MX2007003483A

MX2007003483A - Sistema de lubricacion mejorado para ensamblajes del eje de traccion.

Info

Publication number: MX2007003483A
Application number: MX2007003483A
Authority: MX
Inventors: Gary A Turner; Leo J Wenstrup
Original assignee: Dana Corp
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2008-10-30
Also published as: BRPI0517347A; EP1797354B1; US20060063633A1; ES2304017T3; DE602005005503T2; WO2006036238A1; CN101027507A; DE602005005503D1; BRPI0517347B1; US7178426B2; RU2007115061A; EP1797354A1; ATE389830T1; CN100478590C

Abstract

Un sistema de lubricación mejorado para los ensamblajes de ejes de tracción (10) es proporcionado para utilizarse con un colector (24) en relación con un tapón para filtro (26) para disminuir el nivel de lubricante dinámico en el ensamblaje del eje de tracción (10) y un filtro para contaminantes en el cárter del lubricante (36). El colector (24) es fijado al cubre-placa (14) unido al alojamiento del eje de tracción (12) y define un pozo (72) y un pasaje de flujo (74) próximo al fondo del pozo (72). El pasaje de flujo (74) es alineado con una abertura (38) a través de la cual el lubricante es insertado en el alojamiento. Un tapón (26) con un filtro (84) es insertado a través de la abertura (38) en el cubre-placa (14) y en el pasaje de flujo (74). La invención reduce la pérdida de derrame al disminuir el nivel de lubricante dinámico en el ensamblaje del eje sin tener un impacto negativo en la vida del lubricante.

Description

SISTEMA DE LUBRICACIÓN MEJORADO PARA ENSAMBLAJES DEL EJE DE TRACCIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la invención La presente invención se refiere a los ensamblajes de eje de tracción y en forma más particular, los ensamblajes de eje de tracción con una estructura diseñada para mejorar la lubricación del eje de tracción. 2. Discusión de la Técnica Relacionada La mayoría de los vehículos incluyen una o más unidades de eje de tracción. Un ensamblaje convencional del eje de tracción incluye un par de ejes de medios ejes que se extienden desde un alojamiento en el cual se montan una o más ruedas de un vehículo. El eje de medios ejes en el ensamblaje de eje de tracción se acciona mediante una rueda diferencial colocada dentro del alojamiento. El diferencial de la rueda incluye un engranaje piñón con malla con un corona dentada (el cual a su vez acciona un pluralidad de engranajes cónicos que causan la rotación del eje de medios ejes). El alojamiento del ensamblaje de eje de tracción comúnmente tiene una abertura frontal para permitir la conexión de un eje propulsor con un yugo o reborde exterior que a su vez se conecta con el eje conductor del vehículo. El eje propulsor acciona el engranaje piñón del diferencial de la rueda. El alojamiento de eje de tracción también tiene comúnmente una abertura posterior que se cierra mediante un cubre-placa. El cubre-placa y el alojamiento del ensamblaje de eje de tracción proporcionan un depósito o cárter para el lubricante. El cubre-placa incluye una abertura relativamente pequeña a través del lubricante que se inserta en el ensamblaje de eje de tracción y en el cárter. Se proporciona una tapa para cerrar la abertura. En un ensamblaje de eje de tracción convencional, la corona dentada eleva el lubricante del cárter y causa el movimiento del lubricante para que circule el lubricante dentro del ensamblaje de eje de tracción para lubricar las partes móviles del ensamblaje del eje de tracción. Los ensamblajes de eje de tracción convencional pueden contener deflectores para dirigir el lubricante o controlar los niveles de lubricante. Los ensamblajes convencionales también pueden incluir filtros para retirar los contaminantes del lubricante. Los ensamblajes de eje de tracción convencionales tienen varios inconvenientes. Los ensamblajes convencionales requieren que la corona dentada gire rápidamente a través de una relativa gran cantidad de lubricante en el ensamblaje de eje de tracción. Este giro rápido tiene un impacto negativo en la eficiencia y en la economía del combustible y también aumenta la temperatura del lubricante. Una opción para reducir pérdidas en los giros es reducir el nivel de lubricante dentro del ensamblaje de eje de tracción. Sin embargo, al hacerlo así, reduce la vida útil del lubricante por lo tanto aumenta el mantenimiento requerido (incluyendo una drenaje y un relleno de lubricante más frecuente). Los ensamblajes de eje de tracción convencionales también con frecuencia sufren la introducción de contaminantes en el lubricante. Puede estar presente arena fundida debido a la insuficiente limpieza del alojamiento antes de la operación del ensamblaje de eje. Además, la operación del ensamblaje puede causar que las partículas de metal se introduzcan en el lubricante. Una opción para tratar la contaminación es usar un sistema de filtración para retirar distintos contaminantes presentes en el cárter del lubricante. Sin embargo, los sistemas de filtración convencionales típicamente requieren el drenaje del lubricante para dar servicio al sistema de filtración.. Los inventores por el presente han reconocido la necesidad de un ensamblaje de eje de tracción que minimizará y/o eliminará las deficiencias identificadas anteriormente.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un ensamblaje de eje de tracción. Este ensamblaje incluye un alojamiento de eje de tracción, un primer y un segundo eje de medios ejes que se extienden desde los lados opuestos del alojamiento del eje de tracción y un diferencial dispuesto dentro del alojamiento del eje de tracción. El diferencial incluye un engranaje piñón accionado mediante un eje propulsor, un corona dentada que acciona un engranaje piñón, y una pluralidad de engranes diferenciales que accionan engranes de anillo y que accionan copies para el primero y segundo eje de medios ejes. Además el ensamblaje de eje de tracción incluye una cubre-placa acoplada al alojamiento del eje de tracción. El alojamiento del eje de tracción y el cubre-placa se acopla al alojamiento del eje de tracción. El alojamiento del eje de tracción y el cubre-placa define un cárter. El cubre-placa incluye una abertura a través de la cual se inserta el lubricante y se recibe en el cárter. Además el ensamblaje del eje de tracción incluye un colector montado en el cubre-placa. El colector define un pozo y un pasaje del flujo próximo al fondo del pozo. El pasaje del flujo tiene una entrada y una salida. Además el ensamblaje de eje de tracción incluye un enchufe insertado a través de la abertura en el cubre-placa y en el pasaje del flujo en el colector. La tapa tiene un filtro dispuesto entre la entrada y la salida en el pasaje del flujo en donde por lo menos una porción del lubricante se derrama en la corona dentada y se captura en el colector y regresa al cárter después de pasar a través del filtro. Un ensamblaje de eje de tracción de conformidad con la presente invención tiene ventajas comparado con los ensamblajes de eje de tracción existentes. Los ensamblajes de eje de tracción inventadas utilizan un colector para reducir pérdidas en giros rápidos al disminuir el nivel dinámico del lubricante en el ensamblaje de eje sin tener un impacto negativo en la vida del lubricante. El ensamblaje de inventiva mantiene o extiende los intervalos de drenaje del lubricante existentes debido a que se mantiene la cantidad total de lubricante en el eje. Las pérdidas de giro rápido reducidas del ensamblaje de inventiva disminuye la temperatura de operación del cárter del lubricante. La reducción en la pérdida de giro rápido y la temperatura del lubricante en el cárter mejora la eficacia y economía del combustible. Además de usar un colector, el ensamblaje de inventiva proporciona un medio para filtrar los contaminantes en el cárter del lubricante. Al montar el filtro en la tapa para la abertura del cubre-placa, reparar o dar servicio al filtro resulta más fácil. Estas y otras características y objetos de este invento se vuelven aparentes para una habilidad en el arte de la siguiente descripción detallada y los dibujos que lo acompañan ilustran las características de este invento a manera de ejemplo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista transversal de un ensamblaje de eje de tracción de conformidad con la presente invención. La Figura 2 es una vista con una perspectiva parcial de un corte transversal que deja ver una porción del ensamblaje de eje de tracción de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista transversal tomada a lo largo de las líneas 3-3 de la Figura 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES DE LA INVENCIÓN Refiriéndonos ahora a los dibujos en los que se utiliza la referencia numérica para identificar componentes idénticos en varias perspectivas, la Figura 1 ilustra un ensamblaje de eje hincado 10 de acuerdo con la presente invención. El ensamblaje 10 está particularmente adaptado para utilizarse en camiones medianos y pesados. Deberá entenderse, sin embargo, que la presente invención no está limitada para utilizarse en camiones medianos y pesados y que puede ser utilizado en una amplia variedad de vehículos y aplicaciones no vehiculares. El ensamblaje 10 es proporcionado para las ruedas motrices (no mostradas) soportadas en cualquiera de los lados del ensamblaje 10. El ensamblaje 10 puede incluir un alojamiento del eje de tracción 12, un cubre-placa 14, un eje propulsor 16, un diferencial 18 y un eje de medios ejes 20,22. De acuerdo con la presente invención, el ensamblaje 10 incluye un colector 24 y un enchufe 26. El alojamiento 12 proporciona un soporte estructural para otros componentes del ensamblaje 10. El alojamiento 12 también protege a los otros componentes del ensamblaje 10 de objetos y elementos externos. El alojamiento 12 puede ser elaborado de metales convencionales y aleación de metales como el acero y puede incluir miembros múltiples que son evaluados con respecto a los componentes del ensamblaje 10 y unidos utilizando sujetadores convencionales. El Alojamiento 12 define una abertura delantera 28 a través de la cual el eje propulsor 16 se extiende, las aberturas laterales 30, 32 a través de las cuales el eje de los medios ejes 20, 22 se extienden y una abertura posterior 34 cerrada por el cubre-placa 14.

El cubre-placa 14 cierra la abertura posterior 34 en el alojamiento del eje de tracción 12 y, junto con el alojamiento 12, define un cárter 36 en donde se colecta el lubricante. La placa 14 se acopla al alojamiento 12 utilizando sujetadores convencionales como los pernos, tornillos, clavijas o soldadura. La placa 14 incluye una abertura 38 a través de la cual el lubricante puede ser insertado al ensamblaje 10 y recibido dentro del cárter 36. El eje propulsor 16 es proporcionado para transmitir el torque desde el eje conductor (no mostrado) al diferencial 18 para accionar las ruedas (no mostradas). El eje 16 es convencional en la técnica y puede ser soportado para rotación dentro del alojamiento 12 sobre el eje 40 por los cojinetes (no mostrados). El eje propulsor 16 es accionado por el eje conductor a través del yugo de entrada 42. El yugo de entrada 42 puede ser encajado mediante ranuras hacia la extremidad de proa del eje propulsor 16 y puede ser retenido ahí por medio de una tuerca y está colocada en el tornillo roscado que se extiende desde la extremidad de proa del eje 16 y que es Integral con esto. El diferencial 18 es proporcionado para permitir que el eje de los medios ejes 20,22 (y las ruedas soportadas en los ejes 20,22) giren a diferentes velocidades. El diferencial 18 es convencional en la técnica y está colocado dentro del alojamiento 12. El diferencial 18 puede incluir un engranaje piñón 44, y una corona dentada 46, una caja de diferencial 48, una cruceta de cardán 50 y engranajes de diferencial 52, 54. El engranaje piñón 44 transfiere el torque desde el eje propulsor 16 hacia la corona dentada 46. El engranaje piñón 44 puede hacerse de metales convencionales y de una aleación de metal y puede comprender un engranaje hipoide. El engranaje 44 está colocado aproximadamente en el eje propulsor 16 en el extremo hacia atrás del eje 16 y gira sobre su eje 40, accionado por un eje 16. El engranaje 44 puede ser integral con el eje propulsor 16 o puede ser montado a esto utilizando una conexión convencional que encaja mediante ranuras o de las otras maneras acostumbradas en la técnica. La corona dentada 46 proporcionada para transferir el torque desde en engranaje piñón 44 a la caja 48, a la cruceta de cardán 50 y a los engranajes 52 así como a las formas convencionales de la técnica. La corona dentada 46 puede también hacerse de metales convencionales y aleaciones de metal y puede también comprender un engranaje hipoide. El engrane 46 está ensamblado con el engranaje piñón 44 y es accionado por el engrane 44. El engrane 46 también se fija a la caja 48 o puede ser integral con ésta. El engrane 46 está colocado sobre un eje 56 de rotación. La rotación del engrane 46 también provoca que el lubricante circule con el ensamblaje 10 y de cómo resultado por lo menos una porción del lubricante para que pase a través del colector 24 como se describirá en gran detalle más adelante. La caja 48 retiene y soporta la cruceta de cardán 50 y los engranes 52, 54. La caja 48 es convencional en la técnica y gira con la corona dentada 46. La caja 48 es soportada para rotación dentro del alojamiento 12 por medio de los cojinetes 58, 60. La cruceta de cardán 50 proporciona una colocación de montaje para los engranajes de diferencial 52 y es convencional en la técnica. La cruceta de cardán 50 es soportada dentro de la caja 48 para rotación con esto de las maneras tradicionales en la técnica. Los engranajes de diferencial 52, 54 transmiten el movimiento de torque al eje de los medios ejes 20,22. Los engranes 52, 54 son los convencionales en la técnica y pueden comprender engranajes cónicos convencionales. Los engranes 52 están montados en los brazos de la cruceta de cardán 50 de una manera convencional y son accionados por la corona dentada 46. Los engranajes laterales 54 transmiten el movimiento de torque desde los engranes 52 hacia el eje de los medios ejes 20, 22. Los engranes 54 están colocados sobre el eje 56 y están acoplados en el eje de los medios ejes a través de una conexión que encaja mediante ranuras o de otras formas acostumbradas en la técnica. Los ejes 20, 22 accionadamente soportan las llantas (no mostradas) en cualquiera de los lados del ensamblaje del eje de tracción 10. Los ejes 20, 22 son convencionales en la técnica y se extienden desde los lados opuestos del alojamiento del eje de tracción 12 a través de las aberturas 30, 32. El colector 24 es proporcionado para recolectar una parte del lubricante derramado por la corona dentada 46 y otros componentes del ensamblaje 10. El colector 24 está montado en la parte interna del cubre-placa 14. El colector 24 puede estar montado al cubre-placa 14 utilizando una o más soldaduras o utilizando otros sujetadores convencionales. Refiriéndonos ahora a las Figuras 2-3, el colector 24 puede incluir una pared inferior 62 y paredes laterales 64, 66, 68 (con un cubre-placa 14 que define otra pared opuesta a la pared 66). Una saliente 70 es formada en la intersección de las paredes 62, 68 para el propósito descrito en adelante. El colector 24 define un pozo 72 formado por las paredes 62, 64, 66, 68 (y un cubre-placa 14). Refiriéndonos a la Figura 3, el colector 24 también define el pasaje de flujo 74 a través de la saliente 70 en el fondo del pozo 72. El pasaje del flujo 74 incluye una entrada 76 y una salida 78 que está alineada con la abertura 38 en el cubre-placa 14. El pozo 72 tiene una entrada 80 definida por los bordes de las paredes 64, 66, 68 opuestos a la pared inferior 62 y una salida 82 próxima a la entrada 76 del pasaje del flujo 74, con la entrada 80 más larga en tamaño que la salida 82. El tapón 26 tapa la abertura 38 en el cubre-placa 14 a través de donde es insertado el lubricante al ensamblaje 10. El tapón 26 también contiene un filtro 84 para filtrar los contaminantes desde el lubricante. El filtro 84 puede comprender un filtro de tramado de malla aunque se entienda que otros filtros pudieran ser utilizados sin abandonar el espíritu de la presente invención. Para montar el filtro 84 en el tapón 26 para la abertura del cubre-placa 38, puede hacerse más fácilmente la reparación o servicio del filtro 84. El tapón 26 es insertado a través de la abertura 38 y en el pasaje de flujo 74 en el colector 24 para que el filtro 84 sea colocado entre la entrada 76 y la salida 78 en el pasaje del flujo 74. El tapón 26 puede ser atornillado en la abertura 38 y un sello (no mostrado) puede ser utilizado para evitar la fuga de lubricante. El tapón 26 puede ser angulado con respecto al plano horizontal y, en particular, puede ser angulado hacia arriba con respecto al plano horizontal en un ángulo a de entre aproximadamente (4) grados y doce (12) grados. Hasta la inserción del tapón 26, el filtro 84 está localizado sobre el nivel de operación del lubricante en el cárter 36. La ubicación del filtro 84 sobre el nivel de operación del lubricante proporcionada para servicio del filtro 84 no requieren drenar el lubricante en el ensamblaje 10. Por lo menos una porción del lubricante derramado por la corona dentada 46 y/o otros componentes del ensamblaje 10 entran al pozo 72 del colector 24 a través de la entrada 80. Porque la salida 82 del pozo 72 es más chica en tamaño que la entrada 80, lubricante recolectado dentro del pozo 72. De esta manera, el colector 24 disminuye el nivel del lubricante dinámico en el ensamblaje 10 para reducir la pérdida de batido a través de la reducción de la temperatura de operación del lubricante del cárter y mejorar la eficiencia y la economía del combustible. Además, ya que el nivel de lubricante dinámico es más bajo sin reducir la cantidad global de lubricante dentro del ensamblaje 10, las pérdidas de batimiento son reducidas sin impactar de manera negativa la vida del lubricante y los intervalos de lubricante drenado. El lubricante recolectará en el pozo 72 a tazas de variación basadas en la velocidad de rotación de la corona dentada 46 (recolectando más rápidamente a altas velocidades y más lentamente durante las velocidades más bajas que requieren más movimiento de torque) asegurando así una lubricación adecuada para todas las condiciones de operación. La recolección del lubricante dentro del pozo 72 es además mejorado y controlado por la variación del tamaño de la malla del filtro 84 y del tamaño de la salida 78 del pasaje de flujo 74. El lubricante que está en el pozo 72 sale del pozo 72 a través de la salida 82 y entra al pasaje de flujo 74 a través de la entrada 76. El lubricante fluye en el filtro 84 en una dirección y fluye hacia fuera del filtro 84 en otra dirección. Como se muestra en la Figura 3, el lubricante puede fluir fuera del filtro 84 a través de la salida 78 del pasaje del flujo 74 en una dirección angulada con respecto a la dirección del flujo en el filtro 84. La dirección del flujo externo del filtro 84 puede ser substancialmente perpendicular a la dirección del flujo dentro del filtro 84. El lubricante existente en el colector 24 a través de la salida 78 del pasaje de flujo 74 entran en el cárter 36 con el nivel máximo de lubricante en el filtro inferior restante del cárter 84. Mientras la invención ha sido particularmente mostrada y descrita con respecto a las modalidades preferentes de esto, es bien sabido por aquellos expertos en la técnica que varios cambios y modificaciones pueden hacerse en la invención sin salirse del espíritu y enfoque de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un ensamblaje del eje de tracción, que comprende: un alojamiento del eje de tracción. un primer y segundo eje de los ejes medios que se extienden desde los lados opuestos de dicho alojamiento del eje de tracción. un diferencial colocado dentro de dicho alojamiento del eje de tracción, dicho diferencial incluye un engranaje piñón accionado por un eje propulsor, una corona dentada accionada por dicho engranaje piñón, y una pluralidad de engranajes de diferencias accionados por dicha corona dentada y acoplada por accionamiento a dicho primer y segundo eje de los ejes medios; un cubre-placa acoplada a dicho alojamiento del eje motor, dicho cubre-placa incluye una abertura a través de la cual el lubricante es insertado y recibido en un cárter definido por dicho alojamiento del eje motor y dicho cubre-placa, un colector montado a dicho cubre-placa, dicho colector define un pozo y un pasaje de flujo próximo al fondo de dicho pozo, dicho pasaje de flujo tiene una entrada y una salida; un tapón insertado a través de dicha abertura y dicho cubre-placa y a dicho pasaje de flujo en dicho colector, dicho tapón tiene un filtro colocado entre dicha entrada y dicha salida en dicho pasaje de flujo caracterizado porque por lo menos una porción del lubricante derramado por dicha corona dentada es capturada por dicho colector y devuelta a dicho cárter después de pasar a través de dicho filtro.

2. El ensamblaje del eje de tracción de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque un nivel máximo de dicho lubricante en dicho cárter se encuentra por debajo de dicho filtro.

3. El ensamblaje del eje de tracción de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado además porque dicho tapón está angulado con respecto al plano horizontal.

4. El ensamblaje del eje de tracción de conformidad con la reivindicación 3 caracterizado además porque dicho tapón es angulado hacia arriba con respecto a dicho plano horizontal.

5. El ensamblaje del eje de tracción de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado además porque dicho lubricante fluye en dicho filtro en una primera dirección y fluye fuera de dicho filtro en una segunda dirección, dicha segunda dirección a un ángulo con respecto a dicha primera dirección.

6. El ensamblaje del eje de tracción de conformidad con la reivindicación 5 caracterizado además porque dicha segunda dirección es substancialmente perpendicular a dicha primera dirección.

7. El ensamblaje del eje de tracción de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado además porque dicho filtro es un filtro de tramado de malla.

8. E ensamblaje del eje de tracción de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado además porque dicho pozo en dicho colector tiene una entrada y una salida, dicha entrada es más larga en tamaño que dicha salida.