DE202020106034U1

DE202020106034U1 - Achsbaugruppe

Info

Publication number: DE202020106034U1
Application number: DE202020106034.1U
Authority: DE
Original assignee: Dana Automotive Systems Group LLC
Current assignee: Dana Automotive Systems Group LLC
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-01-19
Anticipated expiration: 2030-10-23
Also published as: US10968793B1; US20210123363A1

Abstract

Achsbaugruppe, umfassend:
ein Gehäuse mit einem Fluidsumpf, der mit einem darin angeordneten Fluid ausgestattet ist; und
ein strömungsmechanisches Element, das drehfähig in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das strömungsmechanische Element eingerichtet ist, einen Teil des Fluids aus dem Fluidsumpf zu sammeln und einen Strom des Fluids zumindest zum Teil zu mindestens einer gewünschten Komponente zu lenken, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.

Description

Gebiet
Der vorliegend offenbarte Gegenstand betrifft ein Fahrzeug, und genauer eine Achsbaugruppe für das Fahrzeug, die eine Abschaltbaugruppe ein integriertes, einen Fluidstrom betreffendes bzw. strömungsmechanisches System aufweist.
Allgemeiner Stand der Technik
Man kennt elektrische Antriebsachsen von der Art, die einen Elektromotor, eine Getriebebaugruppe und eine Achsbaugruppe umfasst. Die Achsbaugruppe weist typischerweise auf: ein Trägergehäuse, um darin eine Menge an Schmieröl zu speichern, ein Differential, das drehfähig innerhalb des Trägergehäuses gelagert ist, ein Hohlrad, das in dem Trägergehäuse enthalten ist und an dem Differential befestigt ist, um sich mit diesem zu drehen, und ein Paar Achshalbwellen, die sich auswärts zu jeweiligen Radenden (d.h. zu einem Radsatz) erstecken. In einem Fahrzeug mit Allradantrieb (all-wheel drive, „AWD“) kann ein primärer Radsatz kontinuierlich mit einer Leistungsquelle des AWD-Fahrzeugs in verbunden sein, während ein sekundärer Radsatz über eine Abschaltbaugruppe selektiv damit verbunden wird. Die Abschaltbaugruppe kann einen Kupplungsmechanismus zum selektiven Trennen von Komponenten des sekundären Radsatzes und eines zugehörigen Antriebsstrangs, um dadurch eine Kraftstoffeffizienz des AWD-Fahrzeugs zu verbessern, aufweisen.
In solchen Achsbaugruppen, wie sie oben beschrieben wurden, sind Komponenten wie etwa Lager zum drehfähigen Lagern des Differentials innerhalb des Trägergehäuses typischerweise so positioniert, dass sie einem Inneren des Trägergehäuses gegenüberliegen und direkt mit Schmieröl bespritzt werden, das durch die Drehung des Hohlrads aufgenommen wird. Jedoch kann es sein, dass andere Komponenten (d.h. die Abschaltbaugruppe), die innerhalb der Achsbaugruppe, genauer in dem Trägergehäuse, angeordnet sind, nicht mit dem Schmieröl bespritzt werden, das von dem Hohlrad verspritzt wird. Es ist daher notwendig, für eine positive Schmierung der anderen Komponenten zu sorgen, die innerhalb des Trägergehäuses angeordnet sind, um die Haltbarkeit der Achsbaugruppe zu gewährleisten.
Traditionell gibt es Schmiersysteme, wo eine Ölzuleitung in einem oberen Abschnitt des Trägergehäuses ausgebildet ist, um das Schmieröl zu empfangen, das durch die Drehung des Hohlrads aufgenommen wird, und dieses in einen Ringraum um eine Antriebsritzelwelle zu liefern, und eine Ölrückführleitung im unteren Abschnitt des Trägergehäuses ausgebildet ist, um dem Schmieröl, das durch um die Antriebsritzelwelle gelangt ist, zu ermöglichen, in ein Inneres des Trägergehäuses zurückzukehren. In solchen Anordnungen ist es immer noch schwierig, eine ausreichende und konsistente Menge an Schmieröl zu liefern, das die Ölzuleitung das Schmieröl empfängt, das vom Hohlrad verspritzt wird, aber keine geregelte Menge davon.
Es wäre erstrebenswert, eine Achsbaugruppe zu produzieren, die eine Abschaltbaugruppe und ein integriertes strömungsmechanisches System aufweist, um die Haltbarkeit, die Effizienz und die Herstellbarkeit zu verbessern, während Kosten und Gewicht minimiert werden.
KURZFASSUNG
In Übereinstimmung und im Einklang mit der vorliegenden Offenbarung wurden überraschenderweise eine Abschaltbaugruppe und ein integriertes strömungsmechanisches System gefunden, wodurch die Haltbarkeit, die Effizienz und die Herstellbarkeit verbessert werden, während Kosten und Gewicht minimiert werden.
In einer Ausführungsform umfasst eine Achsbaugruppe: ein Gehäuse mit einem Fluidsumpf, der mit einem darin angeordneten Fluid versehen ist; und ein einen Fluidstrom betreffendes bzw. strömungsmechanisches Element, das drehfähig in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das strömungsmechanische Element so eingerichtet ist, dass es einen Teil des Fluids aus dem Fluidsumpf sammelt und einen Strom des Fluids zumindest zum Teil zu mindestens einer gewünschten Komponente lenkt, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen ist das strömungsmechanische Element entweder scheibenförmig, ellipsenförmig oder unregelmäßig geformt.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen weist das strömungsmechanische Element einen Hauptkörper mit einer ersten Oberfläche und einer entgegengesetzten zweiten Oberfläche auf.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen ist mindestens eine von der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Hauptkörpers im Wesentlichen plan.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen weist das strömungsmechanische Element mindestens ein Rückhaltemerkmal auf, das an mindestens einer von der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen weist das strömungsmechanische Element mindestens ein Oberflächenmerkmal auf, das an mindestens einer von der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen weist das mindestens eine Oberflächenmerkmal eine Bogenform oder eine Involutenform auf.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen weist das strömungsmechanische Element mindestens einen Fänger auf, der an mindestens einer von der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen umfasst die Achsbaugruppe ferner mindestens eine drehbare Welle, die zumindest zum Teil in dem Gehäuse angeordnet ist.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen ist das strömungsmechanische Element um die mindestens eine, zumindest zum Teil in dem Gehäuse angeordnete drehbare Welle herum angeordnet und drehfähig damit gekoppelt.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen ist die mindestens eine gewünschte Komponente Teil einer Abschaltbaugruppe.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen ist die mindestens eine gewünschte Komponente ein Lager, das zwischen einer drehbaren Gelenkwelle und einer Achshalbwelle angeordnet ist.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen bildet das strömungsmechanische Element einen Teil eines strömungsmechanischen Systems.
Als Aspekte bestimmter Ausführungsformen weist das strömungsmechanische System ferner mindestens einen Fluiddurchlass auf, der in dem Gehäuse und/oder einer Drehwelle, die zumindest zum Teil in dem Gehäuse angeordnet ist, ausgebildet ist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst eine Achsbaugruppe: ein Gehäuse mit einer ersten Achswelle und einer zweiten Achswelle, die durch ein Differential und eine Gelenkwelle verbunden sind, wobei ein Lager zwischen der zweiten Achswelle und der Gelenkwelle angeordnet ist; und eine Abschaltbaugruppe, die ein Kupplungselement aufweist, das dafür gestaltet ist, die zweite Achswelle und die Gelenkwelle selektiv zu koppeln.
In einer noch anderen Ausführungsform umfasst ein Schmierverfahren für eine Achsbaugruppe: Bereitstellen eines Gehäuses mit einem Fluidsumpf und ein strömungsmechanisches Element, das drehfähig in dem Gehäuse angeordnet ist; und Bewirken einer Drehbewegung des strömungsmechanischen Elements, um einen Teil des Fluids aus dem Fluidsumpf zu sammeln und einen Strom des Fluids zumindest zum Teil zu mindestens einer gewünschten Komponente zu lenken, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen werden als Teil der Patentschrift hierin aufgenommen. Die hierin beschriebenen Zeichnungen stellen Ausführungsformen des hier offenbarten Gegenstands dar und sollen ausgewählte Prinzipien und die Lehren der vorliegenden Offenbarung erläutern. Jedoch stellen die Zeichnungen nicht alle möglichen Implementierungen des hier offenbarten Gegenstands dar und sollen den Bereich der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.

1 zeigt schematisch einen Fahrzeugantriebsstrang, der eine Achsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform des hier offenbarten Gegenstands aufweist.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der in 1 gezeigten Achsbaugruppe; wobei der Abschnitt der Achsbaugruppe ein Differential und eine Abschaltbaugruppe mit einem strömungsmechanischen Element gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands aufweist.
3A ist ein seitlicher Aufriss des in 2 gezeigten strömungsmechanischen Elements gemäß einer Ausführungsform. des vorliegend offenbarten Gegenstands.
3B ist ein Rückseitenaufriss des strömungsmechanischen Elements von 3A.
3C ist eine perspektivische Rückseitenansicht des strömungsmechanischen Elements von 3A-3B.
4A ist ein seitlicher Aufriss des in 2 gezeigten strömungsmechanischen Elements gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands.
4B ist ein Rückseitenaufriss des strömungsmechanischen Elements von 4A ist.
4C ist eine perspektivische Rückseitenansicht des strömungsmechanischen Elements von 4A-4B.
5A ist ein seitlicher Aufriss des in 2 gezeigten strömungsmechanischen Elements gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands.
5B ist ein Rückseitenaufriss des strömungsmechanischen Elements von 5A ist.
5C ist eine perspektivische Rückseitenansicht des strömungsmechanischen Elements von 5A-5B.
6A ist ein seitlicher Aufriss des in 2 gezeigten strömungsmechanischen Elements gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands.
6B ist ein Rückseitenaufriss des strömungsmechanischen Elements von 6A.
6C ist eine perspektivische Rückseitenansicht des strömungsmechanischen Elements von 6A-5B.
7A ist ein seitlicher Aufriss des Gehäuseabschnitts der in 2 gezeigten Achsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform. des vorliegend offenbarten Gegenstands.
7B ist ein frontaler Aufriss des Gehäuseabschnitts der Achsbaugruppe von 7A.
7C ist ein rückseitiger Aufriss des Gehäuseabschnitts der Achsbaugruppe von 7B.

Ausführliche Beschreibung
Es sei klargestellt, dass der hier offenbarte Gegenstand verschiedene alternative Ausrichtungen und Schrittfolgen annehmen kann, außer wenn ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Es sei außerdem klargestellt, dass die jeweiligen Baugruppen und Systeme, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Patentschrift beschrieben sind, nur Ausführungsbeispiele der hierin definierten erfinderischen Ideen sind. Somit sollen konkrete Abmessungen, Richtungen oder andere physische Eigenschaften in Bezug auf die offenbarten Ausführungsformen nicht als Beschränkungen aufgefasst werden, solange nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Auch wenn dies nicht der Fall sein muss, können einander ähnliche Elemente in verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen innerhalb dieses Abschnitts der Anmeldung jeweils mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden.
1 stellt ein Fahrzeug 10 mit Allradantrieb (AWD) dar, das eine Achsbaugruppe 100 gemäß dem vorliegend offenbarten Gegenstand dar. Ausführungsformen der Achsbaugruppe 100 sind nachstehend beschrieben. Die Achsbaugruppe 100 kann mit einem Allradantriebsfahrzeug, einem rein elektrischen Fahrzeug oder einem Vierradantriebs-Hybridfahrzeug (4WD) verwendet werden, wo die Vorderachse und/oder die Hinterachse die Achsbaugruppe 100 aufweist. In noch anderen Ausführungsformen kann die Achsbaugruppe 100 in einem Hybrid-Lastkraftwagen (nicht abgebildet) verwendet werden, der eine Tandemachse umfasst, bei der die vordere Tandemachse von einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird und die hintere Tandemachse die Achsbaugruppe 100 aufweist (oder umgekehrt). Die Achsbaugruppe 100 kann in Lastkraftwägen, in sowohl leichten als auch schweren Nutzfahrzeugen und für Personen-, Gelände- und Sport-Geländefahrzeugen Verwendung finden. Außerdem kann die hierin beschriebene Achsbaugruppe 100 zur Verwendung in vorderen und/oder hinteren Antriebsachsen und in lenkbaren und nicht-lenkbaren Achsen eingesetzt werden. Ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass die Achsbaugruppe 100 auch in der Industrie, auf der Schiene, beim Militär, in der Landwirtschaft und in der Luft- und Raumfahrt Anwendung findet.
In manchen Fällen kann die Achsbaugruppe 100 in einem integrierten Antriebssystem verwendet werden. Die Achsbaugruppe 100 kann einen elektrischen Motor-Generator 101 aufweisen, der mit einer Leistungsquelle (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Der elektrische Motor-Generator 101 kann eine Permanentmagnet-Synchronmaschine sein, die einen Stator umfasst, der konzentrisch um einen Rotor angeordnet ist. Die Achsbaugruppe 100 kann außerdem einen Wechselrichter (nicht abgebildet) umfassen, zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom, wenn der elektrische Motor-Generator 101 verwendet wird, um das Fahrzeug 10 anzutreiben, und zum Umwandeln von Wechselstrom in Gleichstrom, wenn das Fahrzeug 10 langsamer wird. Ferner kann die Achsbaugruppe 100 ein Kühlfluid (nicht abgebildet) einschließen, wie unter anderem Automatikgetriebefluid oder Achsöl, das in die Achsbaugruppe 100 integriert ist, um den elektrischen Motor-Generator 101 und den Wechselrichter zu kühlen. In einer anderen Ausführungsform (nicht abgebildet) muss das Kühlfluid für den elektrischen Motor-Generator 101 und den Wechselrichter nicht in das Achsöl integriert sein. Die Achsbaugruppe 100 kann auch ein Schmierfluid (nicht abgebildet), wie unter anderem das Achsöl, einschließen. Die Achsbaugruppe 100 kann entweder ein koaxiales Layout, wo eine Achswelle, die das Rad mit einem Differential verbindet, durch eine Mitte des elektrischen Motor-Generators 101 verläuft, oder ein von der Achse versetztes Layout aufweisen, wo die Achswelle, die das Rad mit dem Differential verbindet, nicht durch die Mitte des elektrischen Motor-Generator 101, sondern stattdessen parallel zu dessen Achse verläuft.
Die in 2 abgebildete Achsbaugruppe 100 weist ein Trägergehäuse 102 auf, das einen ersten Gehäuseabschnitt 104, einen zweiten Gehäuseabschnitt 106, wie ausführlicher für 5A-5C beschrieben wird, und einen dritten Gehäuseabschnitt 108 auf. Selbstverständlich können die Gehäuseabschnitte 104, 106, 108 jedoch einstückig als einheitliche Struktur gebildet werden, falls gewünscht. In einem nicht-beschränkenden Beispiel kann das Trägergehäuse 102 ein Differential 110 und eine darin angeordnete Abschaltbaugruppe 111 aufweisen. Verschiedene Arten von Differentialen können nach Wunsch für das Differential 110 verwendet werden, wie beispielsweise ein Differential mit geteiltem Gehäuse, ein Differential mit Klappgehäuse, ein Hub-Differential und dergleichen. Man beachte auch, dass das Differential 110 nach Wunsch aus einem beliebigen geeigneten Material anhand eines beliebigen geeigneten Prozesses, wie beispielsweise Prägen oder Bilden aus einem Metallpulvermaterial, gebildet werden kann.
In bestimmten Ausführungsformen weist das Differential 110 ein Differentialgehäuse 112 auf, das drehfähig im Trägergehäuse 102 gelagert ist. Der elektrische Motor-Generator 101 kann mit mindestens einer Getriebebaugruppe (nicht abgebildet) antriebsmäßig mit einem Hohlrad 114 des Differentials 110 gekoppelt sein. Das Hohlrad 114 kann nach Wunsch anhand jedes geeigneten Verfahrens an dem Differentialgehäuse 112 ausgebildet werden, beispielsweise durch Schweißen. Man beachte, dass das Hohlrad 114 und das Differentialgehäuse 112 nach Wunsch als einstückige, einheitliche Struktur oder als separate und voneinander abgegrenzte Komponenten ausgebildet werden können. In bestimmten Ausführungsformen überträgt der elektrische Motor-Generator 101 ein Drehmoment über die mindestens eine Getriebebaugruppe auf das Differential 110 und umgekehrt über das Hohlrad 114 auf das Differentialgehäuse 112. Das Hohlrad 114 kann nach Wunsch einstückig mit dem Differentialgehäuse 112 ausgebildet werden oder kann durch Schweißen, mechanische Befestigungsmittel oder andere geeignete Verfahren mit dem Differentialgehäuse 112 gekoppelt werden.
Das Differentialgehäuse 112 kann über ein Paar Lager 115, 116 drehfähig innerhalb des Trägergehäuses 102 gelagert werden. Die Lager 115, 116 sind an einander entgegengesetzten Abschnitten des Differentialgehäuses 112 um einen ersten bzw. einen zweiten Zapfen 118, 120 herum angeordnet. Verschiedene Arten von Lagern können für jedes von den Lagern 115, 116 verwendet werden, wie beispielsweise ein Wälzlager, ein konisches Wälzlager, ein Kugellager, ein Nadellager und dergleichen. In einer Ausführungsform kann das Differentialgehäuse 112 über Flow-Forming eines metallischen Werkstoffs, wie unter anderem Stahl, hochwertigem Kohlenstoffstahl, Aluminium und Aluminiumlegierungen, produziert werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine erste Ritzelwelle 122 im Differentialgehäuse 112 angeordnet. In einer Ausführungsform erstreckt sich die erste Ritzelwelle 122 durch das Differentialgehäuse 112 und ist an ihren Enden in zwei einander entgegensetzten Durchlässen 124, 126 die durch das Differentialgehäuse 112 hindurch ausgebildet sind, verkoppelt. Ein erstes und ein zweites Ritzel 127, 128 sind jeweils an den Enden der ersten Ritzelwelle 122 befestigt. In bestimmten Ausführungsformen erstreckt sich eine zweite Ritzelwelle (nicht abgebildet) quer zur ersten Ritzelwelle 122 in das Differentialgehäuse 112 und ist an ihren Enden mit dem Differentialgehäuse 112 gekoppelt. Ein drittes und ein viertes Ritzel (nicht abgebildet) kann an den Enden der zweiten Ritzelwelle drehfähig gelagert sein. In anderen Ausführungsformen werden die Ritzel (nicht abgebildet) von einem einheitlichen Querbolzen gelagert.
Die Ritzel 127, 128 (nicht abgebildet) können mit einem ersten Achswellenrad 132 und einem zweiten Achswellenrad 134 innerhalb des Differentialgehäuses 112 verzahnt sein. Die gezeigten Achswellenräder 132, 134 weisen jeweils radial einwärts vorstehende Kerbverzahnungen 136, 138 auf, um in Achsenhalbwellen oder Gelenkwellen einzugreifen. In einer Ausführungsform steht das Achswellenrad 132 in Kerbverzahnungseingriff mit einer ersten Achshalbwelle 140, und das Achswellenrad 134 steht mit einer Gelenkwelle 142 in Kerbverzahnungseingriff. Man beachte, dass die Achswellenräder 132, 134 nach Wunsch anhand jedes geeigneten Verfahrens, wie beispielsweise Presspassung, mit der ersten Achshalbwelle 140 bzw. der Gelenkwelle 142 in Eingriff gebracht werden können. Das Differentialgehäuse 112 kann Öffnungen 144, 146 aufweisen, die durch die Zapfen 118, 120 des Differentialgehäuses 112 hindurch ausgebildet sind, um die erste Achshalbwelle 140 und die Gelenkwelle 142 aufzunehmen, die mit den Achswellenrädern 132, 134 gekoppelt sind. Wie dargestellt, werden die erste Achshalbwelle 140 und ein erstes Ende 141 der Gelenkwelle 142 in und durch die Öffnungen 144, 146 und in die Achswellenräder 132, 134 eingeführt, wo radial auswärts vorstehende Kerbzähne 148, 150, die an den Wellen 140, 142 ausgebildet sind, in die Kerbzähne 136, 138 der Achswellenräder 132 bzw. 134 eingreifen. In einer Ausführungsform wird die Position der Wellen 140, 142 in der Achsbaugruppe 100 durch jeweilige C-Klemmen 152, 154 festgelegt, die in Kerben eingeführt werden, die in den Wellen 140, 142 ausgebildet sind.
In der gezeigten Ausführungsform weist die Gelenkwelle 142 mindestens einen Fluiddurchlass 155 auf, der durch sie hindurch ausgebildet ist. Der mindestens eine Fluiddurchlass 155 ist als Teil eines strömungsmechanischen Systems 153 ausgebildet. In bestimmten Ausführungsformen ist der mindestens eine Fluiddurchlass 155 so gestaltet, dass es einen Strom eines Fluids (z.B. eines Schmiermittels) von einer Fluidquelle 156 (z.B. einem Fluidsumpf der Achsbaugruppe 100) zu anderen Stellen innerhalb des Trägergehäuses 102 zulässt, um eine Schmierung verschiedener Komponenten, die in dem Trägergehäuse 102 der Achsbaugruppe 100 angeordnet sind, bereitzustellen. Als nicht-beschränkendes Beispiel ist der mindestens eine Fluiddurchlass 155 so gestaltet, dass er den Strom des Fluids aus der Fluidquelle 156 in das Innere eines inneren Hohlraums 168, der in der Gelenkwelle 142 der Abschaltbaugruppe 111 ausgebildet ist, und eines Lagers 170, das im Inneren des inneren Hohlraums 168 und zwischen einer Innenfläche der Gelenkwelle 142 und einer Außenfläche einer zweiten Achshalbwelle 160 angeordnet ist, zulässt. Verschiedene Arten von Lagern können für die Lager 170 verwendet werden, wie beispielsweise ein Wälzlager, ein konisches Wälzlager, ein Kugellager, ein Nadellager und dergleichen.
Wie dargestellt, weist die Gelenkwelle 142 ein Paar von den Fluiddurchlässen 155 auf, die in Umfangsrichtung gleiche Abstände voneinander aufweisen. Jeder von den gezeigten Fluiddurchlässen 155 weist einen im Wesentlichen konstanten Innendurchmesser auf. Es sei jedoch klargestellt, dass jeder von den Fluiddurchlässen 155 konisch sein kann, wobei der Innendurchmesser von jedem von den Fluiddurchlässen 155 von einem seiner Enden, das der Fluidquelle benachbart ist, zu einem seiner Enden, das dem inneren Hohlraum 168 der Gelenkwelle 142 benachbart ist, graduell zunimmt. Die graduell konischen Fluiddurchlässe 155 lenken das Fluid zum Lager 170. Man beachte ferner, dass die Fluiddurchlässe 155 der Gelenkwelle 142 nach Wunsch jede Anzahl, Größe, Form und Gestaltung aufweisen können, um eine gewünschte Strömungsrate des Fluids von der Fluidquelle 156 zur Abschaltbaugruppe 111 bereitzustellen.
Wie in 2 gezeigt ist, kann die Gelenkwelle 142 auch einen inneren Abschnitt 171 aufweisen, der benachbart zu dem mindestens einen Fluiddurchlass 155 ausgebildet ist, der so gestaltet ist, das er das Fluid von der Fluidquelle 156 weiter in Richtung des Lagers 170 lenkt und einem nennenswerten Zusammenfließen des Fluids innerhalb des inneren Hohlraums 168 entgegenwirkt. In einer Ausführungsform ist der innere Abschnitt 171 mit einem Winkel von im Wesentlichen 90° ausgebildet, der an ihm einen Absatz definiert. Man beachte jedoch, dass der innere Abschnitt 171 nach Wunsch jede geeignete Form und Gestaltung aufweisen kann, wie beispielsweise eine nach innen konisch zulaufende Konfiguration, um das Fluid zu einem inneren Abschnitt des Lagers 170 zu lenken, oder eine nach außen konisch zulaufende Gestaltung, um das Fluid zu einem äußeren Abschnitt des Lagers 170 zu lenken.
Ein strömungsmechanische Element 157 des strömungsmechanischen Systems 153 ist um die Gelenkwelle 142 herum angeordnet und mit dieser drehbar. Verschiedene Ausführungsformen des strömungsmechanischen Elements sind in 3A-3C, 4A-4C, 5A-5C und 6A-6C gezeigt. In bestimmten Ausführungsformen, die in 3A-3C, 4A-4C, 5A-5C gezeigt sind, wird das strömungsmechanische Element 157 von einem Hauptkörper 158 gebildet, der eine allgemein elliptische Form aufweist. In anderen Ausführungsformen, die in 6A-6C gezeigt sind, kann der Hauptkörper 158 des strömungsmechanischen Elements 157 allgemein eine Scheibenform aufweisen. Der Hauptkörper 158 weist eine im Wesentlichen plane erste Oberfläche 173 und eine im Wesentlichen plane, entgegengesetzte zweite Oberfläche 175 auf. Eine Mehrzahl von Rückhaltemerkmalen 177 kann an der ersten Oberfläche 173 des Hauptkörpers 158 angeordnet sein. Jedes von den Rückhaltemerkmalen 177 kann einen Vorsprung 179 aufweisen, der so gestaltet ist, dass er mit einem entsprechenden Merkmal (d.h. einer ringförmigen Nut), das mit der Gelenkwelle 142 bereitgestellt ist, zusammenwirkt, um eine Position des strömungsmechanischen Elements 157 der Gelenkwelle 142 festzulegen. Die Rückhaltemerkmale 177 können um einen Umfang einer zentralen Bohrung 165, die in dem Hauptkörper 158 ausgebildet ist, herum gleichmäßig beabstandet sein. Als nicht-beschränkende Ausführungsformen, die in 3A-3C und 5A-5C gezeigt sind, kann das strömungsmechanische Element 157 nach Wunsch jede beliebige Zahl, Form, Größe und Gestaltung der Rückhaltemerkmale 177 aufweisen.
Wie dargestellt, kann der Hauptkörper 158 auch mindestens ein erstes Oberflächenmerkmal 161 zum Lenken des Stroms des Fluids, das aus der Fluidquelle 156 erhalten wird, in mindestens einen Fänger 159 aufweisen. In einem nicht-beschränkenden Beispiel kann das erste Oberflächenmerkmal 161 allgemein bogenförmig oder allgemein involutenförmig sein, wodurch es im Allgemeinen einem Außenumfangsrand des Hauptkörpers 158 entspricht. In bestimmten anderen Ausführungsformen kann der Hauptkörper 158 ferner mindestens ein zweites Oberflächenmerkmal 163 aufweisen, das daran ausgebildet ist. Man beachte, dass sowohl der Hauptkörper 158 als auch die Rückhaltemerkmale 177 und die Oberflächenmerkmale 161, 163 aus jedem geeigneten Material, wie beispielsweise einem Metall, einem nichtmetallischen Material (d.h. Kunststoff) oder irgendeiner Kombination davon, ausgebildet werden können. In einem nicht-beschränkenden Beispiel kann das zweite Oberflächenmerkmal 163 allgemein kreisförmig sein, so dass es die zentrale Bohrung 165, die in dem Hauptkörper 158 ausgebildet sind, im Wesentlichen umgibt. Wie gezeigt, können die Oberflächenmerkmale 161, 163 verbunden sein, falls gewünscht. In bestimmten Ausführungsformen stößt eine Fläche von mindestens einem der Oberflächenmerkmale 161, 163 an eine im Wesentlichen plane Fläche 181 der Gelenkwelle 142 an, um zu bewirken, dass das Fluid dazwischen strömt.
Ein Endabschnitt 167 des ersten Oberflächenmerkmals 161, der dem mindestens einen Fänger 159 entgegengesetzt ist, ist so gestaltet, dass er sich zuerst in die Fluidquelle 156 dreht, wenn das strömungsmechanische Element 157 in einer ersten Richtung gedreht wird, um das Fluid am Hauptkörper 158 zu sammeln und zur Abschaltbaugruppe 111 zu lenken oder zu kanalisieren. In anderen Ausführungsformen können die ersten Oberflächenmerkmale 161 so an der zweiten Oberfläche 175 ausgebildet sein, dass die Endabschnitte 167 in alternativen Gestaltungen ausgebildet sind, so dass, wenn das strömungsmechanische Element 157 in entweder der ersten Richtung oder einer entgegengesetzten zweiten Richtung gedreht wird, das strömungsmechanische Element 157 das Fluid am Hauptkörper 158 sammelt und zur Abschaltbaugruppe 111 lenkt oder kanalisiert.
In bestimmten Ausführungsformen kann der mindestens eine Fluidmitnehmer 159 an der zweiten Oberfläche 175 des Hauptkörpers 158 des strömungsmechanischen Elements 157 ausgebildet sein. Der mindestens eine Fänger 159 ist im Wesentlichen an den Fluiddurchlässen 155 ausgebildet, die in der Gelenkwelle 142 ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der Fluidquelle 156 und den Fluiddurchlässen 155 zu ermöglichen. Zumindest ein Abschnitt von jedem der Fänger 159 kann sich in den Fluiddurchlass 155 hinein erstrecken, um einem Strom des Fluids über die zweite Oberfläche 175 des Hauptkörpers 158 entgegenzuwirken und den Strom des Fluids durch den Fluiddurchlass 155 in die Abschaltbaugruppe 111 zu lenken oder zu kanalisieren. In bestimmten Ausführungsformen weist mindestens einer der Fänger 159 einen Vorsprung (nicht abgebildet) auf, der sich radial auswärts davon erstreckt, um mit einer Innenfläche des Hohlraums 168 zusammenzuwirken, um die Position des strömungsmechanischen Elements 157 beizubehalten.
Es sei klargestellt, dass das strömungsmechanische Element 157 nach Wunsch jede Anzahl, Form, Größe und Gestaltung des Hauptkörpers 158, jede Form, Größe, Anzahl und Gestaltung des mindestens einen Fängers 159 und jede Form, Größe, Anzahl und Gestaltung der ersten und zweiten Oberflächenmerkmale 161, 163 aufweisen kann, um die gewünschte Strömungsrate des Fluids von der Fluidquelle 156 zur Abschaltbaugruppe 111 bereitzustellen.
Man beachte ferner, dass das strömungsmechanische Element 157 auch die ersten und/oder zweiten Oberflächenmerkmale 161, 163 und den an ihrer ersten Oberfläche 173 ausgebildeten Fänger 159 aufweisen kann, um eine Schmierung an verschiedenen anderen gewünschten Stellen oder Komponenten innerhalb des Trägergehäuses 102 bereitzustellen. Man beachte, dass dann, wenn die Achsbaugruppe 100 so gestaltet ist, dass die erste Oberfläche 173 an eine Oberfläche anstößt, die der Fläche 181 der Gelenkwelle 42 ähnlich ist, die ersten und die zweiten Oberflächenmerkmale 161, 163 und der Fänger 159 des strömungsmechanischen Elements 157 das Fluid am Hauptkörper 158 sammeln und zu mindestens einer von einer gewünschten Stelle oder Komponente lenken oder kanalisieren, wie oben beschrieben. Wenn die Achsbaugruppe 100 dagegen so gestaltet ist, dass die erste Oberfläche 173 des strömungsmechanischen Elements 157 offen ist, dann verhalten sich die ersten und zweiten Oberflächenmerkmale 161, 163 und der Fänger 159 wie eine Fluidzerstreuungsvorrichtung (d.h. wie eine Fluidschleuder), die das Fluid sporadisch in dem gesamten Trägergehäuse 102 und nicht zu einer bestimmten gewünschten Stelle verteilt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des strömungsmechanischen Elements 157' ist in 4A-4C abgebildet, wobei die ersten Oberflächenmerkmale 161' radial einwärts von dem Außenumfangsrand des Hauptkörpers 158' in Richtung auf die zentrale Bohrung 165' ausgebildet sind. Die Struktur des strömungsmechanischen Elements 157', die der von 3A-3C entspricht, hat die gleiche Bezugszahl mit einem Primesymbol (') erhalten. Die Betriebsweise des strömungsmechanischen Elements 157' ist die gleiche wie die des strömungsmechanischen Elements 157.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des strömungsmechanischen Elements 157" ist in 5A-5C dargestellt, wobei an der ersten Oberfläche 173' des Hauptkörpers 158' zusätzliche Rückhaltemerkmale 177' ausgebildet sind. Die Struktur des strömungsmechanischen Elements 157", die denen von 3A-3C und 4A-4C entspricht, hat die gleichen Bezugszahlen, mit einem doppelten Primensymbol ('') erhalten. Die Betriebsweise des strömungsmechanischen Elements 157" ist die gleiche wie die der strömungsmechanischen Elemente 157, 157'.
Eine noch andere bevorzugte Ausführungsform des strömungsmechanischen Elements 157''' ist in 6A-6C abgebildet, wobei der Hauptkörper 158''' im Wesentlichen scheibenförmig ist. Die Struktur des strömungsmechanischen Elements 157''', die denen von 3A-3C, 4A-4C und 5A-5C entspricht, hat die gleichen Bezugszahlen erhalten, mit einem dreifachen Primensymbol (‚‘‘). Die Betriebsweise des strömungsmechanischen Elements 157''' ist die gleiche wie die der strömungsmechanischen Elemente 157, 157', 157".
Nun wird auf 7A-7C Bezug genommen, wo der zweite Gehäuseabschnitt 106 des Trägergehäuses 102 mindestens einen Fluiddurchlass 169 aufweisen kann, der durch ihn hindurch ausgebildet ist und der auch einen Teil des strömungsmechanischen Systems 153 bildet. In bestimmten Ausführungsformen sind die Fluiddurchlässe 169 in einer unteren Region des zweiten Gehäuseabschnitts 106 ausgebildet, so dass sie sich wie ein Fluidrückweg verhalten und den Strom des Fluids von der Abschaltbaugruppe 111 zurück zur Fluidquelle 158 zulassen. Man beachte, dass die Fluiddurchlässe 169 des zweiten Gehäuseabschnitts 106 nach Wunsch jede beliebige Anzahl, Größe, Form und Gestaltung aufweisen können, um eine gewünschte Strömungsrate des Fluids von der Abschaltbaugruppe 111 zur Fluidquelle 156 bereitzustellen.
Wie deutlicher in 7B und 7C gezeigt ist, kann der zweite Gehäuseabschnitt 106 ferner einen ersten Fluidkanal 183 und einen zweiten Fluidkanal 185 aufweisen, die darin ausgebildet sind und die auch einen Teil des strömungsmechanischen Systems 153 bilden. In bestimmten Ausführungsformen werden die Fluidkanäle 183, 185 im zweiten Gehäuseabschnitt 106 ausgebildet, der radial auswärts vom Außenumfangsrand des Hauptkörpers 158 des strömungsmechanischen Elements 157 liegt. Demgemäß lässt jeder von den Fluidkanälen 183, 185 zu, dass eine zusätzliche Menge des Fluids von der Fluidquelle 156 zur Abschaltbaugruppe 111 strömt. Man beachte ferner, dass die Fluidkanäle 183, 185 jede Anzahl, Größe, Form und Gestaltung aufweisen können, um eine gewünschte Strömungsrate des Fluids von der Fluidquelle 156 zur Abschaltbaugruppe 111 bereitzustellen. Ferner kann sich der zweite Fluidkanal 185 ferner als Fluidfänger verhalten, um zu bewirken, dass zumindest ein Teil des Fluids, das von dem strömungsmechanischen Element 157 gesammelt, aber nicht durch die Fluiddurchlässe 155 verteilt wurde, erneut an den Oberflächenmerkmalen 161, 163 gesammelt und zu den Fängern 159 gelenkt wird, um das Fluid durch den Fluiddurchlass 155 in die Abschaltbaugruppe 111 zu lenken.
Es wird erneut auf 2 Bezug genommen, wo die Abschaltbaugruppe 111 gemäß einer Ausführungsform, der vorliegenden Offenbarung dargestellt ist. Die gezeigte Abschaltbaugruppe 111 ist so gestaltet, dass sie Komponenten (z.B. Achshalbwellen oder Gelenkwellen) in dem Fahrzeug 10 verbindet und trennt. In einem nicht-beschränkenden Beispiel verbindet und trennt die Abschaltbaugruppe 111 die Gelenkwelle 142 mit bzw. von der zweiten Achshalbwelle 160. Man beachte jedoch, dass die Abschaltbaugruppe 111 nach Wunsch verwendet werden kann, um Komponenten jeder beliebigen geeigneten Anwendung zu verbinden und zu trennen. In der gezeigten Ausführungsform ist die Gelenkwelle 142 über ein Lager 162, das um ein zweites ihrer Enden, 164, herum angeordnet ist, drehfähig innerhalb des zweiten Gehäuseabschnitts 106 gelagert. Ebenso ist die zweite Achshalbwelle 160 über ein Lager 166, das um ein erstes ihrer Enden, 186, herum angeordnet ist, drehfähig innerhalb des dritten Gehäuseabschnitts 108 gelagert. Verschiedene Arten von Lagern können für jedes von den Lagern 162, 166 verwendet werden, wie beispielsweise ein Wälzlager, ein konisches Wälzlager, ein Kugellager, ein Nadellager und dergleichen.
Wie dargestellt, ist das zweite Ende 164 der Gelenkwelle 142 um das erste Ende 186 der zweiten Achshalbwelle 160 herum angeordnet, das in dem darin ausgebildeten inneren Hohlraum 168 aufgenommen ist. In bestimmten Ausführungsformen drehen sich die Gelenkwelle 142 und die zweite Achshalbwelle 160 relativ zueinander. In einem nicht-beschränkenden Beispiel drehen sich die Wellen 142, 160 in Bezug aufeinander über das dazwischen angeordnete Lager 170. Verschiedene Arten von Lagern können für die Lager 170 verwendet werden, wie beispielsweise ein Wälzlager, ein konisches Wälzlager, ein Kugellager, ein Nadellager und dergleichen.
Das gezeigte zweite Ende 164 der Gelenkwelle 142 weist eine allgemein zylindrische Form auf und weist eine radial äußere Oberfläche 172 auf. In bestimmten Ausführungsformen weist die radial äußere Oberfläche 172 eine Vielzahl von Kerbzähnen 174 auf, die daran ausgebildet sind. Die Gelenkwelle 142 kann ein Kupplungselement 176 der Abschaltbaugruppe 111 darauf aufnehmen. Ebenso west das gezeigte erste Ende 186 der zweiten Achshalbwelle 160 eine allgemein zylindrische Form auf und weist eine radial äußere Oberfläche 178 auf. In bestimmten Ausführungsformen weist die radial äußere Oberfläche 178 eine Vielzahl von Kerbzähnen 180 auf, die daran ausgebildet sind. Die zweite Achshalbwelle 160 kann das Kupplungselement 176 an der Abschaltbaugruppe 111 darauf aufnehmen. In bestimmten Ausführungsformen weist die Abschaltbaugruppe 111 ein Kupplungselement 176 auf, das drehfähig mit der Gelenkwelle 142 und/oder der zweiten Achshalbwelle 160 gekoppelt ist und nach Wunsch anhand irgendeines beliebigen Verfahrens selektiv mit einer verbliebenen von der Gelenkwelle 142 und der zweiten Achshalbwelle 160 gekoppelt wird.
Die dargestellte Abschaltbaugruppe 111 weist das Kupplungselement 176 und die mit Kerbzähnen versehenen Enden 164, 186 der jeweiligen Wellen 142, 160 auf. Das gezeigte Kupplungselement 176 weist eine allgemein zylindrische Form auf und weist eine radial innere Oberfläche 182 auf. In bestimmten Ausführungsformen weist die radial innere Oberfläche 182 eine Vielzahl von Keilzähnen 184 auf, die daran ausgebildet sind. Das Kupplungselement 176 kann das zweite Ende 164 der Gelenkwelle 142 darin aufnehmen und damit kerbverzahnt werden. Es können verschiedene andere Verfahren des Ineingriffbringens, wie beispielsweise Presspassung, angewendet werden, um das Kupplungselement und das zweite Ende 164 der Gelenkwelle 142 in Eingriff zu nehmen. In bestimmten Ausführungsformen ist das Kupplungselement 176 axial bewegbar und drehbar an der Gelenkwelle 142 befestigt. Das Kupplungselement 172 kann auch das erste Ende 186 der zweiten Achshalbwelle 160 in sich aufnehmen und damit kerbverzahnt werden. In bestimmten Ausführungsformen ist das Kupplungselement 176 axial bewegbar und selektiv drehfähig an der zweiten Achshalbwelle 160 befestigt. Man beachte, dass nach Wunsch andere geeignete Verfahren zum selektiven Ineingriffbringen des Kupplungselements 172 und des ersten Endes 186 der zweiten Achshalbwelle 160 angewendet werden können.
Die Abschaltbaugruppe 111 kann ferner eine Stellantriebsbaugruppe 190 aufweisen. Als nicht-beschränkendes Beispiel kann die Stellantriebsbaugruppe 190 eine elektromagnetische Zylinderspule sein kann. Man beachte jedoch, dass nach Wunsch verschiedene andere Arten von Stellantriebsbaugruppen verwendet werden können, wie etwa eine mechanische, eine elektromechanische, eine pneumatische oder eine hydraulische Stellantriebsbaugruppe. Die Stellantriebsbaugruppe 190 kann an dem Trägergehäuse 102 der Achsbaugruppe 100 befestigt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann die Stellantriebsbaugruppe 190 so mit dem dritten Gehäuseabschnitt 108 gekoppelt werden, dass die Stellantriebsbaugruppe 100 gegen eine Drehung in Bezug zum Differentialgehäuse 102 fixiert ist. Wie in 2 gezeigt ist, weist die Stellantriebsbaugruppe 190 ein Gehäuse 192 auf. Eine Stellantriebskomponente 196, wie beispielsweise eine elektromagnetische Spule, ist innerhalb des Gehäuses 192 angeordnet. Die Stellantriebskomponente 196 ist mit einer Leistungsquelle (nicht abgebildet), wie unter anderem einer Batterie, in elektrischer Kommunikation angeordnet. Die Stellantriebskomponente 196 kann auch mit einer Steuerung (nicht abgebildet) kommunizieren. In einer Ausführungsform kann die Steuerung an einer innenliegenden Oberfläche oder einer außenliegenden Oberfläche des Trägergehäuses 102 befestigt werden. Der elektrische Motor-Generator 101 kann mit der Steuerung kommunizieren. Die Steuerung kann einen Betrieb des elektrischen Motor-Generators 101 und einen Zustand (z.B. eingerückt und ausgerückt) der Abschaltbaugruppe 111 steuern.
Ein allgemein hohlzylindrischer Anker 198 ist im Gehäuse 192 radial zwischen der Stellantriebskomponente 196 und einem inneren Abschnitt des dritten Gehäuseabschnitts 108 angeordnet. In einer Ausführungsform dreht sich der Anker 198 nicht relativ zum Trägergehäuse 102. Der Anker 198 umfasst ein ferromagnetisches Material. Man beachte, dass die Stellantriebsbaugruppe 190 nach Wunsch mit einem zusätzlichen Abstandhalter und einer zusätzlichen Druckplatte entworfen werden kann.
In einer Ausführungsform ist der Anker 198 mit dem Kupplungselement 176 gekoppelt. In einer Ausführungsform kann der Anker 198 so mit dem Kupplungselement 176 gekoppelt sein, dass sie sich axial als eine Einheit bewegen. Der Anker 198 und das Kupplungselement 176 können beispielsweise über eine Schnappverbindung miteinander gekoppelt werden. In der gezeigten Ausführungsform weist das Kupplungselement 176 einen sich radial erstreckenden Flansch 199 auf, der in dem Anker 198 aufgenommen wird. Das Koppeln des Ankers 198 und des Kupplungselements 176 verhindert eine Vibration des Ankers 198 in eine ausgerückte Position, während das Kupplungselement 176 eine eingerückte Position beibehält.
Ein Vorspannelement 200 ist zumindest zum Teil um den Anker 198 herum und axial benachbart zum Gehäuse 192 und zum Anker 198 angeordnet. In einer Ausführungsform ist das Vorspannelement 200 axial zwischen dem Gehäuse 192 und einem Rückhalteelement 202 (d.h. einem Schnappring) angeordnet, das in einer Nut aufgenommen wird, die sich in einer Außenfläche des Ankers 198 befindet. Bei dem Vorspannelement 200 kann es sich unter anderem um eine oder mehrere Federn, eine oder mehrere Wellenfedern, eine oder mehrere Tellerfedern handeln.
Wie in 1 gezeigt ist, nimmt die Abschaltbaugruppe 111 der Achsbaugruppe 100 typischerweise eine voreingestellte ausgerückte Position ein, wo das Kupplungselement 176 eine erste Position einnimmt. Um die Abschaltbaugruppe 111 einzurücken, bewirkt ein Signal von der Steuerung, dass Elektrizität, die hierin auch als Erregungsspannung bezeichnet werden kann, an die Stellantriebskomponente 196 geliefert wird. Die erregte Stellantriebskomponente 196 erzeugt einen magnetischen Fluss. Der Magnetfluss der Stellantriebskomponente 196 bewirkt, dass sich der Anker 198 in einer ersten axialen Richtung bewegt und das Kupplungselement 176 in der ersten axialen Richtung von der ersten Position zu einer zweiten Position und in Eingriff mit der zweiten Achshalbwelle 160 bewegt, wodurch das Vorspannelement 200 komprimiert wird. Wenn das Kupplungselement 176 mit der zweiten Achshalbwelle 160 in Eingriff gebracht wird, wird ein der gezeigten Ausführungsform ein gewünschtes Drehmoment zwischen der Gelenkwelle 142 zu zweiten Achshalbwelle 160 und zu den Rädern des Fahrzeugs 10 übertragen.
Um das Kupplungselement 176 wieder in die erste Position zurückzubringen und das Kupplungselement 176 in einer zweiten axialen Richtung von der zweiten Position zurück zur ersten Position und außer Eingriff mit der zweiten Achshalbwelle 160 zu drängen, bewirkt die Steuerung, dass die Zufuhr von Elektrizität zur Stellantriebskomponente 196 unterbrochen oder reduziert wird. Die Beendigung oder Reduzierung der Erregung der Stellantriebskomponente 196 ermöglicht dem Vorspannelement 200, das Kupplungselement 176 in der zweiten axialen Richtung vorzuspannen und die zweite Achshalbwelle 160 auszurücken, wodurch die Drehmomentübertragung zwischen der Gelenkwelle 142 und der zweiten Achshalbwelle 160 unterbrochen wird. Wenn die Stellantriebskomponente 196 erregt wird, kann es sein, dass das Kupplungselement 176 nicht sofort mit der zweiten Achshalbwelle 160 in Eingriff kommt. Dieser zeitliche Verzug kann zu einer Unsicherheit in Bezug auf den gesperrten/nicht gesperrten Zustand der Abschaltbaugruppe 160 führen. Um die axiale Position des Kupplungselements 176 und somit den gesperrten/nicht gesperrten Zustand der Abschaltbaugruppe 111 zu bestimmen, kann ein Sensor (nicht abgebildet) verwendet werden. Verschiedene Arten von Sensoren können für den Sensor verwendet werden, wie etwa ein Wirbelstromsensor.
Während des Betriebs des Fahrzeugs 10 erzeugt der elektrische Motor-Generator 101 ein Drehmoment, das von einer Abtriebswelle, die zu ihm gehört, durch die mindestens eine Getriebebaugruppe über das Hohlrad 114 auf das Differential 110 übertragen wird. Das Differential 110 überträgt seinerseits ein gewünschtes Drehmoment auf die erste Achshalbwelle 140 und die Gelenkwelle 142, wodurch ein Drehmoment an diesen erzeugt wird. Wenn die Abschaltbaugruppe 111 eingerückt ist, wird das Drehmoment weiter von der Gelenkwelle 142 auf die zweite Achshalbwelle 160 übertragen, was ein Drehmoment an dieser erzeugt. Wenn die Abschaltbaugruppe 111 dagegen ausgerückt ist, wird das Drehmoment nicht von der Gelenkwelle 142 auf die zweite Achshalbwelle 160 übertragen. Jedoch wird die Drehbewegung der ersten Achshalbwelle 140 und der Gelenkwelle 142 fortgesetzt. Demgemäß ist die gewünschte Strömungsrate des Fluids aus der Fluidquelle 156 durch das strömungsmechanische System 153 essenziell für den ordnungsgemäßen Betrieb der Achsbaugruppe 100, ebenso wie um einer unerwünschten Reibung und Abnutzung der Komponenten darin entgegenzuwirken.
Da die Drehbewegung der Gelenkwelle 142 während des Betriebs des Fahrzeugs 10 sowohl dann, wenn die Abschaltbaugruppe 111 eingerückt ist, als auch dann, wenn sie ausgerückt ist, auftritt, wird auch bewirkt, dass sich das strömungsmechanische Element 157 dreht, das mit der Gelenkwelle 142 gekoppelt ist. Wenn das strömungsmechanische Element 157 gedreht wird, wird mindestens eines von den Oberflächenmerkmalen 161, 163 durch das Fluid gedreht, das in der Fluidquelle 156 des Trägergehäuses 102 angeordnet ist. Wenn sich das strömungsmechanische Element 157 weiterdreht, bewirken dann die Oberflächenmerkmale 161, 163 und die Zentrifugalkraft, die auf das Fluid einwirken, dass das gesammelte Fluid in die Fänger 159 und durch die Fluiddurchlässe 155 der Gelenkwelle 142 strömen und kanalisiert werden. Sobald das Fluid durch die Fluiddurchlässe 155 strömt, bewirkt eine Zentrifugalkraft, die durch die Drehbewegung der Gelenkwelle 142 bewirkt wird, dass das Fluid in den Hohlraum 168 und in und um das Lager 170, das darin angeordnet ist, strömt, um dort eine Schmierung bereitzustellen. Danach beginnt das Fluid, aufgrund einer Verringerung der Zentrifugalkraft und einer Zunahme eines Schwerkrafteffekts auf den Fluidstrom zum unteren Abschnitt des Trägergehäuses 102 zu strömen. Wenn das Fluid zum unteren Abschnitt des Trägergehäuses 102 strömt, strömt es durch den Fluiddurchlass 169, der in dem zweiten Gehäuseabschnitt 106 ausgebildet ist, hindurch und zurück zu der Fluidquelle, um erneut durch das Trägergehäuse 102 verteilt zu werden oder erneut von dem strömungsmechanischen Element 157 gesammelt zu werden. Außerdem erleichtert der Fluidkanal 183 ferner das Strömen des Fluids von der Fluidquelle 156 zur Abschaltbaugruppe 111.
Obwohl vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, sei klargestellt, dass sie als Beispiel und nicht zur Beschränkung angegeben wurden. Für den Durchschnittsfachmann auf dem einschlägigen Gebiet sollte es offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen konkreten Formen verwirklicht werden kann, ohne von ihrem Gedanken oder wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als Erläuterungen, nicht als Beschränkung aufzufassen.

Claims

Achsbaugruppe, umfassend: ein Gehäuse mit einem Fluidsumpf, der mit einem darin angeordneten Fluid ausgestattet ist; und ein strömungsmechanisches Element, das drehfähig in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das strömungsmechanische Element eingerichtet ist, einen Teil des Fluids aus dem Fluidsumpf zu sammeln und einen Strom des Fluids zumindest zum Teil zu mindestens einer gewünschten Komponente zu lenken, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Achsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das strömungsmechanische Element entweder scheibenförmig, ellipsenförmig oder unregelmäßig geformt ist.
Achsbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das strömungsmechanische Element einen Hauptkörper mit einer ersten Oberfläche und einer entgegengesetzten zweiten Oberfläche aufweist.
Achsbaugruppe nach Anspruch 3, wobei mindestens eine von der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Hauptkörpers im Wesentlichen plan ist.
Achsbaugruppe nach einem der Ansprüche 3 und 4, wobei das strömungsmechanische Element mindestens ein Rückhaltemerkmal aufweist, das an der ersten Oberfläche und/oder der zweiten Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist.
Achsbaugruppe nach einem der Ansprüche 3-5, wobei das strömungsmechanische Element mindestens ein Oberflächenmerkmal aufweist, das an der ersten Oberfläche und/oder der zweiten Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist, und/oder wobei das strömungsmechanische Element mindestens einen Fänger aufweist, der an der ersten Oberfläche und/oder der zweiten Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist.
Achsbaugruppe nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine Oberflächenmerkmal eine Bogenform und/oder eine Involutenform aufweist.
Achsbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mindestens eine drehbare Welle umfassend, die zumindest zum Teil in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das strömungsmechanische Element einen Teil eines strömungsmechanischen Systems bildet.
Achsbaugruppe nach Anspruch 8, wobei das strömungsmechanische System ferner mindestens einen Fluiddurchlass aufweist, der in dem Gehäuse und/oder einer drehbaren Welle, die zumindest zum Teil in dem Gehäuse angeordnet ist, ausgebildet ist, und/oder wobei das strömungsmechanische Element um die mindestens eine drehbare Welle, die zumindest zum Teil in dem Gehäuse angeordnet ist, angeordnet und drehbar mit dieser gekoppelt ist.
Achsbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine gewünschte Komponente ein Abschnitt einer Abschaltbaugruppe oder ein Lager ist, das zwischen einer drehbaren Gelenkwelle und einer Achshalbwelle angeordnet ist.