SE519963C2 - Anordning och förfarande för att kyla en axelenhet - Google Patents

Description

25 30 35 -519 963 2 2000-01-05 E:\PUBLIC\DOC\P\l687057SE.dOC MS livslängd. Därför innesluts en vätska, såsom olja, inuti kammaren i kontakt med differentialenheten och bromsenhe- ten. Denna vätska kyler differentialenheten och bromsenhe- ten. Under långvarig användning av fordonet kan emellertid vätskan i kammaren också värmas upp över en acceptabel gräns. Således måste vätskan kylas för att fungera effek- tivt och förlänga axelenhetens livslängd.

Ett sätt för att kyla vätskan (dvs. cirkulera den genom ett värmeväxlingselement placerat utan- oljan) är att för kammaren. Detta tillvägagångssätt kräver dock att väts- kan som innesluts i axelenheten pumpas till ett läge utan- för höljet. Vid kallt väder kan oljans viskositet öka kraf- tigt. vid kallt väder, ett läge utanför höljet svårt.

Därför är, pumpning av vätskan till Det skulle därför vara önskvärt att anordna en anord- ning för kylning av en axelenhetskomponent som inte kräver pumpning av vätskan som är i kontakt med differentialenhe- ten till ett läge utanför höljet.

Sammanfattning av uppfinningen I enlighet med en utföringsform av föreliggande upp- finning tillhandahålls en anordning för kylning av en axel- enhet. Anordningen innefattar ett hölje som avgränsar en kammare som har en första vätska innesluten där. Anordning- en innefattar också en ledning placerad inuti kammaren. An- ordningen innefattar dessutom en vätskekälla som står i där (1) vätskeförbindelse med ledningen, en andra vätska driven av vätskekällan förs genom ledningen och (2) den första vätskan placerad inuti höljet inte blandas med den andra vätskan som förs fram genom ledningen.

I enlighet med en annan utföringsform för föreliggan- de uppfinning tillhandahålls en anordning för att kyla en axelenhet. Anordningen innefattar ett hölje som avgränsar en kammare som har en första vätska innesluten där. Anord- ningen innefattar också ett flertal kylrör placerade inuti 10 20 25 30 2000-01-05 E:\PUBLIC\DOC\P\l6B7057SE.dOC MS 5 1 9 9 6 3 3 kammaren. Anordningen innefattar även en vätskekälla i vätskeförbindelse med de många kylrören, varvid (1) en andra vätska driven av vätskekällan förs fram genom de många kylrören och (2) den första vätskan placerad inuti höljet inte blandas med den andra vätskan som förs fram ge- nom de många kylrören.

I enlighet med ytterligare en utföringsform av före- liggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för att kyla en axelenhet. Förfarandet innefattar stegen att (1) anordna ett hölje som avgränsar en kammare som har en för- sta vätska innesluten där, varvid den första vätskan bildar en vätskebassäng inuti kammaren, (2) placera ett flertal kylrör inuti vätskebassängen och (3) föra fram en andra vätska genom kylrören, varvid den första vätskan placerad inuti höljet inte blandas med den andra vätskan som förs fram genom kylrören.

Det är därför ett ändamål med denna uppfinning att tillhandahålla en ny och användbar anordning för kylning av en axelenhet.

Det är också ett ändamål med denna uppfinning att tillhandahålla en förbättrad anordning för kylning av en axelenhet.

Ett annat ändamål med denna uppfinning är att till- handahålla ett nytt och användbart förfarande för att kyla en axelenhet.

Ett annat ändamål med denna uppfinning är att till- handahålla ett förbättrat förfarande för att kyla en axel- enhet.

Ytterligare ett annat ändamål med denna uppfinning är att tillhandahålla en anordning för kylning av en axelenhet som inte kräver en vätska som går i kontakt med differenti- alenheten och som måste pumpas ut från höljet där differen- tialen är innesluten. 10 U 20 25 30 35 519 963 4 2000-01-05 E:\PUBLIC\DOC\P\1687D57SE.dOC MS Ovannämnda och andra ändamål, särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av beskriv- ningen nedan och de bifogade ritningarna.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. 1 är en vy ovanifrán över en axelenhet som inne- fattar särdragen av föreliggande uppfinning.

Fig. 2 är en förstorad tvärsnittsvy över axelenheten tagen längs linjen 2-2 i Fig. 1, där det högra axelhöljet har tagits bort för tydligare beskrivning.

Fig. 3 är en perspektivvy över ledningsenheten enligt Fig. 2, schematiskt visad i vätskeförbindelse med en väts- kekälla.

Fig. 4 är en förstorad tvärsnittsvy över kopplingsdo- net taget längs linjen 4-4 i Fig. 3.

Fig. 5 är en förstorad vy ovanifràn över utbytesbe- hällaren visad i Fig. 3, där skyddsplattan är borttagen för klarare beskrivning. 6 är en förstorad, Fig. fragmentarisk vy ovanifrån över två intilliggande inflödesrör visade i Fig. 3.

Detaljerad beskrivning av den föredragna utföringsformen Även om uppfinningen kan ändras till olika modifie- ringar och alternativa former, har en speciell utförings- form av den visats som ett exempel i ritningarna och kommer att beskrivas detaljerat här. Det skall emellertid inses att det inte finns någon avsikt att begränsa uppfinningen till den speciellt visade formen, utan tvärtom är avsikten att täcka samtliga modifieringar, ekvivalenter och alterna- tiv som faller inom ramen för uppfinningen som definierad av bifogade patentkrav.

Med hänvisning till Fig. 1 vi as en axelenhet 10 hos l s ivar särdragen enligt före- fgrdgp (øj vj .mr-irl _ \_. ._.....__., :.,_... _ (D P1' t liggande uppfinning. Axelenheten 10 innefattar ett hölje 12, ett axelhölje 18 till vänster och ett axelhölje 22 till 10 15 20 25 30 35 519 963 5 2000-01-05 E:\PUBLIC\DOC\P\l687057SE.doC MS höger. Axelenheten 10 innefattar också ett fälgstöd 20 till vänster och ett fälgstöd 24 till höger.

Höljet 12 innefattar en kåpdel 14, en fläns 16, en första ände 13 och en andra ände 15. En ände hos det högra axelhöljet 22 är fäst vid höljets 12 första ände 13. Det högra flänsstödet 24 är fäst vid det högra axelhöljet på ett sådant sätt att det högra axelhöljet 22 är placerat mellan det högra fälgstödet 24 och höljet 12. En ände hos det vänstra axelhöljet 18 är fäst vid höljets 12 andra ände 15. Det vänstra fälgstödet 20 är fäst vid det vänstra axel- höljet 18 så att det vänstra axelhöljet 18 är placerat mel- lan det vänstra fälgstödet 20 och höljet 12.

Som visat i Fig. 2 innefattar höljet 12 också ett monteringselement 28 fäst därvid. Höljet 12 innefattar ock- så en drivaxelöppning 30 och en första axelöppning 32 av- gränsade däri. Det är underförstått att höljet 12 har en Höl- jet 12 innefattar dessutom en kammare 26 avgränsad där. andra axelöppning bildad där som inte visas i Fig. 2.

Höljet 12 avgränsar en inre vägg 27 som har en ansats 34 bildad därpå. Höljet 12 har också en portplatta 85 fäst vid det. Portplattan 85 är fäst vid kåpdelen 14 med bultar 90.

Portplattan 85 har en inflödesöppning 86 och en utflödes- öppning 88 avgränsade däri.

En differentialenhet 36 är monterad inuti höljets 12 kammare 26 på ett välkänt sätt. Differentialenheten 36 in- nefattar en axelmontering 38 och en drivhjulsmontering 40.

Axelmonteringen 38 är koaxiellt placerad relativt driv- hjulsmonteringen 40. Notera att ett drivhjul som kan fästas vid drivhjulsmonteringen 40 har tagits bort från Fig. 2 för klarare beskrivning.

En första vätska är innesluten i tanken bildad av ax- elenhetens 10 inre för att bilda en bassäng däri. Bassängen 26 har en i kammaren yta som representeras av linjen 84.

Det är således underförstått att en del av differentialen- heten 36 är nedsänkt i bassängen. Det är också underför- 10 20 25 30 35 2000-01-05 E':\PUBLIC\DOC\P\l687057SE.dOC DV4S 5 1 9 9 6 3 6 stått att delar av bromsenheterna (ej visade) inneslutna i kammaren 27 är nedsänkta i bassängen.

Kammaren 26 har en ledningsenhet 42 placerad däri.

Som visat i Fig. 3 innefattar ledningsenheten 42 en inflö- desledning 50, en utflödesledning 54, ett kopplingsdon 58 och en utbytesbehâllare 72. Inflödesledningen 50 innefattar ett flertal inflödesrör 52. Utflödesledningen 54 innefattar ett flertal utflödesrör 56.

Som visat i Fig. 4 och 5 har varje inflödesrör 52 en ände 98 och en ände 102. Varje inflödesrör 52 har också en första passage 100 bildad mellan änden 98 och änden 102.

Varje utflödesrör 56 har en ände 104 och en ände 107. Varje utflödesrör 56 har en andra passage 106 bildad mellan änden 104 och änden 107.

Som visat i Fig. 3 och 4 har kopplingsdonet 58 en in- neslutning 60, en ram 62 och en platta 68. Inneslutningen 60 har en inflödesöppning 64 och en utflödesöppning 66 av- Ra- gränsade däri. Inneslutningen 60 är fäst vid ramen 62. men 62 är fäst vid plattan 68 med bultar 70. Inneslutningen 60 innefattar också ett avskiljningselement 92 som delar upp inneslutningen 60 i en vätsketät första reservoar 94 och en vätsketät andra reservoar 96. Avskiljningen 92 är så placerad att inflödesöppningen 64 öppnar in i reservoaren 94 och utflödesöppningen 66 öppnar in i reservoaren 96.

Som visat i Fig. 3 och 5 innefattar utbytesbehällaren 72 en basplatta 74, en täckplatta 76 och en vägg 108. Täck- plattan 76 är fäst vid basplattan 74 med hjälp av bultar 78 skruvade genom täckplattan 76 och in i bulthál 112 bildade i basplattan 74. Infästning av täckplattan 76 vid basplat- tan 74 pä det ovan beskrivna sättet bildar ett vätsketätt hålrum 110 inuti utbytesbehällaren 72.

Med hänvisning tillbaka till Fig. 4, är änden 98 hos sta ände 98 hos varje första passage 100 öppnar in i den första reservoaren 94. Dessutom är varje utflödesrörs 56 10 20 25 30 35 2000-01-05 Ez\PUBLIC\DOC\P\l687057SE.doc MS 5 1 9 9 6 3 7 fjärde ände 107 fäst vid plattan 68 sä att varje fjärde ände 107 hos varje andra passage 106 öppnar in i den andra reservoaren 96.

Med hänvisning tillbaka till Fig. 5, är den andra än- den 102 hos varje inflödesrör 52 fäst vid basplattan 74 så att varje andra ände 102 hos varje första passage 100 öpp- nar in i hålrummet 110. På ett motsvarande sätt är den tredje änden 104 hos varje utflödesrör 56 fäst vid basplat- tan 74 så att varje tredje ände 104 hos varje andra passage 106 öppnar in i hälrummet 110.

Ledningsenheten 42 innefattar dessutom ett antal kon- soler 44 som har ett infästningselement 46 som visat i Fig. 2 och 3. Infästningselementet 46 har ett bulthäl 47 bildat däri. Konsoler 44 omger och stödjer ledningsenhetens 42 in- flödesrör 52 och utflödesrör 56. Som visat i Fig.6 uppbärs inflödesrören 52 av konsoler 44 så att ett utrymme 115 bil- das mellan intilliggande inflödesrör 52. Det är underför- stått att konsoler 44 uppbär utflödesrör 56 så att ett ut- rymme (ej visat) motsvarande utrymmet 115 är avgränsat mel- lan intilliggande utflödesrör 56. Utrymmet 115 och utrymmet mellan intilliggande utflödesrör 56 uppfylls av den första vätskan som innesluts inuti höljet 12 hos axelenheten 10.

Genom att utrymmet 115 och utrymmet mellan de intilliggande utflödesrören 56 upptas av den första vätskan underlättas värmeöverföring mellan den första vätskan och inflödesrören 52 och utflödesrören 56.

Som visat i Fig. 2 är ledningsenheten 42 och konso- lerna 44 placerade inuti kammaren 26 så att bulthàlet 47 bildat i varje infästningselement 46 är i linje med ett bulthäl En bult 48 place- ras i bulthälet 47 och skruvas in i bulthålet bildat i an- (ej visat) bildat i ansatsen 34. satsen 34, varigenom saledes ledningsenheten 42 monteras i Det är u kammaren 26. monteras i kammaren 26 så att den delvis omger differenti- alenheten 36 och är delvis nedsänkt i den första vätskebas- 10 20 25 35 519 963 8 2000-01-05 E: \PUBLIC\DOC\P\l6B7057SE.doc MS sängen. Ledningsenheten 42 monteras också i kammaren 26 så att ett utrymme 45 bildas mellan den inre väggen 27 och ledningsenheten 42. Ledningsenheten 42 är dessutom monterad ligg- er i linje med inflödesöppningen 86 hos kápplattan 85. Led- i kammaren 26 så att inflödesöppningen 64 (se Fig. 3) ningsenheten 42 är också monterad i kammaren 26 så att ut- flödesöppningen 66 (se Fig. 3) ligger i linje med utflödes- öppningen 88 hos kápplattan 85.

Som visat schematiskt i Fig. 3, står ledningsenheten 42 i vätskeförbindelse med en vätskekälla eller vätskepump 124. 124 förbunden med en tank 126 via en vätskeledning 132, me- I synnerhet är en inloppsport 124a hos vätskepumpen dan en utloppsport 124b hos fluidpumpen 124 är förbunden med en inloppsport 128a hos en värmeväxlare 128 via en vätskeledning 130. En utloppsport 128b hos värmeväxlaren 128 är förbunden med inflödesöppningen 64 via en vätskein- flödesledning 120. Värmeväxlaren 128 tar bort värme från den andra vätskan, såsom hydraulolja, när den andra vätskan gär fram därigenom. Den andra vätskan kyls således innan den matas fram i den allmänna riktningen för pilen 80 till inflödesöppningen 64.

Utloppsöppningen 66 är förbunden med tanken 126 via en dräneringsledning 122. Således kan utmatad eller använd vätska föras fram från ledningsenheten 42 till tanken 126 och således till fluidpumpen 124 för efterföljande använd- ning av den.

En tryckbegränsnings- eller avlastningsventil 134 står i vätskeförbindelse med ledningsenheten 42. I synner- het den med vätskeledningen 130 via en vätskeledning 136, medan är ett inlopp hos tryckbegränsningsventilen 134 förbun- ett utlopp hos tryckbegränsningsventilen 134 är förbunden med dräneringsledningen 122 via en dräneringsledning 138.

Tryckbegränsningsventilen 134 innefattar en vätsketryckav- kännande ledning 140 och en fjäder 142. Om ett vätsketryck med en förutbestämd storlek utövas i den tryckavkännande 10 15 20 25 30 35 519 963 9 2000-01-05 E:\PUBLIC\DOC\P\1687057SE.dOC MS ledningen 140, övervinns fjäderns 142 förspänning varigenom tryckbegränsningsventilen 134 tvingas nedåt (som sett i förhållande till schemat enligt Fig. 3). När tryckbegräns- ningsventilen 134 tvingas nedåt, förs en del av vätskan som går fram från vätskepumpen 124 till tanken 126 varigenom vätsketrycket minskas i vätskeledningen 130. Således bibe- hålls ett vätsketryck med en förutbestämd storlek i vätske- ledningen 130, värmeväxlaren 128, inflödesledningen 120 och ledningsenheten 42.

Företrädesvis är vätskepumpen 124 en pump som redan finns på fordonet. Exempelvis en hydraulpump använd i ett hydrauliskt styrsystem eller ett hydrauliskt bromssystem.

Ett sådant hydraulsystem kan enkelt modifieras så att hyd- raulsystemet kan förbindas med fluidledningen 130. Att ut- nyttja en fluidpump 124 som redan finns på fordonet är för- delaktigt eftersom antalet vätskepumpar som används av for- donet skall hållas på ett så lågt antal som möjligt.

En ände hos inflödesledningen 120, motsatt änden för- bunden med värmevàxlaren 128, år förbunden med kopplingsdo- net 58 så att inflödesledningen 120 står i vätskeförbindel- se med inflödesöppningen 64. En ände hos dräneringsledning- en 122, motsatt änden förbunden med tanken 126, är förbun- den med kopplingsdonet 58 så att dräneringsledningen 122 står i vätskeförbindelse med utflödesöppningen 66. Det ovan beskrivna arrangemanget placerar vätskepumpen 124 och tan- ken 126 i vätskeförbindelse med ledningsenheten 42.

Den andra vätskan drivs genom vätskeinflödesledningen 120 av vätskepumpen 124 i riktningen angiven av pilen 80.

Den andra vätskan går in i den första reservoaren 94 (se Fig. 4) Fig. 2) fram genom inflödesledningen 50 via första passager 100 hos hos kopplingsdonet 58 via inflödesöppningen 86 (se och inflödesöppningen 64. Den andra vätskan förs . H N . . . . . inflodesror 52 i riktningen angiven av pilarna 114. Den andra vätskan går sedan ut genom passager 100 och går in i hålrummet 110 5) hos utbytesbehållaren 72 (se Fig. (se Fig. 10 15 20 25 30 519 963 lO 2000- 01-05 E: \PUBLIC\DOC\P\16B7057SE .doc MS 5). När den väl finns i hålrummet 110 går den andra vätskan in i utflödesledningen 54 via andra passager 106 hos utflö- desrören 56 såsom angivits av pilar 116 i Fig. 5. Den andra vätskan förs sedan fram genom utflödesledningen 54 i pilar- nas 118 riktning. Den andra vätskan lämnar sedan passagerna 106 och går in i kopplingsdonets 58 andra reservoar 96 (se Fig. 4). flödesöppningen 66 och utflödesöppningen 88 (se Fig. 2) och Den andra vätskan lämnar reservoaren 96, via ut- förs fram via utflödesröret 122 i pilens 82 riktning till- baka till tanken 126. Den andra vätskan återcirkuleras se- dan genom ledningsenheten 42 av vätskepumpen 124 på det ovan beskrivna sättet. Det är underförstått att den första vätskan inte blandas med den andra vätskan vid någon tid- punkt.

Det är underförstått att när den andra vätskan går fram genom ledningsenheten 42, överförs värme från den för- sta vätskan till den andra vätskan via ledningsenheten 42.

Därför kyls den första vätskan, differentialenheten 36 och bromsenheten. När väl den andra vätskan lämnar höljets 12 kammare 26, överförs värme Överförd från den första vätskan till den andra vätskan från den andra vätskan till den om- givande miljön via värmeväxlaren 128. Därför kyls den andra vätskan. När den andra vätskan återcirkuleras genom led- ningsenheten 42 kyls den därför relativt den första vätskan och den första vätskan kyls kontinuerligt av den cirkule- rande andra vätskan. Axelenheten 10 kyls således kontinuer- ligt av den cirkulerande vätskan. Även om uppfinningen har visats och beskrivits detal- jerat i ritningarna och beskrivningen ovan, skall denna il- lustration och beskrivning endast ses som exempel och inte vara av begränsande slag. Det är underförstått att endast den föredragna utföringsformen har visats och beskrivits och att alla ändringar och modifieringar som faller inom uppfinningens omfång önskas skyddade. 519 963 ll 2000>Ol-OS E:\PUBLIC\DOC\P\l6B7057SE _ dOC MS Exempelvis kan den första passagen 100 och den andra passagen 106 innehålla en mekanism som har en spiralformad träd för att öka turbulensen för den andra vätskans flöde genom den första passagen 100 och andra passagen 106. Denna mekanism verkar för att öka värmeöverföringsgraden in i den andra vätskan såsom är välkänt inom tekniken.

Dessutom är det, även om den andra vätskan visas kyld genom värmeväxling när den lämnar vätskekällan 124, under- förstått att den andra vätskan alternativt kan kylas genom värmeväxling efter att den lämnat ledningsenheten 42 och innan den gär in i tanken 126.

Dessutom, även om vätskeflödet har visats som att det drivs i en viss riktning genom inflödesrören 52 och utflö- desrören 56, är det underförstått att riktningen för fluid- flödet genom inflödesrören 52 och utflödesrören 56 kan vän- das.

Claims (9)

W Ü 20 25 30 35 « ) f 1 ., i 519 963 2000-01-05 \\CURRENT\DB\PUBLIC\DOC\P\16B7057SanC1.d0C MS 12 PATENTKRAV

1. Anordning för att kyla en axelenhet, innefattan- de: (12) nesluter en första vätska, ett hölje som avgränsar en kammare (26) som in- en differentialenhet placerad i kammaren (26), ett flertal kylrör (42) placerade inuti kammaren (26) och som är placerade runt differentialenheten mellan diffe- rentialenheten och höljet (12), en vätskekälla i vätskeförbindelse med kylrören (42), där (1) en andra vätska som drivs av vätskekällan förs fram genom kylrören (42) och (2) den första vätskan placerad in- uti höljet (12) fram genom kylrören (42) och inte blandas med den andra vätskan som förs där kylrören (42) innefattar ett flertal inflödesrör (52) vätskan från vätskekällan och ett flertal utflödesrör (56) (52) (12).

2. Anordning enligt krav 1, där: som vardera oberoende av varandra tar emot den andra åtskilda från inflödesrören vilka vardera matar ut den andra vätskan från höljet den första vätskan bildar en vätskebassäng inuti kam- (26) kylrören (42) är sammanfästa i en huvudsakligen C- maren och formad utformning och där en nedre del av den är placerad inuti vätskebassängen.

3. Anordning enligt krav 1, där: kylrören (42) dessutom innefattar ett kopplingsdon (58) och kopplingsdonet (58) står i vätskeförbindelse med in- flödesrören (52) och utflödesrören (56).

4. Anordning enligt krav 3, där: höljet (12) innefattar en inflödesöppning (86) och en utflödesöpprirg (88), kopplingsdonet (58) innefattar en inflödesöppning (64) och en utflödesöppning (66), 20 25 30 519 963 2000-01-05 \\CURRENT\DB\PUBLIC\DOC\P\l687057SenCl.GOC MS kopplingsdonets (58) inflödesöppning (64) står i vätskeförbindelse med höljets (12) inflödesöppning (86) och kopplingsdonets (58) utflödesöppning (66) står i vätskeförbindelse med höljets (12) utflödesöppning (88).

5. Anordning enligt krav 1, där: ett första inflödesrör och ett andra inflödesrör hos inflödesrören (52) avgränsar ett första utrymme (115) där- emellan som upptas av den första vätskan och ett första utflödesrör och ett andra utflödesrör hos (56) som upptas av den första vätskan. utflödesrören avgränsar ett andra utrymme däremellan

6. Anordning enligt krav 1, där vätskekällan är pla- (26).

7. Anordning enligt krav 1, där den första vätskan cerad utanför kammaren innefattar olja och den andra vätskan innefattar olja.

8. Anordning enligt krav 1, där ett utrymme (45) är avgränsat mellan kylrören (42) (27) hos höljet (12).

9. Förfarande för att kyla en axelenhet, och en inre vägg innefattan- de stegen att: tillhandahålla ett hölje (12) som avgränsar en kamma- re (26) vätskan bildar en vätskebassäng inuti kammaren (26), (26), placera ett flertal kylrör (42) inuti höljet (12) vid som innesluter en första vätska, där den första placera en differentialenhet inuti kammaren ett läge runt differentialenhetens periferi inskjuten inuti vätskebassängen, där kylrören (42) innefattar ett flertal inflödesrör (52) desrör för att ta emot en andra vätska och ett flertal utflö- (56) föra fram den andra vätskan samtidigt in i var och en (42), (52, 56) (56) för att mata ut den andra vätskan och av kylrören via inflödes- och utflödesrören och mata ut den andra vätskan från utflödesrören där »w . , à , “ , ' ' ' zooo-:n-os \\cunnam\ns\øusnïc\noc\p\1ssvosvsenc .dec s i i i y * f i 2 . f ' .* 14 den första vätskan placerad inuti höljet (12) inte blandas med den andra vätskan som förs fram genom kylrören (42).