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird.
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2 ist eine Schnittansicht einer Lagerschmierstruktur für ein Antriebsritzel, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, in einem Enduntersetzungsgetriebe des Kraftübertragungssystems der 1.
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3 zeigt in einer isolierten Weise einen Separator der 2 in einer oberen Halbansicht über einer Mittellinie S, (a) in einer Seitenansicht von links, (b) in einer Schnittansicht entlang einer Linie parallel zu der Mittellinie S, und (c) in einer Seitenansicht von rechts.
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4 ist eine Darstellung zum Erklären einer Beziehung zwischen der Menge von Öl, welche durch ein Lager der 2 läuft, und der Anzahl von Umläufen, (a) die den Fall darstellt, in dem das Lager isoliert ist, und (b) die eine Differenz darstellt, die von dem Vorhandensein oder nicht Vorhandensein des Separators im Fall des Stützens eines Antriebsritzels wie in der 2 abhängt.
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5 ist eine Darstellung zum Erklären eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, welche den Separator in einer isolierten Weise ähnlich zu der 3 zeigt, (a) in einer Seitenansicht von links, (b) in einer Schnittansicht entlang einer Linie parallel zu der Mittellinie S und (c) in einer Seitenansicht von rechts.
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Erklärung der Bezugszeichen
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30: Antriebsritzel (Drehwelle) 36: Stützgehäuse 38, 40: Lager 44: Ölzuführöffnung 46, 70: Separator 47, 72: Ölaufnahmeabschnitt 48, 50, 74, 76: Seitenwand 52, 54: Verbindungsloch O: Achse S: Mittellinie
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BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Eine Lagerschmierstruktur für eine Drehwelle der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise auf eine Schmierstruktur für Lager angewendet, die ein Antriebsritzel (kleines Zahnrad), welches eine Drehung von einer Antriebswelle eines Fahrzeugs zu einem Zahnkranz (großes Zahnrad) eines Differenzialmechanismus überträgt, drehbar um eine Achse stützt. Es kann allerdings auf eine Lagerschmierstruktur für eine Drehwelle angewendet werden, die an anderen Stellen eines Fahrzeugkraftübertragungswegs angeordnet ist oder auf eine Lagerschmierstruktur für zahlreiche Arten von Drehwellen anderer Art als bei der Verwendung bei einem Fahrzeug.
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Es ist wünschenswert, dass mit der Drehwelle, die in einer im Wesentlichen horizontalen Position angeordnet ist, die Ölzuführöffnung vertikal über der Drehwelle angeordnet ist, so dass Schmieröl durch die Schwerkraft hinabströmt, um zu einem Bereich zwischen dem Paar von Lagern zugeführt zu werden. Stattdessen kann die Ölzuführöffnung diagonal darüber positioniert sein oder eine Vielzahl der Ölzuführöffnungen kann vorgesehen sein. In einem Fall, in dem Schmieröl eine vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit als eine Folge dessen hat, dass es durch das Zahnrad zum Beispiel verspritzt wird, kann die Ölzuführöffnung seitlich im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit der Drehwelle positioniert sein, so dass das Schmieröl seitlich in das Stützgehäuse zugeführt wird.
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Obwohl eine Zufuhr des Schmieröls zu der Ölzuführöffnung durchgeführt werden kann, während es durch den Zahnkranz des Differenzialmechanismus zum Beispiel verspritzt wird oder unter Verwendung des Verspritzens der anderen Zahnräder, etc., kann es durch zahlreiche Formen inklusive dem Vorsehen eines vorbestimmten Ölzufuhrdurchgangs wie beispielsweise eines Verbindungsdurchgangs erzielt werden.
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Das Paar von Lagern zum Stützen einer Drehwelle kann zahlreiche Arten von Lagern umfassen wie beispielsweise verjüngte Walzenlager, zylindrische Rollenlager oder Kugellager, abhängig von der Art der Drehwelle. Im Fall der Verwendung der verjüngten Walzenlager wird das Schmieröl durch die Lager für die Abgabe nach außen unter dem Pumpvorgang angesaugt, der basierend auf der Differenz in den radialen Abmessungen der verjüngten Walzen basiert. Die Menge von Öl, welche durch die Lager unter dem Pumpvorgang läuft, hängt von der Anzahl von Umdrehungen ab, während die Menge von Schmieröl, die für die Schmierung und Kühlung benötigt wird, sich auch in Übereinstimmung mit der Erhöhung der Anzahl von Umdrehungen erhöht. Im Allgemeinen ist allerdings die Anstiegsrate der Menge von Öl, welches durchläuft, größer als die der Menge von benötigten Öl, mit dem Ergebnis, dass bei hohen Umdrehungen eine größere Menge von Schmieröl als benötigt dazu gebracht wird, durch die Lager zu laufen, so dass ein wesentlicher Kraftverlust infolge des viskosen Widerstands etc. des Schmieröls auftreten kann. Daher werden die Position, die Anzahl und die Größe von Verbindungslöchern, die in Seitenwänden eines Separators angeordnet sind, ordentlich festgelegt, so dass eine möglichst kleine Menge von Schmieröl von dem Separator in die Lager zugeführt wird, während eine minimale Menge von benötigten Schmieröl für die Schmierung und Kühlung sichergestellt wird, wodurch das Auftreten eines großen Kraftverlusts infolge des viskosen Widerstands etc. des Schmieröls unterdrückt wird. Es ist möglich, die Position zum Zuführen des Schmieröls und die Menge der Zufuhr für jedes der Lager durch separates Festlegen der Größe der Seitenwände und der Position, der Anzahl und der Größe der Verbindungslöcher abhängig von der radialen Abmessung etc. der Lager auf beiden Seiten individuell festzulegen. Die Seitenwände auf beiden Seiten können von derselben Größe sein und können entsprechend mit Verbindungslöchern derselben Größe an derselben Position versehen sein.
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Andere Lager als die verjüngten Walzenlager erfahren keinen besonderen Vorgang des Ansaugens des Schmieröls durch den Pumpvorgang sondern werden durch das Schmieröl geschmiert und gekühlt, welches durch die Verbindungslöcher des Separators zugeführt wird. Dementsprechend ist es ähnlich zu dem Fall der verjüngten Walzenlager durch ordentliches Festlegen der Position, der Anzahl oder der Größe der Verbindungslöcher, um die Menge von Öl zu begrenzen, die zugeführt wird, so dass die Lager mit einer möglichst kleinen Menge von Schmieröl versorgt werden, während eine minimale Menge von benötigten Schmieröl für die Schmierung und Kühlung sichergestellt wird, möglich, ein Kraftverlust infolge des großen Widerstands etc. des Schmieröls zu unterdrücken und die Position einer Zufuhr und die Menge von zuzuführendem Öl für jedes des Paares von Lagern individuell festzulegen. Doppelreihenkugellager haben auch einen Vorgang des Ansaugens des Schmieröls durch den Pumpvorgang ähnlich zu den verjüngten Walzenlagern.
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Es ist wünschenswert, dass die Position der Verbindungslöcher, das heißt die Position, um das Schmieröl zu den Lagern zuzuführen, an der nichtdrehenden Seite festzulegen ist, die einen relativ kleinen Kraftverlust hat, der durch den viskosen Widerstand, Scherwiderstand etc. verursacht wird, der die Zufuhr von Schmieröl begleitet, das heißt an die Außenringseite, die einstückig an dem Stützgehäuse fixiert ist. Insbesondere ist es wünschenswert, die Position der Verbindungslöcher so festzulegen, dass das Schmieröl zu einem Abschnitt zwischen einer Rückhaltevorrichtung, die ein Wälzelement zurückhält, und einem äußeren Ring zugeführt wird. Es wird angemerkt, dass das Schmieröl zu der Drehseite zugeführt werden kann, das heißt zu der inneren Ringseite.
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Wie bei einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Separator vorzugsweise einen zylindrischen Ölaufnahmeabschnitt, der im Wesentlichen konzentrisch mit der Drehwelle an der Außenumfangsseite der Drehwelle positioniert ist, und ein Paar von ringförmigen Seitenwänden auf, die sich entsprechend von entgegengesetzten Enden des Ölaufnahmeabschnitts zu der Außenumfangsseite von diesem erstreckt, um in engen Kontakt mit der zylindrischen Innenumfangsfläche des Stützgehäuses zu sein, so dass ein ringförmiges zylindrisches Ölreservoir durch den Separator und die Innenumfangsfläche des Stützgehäuses definiert ist. Alternativ kann der Separator zum Beispiel einen halbzylindrischen Ölaufnahmeabschnitt, der nur die obere Hälfte der Drehwelle abdeckt und umgibt, ein Paar von halbringförmigen Seitenwänden in der Form von Fächern, die sich entsprechend von axial entgegengesetzten Enden des Ölaufnahmeabschnitts zu der Außenumfangsseite von diesem erstrecken, um in engen Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Stützgehäuses zu sein, und ein Paar von flachen plattenförmigen Blockierabschnitten aufweisen, die sich entsprechend von entgegengesetzten Seitenrändern des Ölaufnahmeabschnitts zu der Außenumfangsseite von diesem erstrecken, um in engen Kontakt des Innenumfangsfläche des Stützgehäuses zu sein, so dass ein halbringförmiges zylindrisches Ölreservoir durch den Separator und die Innenumfangsfläche des Stützgehäuses definiert ist. Der ringförmige Bereich des Separators um die Achse der Drehwelle kann alle Winkel aufweisen außer den vollen Umfang oder den Halbumfang, wie dies vorstehend beschrieben ist, und kann in zahlreichen Formen gestaltet sein. Insgesamt ist es ausreichend, dass das Schmieröl, welches von der Ölzuführöffnung zugeführt wird, durch den Separator so aufgenommen wird, dass es davon abgehalten wird, direkt an der Drehwelle etc. anzuhaften und dass das Schmieröl von den Verbindungslöchern bei einer vorbestimmten Strömungsrate direkt zu den Lagern zugeführt wird, die an den Seitenwänden angeordnet sind, während das Schmieröl in dem Ölreservoir der ringförmigen zylindrischen Form etc. gespeichert wird, welches zwischen dem Separator und dem Stützgehäuse definiert ist.
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Obwohl der Separator einstückig zum Beispiel durch Pressen eines Metallzylinders, einer flachen Platte etc. ausgebildet sein kann, kann er zahlreiche Formen haben. Zum Beispiel können der Ölaufnahmeabschnitt der zylindrischen Form etc. und die Seitenwände separat ausgebildet sein, um danach fest einstückig miteinander durch Schweißen etc. verbunden zu werden.
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Der Separator kann bequem durch Presspassung eingebaut werden, so dass sich die Außenumfangsabschnitte der Seitenwände in einem engen Kontakt mit der zylindrischen Innenumfangsfläche des Stützgehäuses befinden, und danach wird der Separator einstückig mit dem Stützgehäuse fixiert. Allerdings können zahlreiche Formen auch verfügbar sein wie beispielsweise ein einstückiges Fixieren durch Verwenden von Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln, Schweißen, etc. oder wie beispielsweise ein unlösbares Zusammenbauen durch die Verwendung von Sprengringen etc. Um eine vorbestimmte Fixierungsfestigkeit im Falle einer Presspassung in die zylindrische Innenumfangsfläche des Stützgehäuses leicht und stabil zu erhalten, kann ein Paar von zylindrischen oder halbzylindrischen zurückgefalteten Abschnitten mit einer vorbestimmten Länge durch Tiefziehen etc. vorgesehen sein, so dass sie sich von den Außenumfangsrändern der entgegengesetzten Seitenwände axial nach innen zueinander hin erstrecken, so dass infolge des Presspassens die zurückgefalteten Abschnitte in einen engen Kontakt mit dem Stützgehäuse kommen.
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Die an den Seitenwänden angeordneten Verbindungslöcher sind vorzugsweise in der Form von Kreislöchern, aber anstelle dessen können Kommunikationslöcher verwendet werden, die zahlreiche Formen wie beispielsweise eine elliptische oder ovale Form, eine Rechteckform und eine Schlitzform haben. Während eine Vielzahl der Verbindungslöchern zum Beispiel in gleichwinkligen Abständen um eine Mittellinie eines Bogens eines Zylinders, eines Halbzylinders etc. des Ölaufnahmeabschnitts des Separators angeordnet sind, können sie in nicht gleichwinkligen Abständen vorgesehen sein. Die an den entgegengesetzten Seitenwänden angeordneten Verbindungslöcher können in der Anzahl, der Größe, der Form, dem Abstand etc. differieren.
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Ausführungsbeispiele
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Darstellung zum Erklären eines Kraftübertragungsmechanismus eines Fahrzeugs 10 der Frontmotor/Hinterrad-Antriebsart (FR), das ein Enduntersetzungsgetriebe 20 hat, das mit einer Lagerschmierstruktur versehen ist, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist. Unter Bezugnahme auf die 1 weist das Fahrzeug 10 eine Maschine 12, die als eine Kraftquelle dient; ein Paar von linken und rechten Vorderrädern 14L und 14R; ein Automatikgetriebe 16 zum Wechseln der Drehzahl einer Abgabedrehung der Maschine 12; eine Antriebswelle 18 zum Übertragen einer Antriebskraft, die von einer Abgabewelle des Automatikgetriebes 16 abgegeben wird; das Enduntersetzungsgetriebe 20, das ein als eine Hinterradantriebskraftverteilervorrichtung agiert; ein Paar von linken und rechten Hinterradachsen 22L und 22R zum Übertragen der Antriebskraft, die durch das Enduntersetzungsgetriebe 20 verteilt wurde; und ein Paar von linken und rechten Hinterrädern 24L und 24R auf, an die die Antriebskraft über die Hinterradachsen 22L bzw. 22R übertragen wird.
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2 ist eine teilweise Schnittansicht des Enduntersetzungsgetriebes 20, das ein Antriebsritzel 30, welches einstückig mit der Antriebswelle 18 gekoppelt ist, um drehend um eine Achse O angetrieben zu werden; und einen Differenzialmechanismus 34 auf, der einen Zahnkranz 32 hat, der durch eingreifende Zähne (zum Beispiel Hypoidzahnrad) 30t des Antriebsritzels 30 verzahnt ist und drehend angetrieben ist, wobei der Differenzialmechanismus 34 dazu dient, die Kraft der linken und rechten Hinterradachsen 22L und 22R zu verteilen. Das Antriebsritzel 30 entspricht der vorbestimmten Drehwelle und ist drehend um die Achse O via einem Paar von Lagern 38 und 40 in einem Stützgehäuse 36 in einer im wesentlichen horizontalen Lage angeordnet, wobei die Achse O eine Längsrichtung des Fahrzeugs wird. Das Stützgehäuse 36 ist einstückig in den Rahmen etc. eines Fahrzeugkörpers über ein Differenzialgehäuse eingepasst, das nicht gezeigt ist. Das Antriebsritzel 30 und die Lagerstruktur sind symmetrisch um die Achse O ausgebildet. In der 2 ist die untere Hälfte unter der Achse O nicht gezeigt.
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Das Paar von Lagern 38 und 40 sind verjüngte Walzenlager, die verjüngte Walzen 38r bzw. 40r haben und in einer axial beabstandeten Beziehung in dem Stützgehäuse 36 angeordnet sind, um eine gestufte Welle 42 des Antriebsritzels 30 an zwei axial beabstandeten Punkten von dieser drehend zu stützen. Die Lager 38 und 40 sind beide in solch einer Lage angeordnet, dass die Seiten mit großem Durchmesser der verjüngten Walzen 38r und 40r die axial äußeren Seiten werden. Das Lager 38, welches näher zu dem verzahnten Zahn 30t des Antriebsritzels 30 ist, hat einen größeren Durchmesser als das Lager 40 auf der anderen Seite, und die verjüngte Walze 38r ist größer in ihrem Gewindegangdurchmesser als die verjüngte Walze 40r.
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Um diese Lager 38 und 40 zu schmieren ist eine einzige Ölzuführöffnung 44 an dem Stützgehäuse 36 an einer Position unmittelbar über der Achse O in der vertikalen Richtung und zwischen den Lagern 38 und 40 in der axialen Richtung des Antriebsritzels 30 angeordnet, so dass ein Teil des Schmieröls, welches durch die Drehung des Zahnkranzes 32 verspritzt wird, in die Ölzuführöffnung 44 geleitet wird. Zwischen dem Paar von Lagern 38 und 40 ist ein zylindrischer Separator 46 zum Aufnehmen des Schmieröls, welches von der Ölzuführöffnung 44 zugeführt wurde, einstückig mit dem Stützgehäuse 36 und im Wesentlichen konzentrisch mit der Achse O angeordnet.
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3 zeigt den Separator 46 in einer isolierten Weise. Der Separator 46 weist einstückig einen zylindrischen Ölaufnahmeabschnitt 47, der an der Außenumfangsseite der gestuften Welle 42 des Antriebsritzels 30 und im Wesentlichen konzentrisch mit der gestuften Welle 42 angeordnet ist; und ein Paar von ringförmigen Seitenwänden 48 und 50 auf, die sich von axial entgegengesetzten Enden des Ölaufnahmeabschnitts 47 zu der Außenumfangsseite in im Wesentlichen rechten Winkeln zu der Mittellinie S erstrecken, um in einem engen Kontakt mit der zylindrischen Innumfangsfläche des Stützgehäuses 36 zu sein und dem Paar von Lagern 38 bzw. 40 gegenüberzustehen. Ein ringförmiges zylindrisches Ölreservoir 60 ist durch den Separator 46 und die Innenumfangsfläche des Stützgehäuses 36 definiert. Das Paar von Seitenwänden 48 und 50 ist mit einer Vielzahl von Verbindungslöchern 52 bzw. 54 versehen. Das Schmieröl, welches von der Ölzuführöffnung 44 zugeführt wurde, wird in dem Ölreservoir 60 gespeichert und wird dazu gebracht, bei einer vorbestimmten Strömungsrate durch die Verbindungslöcher 52 und 54 zu den Lagern 38 bzw. 40 auszuströmen. Der Separator 46 hat eine axiale Länge, die im Wesentlichen gleich zu einer Beabstandungsabmessung zwischen den Paaren von Lagern 38 und 40 ist, und die Seitenwände 48 und 50 sind in der Nähe zu den Enden der Lager 38 bzw. 40 positioniert, so dass das Schmieröl, welches aus den Verbindungslöchern 52 und 54 strömt, vorteilhafter Weise auf die Walzenelemente aufgebracht wird, das heißt die verjüngten Walzen 38r und 40r der Lager 38 und 40. Die fetten Pfeile der 2 stellen die Strömungen des Schmieröls dar, welches zu der Ölzuführöffnung 44 zugeführt wird und dann über das Ölreservoir 60 auf das Paar von Lagern 38 und 40 aufgebracht wird. 3(a) bis (c) zeigt jeweils eine obere Hälfte des Separators 46 über der Mittellinie S (im Wesentlichen übereinstimmend mit der Achse O, wenn in das Stützgehäuse 36 eingebaut), (a) ist eine Seitenansicht von links bei einer Betrachtung in der Richtung der Seitenwand 48, (b) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie parallel zu der Mittellinie S entsprechend der 2, und (c) ist eine Seitenansicht von rechts bei einer Betrachtung von der Richtung der Seitenwand 50.
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In dem Fall, dass die Lager 38 und 40 als verjüngte Rollenlager vorgesehen sind, wird das Schmieröl durch die Lager 38 und 40 für die Abgabe nach außen unter dem Pumpvorgang angesaugt, der durch die Differenz der radialen Abmessungen der verjüngten Walzen 38 und 40 verursacht wird. Die Menge von Öl, welche durch die Lager 30 und 40 unter diesem Pumpvorgang läuft, hängt von der Anzahl von Umdrehungen ab, so dass sie sich erhöht, wenn sich die Anzahl von Umdrehungen erhöht, und so dass sie sich erhöht, wenn die radiale Abmessung größer wird, wie dies in der 4(a) dargestellt ist. Die 4(a) stellt die Menge von durchlaufendem Öl in einem Fall dar, in dem eine ausreichende Menge von Schmieröl zu der Seite mit kleinem Durchmesser der verjüngten Walzen 38r und 40r zugeführt wird, das heißt in einem Fall, in dem die Seite mit kleinem Durchmesser in das Schmieröl getaucht ist. Auf der anderen Seite erhöht sich die Menge von Öl, das für die Schmierung und Kühlung benötigt wird, auch, wenn sich die Anzahl von Umdrehungen erhöht. Im Allgemeinen überschreitet allerdings die Anstiegsrate der Menge von durchlaufendem Öl jene der Menge von benötigtem Öl, so dass eine größere Menge des Schmieröls als benötigt dazu gebracht wird, durch die Lager 38 und 40 bei hohen Umdrehungen zu laufen, was einen wesentlichen Kraftverlust infolge des viskosen Widerstands, des Scherwiderstands etc. des Schmieröls hervorbringt, wenn eine Menge von zugeführtem Öl nicht begrenzt wird.
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In diesem Ausführungsbeispiel hat im Gegensatz dazu der Separator 46, der den zylindrischen Ölaufnahmeabschnitt 47 und das Paar von Seitenwänden 48 und 50 hat, angeordnet, um die Menge von Schmieröl zu begrenzen, die zu den Lagern 38 und 40 zugeführt wird, so dass das Auftreten eines wesentlichen Kraftverlusts infolge des viskosen Widerstands etc. des Schmieröls unterdrückt werden kann, indem die Position, die Anzahl, die Größe der Verbindungslöcher 52 und 54, die an den Seitenwänden 48 und 50 angeordnet sind, ordentlich festgelegt sind, so dass eine möglichst kleine Menge des Schmieröls von dem Separator 46 zu den Lagern 38 und 40 zugeführt wird, während eine minimale Menge des Schmieröls sichergestellt wird, die für das Schmieren und das Kühlen benötigt wird. Da die Menge von Öl, die für das Schmieren und das Kühlen benötigt wird, abhängig von der radialen Abmessung der Lager 38 und 40 differiert, werden die Größe der Seitenwände 48 und 50 und die Position, die Anzahl, die Größe etc. der Verbindungslöcher 52 und 54 separat abhängig von der radialen Abmessung der Lager 38 und 40 festgelegt, so dass eine optimale Position zum Zuführen des Schmieröls und eine optimale Menge der Zufuhr von diesem für die Lager 38 und 40 sichergestellt ist. Insbesondere wird das Verbindungsloch 52 der Seitenwand 48, welche näher zu dem Lager 38 ist, das einen größeren radialen Durchmesser hat, welches mehr Schmieröl benötigt, in dem radialen Durchmesser größer gemacht als das Verbindungsloch 54 auf der gegenüberliegenden Seite. Wenn die Position der Verbindungslöcher 52 und 54, das heißt die Position zur Zufuhr des Schmieröls zu den Lagern 38 und 40, festgelegt ist, ist somit der radiale Durchmesser des Separators 46 definiert, so dass das Schmieröl zu der nichtdrehenden Seite zugeführt wird, die einen relativ kleinen Kraftverlust infolge des viskosen Widerstands, Scherwiderstands etc. hat, der durch die Zufuhr des Schmieröls verursacht wird, das heißt zu den Seiten des äußeren Rings 38g bzw. 40g, die einstückig an dem Stützgehäuse 36 fixiert sind, genauer gesagt zu der Außenumfangsseite der Haltevorrichtungen 38c und 40c. Des Weiteren ist der Außendurchmesser der Seitenwand 48 so festgelegt, dass er größer als jener der entgegengesetzten Seitenwand 50 ist, und die Verbindungslöcher 52 liegen auf der Außenumfangsseite des Verbindungslochs 54.
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4(b) ist eine Darstellung zum Erklären der Gesamtmenge von Öl, welche durch die gegenüberliegenden Lager 38 und 40 läuft, in der eine Strickpunktlinie einen herkömmlichen Fall darstellt, der keinen Separator 46 aufweist, bei dem eine große Menge von überschüssigen Schmieröl dazu gebracht wird, zu strömen, bei insbesondere der Seite mit hohen Umdrehungen im Vergleich mit der Menge von benötigtem Öl, dargestellt durch eine gestrichelte Linie, wohingegen bei diesem Ausführungsbeispiel, welches den Separator 46 aufweist, die Menge einer Zufuhr durch die Verbindungslöcher 52 und 54 begrenzt ist, mit dem Ergebnis, dass die Menge von durchlaufendem Öl kleiner wird, wie dies durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist, und dass der Kraftverlust infolge des viskosen Widerstands etc. des Schmieröls insbesondere auf der Seite mit hohen Umdrehungen verringert ist. Obwohl bei den hohen Umdrehungen mehr Schmieröl zu der Ölzuführöffnung 44 durch Verspritzen des Zahnkranzes 32 zugeführt wird, strömt überschüssiges Schmieröl, welches als ein Ergebnis einer Begrenzung der Zufuhr durch die Verbindungslöcher 52 und 54 verbleibt, entlang der Außenseite des Stützgehäuses 36 durch Überströmen von der Ölzuführöffnung 44 herab. Die in der 4(a) und (b) dargestellten Grafen sind alle geschaffen, um einen konzeptionellen Vergleich darzustellen, und sind nicht auf tatsächlich gemessenen Werten basierend.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind, wie dies aus der 3 ersichtlich ist, die Verbindungslöcher 52 und 54 alle als Kreislöcher vorgesehen und eine Vielzahl der Verbindungslöcher ist in gleichwinkligen Abständen auf einem Umfang um die Mittellinie S angeordnet. Der Separator 46 dieses Ausführungsbeispiels ist einstückig durch Druckbiegen oder Tiefziehen eines Metallzylinders oder einer flachen Platte zum Beispiel so ausgebildet, dass er ein Paar von zurückgefalteten Abschnitten 56 und 58 mit einer vorbestimmten Länge hat, die sich von den Außenumfangsrändern der gegenüberliegenden Seitenwände 48 bzw. 50 parallel zu der Mittellinie S zu dem Inneren erstrecken, wobei sie sich einander näher kommen. Der Separator 46 ist in das Stützgehäuse 36 in solch einer Weise pressgepasst, dass die zurückgefalteten Abschnitte 56 und 58 in engem Kontakt mit der zylindrischen Innenumfangsfläche des Stützgehäuses 36 sind, so dass der Separator 46 leicht an dem Stützgehäuse 36 fixiert werden kann und eine vorbestimmte Fixierungsfestigkeit leicht und stabil erhalten werden kann.
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Somit ist bei der Lagerschmierstruktur für das Antriebsritzel 30 dieses Anführungsbeispiels der zylindrische Separator 46 zwischen dem Paar von Lagern 38 und 40 im Wesentlichen konzentrisch mit dem Antriebsritzel 30 angeordnet und das von der Ölzufuhröffnung 44 zugeführte Schmieröl wird durch den Ölaufnahmeabschnitt 47 des Separators 46 aufgenommen, wodurch der Kraftverlust verringert wird, der durch die Mitnahme oder das Durchmischen als einem Ergebnis einer direkten Anhaftung des Schmieröls an der gestuften Weile 42 des Antriebsritzels 30 und/oder an einer Beabstandungsvorrichtung 62 etc. verursacht wird, welche sich einstückig mit der gestuften Welle 42 dreht. Das durch den Ölaufnahmeabschnitt 47 des Separators 46 aufgenommene Schmieröl wird in dem Ölreservoir 60 gespeichert und wird bei einer vorbestimmten Strömungsrate durch die Verbindungslöcher 52 und 54, welche an den entgegengesetzten Seitenwänden 48 und 50 vorgesehen sind, zu dem Paar von Lagern 38 und 40 zur Verwendung bei der Schmierung und Kühlung der Lager 38 und 40 zugeführt, wodurch das Auftreten eines wesentlichen Kraftverlusts infolge des viskosen Widerstands, des Scherwiderstands etc. unterdrückt wird, der durch die überschüssige Zufuhr von Schmieröl zu den Lagern 38 und 40 verursacht wird. Das heißt, durch Aufnahme des Schmieröls, welches von der Ölzufuhröffnung 44 zugeführt wird, durch den Separator 46, um das Öl davon abzuhalten, direkt an der gestuften Welle 42 etc. des Antriebsritzels 30 anzuhaften, während gleichzeitig die Position, die Anzahl und die Größe der Verbindungslöcher 52 und 54, die an den Seitenwänden 48 und 50 angeordnet sind, ordentlich festgelegt wird, wird eine möglichst kleine Menge des Schmieröls direkt von dem Separator 46 zu den Lagern 38 und 40 zugeführt, während eine minimale Menge des Schmieröls, die für das Schmieren und Kühlen benötigt wird, sichergestellt wird, um dadurch eine Verringerung des Kraftverlusts des Antriebsritzels 30 zu erzielen, die dem viskosen Widerstand etc. des Schmieröls zuzuschreiben ist, und um die Kraftübertragungseffizienz zu verbessern.
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Der Separator 46 dieses Ausführungsbeispiels ist ausgebildet, um den zylindrischen Ölaufnahmeabschnitt 47 aufzuweisen, der an der Außenumfangsseite der gestuften Welle 42 des Antriebsritzels 30 im Wesentlichen konzentrisch mit dieser angeordnet ist; und das Paar von ringförmigen Seitenwänden 48 und 50, die dem Paar von Lagern 38 bzw. 40 gegenüberstehen und sich von den entgegengesetzten Enden des Ölaufnahmeabschnitts 47 zu der Außenumfangsseite erstrecken, um so in engem Kontakt mit der zylindrischen Innenumfangsfläche des Stützgehäuses 36 zu sein, wobei das Paar von Seitenwänden 48 und 50 mit einer Vielzahl von Verbindungslöchern 52 und 54 versehen ist, die entsprechend in gleichwinkligen Abständen um die Mittellinie S des Ölaufnahmeabschnitts 47 herum positioniert sind, woraufhin der Separator 46 leicht einstückig in das Stützgehäuse 36 bei jeder Phase durch Presspassung eingebaut werden kann, ohne die Phase um die Mittellinie S herum zu berücksichtigen, wenn er in das Stützgehäuse 36 eingebaut wird.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Größe der Seitenwände 48 und 50 und die Position, die Anzahl, die Größe etc. der Verbindungslöcher 52 und 54 separat festgelegt, um so die Position zu optimieren, um das Schmieröl zuzuführen und die Menge einer Zufuhr von diesem für jedes der Lager 38 und 40 abhängig von der radialen Abmessung der gegenüberliegenden Lager 38 und 40 festzulegen, woraufhin eine geeignete Menge des Schmieröls zu einer geeigneten Position einer Zufuhr unabhängig von dem Unterschied in der radialen Abmessung der Lager 38 und 40 zugeführt wird.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel den ringförmigen Separator 46 verwendet, der an der Außenumfangsseite der gestuften Welle 42 des Antriebsritzels 30 im Wesentlichen konzentrisch mit dieser angeordnet ist, um so deren vollen Umfang zu umgeben, kann er als ein Separator 70 ausgebildet sein, der in der 5 dargestellt ist, welcher einen halbzylindrischen Ölaufnahmeabschnitt 72 aufweist, der nur die obere Hälfte der gestuften Welle 42 abdeckt; ein Paar von halbringförmigen Seitenwänden 74 und 76 in der Form eines Fächers, die sich von axial entgegengesetzten Enden des Ölaufnahmeabschnitts 72 zu der Außenumfangsseite erstrecken, um in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Stützgehäuses 36 zu sein; und ein Paar von flachen plattenförmigen Blockierabschnitten 78 und 80, die sich von gegenüberliegenden Seitenrändern des Ölaufnahmeabschnitts 72 erstrecken, um in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Stützgehäuses 36 zu sein, wobei ein halbringförmiges zylindrischen Ölreservoir durch den Separator 70 und die Innenumfangsfläche des Stützgehäuses 36 definiert ist. Es ist in diesem Fall auch gewünscht, dass ein Paar von halbzylindrischen zurückgefalteten Abschnitten 84 und 86, die eine vorbestimmte Länge haben, so angeordnet sind, dass sie sich von den Außenumfangsrändern der gegenüberliegenden Seitenwände 74 und 76 parallel zu der Mittellinie S zu der Innenseite erstrecken, so dass sie sich einander näher kommen. Obwohl die 5 eine Darstellung entsprechend der 3 ist, ist die 5 eine Darstellung des gesamten Separators 70, wobei (a) eine Seitenansicht von links ist, (b) eine Schnittansicht ist, die parallel zu der Mittellinie S verläuft, und (c) eine Seitenansicht von rechts ist, wohingegen die 3 eine Darstellung der oberen Hälfte über der Mittellinie S ist.
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Obwohl die vorliegende Erfindung bislang im Detail dargestellt wurde, ist es klar, dass dies nur ein Ausführungsbeispiel ist und dass es basierend auf dem Wissen des Fachmanns in zahlreichen veränderten oder abgewandelten Formen ausgeführt werden kann.
