DE69319368T2

DE69319368T2 - Schmiersystem für ein Doppelachsaggregat

Info

Publication number: DE69319368T2
Application number: DE69319368T
Authority: DE
Inventors: Kevin Michael Detroit Michigan 48239 Swenskowski; Richard Karol Muskegon Michigan 49441 Szymanski
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: KR930021916A; JP2004000003U; MX9302236A; ES2118850T3; CA2093364A1; EP0566013A1; AU3564493A; AR247786A1; US5161644A; DE69319368D1; EP0566013B1; KR100243889B1; CN1080245A; JPH0681928A; AU656502B2; ZA932620B; CN1065602C; TR26755A; CA2093364C; BR9300958A

Description

Einleitung

Gegenstand der Erfindung ist allgemein ein System zum Schmieren eines vorderen Lagerelements einer Eingangswelle einer Fahrzeugtandemachsanordnung und insbesondere ein System, das Schmierfluid auf eine wirksame Weise zu dem vorderen Lagerglied einer Fahrzeugtandemachsanordnung leiten kann, wenn das Fahrzeug eine Steigung bergauf fährt.

Hintergrund der Erfindung

Tandemachsen werden seit vielen Jahren in größeren LKWs als Mittel zur Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle des Motors auf aufeinanderfolgende oder Tandemachsen des Lastkraftwagens benutzt.
Beispiele solcher Tandemachsen sind den US-Patenten 3 771 622, 4 754 847 und 4 050 534 zu entnehmen, deren letzteres auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung überschrieben ist.
Ein spezielles Schmiersystem für Verbrennungsmotoren ist der FA-A-386 444 zu entnehmen, die ein Kurbelwellengehäuse eines vierzylindrigen Verbrennungsmotors offenbart. Das Kurbelwellengehäuse ist durch drei Zwischenwände in vier Abteilungen unterteilt. In den Wänden des Kurbelwellengehäuses sind fünf Lager für die Kurbelwelle ausgebildet. Die Kurbelwelle weist Kurbelarme auf, die in das Öl tauchen, das in dem Gehäuse vorhanden ist und durch dieses laufen, wobei sie Öl gegen die Wand des Kurbelgehäuses werfen. An der inneren Wand des Gehäuses sind Kanäle zum Auffangen des Spritzöls angeordnet. Der Kanal erstreckt sich jeweils entlang der Gehäusewand mit einer Neigung von ungefähr 15 Grad und endet an dem Einbauort eines der Lager.
Tandemachsen sind jedoch, wie erwartet werden kann, komplizierte Mechanismen mit vielen drehenden Komponenten, die Schmierung erfordern, um die Reibung und den Verschleiß zwischen in Eingriff stehenden Komponenten, wie beispielsweise Zahnrädern sowie Lagerelementen, zu vermindern.
Hierzu bildet ein Fluidreservoir, das in der Kammer enthalten ist, in der das Tellerrad angeordnet ist, das das Drehmoment auf die Achse überträgt, die Schmierfluidquelle.
In der Vergangenheit war es üblich, entweder spezielle Pumpzahnräder vorzusehen oder die Zahnräder der Achsanordnung, beispielsweise das Tellerrad für die Durchführung der zusätzlichen Aufgabe, Schmierfluid unter Druck zu fördern, heranzuziehen, um die vorderen Komponenten, wie beispielsweise die Differentialzahnradanordnung oder Leistungsteiler der Achsanordnung, zu schmieren, wie nachstehend beschrieben wird, oder das Schmiermittel aufzusammeln, wie beispielsweise durch Spritzen in einen Trog mit offenem Ende in der Gehäusewand, der dazu dient, Schmiermittel in Vorwärtsrichtung zu leiten, um die vorderen Komponenten der Tandemachsanordnung zu schmieren. Beispiele solcher Tröge sind dem US-Patent Nr. 3 371 622, auf das verwiesen wird, und dem US-Patent Nr. 4 612 818 zu entnehmen.
In wenigstens einem Fall ist es bekannt geworden, bei gewissen Tandemachsanordnungen, die von der Rockwell International Corporation hergestellt werden, Schmierfluid von der Differentialzahnradanordnung zu dem vorderen Lagerelement zu leiten, das die Eingangswelle drehbar lagert, jedoch sind solche Tröge oder Rinnen im Wesentlichen horizontal orientiert angeordnet und sie sind außerdem nicht in einer Vertikalposition angeordnet worden, die die Lieferung des Schmierfluids direkt zu der Mittellinie des vorderen Lagerelements gestattet.
Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile, indem in der Tandemachsgehäusewand ein offenseitiger Trog vorgesehen wird, der von der Differentialzahnradanordnung zu der Mittellinie des vorderen Lagerelements abfällt, so dass er in der Lage ist, Schmierfluid zu dem vorderen Lagerelement zu leiten, wenn das Fahrzeug einen Anstieg hinauffährt, so dass es nicht von diesem unter der Wirkung der Schwerkraft zurückfließt, was speziell von Bedeutung ist, wenn das Fahrzeug schwer beladen ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert, wobei der Oberbegriff dieses Anspruchs auf der US-A-4 754 847 beruht. Bevorzugte Ausführungsformen sind in abhängigen Ansprüchen definiert.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein System zu schaffen, das Schmierfluid zu dem Lagerelement der vorderen Eingangswelle einer Fahrzeugtandemachsanordnung leitet.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung liegt in einem System, das Schmierfluid zu der Mittellinie des Lagerelements der vorderen Eingangswelle einer Fahrzeugtandemachsanordnung leitet.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung liegt darin, ein System zu schaffen, das das Hinleiten von Schmierfluid zu dem Lagerelement der vorderen Eingangswelle einer Tande machsanordnung bewirkt, während das Fahrzeug einen Anstieg hinauf fährt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine zentrale Querschnittsansicht einer Fahrzeugtandemachsanordnung 100 mit dem erfindungsgemäßen Schmierfluidleitungssystem;
Fig. 2 ist eine zentrale Querschnittsansicht des Gehäuses der Tandemachsanordnung nach Fig. 1, wobei die meisten inneren Komponenten der Anordnung weggelassen sind; und
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Trogs 40 in der Gehäusewand nach Fig. 2, geschnitten entlang der Schnittlinie 3-3.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Eine Tandemachsanordnung 100 nach Fig. 1 weist eine Eingangswelle 6 auf, die durch ein vorderes Lagerelement 26 drehbar gelagert ist. Die Eingangswelle 6 weist an ihren Enden eine Kardangelenkverbindung 10 auf, die dazu verwendet wird, die Eingangswelle 6 an der (nicht veranschaulichten) Abtriebswelle zu sichern, die von dem Fahrzeugmotor drehend angetrieben wird.
In im Wesentlichen fluchtender Ausrichtung zu dem gegenüberliegenden Ende der Eingangswelle 6 ist eine Ausgangswelle 8 drehbar gelagert und dreht mit ihr synchron, wenn die Eingangswelle 6 von der Abtriebswelle des Motors angetrieben wird. Die Ausgangswelle 8 weist an ihrem gegenüberliegenden Ende eine Gelenkverbindung 12 zur Verbindung mit einer Eingangswelle auf, die eine nachfolgende oder Tandemachse des Fahrzeugs antreibt.
Von der Eingangswelle 6 wird eine Differentialzahnradanordnung oder ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 14 bezeichneter Leistungsteiler drehend angetrieben und bewirkt über ein Zahnrad 5 den Antrieb des Transferzahnrads 16, das an einem drehbaren Wellenzapfen 18 gesichert ist. An einem entgegengesetzten Ende des Wellenzapfens 18 ist ein Ritzel 20 gesichert und weist Zähne auf, die mit Zähnen eines Tellerrads 22 kämmen, das dazu dient, Drehmoment auf die mit 24 bezeichnete Fahrzeugantriebsachse zu übertragen. Die Funktion einer solchen Tandemachsanordnung, wie sie mit der Bezugszahl 100 bezeichnet ist, ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird deshalb hier nicht näher beschrieben.
Obwohl in den Figuren eine einzige Bezugszahl 15 dazu benutzt wird, die Gehäusewand zu bezeichnen, die die unterschiedlichen Komponenten der Tandemachsanordnung 100 einschließt, enthält eine solche Gehäusewand die unterschiedlichen Abschnitte und Abdeckplatten, die gemeinsam aneinander gesichert sind, um das gesamte Gehäuse zu bilden, das in Fig. 2 im Querschnitt veranschaulicht und allgemein mit 15 bezeichnet ist.
Die Gehäusewand 15 schließt eine erste mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Kammer ein, die das Tellerrad 22 und an ihrem Boden ein erstes Reservoir 28 für Schmierfluid aufweist, das in der Schmieranordnung 100 benutzt wird und in das ein unterer Abschnitt des vorstehend genannten Tellerrads 22 eingetaucht ist.
Eine zweite Kammer 2, die auf einen Teil das gesamte Differentialzahnrad der Differentialzahnradanordnung 14 enthält, ist in dem Gehäuse 15 vor der Mitte der Kammer 1 angeordnet und von dieser durch eine erste Trennwand 30 getrennt. An dem Boden der Kammer 2 ist ein zweites Reservoir 32 für Schmierfluid vorhanden, das in der Anordnung 100 benutzt wird.
In dem Gehäuse 15 ist vor der Kammer 2 eine dritte Kammer 3 angeordnet und von dieser durch eine zweite Trennwand 34 getrennt. Die Kammer 3 enthält das Differentialzahnrad 5. Am Boden der Kammer 3 kann ein drittes Reservoir 36 für das in der Anordnung 100 verwendete Schmierfluid gefunden werden.
In dem Gehäuse 5 ist vor der Kammer 3 eine vierte mit der Bezugszahl 4 bezeichnete Kammer angeordnet. Die Kammer 4 steht mit der Kammer 3 in Fluidverbindung und enthält ein vorderes Lagerelement 26, das die Eingangswelle 6 drehbar lagert.
Obwohl es, wie vorstehend beschrieben, bekannt ist, ein Tellerrad 22 dazu zu benutzen, Schmierfluid aus dem Reservoir 28 der Kammer 1, beispielsweise durch Spritzen und Auffangen des Fluids, in einem offenseitigen Trog in der Gehäusewand der Achsanordnung nach oben zu fördern, der dazu genutzt wird, das Fluid nach vorne zu dem vorderen Lagerelement zu fördern, ist ein solcher Trog oder sind solche Tröge hierzu horizontal angeordnet worden und somit ineffektiv bei der Fortleitung des Schmierfluids nach vorn, wenn das Fahrzeug bergauf fährt, weil die Schwerkraft das Schmierfluid nach hinten und von dem vorderen Lagerelement wegzieht.
Die vorstehend beschriebenen Nachteile solcher seitlich offenen horizontalen Tröge werden dadurch überwunden, dass in der Gehäusewand ein erster seitlich offener Trog 38 vorgesehen wird, der in die Kammer 2 schaut und der im Wesentlichen parallel zu der Eingangswelle 6 oder im Wesentlichen horizontal angeordnet ist, wenn das Fahrzeug mit Achsanordnung 100 selbst im Wesentlichen horizontal ist. Der Trog 38 erstreckt sich durch die Kammer 2 nach vorn zu der Öffnung 9 durch die zweite Trennwand 34 und steht in Fluidverbindung mit einem zweiten seitlich offenen Trog in der Gehäusewand, dessen offene Seite in die Kammer 3 schaut und sich durch diese nach vorn und nach unten in die Kammer 4 erstreckt und an der Mittellinie des Lagerelements 26 endet, das mit dem Buchstaben "C" bezeichnet ist.
Der in Fig. 2 mit dem Buchstaben "x" bezeichnete Gefällewinkel des Trogs 40 ist so festgelegt, dass es dem Schmierfluid gestattet ist, unter der Wirkung der Schwerkraft nach vorn zu der Mittellinie des Lagerelements 26 zu fließen, wenn das Fahrzeug eine Steigung mit einem Anstieg von beispielsweise ungefähr 15º zur Horizontalen hinauffährt, was einen Winkel "x" mit einem Gefälle von ungefähr 15º zur Horizontalen ergibt.
Das Schmierfluid wird von dem Reservoir 32 durch die Differentialzahnradanordnung 14 nach oben gefördert und in dem Trog 38 abgelagert, wenn die Anordnung 14 gedreht wird und es kann außerdem aus dem Reservoir 36 durch das Transferzahnrad 16 und das Differentialzahnrad 5 in den Trog 40 nach oben gefördert werden, um das in dem Trog 38 aufgefangene Fluid zu ergänzen, wenn in dem Reservoir 36 Fluid vorhanden ist.
Im Betrieb fließt in dem Trog 38 vorhandenes Schmierfluid, wenn der Fahrzeugmotor läuft und das Fahrzeug fährt, durch die Öffnung 9 nach vorn und entlang des Trogs 40 nach unten und nach vorn zu der Mittellinie des Lagerelements 26, um dessen Schmierung zu bewirken, insbesondere wenn das Fahrzeug eine Steigung hinauffährt.
Wie in Fig. 3 veranschaulicht, wird die Fähigkeit des seitlich offenen Trogs 40 (und des Trogs 38) zum Auffangen des Schmierfluids durch die offene Seite erhöht, indem der Trog eine untere Lippe 42 aufweist, die sich in die Kammer hineinerstreckt und das Auffangen des Schmierfluids in den Trog 40 hinein verstärkt.

Claims

1. System zum Zuliefern von Schmierfluid zu einem vorderen Lagerglied (26), das eine drehbare Eingangswelle (16) in einer Tandemachsanordnung (100) eines Fahrzeugs drehbar lagert,

wobei die Achsanordnung (100) ein Gehäuse (15) aufweist:

mit einer ersten Kammer (1), die ein drehbares Tellerrad (22) enthält, das mit einer Achse der Tandemachsanordnung (100) betriebsmäßig verbunden ist, wobei sein unterer Abschnitt in ein erstes Reservoir (28) des Schmierfluids eingetaucht ist,

mit einer zweiten Kammer (2) vor der Mitte der ersten Kammer (1) und von dieser durch eine erste Trennwand (30) getrennt, wobei die zweite Kammer (2) eine drehbare Differentialeinrichtung (14) enthält,

wobei die Differentialeinrichtung (14) durch die Eingangswelle (6) angetrieben ist und wobei ihr unterer Abschnitt in ein zweites Reservoir (32) mit Schmierfluid eintaucht, wobei das Reservoir (32) von dem ersten Reservoir (28) getrennt ist und Schmiermittel aufnimmt, das von dem sich drehenden Tellerrad (22) wenigstens wenn sich dieses vorwärts dreht, abgeschleudert wird,

mit einer dritten Kammer (3), die vor der zweiten Kammer (2) angeordnet und von dieser durch eine zweite Trennwand (34) getrennt ist, wobei die dritte Kammer enthält:

ein Zahnrad (16), das von einem Zahnrad (5) der Differentialeinrichtung (14) angetrieben ist, die sich durch eine Öffnung (2) durch die zweite Trennwand (34) aus der zweiten Kammer (2) in die dritte Kammer hinein erstreckt,

wobei das Übertragungszahnrad (16) an einer drehbaren Welle (16) gesichert ist, an der ein Ritzel (20) gesichert ist, das das Tellerrad (23) in Abhängigkeit von einer Drehung des Übertragungszahnrads (16) antreibt,

mit einer vierten Kammer (4) vor der dritten Kammer (3),

wobei die vierte Kammer (4) mit der dritten Kammer (3) in Fluidverbindung steht und wobei das vordere Lagerglied (26) in ihr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

dass das System eine erste seitlich offene trogartige Rinne (38) in der Gehäusewand (15) aufweist, wobei ihre offene Seite in die zweite Kammer (2) weist, und wobei sie sich über sie im Wesentlichen parallel zu der Eingangswelle (6) und nachfolgend durch eine Öffnung (9) durch die zweite Trennwand (34) erstreckt und in Fluidverbindung mit einer zweiten seitlich offenen Rinne (40) in der Gehäusewand (16/5) steht, deren offene Seite in die dritte Kammer (3) weist, und die sich mit einem festgelegten Gefälle (X) nach vorn und über sie nach unten in die vierte Kammer (4) erstreckt, und mit der Mitte des vorderen Lagerglieds (26) im Wesentlichen ausgerichtet endet, wobei die erste Rinne (38) dazu dient, darin zusammengeleitetes Schmierfluid zu sammeln, das von der Differentialanordnung aus dem zweiten Schmierfluidreservoir (2) in ihr abgelagert worden ist, und wobei das Gefälle der zweiten Rinne (40) so bemessen ist, dass es dem Schmierfluid ermöglicht, durch Schwerkraft abwärts zu fliessen, um das vordere Lager zu schmieren, während sich das Fahrzeug an einer Steigung befindet, als auch um Schmierfluid zu sammeln, das darin durch Drehung des Übertragungszahnrads (16) abgelagert ist.

2. System nach Anspruch 1, bei dem das Abwärtsgefälle (X) der zweiten Rinne ungefähr 15º gegen die Horizontale beträgt.

3. System nach Anspruch 1, bei dem wenigstens die zweite Rinne (40) eine untere Lippe (42) aufweist, die sich in die dritte Kammer (3) erstreckt und dazu dient, die aufgefangene Schmierfluidmenge in der zweiten Rinne (40) zu vergrößern.