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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Anwendungsgebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung befasst sich allgemein mit Differentialachsanordnungen,
und insbesondere speziell mit einer Schmierpumpe für eine Zwischenachsdifferentialanordnung.
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2. Erörterung
des Standes der Technik
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Motorfahrzeuge
mit einer fest verbundenen Mehrzahl von Antriebsachsen sind häufig mit
einer Zwischenachsdifferentialachsanordnung ausgestattet, welche üblicherweise
in einem Fahrzeugverteilergetriebe oder einem Tandemachsen-Verteilergetriebe
angeordnet ist, um einen Drehmomentausgleich zwischen den Antriebsachsen
während
der Kurvenfahrt des Fahrzeuges zu ermöglichen, eine Kompensation
für unterschiedliche
Reifenabmessungen; usw. bereitzustellen, d.h. immer dann, wenn physikalische
Anforderungen bei einer Geschwindigkeitsdifferenz bzw. Drehzahldifferenz
zwischen den Antriebsachsen vorhanden ist. Die Zwischenachsdifferentialanordnungen
werden häufig
bei Tandem-Antriebsachsen
von Schwerlastfahrzeugen als ein Verteilergetriebe eingesetzt, welche
für den
Straßen- und
Geländebetrieb
bestimmt sind.
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Diese
Kraftfahrzeuge werden gegebenenfalls in Situationen angetrieben,
in denen ungleichmäßige Traktionsverhältnisse
zwischen den Reifen der unterschiedlichen Antriebsachsen vorhanden sein
können.
Wenn die Traktionsverhältnisse
an einem der Reifen bzw. Räder
unter den erforderlichen ausreichenden Traktionswert fällt, können Hochgeschwindigkeitsbetriebsbedingungen
bei einem Zwischenachsdifferentialantrieb auftreten. Diese Hochgeschwindigkeitsbetriebsbedingungen
des Differentials können
möglicherweise
kritische Komponenten des Differentials ernsthaft beschädigen, bei
denen es sich um die Wellenlagerflächen sowie um die Wälzkontaktflächen der
Differentialanordnung handeln kann, was auf eine unzulängliche
Schmierung zurückzuführen ist.
Bei derartigen Antriebsachsen ist es üblich, einen Schmiermittelvorrat
in einem Verteilergetriebe oder einem Achsgehäuse bereitzustellen und eine
zwangsweise Druckschmierung für die
Eingangs- und Ausgangswelle
und deren Lager und das Zwischenachsdifferential bereitzustellen, welche
oberhalb des Schmiermittelpegels in dem Gehäuse liegen, um Beschädigungen
der Differentialzahnradkomponenten während den Hochgeschwindigkeitsbetriebsverhältnissen
des Differentials zu vermeiden. Heutzutage vorhandene Schmiermittelpumpen
für Differentialanordnungen werden
aber kontinuierlich angetrieben, wenn sich das Fahrzeug bewegt,
obgleich die Schmiermittelzufuhr nur unter gewissen Bedingungen
der relativ hohen Geschwindigkeiten bei der Differentialwirkung erforderlich
ist, wie es an sich auf diesem Gebiet bekannt ist. Die kontinuierlich
angetriebene Schmiermittelpumpe muss betrieben werden und verbraucht Energie
von der Brennkraftmaschine unabhängig von
dem Schmiermittelmengenbedarf für
die Wellenlager und die weiteren Bauteile des Zwischenachsdifferentials,
wodurch unnötige
Blindverluste bei der Fahrzeugantriebsleistung verursacht werden
und der Kraftstoffbedarf steigt.
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Da
die Differentialdrehbewegung in jeder Drehrichtung auftreten kann,
müssen
die Schmiermittelpumpen reversibel arbeiten können. In anderen Worten bedeutet
dies, dass die Pumpe Schmiermittel in ein und dieselbe Richtung
unabhängig
von der Richtung der relativen Drehbewegung abgeben muss. Einige übliche Pumpen
umfassen einen Exzenterring, welcher um die inneren und äußeren drehbaren
Teile (beispielsweise den Rotor und das Laufrad) der Pumpe angeordnet
ist, und welcher eine bogenförmig
gekrümmte
Ausnehmung hat. Die Drehbewegung des Rings relativ zu dem äußeren drehbeweglichen
Teil schaltet die Exzentrizität
der sich drehenden Teile um. Andere übliche Pumpen umfassen eine
Steuerplatte, die an einem Ende der inneren und äußeren drehbeweglichen Elemente
angeordnet ist. Die Steuerplatte hat in ähnlicher Weise eine bogenförmig gekrümmte Ausnehmung
und kann sich relativ zu den inneren und äußeren drehbaren Elementen drehen.
Die Rotation der Platte hält
die Exzentrizität der
sich drehenden Teile aufrecht, schaltet aber die Eingangs- und Ausgangsöffnungen
der Pumpe. Diese üblichen
Pumpen haben jedoch Nachteile. Zum einen führt der Einsatz eines Umkehrrings
oder einer Steuerplatte zu einer größer bemessenen Pumpe und beeinträchtigt die
Pumpenverdrängung.
Zum anderen macht es der Einsatz eines Umkehrrings oder einer Steuerplatte
erforderlich, dass die Eingangs- und Auslassöffnungen für die Pumpe symmetrisch sind,
wodurch der Wirkungsgrad der Pumpe reduziert wird.
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Es
besteht daher ein Bedürfnis
nach einer Schmiermittelpumpe für
eine Zwischenachsdifferentialanordnung, welche Abhilfe für die eine
oder mehrere der vorstehend genannten Schwierigkeiten schafft oder
diese ausräumt.
Das Dokument US-A-3 894 446 beschreibt eine Anordnung nach dem einleitenden
Teil des selbstständigen
Anspruches 1. Das Dokument WO-A-02/057657 zeigt eine Schmiermittelpumpe
für eine
Zwischenachsanordnung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Nach
der Erfindung wird eine Zwischenachsdifferentialanordnung bereitgestellt,
welche folgendes aufweist:
eine erste Welle und eine zweite
Welle, welche um eine Längsachse
angeordnet sind;
ein Nebenrad, welches wenigstens teilweise
um die zweite Welle zur Ausführung
einer Drehbewegung mit derselben angeordnet ist;
eine Pumpe,
welche um die Längsachse
zwischen den ersten und den zweiten Wellen angeordnet ist, wobei
die Pumpe einen Pumpenkörper
umfasst, und der Pumpenkörper
eine erste Öffnung
und eine zweite Öffnung
bildet und ferner eine bogenförmig
gekrümmte
Ausnehmung in einer radial äußeren Fläche bildet;
und
einen Bolzen, welcher in der Ausnehmung aufgenommen ist,
und welche sich dadurch auszeichnet, dass
in Abhängigkeit
von der Drehbewegung der zweiten Welle in eine erste Richtung relativ
zu der ersten Welle und die erste Öffnung eine Einlassposition
und die zweite Öffnung
eine Auslassposition einnehmen, und dass in Abhängigkeit von der Drehbewegung
der zweiten Welle in eine zweite Richtung relativ zu der ersten
Welle die erste Öffnung
eine Auslassposition und die zweite Öffnung eine Einlassposition
derart einnehmen, dass die Pumpe reversibel ist und eine undirektionale
Strömung
in jeder Richtung der ersten Welle liefert;
die ersten und
die zweiten Wellen die Eingangswelle und eine der Ausgangswellen
der Anordnung sind;
die Pumpe Schmiermittel auf die Lager der
Eingangs- und Ausgangswellen und das Nebenrad in Abhängigkeit
von und proportional zu der Differentialdrehung zwischen den Eingangs-
und Ausgangswellen richtet;
die ersten und die zweiten Öffnungen
asymmetrisch ausgebildet sind; und
der Bolzen sich radial von
dem Nebenrad nach innen erstreckt.
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Die
vorliegende Erfindung schafft Abhilfe für die Schwierigkeiten beim
Stand der Technik. Die Erfindung stellt eine Zwischenachsdifferentialanordnung
bereit, welche eine speziell ausgelegte Schmiermittelpumpe hat.
Die Schmiermittelpumpe ist antriebsgekoppelt mit den beiden sich
differentiell drehenden Teilen bzw. Elementen der Differentialanordnung
und liefert daher Schmiermittel nur dann, wenn eine Differentialwirkung
vorhanden ist. Die Hydraulikpumpe liefert einen volumetrischen Schmiermittelstrom,
welcher sich direkt in Abhängigkeit
von der relativen (oder differentialen) Drehgeschwindigkeit bzw.
Drehzahl der sich drehenden Teile ändert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform nach
der Erfindung weist die Zwischenachsdifferentialanordnung eine Eingangswelle,
eine Ausgangswelle, welche koaxial bezüglich einander angeordnet sind,
ein Differentialgetriebe und eine zugeordnete Schmiermittelpumpe
auf, welche zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen angeordnet
ist. Die Schmiermittelpumpe ist nur für den Zweck vorgesehen, das
Wellenlager und das Zwischenachsdifferentialgetriebe zu schmieren,
und zwar nur im Bedarfsfall, d.h. die Pumpe erzeugt einen Schmiermittelstrom
nur während
der Differentialwirkung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle
und mit einer Strömungsgeschwindigkeit
proportional zu der Geschwindigkeitsdifferenz.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform nach
der Erfindung ist die Pumpe eine Gerotor-Pumpe und das Differential
ist von der Kegelradbauart. Jedoch kommen auch andere Bauarten von
Pumpen, wie Zahnradpumpen oder Flügelpumpen, in Betracht sowie
andere Bauarten von Differentialen, wie eine Stirnradbauart. Die
Schmiermittelpumpe umfasst einen Rotor, der durch die Eingangswelle
angetrieben wird, und ein Gehäuse,
welches mit einem Nebenrad gekoppelt ist, welches mit der Ausgangswelle
antriebsverbunden ist. Alternativ ist das Pumpengehäuse direkt
mit der Ausgangswelle gekoppelt. Das Gehäuse bildet erste und zweite Öffnungen
und bildet ferner eine bogenförmig
gekrümmte
Ausnehmung in einer radial äußeren Fläche. Ein
Bolzen erstreckt sich radial von dem Nebenrad nach innen und ist
in der Ausnehmung aufgenommen. Die Ausnehmung arbeitet mit dem Bolzen
zusammen, um eine Drehbewegung der gesamten Pumpe zu gestatten, wodurch
die Pumpe reversibel betreibbar ist. In Abhängigkeit von der Drehbewegung
der Ausgangswelle in eine erste Richtung relativ zu der Eingangswelle nimmt
die erste Öffnung
eine Einlassposition und die zweite Öffnung eine Auslassposition
ein. In Abhängigkeit
von der Drehbewegung der Ausgangswelle in eine zweite Richtung relativ
zu der Eingangswelle nimmt die erste Öffnung die Auslassposition
und die zweite Öffnung
die Einlassposition ein. Ein durch die Schmiermittelpumpe erzeugter Ölstrom wird
den Wellenlagern und dem Zwischenachsdifferentialgetriebe über eine
Strecke bzw. einen Kanal zugeführt, welche
in kommunizierender Verbindung mit Durchgängen in den Eingangs- und Ausgangswellen
ist, wodurch Schmiermittel den Lagern für diese Wellen und zur Schmierung
der Zwischenachsdifferentialanordnung zugeführt wird.
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Die
Zwischenachsdifferentialanordnung nach der Erfindung umfasst daher
eine speziell ausgelegte Schmiermittelpumpe, welche kompakt zwischen
den Eingangs- und Ausgangswellen angeordnet ist, und die die Differentialanordnungskomponenten
im Bedarfsfall schmiert, wodurch man ein verbessertes Leistungsvermögen und
einen geringeren Kraftstoffverbrauch erhält.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung. Darin gilt:
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1 ist
eine Längsschnittansicht
eines Tandemachs-Verteilergetriebes,
welches ein Zwischenachsdifferential umfasst;
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2 ist
eine Längsschnittansicht
des Zwischenachsdifferentials;
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3 und 4 sind
perspektivische Ansichten einer Schmiermittelpumpe zum Einsatz bei der
Zwischenachsdifferentialanordnung.
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5 ist
eine Längsschnittansicht
eines Teils des Zwischenachsdifferentials einschließlich der
Schmiermittelpumpe nach den 3 und 4.
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6 und 7 sind
Vorderansichten zur Verdeutlichung der Schmiermittelpumpe nach den 3 und 4 in
zwei unterschiedlichen Winkelpositionen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN NACH DER ERFINDUNG
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist eine Zwischenachsdifferentialanordnung 10 nach
der Erfindung in einem Gehäuse 4 eines
Tandemachs-Verteilergetriebes
angeordnet, welches insgesamt mit 2 bezeichnet ist. Das
Gehäuse 4 ist üblicherweise
mit einem Schmiermittelvorrat, wie einem Schmieröl, versehen.
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Die
Zwischenachsdifferentialanordnung 10 gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform nach
der Erfindung, welche detailliert in 2 gezeigt
ist, weist eine Eingangswelle 14 auf, welche in einer Lageranordnung
drehbar gelagert ist, welche insgesamt mit 16 bezeichnet
ist. Ferner weist sie einen Ausgleichsstern 32 auf, welcher
mit der Eingangswelle 14 antriebsverbunden ist und mit
einer Mehrzahl von Planetenrädern 34 versehen
ist, die drehbeweglich an diesem gelagert sind. Ferner sind ein
erstes Nebenrad 20 und ein zweites Nebenrad 44 vorgesehen,
welche in Kämmeingriff
mit den Planetenrädern 34 sind.
Eine Ausgangswelle 30 ist antriebsverbunden mit dem ersten
Nebenrad 20, und eine spezifische Schmiermittelpumpe 50 ist
zwischen der Eingangswelle 14 und der Ausgangswelle 30 angeordnet
und dient nur zu dem Zweck, Komponenten der Zwischenachsdifferentialanordnung 10 während der
Differentialwirkung zwischen der Eingangswelle 14 und der
Ausgangswelle 30 zu schmieren.
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Die
Eingangswelle 14 ist in einer Lageranordnung drehbar gelagert,
welche insgesamt mit 16 bezeichnet ist, und an der Eingangswelle 14 ist
ein Joch 18 angebracht, welches derart beschaffen und ausgelegt
ist, dass es ein Drehmoment von einem Fahrzeugantriebsstrang (nicht
gezeigt) aufnimmt. Der Ausgleichsstern 32 ist in Antriebseingriff
mit der Eingangswelle 14 mit Hilfe von geeigneten Mitteln, vorzugsweise
mittels einer Keilverbindung 36. Somit wird das Eingangsdrehmoment
direkt auf den Ausgleichsstern 32 übertragen. Bei den meisten
Anwendungsfällen
beläuft
sich die Anzahl der Planetenräder 34 bzw.
Zahnräder 34 auf
vier, aber die Zahl kann sich auch auf zwei und mehr als vier belaufen,
obgleich bei den meisten praktischen Anwendungsfällen gegebenenfalls nicht mehr
als sechs Antriebsräder
bzw. Nebenräder
vorhanden sind.
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Das
erste Nebenrad 20 ist in einer zweiten Lageranordnung gelagert,
welche insgesamt mit 22 bezeichnet ist, und ein Führungsabschnitt 24 der
Eingangswelle 14 mit vermindertem Durchmesser ist darin
gelagert. Das erste Nebenrad 20 umfasst einen Flanschabschnitt 26,
welcher integral mit einem Hülsenabschnitt 28 ausgebildet
ist. Der Flanschabschnitt 26 ist mit einer Mehrzahl von
Nebenzahnradzähnen 27 versehen,
welche auf diesem ausgebildet sind und welche in Kämmeingriff
mit den Planetenrädern 34 sind.
Der Hülsenabschnitt 28 des
ersten Nebenrades 20 ist antriebsverbunden mit der Ausgangswelle 30.
Ein äußeres Ende
der Ausgangswelle 340 ist derart beschaffen und ausgelegt,
dass es mit einer Hinterradantriebsachse (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs
verbunden werden kann.
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Das
zweite Nebenrad 44 ist mittels eines Hülsenlagers oder einer Buchse 48 drehbeweglich an
der Eingangswelle 14 zur Ausführung einer Drehbewegung auf
derselben angeordnet. Natürlich
können
auch andere geeignete Bauarten von Lager, wie Nadellager, eingesetzt
werden. Das zweite Nebenrad 44 hat eine Mehrzahl von Zahnradzähnen 46,
welche mit den Planetenrädern 34 zusammenarbeiten.
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Eine
Schmiermittelpumpe 50 ist zwischen der Eingangswelle 14 und
der Ausgangswelle 30 des Zwischenachsdifferentials 10 innerhalb
des Hülsenabschnitts 28 des
ersten Nebenrads 20 angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist die Schmiermittelpumpe 50 eine Gerotor-Pumpe.
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Unter
Bezugnahme auf die 3 bis 5 wird die
Schmiermittelpumpe 50 beschrieben. Die Pumpe 50 dient
dazu, Komponenten der Zwischenachsdifferentialanordnung 10 während der
Differentialwirkung zwischen der Eingangswelle 14 und der Ausgangswelle 30 zu
schmieren. Die Pumpe 50 kann eine Gerotor-Pumpe aufweisen
und kann einen Rotor 352, ein Laufrad 354, eine
Abdeckplatte 355, eine Einrichtung, wie eine Feder 357,
zur Vorbelastung der Platte 355 in Richtung des Rotors 352 und
des Laufrades 354, einen Schnappring 359, eine
Blattfeder 361 und einen Körper 356 oder ein
Gehäuse
aufweisen.
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Der
Rotor 352 und das Laufrad 354 sind vorgesehen,
um einen Fluiddruck in der Pumpe 50 zu erzeugen, womit
das Schmiermittel zu den Lagerflächen
des Zwischenachsdifferentials 10 gefördert werden kann. Der Rotor 352 und
das Laufrad 354 sind von üblicher Bauart. Der Rotor 352 umfasst
eine Mehrzahl von radial nach außen verlaufenden Zähnen (nicht
gezeigt), während
das Laufrad 354 eine Mehrzahl von radial nach innen verlaufenden
Zähnen (nicht
gezeigt) aufweist, welche in Kämmeingriff
mit den Zähnen
des Rotors 352 sind. Wie bei einer üblichen Gerotor-Pumpe hat der
Rotor 352 einen Zahn weniger als das Laufrad 354,
und der Rotor 352 kann exzentrisch relativ zu dem Laufrad 354 angeordnet sein.
Der Rotor 352 ist mit der Eingangswelle 14 über eine
Rotorwelle 58 antriebsverbunden. Eine relative Drehbewegung
des Rotors 352 relativ zum Laufrad 354 – in Abhängigkeit
von der relativen Drehbewegung der Eingangswelle 14 und
der Ausgangswelle 30 – erzeugt
eine Reihe von Kammern von variablen Volumina innerhalb der Pumpe 50,
was dazu führt, dass
ein Fluiddruck aufgebaut wird und das Schmiermittel gepumpt wird.
Der volumetrische Schmiermittelstrom, der durch die Pumpe 50 erzeugt
wird, ändert
sich direkt proportional zu der Drehzahldifferenz bzw. Drehgeschwindigkeitsdifferenz
der Eingangs- und Ausgangswellen 14, 30.
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Eine
Abdeckplatte 355 ist vorgesehen, um die anderen Komponenten
der Pumpe 50 zu lagern und zu positionieren, und um selektiv
einen Schmiermitteldurchgang innerhalb der Pumpe 50 zu
gestatten. Die Platte 355 ist um die Rotorwelle 58 in
einem axialen Ende derselben angeordnet. Die Platte 355 ist
ringförmig
ausgebildet und hat einen Abschnitt 363 mit einem ersten
Durchmesser und einen Abschnitt 367 mit einem zweiten größeren Durchmesser
näher zum
Rotor 352 und dem Laufrad 354. Die Abschnitte 363, 367 bilden
dazwischen eine Schulter 369.
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Die
Feder 357 belastet die Platte 355 in Richtung
des Rotors 352 und des Laufrades 354 vor. Die Feder 357 ist
von üblicher
Bauart und es kann sich um eine Wellenfeder handeln. Die Feder 357 ist
zwischen dem Schnappring 359 und der Schulter 369 der
Abdeckplatte 355 angeordnet. Wenn der Druck nahe der Pumpe 50 ansteigt, überwindet
der Druck die Vorbelastungskraft der Feder 357, wodurch
bewirkt wird, dass die Platte 355 sich in einer Richtung von
dem Rotor 352 und dem Laufrad 354 weg bewegt,
so dass Schmiermittel durchgehen kann.
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Der
Schnappring 359 ist vorgesehen, um die axiale Position
der anderen Komponenten der Pumpe 50 beizubehalten. Der
Schnappring 359 ist von üblicher Bauart und erstreckt
sich in eine radial nach außen
verlaufende Ausnehmung bzw. Nut 371 im Pumpenkörper 356.
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Eine
Blattfeder 361 stellt ein Drehmoment zwischen dem Laufrad 354 und
dem Pumpenkörper 356 bereit,
um einen Umkehrbetrieb des Pumpenkörpers 356 bei einer Änderung
der Richtung der Differentialdrehbewegung zwischen der Eingangswelle 14 und
der Ausgangswelle 30 sicherzustellen. Die Feder 361 ist
zwischen dem Laufrad 354 und dem Pumpenkörper 356 angeordnet.
Wenn die Pumpe 50 arbeitet, wird die Feder 361 von
dem Kontakt mit dem Laufrad 354 infolge der hydrodynamischen
Wirkung zwischen dem Laufrad 354 und der Feder 361 angehoben.
Wenn die Pumpe 50 anhält
oder ihr Betrieb umgekehrt wird, tritt die hydrodynamische Wirkung nicht
mehr auf und die Feder 361 arbeitet mit dem Laufrad 354 zusammen,
um eine Reibung zu erzeugen, die notwendig ist, dass eine Umkehrbewegung des
Pumpenkörpers 356 sichergestellt
wird.
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Der
Pumpenkörper 356 ist
vorgesehen, um die Komponenten der Pumpe 50 aufzunehmen,
eine Leitung für
die Schmiermittelführung
zu bilden und nach der Erfindung einen Umkehrbetrieb der Pumpe 50 zu
ermöglichen.
Der Körper 356 ist
im Allgemeinen kreisförmig
ausgestaltet und hat einen äußeren Durchmesser,
dessen Abmessungen entsprechend dem Innendurchmesser gemessen ist,
welcher von dem Hülsenabschnitt 28 des
Nebenrades 20 gebildet wird. Es ist noch zu erwähnen, dass
das Nebenrad 20 mit der Ausgangswelle 30 gekoppelt
werden kann oder integral mit der Ausgangswelle 30 ausgeführt sein
kann. Der Körper 356 bildet
erste und zweite Öffnungen 360, 362,
welche diametral einander gegenüberliegend
angeordnet sein können.
Wie in 5 gezeigt ist, ist die Öffnung 360 in kommunizierender Fluidverbindung
mit einem Einlassdurchgang 76, welcher in einem Differentiallagerträger 75 vorgesehen
ist, und zwar über
einen Einlass für
den Durchgang 78 in dem Hülsenabschnitt 28 des
Nebenrads 20. Wie nachstehend näher beschrieben wird, kann jedoch
der Pumpenkörper 356 sich
innerhalb des Hülsenabschnittes 28 derart
drehen, dass die Öffnung 362 in
kommunizierender Fluidverbindung mit dem Einlassdurchgang 76 über den
quer verlaufenden Durchgang 78 steht.
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Nach
der Erfindung bildet der Körper 356 eine
bogenförmig
gekrümmte
Ausnehmung 365 in einer radial äußeren Fläche des Körpers 356. Bei der dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
liegt die Ausnehmung 365 an einem Längsende des Pumpenkörpers 356.
Es sollte jedoch erwähnt
werden, dass die Ausnehmung 365 irgendwo längs der Längserstreckung
des Körpers
angeordnet sein kann. Die Ausnehmung 365 erstreckt sich über einen Winkelumfang
von etwa einhundertachtzig Grad (180°). Die Ausnehmung 365 ist
derart ausgestaltet, dass sie einen Bolzen 364 aufnimmt,
welcher sich radial von dem Hülsenabschnitt 28 des
Nebenrades 20 nach innen erstreckt.
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Unter
Bezugnahme auf die 6 und 7 arbeiten
die Ausnehmungen 356 und der Bolzen 364 derart
zusammen, dass ermöglicht
wird, dass der Pumpenkörper 356 sich
um 180° relativ
zu dem Nebenrad 20 in Abhängigkeit von der relativen
Drehrichtung der Ausgangswelle 30 und der Eingangswelle 40 dreht
und hierdurch eine Umkehrfunktion für die Pumpe 50 bereitgestellt
wird. Wenn wie in 6 gezeigt ist, die relative
Drehbewegung zwischen der Ausgangswelle 30 und der Eingangswelle 14 in
eine erste Richtung erfolgt, dreht sich der Pumpenkörper 356 in
Gegenuhrzeigerrichtung, bis ein erstes Ende der Ausnehmung 365 den
Bolzen 364 berührt.
In dieser Position nimmt die Öffnung 360 die
Einlassposition ein, über
welche Schmiermittel in den Pumpenkörper 356 eintritt,
und die Öffnung 362 nimmt
eine Auslassposition ein, durch welche Schmiermittel den Pumpenkörper 356 verlässt. Wenn
unter Bezugnahme auf 7 eine relative Drehbewegung
zwischen der Ausgangswelle 30 und der Eingangswelle 14 in einer
zweiten Richtung auftritt, dreht sich der Pumpenkörper 356 in
Uhrzeigerrichtung, bis ein zweites Ende der Ausnehmung 365 in
Kontakt mit dem Bolzen 364 kommt. In dieser Position nimmt
die Öffnung 360 die
Auslassposition und die Öffnung 362 die
Einlassposition ein. Somit ermöglichen
die Drehbewegungen des Pumpenkörpers 356 und
der Öffnungen 360, 362,
dass die Pumpe 50 einen unidirektionalen Strom des Schmiermittels
unabhängig
von der Drehrichtung des Rotors 352 liefert.
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Wiederum
Bezug nehmend auf 2 strömt das unter Druck stehende
Schmiermittel von der Auslassöffnung
der Schmiermittelpumpe 50 (der zweiten Öffnung 362 in 5) über eine
Strecke der Fluiddurchgänge
einschließlich
eines Durchganges 70, welcher in der Eingangswelle 14 vorgesehen
ist, um die Komponenten des Zwischenachsdifferentials 10 über eine
Anzahl von in Drehrichtung verlaufenden Durchgängen, wie einem Querdurchgang 72 zur Schmierung
des Hülsenlagers 48 zu
schmieren. Zusätzlich
kann die Zwischenachsdifferentialanordnung 10 zusätzliche
Schmiermittelfördereinrichtungen,
wie eine Spritzumlenkung und Abgabekanäle (nicht gezeigt) haben.
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Die
Einlassöffnung 360 der
Pumpe 50 steht in kommunizierender Fluidverbindung mit
einem Einlassdurchgang 76, welcher in dem Differentiallagerträger 75 vorgesehen
ist, und zwar über
einen Einlassquerdurchgang 78 in dem Hülsenabschnitt 28 des ersten
Nebenrades 20 zwischen den Dichtringen 80. Wie
alternativ in einem unteren Teil von 5 verdeutlicht
ist, kann ein Paar von ringförmigen
Lippendichtungen 80' vorgesehen
werden, um den Einlassdurchgang 76 abzudichten. Der Einlassdurchgang 76 ist
seinerseits in kommunizierender Fluidverbindung mit der Schmiermittelzufuhr
in das Gehäuse 4 des Tandemachs-Verteilergetriebes 2,
und es kann ein Rückschlagventil
(nicht gezeigt) oder ein höher
gelegener Ölvorratsraum
(nicht gezeigt) vorgesehen sein, um das Anlaufen der Pumpe zu unterstützen.
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Ein
Zwischenachsdifferential 10, welches eine Pumpe 50 nach
der Erfindung enthält,
bietet einige Vorteile gegenüber üblichen
Einrichtungen. Zum einen braucht die Pumpe 50 keinen gesonderten
Umkehrring oder keine gesonderte Steuerplatte. Als Folge hiervon
kann die Pumpe 50 kompakter ausgelegt werden, was im Hinblick
auf die beschränkten
Platzverhältnisse
wichtig ist, bei denen die Pumpe 50 eingesetzt werden muss.
Zum anderen sind die Öffnungen 360, 362 asymmetrisch,
wie dies in den 6 und 7 gezeigt
ist. Bei üblichen
Einrichtungen, welche einen Umkehrring oder eine Steuerplatte enthalten,
müssen
die Öffnungen
der Pumpe symmetrisch um die Längsachse
der Pumpe angeordnet sein. Insbesondere ändert ein Umkehrring die Exzentrizität der Pumpe,
veränderz
aber nicht die Position der Öffnungen.
Eine Steuerplatte behält
die Exzentrizität
der Pumpe bei, aber es ändern
sich die Lagen der Öffnungen.
In jedem Fall müssen
die Öffnungen symmetrisch
angeordnet sein, um einen Fluidstrom in Gegenrichtung zu fördern, und
das Ende der Öffnungen
an der geschlossenen Kämmseite
der Gerotor-Pumpe muss den gleichen Abstand wie das Ende der Öffnungen
auf der offenen Kämmseite
der Pumpe haben, um interne Leckverluste während der Umkehrung der Pumpe
zu vermeiden. Wenn man den Abstand auf der geschlossenen Kämmseite
der Pumpe größer wählt, um
diesen an den Abstand auf der offenen Kämmseite der Pumpe anzupassen, führt es jedoch
dazu, dass hierbei ein Volumen eingeschlossen wird, wodurch der
Wirkungsgrad der Pumpe herabgesetzt und der Betriebsdruck begrenzt wird.
Bei der Erfindung dreht sich die gesamte Pumpe – einschließlich der Öffnungen 360, 362.
Dadurch können
die Öffnungen
asymmetrisch sein, wobei der Abstand zwischen den Enden der Öffnungen
auf der geschlossenen Kämmseite
typischerweise kleiner als der Abstand zwischen den Enden der Öffnungen auf
der offenen Kämmseite
der Pumpe ist.
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Somit
erhält
man dank der neuartigen Auslegung der Zwischenachsdifferentialanordnung
nach der Erfindung eine spezifisch ausgelegte Schmiermittelpumpe,
die kompakt angeordnet werden kann, effektiv arbeiten kann und eine
mit geringen Kosten verbundene Schmierung der Komponenten der Zwischenachsdifferentialanordnung
nur im Bedarfsfall gestattet. Die vorliegende Auslegung der Zwischenachsdifferentialanordnung vermindert
beträchtlich die
Blindleistungsverluste, die in Verbindung mit dem Betreiben von
Schmiermittelpumpen bisher vorhanden waren.
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Die
vorstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung
dient lediglich zu Illustrationszwecken im Sinne der Patentbestimmungen.
Diese Ausführungen
sind weder abschließend
noch beschränken
sie die Erfindung auf die genauen Ausgestaltungsformen, welche dort
gezeigt sind. Selbstverständlich
sind Modifikationen oder Änderungen
im Rahmen der vorliegenden technischen Lehre zum Handeln möglich. Die
vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen wurden gewählt, um
die Prinzipien der Erfindung und die praktische Anwendung besser
zu verdeutlichen, so dass zahlreiche Abänderungen und Modifikationen
zugelassen sind, welche im Bedarfsfall in Betracht gezogen werden,
welche unter den Schutzgegenstand der vorliegenden Erfindung fallen.
Daher können Änderungen
vorgenommen werden, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung verlassen wird,
welcher durch die anliegenden Ansprüche bestimmt wird.