BRPI0805639A2 - aparelho para purgar contaminantes de bolsas de lubrificante de uma transmissão diferencial de deslizamento limitado, e, transmissão diferencial - Google Patents

Abstract

APARELHO PARA PURGAR CONTAMIiNANTES DE BOLSAS DE LUBRIFICANTE DE UMA TRANSMISSãO DIFERENCIAL DE DESLIZAMENTO LIMITADO, E, TRANSMISSãO DIFERENCIAL E descrita uma transmissão diferencial de deslizamento limitado do tipo fechado no qual um lubrificante pressurizado é alimentado nas engrenagens rotativas e em uma série de pratos de embreagem de deslizamento limitado. Os pratos de embreagem são engatados pelo fluido de controle pressurizado. Um conjunto de válvula com uma válvula carretel é responsivo à pressão de engate para permitir descarga de uma parte de fluido pressurizado dos pratos de embreagem em uma câmara do reservatório e na transmissão para purgar detritos que podem ter se acumulado nos pratos de embreagem. A válvula carretel é arranjada de forma que fluido passe somente durante um movimento intermediário da válvula para minimizar qualquer perda de pressão do fluido lubrificante para a transmissão e embreagens de deslizamento limitado.

Description

"APARELHO PARA PURGAR CONTAMINANTES DE BOLSAS DELUBRIFICANTE DE UMA TRANSMISSÃO DIFERENCIAL DEDESLIZAMENTO LIMITADO, E5 TRANSMISSÃO DIFERENCIAL"

Campo Da Invenção

A invenção diz respeito a um conjunto de transmissão e, maisespecificamente, a um conjunto de transmissão diferencial.

Fundamentos Da Invenção

Transmissões diferenciais têm existido desde o início dos anostrinta e particularmente com um recurso de deslizamento limitado que permitea transferência do torque aplicado de uma roda que está deslizando para umaroda que tem tração. Transmissões deste tipo têm um suporte que recebeentrada de uma engrenagem pinhão e fornece um acionamento paraengrenagens planeta que casam com as engrenagens sol anexadas nos eixosconectados na rodas em lados opostos de um veículo. O recurso dedeslizamento limitado envolve retardar o movimento diferencial puro doseixos para as diferentes rodas.

No passado, tais transmissões foram lubrificadas pelo que éconhecido como um sistema de lubrificação por respingo. Neste sistema, ametade inferior do conjunto é banhada em lubrificante de forma que omovimento das engrenagens impulsiona o lubrificante para cima para osconjuntos de engrenagem para prover lubrificação. Este tipo particular delubrificação, embora simples, tem uma deficiência em que ele gera perdasparasitas em virtude da resistência do movimento das engrenagens através dolubrificante. Além do mais, força centrífuga pode fazer com que o lubrificanteseja impulsionado para fora das superfícies a ser apoiadas e fornece um modode falha potencial.

Em uma tentativa de eliminar problemas deste tipo,transmissões assim chamadas imersão a seco têm sido empregadas, nas quaislubrificante é pressurizado e alimentado em munhões vedados e outroscomponentes para as partes rotativas. O arranjo vedado faz com que olubrificante pressurizado passe através das superfícies do mancai e através docaminho de vazamento normal para um reservatório onde o lubrificante é ré-pressurizado para distribuição nas superfícies de apoio.

Quando um recurso de deslizamento limitado é empregado emuma transmissão como esta, ele é normalmente na forma de uma série desuperfícies de embreagem conectada alternadamente em um cárter para o eixodiferencial ou um dos eixos de saída. Em um diferencial que tem um sistemafechado, a câmara para tais pratos forma uma bolsa para lubrificante. Comotal, qualquer detrito gerado pelo engate e desengate das embreagens tende sercoletado na bolsa, tendo assim um impacto adverso a longo prazo nadurabilidade da transmissão.

O que é necessário portanto na tecnologia é uma transmissãodo tipo citado que forneça uma purga de material na situação referida.

Sumário Da Invenção

A invenção, em uma forma, inclui aparelho para purgarcontaminantes das ^bolsas de lubrificantes de uma transmissão diferencial dedeslizamento limitado que. tem um sistema pressurizado vedado para rotação.epartes interengatadas da transmissão. O aparelho é um elemento de válvuladeslocável entre uma primeira e uma segunda posição em resposta a umrecurso de controle da dita transmissão. Passagens, são formadas natransmissão entre as bolsas de lubrificante e um reservatório para a ditatransmissão. O elemento de válvula fica. interposto jias passagens econfigurado para permitir o fluxo da dita bolsa de lubrificante para o ditoreservatório à medida que o dito elemento de válvula desloca entre a ditaprimeira e segunda posição.

Em uma outra forma, a invenção inclui um transmissãodiferencial que tem: um cárter apoiado para rotação em torno de um eixoprincipal. Primeiro e segundo eixos de saída rotativos são recebidos pelocárter e apoiados em torno de um eixo geométrico principal e têm primeira esegunda engrenagens sol afixadas nele, respectivamente. Uma pluralidade deengrenagens planeta cônicas é cada qual montada rotacionalmente no cárterem engate de engrenagem com a primeira e segunda engrenagens sol cônicas.

Um dispositivo é provido para engatar seletivamente o dito cárter e uma dasditas engrenagens sol para limitar a ação diferencial. Um sistema é providopara suprir lubrificante pressurizado para apoiar o cárter, engrenagens edispositivo seletivamente engatável, a transmissão sendo arranjada para vedaro cárter, engrenagens e dispositivo seletivamente engatável. A transmissãotem uma passagem do dispositivo seletivamente engatável para o reservatório.Um elemento de válvula fica interposto na passagem e deslocável entre aprimeira e segunda posições em resposta ao engate e desengate do dispositivoseletivamente engatável. O elemento de válvula é configurado para permitir ofluxo de lubrificante pressurizado do dispositivo seletivamente engatável parao reservatório à medida que o dito elemento de válvula é deslocado entre asditas primeira e segunda posições para purgar contaminantes do dispositivoseletivamente engatável.

Descrição Resumida Dos Desenhos

A figura 1 é uma vista seccional transversal de umatransmissão diferencial de deslocamento limitado com a qual a presenteinvenção é usada;

A figura 2 é uma vista em seção parcial ampliada do sistemade controle para a presente invenção; e

As figuras 3-5 mostram uma seção transversal ainda maior doconjunto de válvula mostrado na figura 2 em vários estágios de atuação.

Descrição Detalhada Da Invenção

A figura 1 mostra uma transmissão diferencial 10 usada paratransferir a saída de torque de uma engrenagem pinhão (não mostrada) paraum par de eixos de saída 12 e 14. A transmissão 10 tem um alojamentocentral 16 e um par de placas de extremidade 18 e 20 que forma parte de umalojamento para a transmissão 10. Recursos de transmissão adicionais taiscomo redução de velocidade, freios, etc. não estão mostrados para simplificara discussão da presente invenção. Conforme descrito posteriormente, atransmissão 10 tem um sistema fechado para lubrificar as partesinterengatadas de extremidade rotativas, e o lubrificante que passa através dosvários componentes escoa por gravidade para uma câmara do reservatório 22para coleta através de filtros apropriados por meio da saída 24 para umabomba (não mostrada) que fornece lubrificante pressurizado a um caminho delubrificante através da entrada 26.

Um suporte 38 é apoiado por meio de conjuntos de mancais 28e 30, respectivamente. Um par de eixos 12 e 14 tem preso nas suasextremidades engrenagens sol cônicas, respectivamente. Engrenagens sol 32 e34 interengatam uma pluralidade de engrenagens planeta cônicas 36 apoiadaspara rotação no suporte 38. O suporte 38 fornece uma montagem para umaengrenagem pinhão 40 que casa com a engrenagem pinhão (não mostrada)por meio de prendedores apropriados 42 que estendem-se através doalojamento 37, também conectados no suporte 38. O suporte 38, engrenagensplaneta 36 e engrenagens sol 32 e 34 fornecem uma rotação diferencial deforma que os eixos 12 e 14 possam rotacionar em diferentes velocidadesrotacionais quando o veículo no qual a transmissão 10 é montada navega emum canto.

Quando a transmissão 10 é instalada em um veículo agrícolaou veículo industrial fora de estrada, freqüentemente existem momentos emque a tração em uma ou mais das rodas acionadas pelos eixos 12 e 14 éreduzida, que faz com que o diferencial normal transmita toda a potência paraa roda que tem a maior velocidade. A fim de minimizar esta condição, éempregado um conjunto diferencial de deslizamento limitado 44.

O conjunto diferencial de deslizamento limitado está mostradocom mais detalhes na figura 2 no qual uma série de discos 46 e 48 éengrenada e respectivamente fixa no suporte 38 e em uma das engrenagenssol 32. Os pratos 46 e 48 são normalmente mantidos em uma posição ondeeles deslizam um em relação ao outro, exceto quando uma situaçãooperacional exige que uma condição de deslizamento limitado seja induzida.Um diafragma de metal 50 é deslocado contra o pacote de discos 46 e 48 parafazer com que eles reduzam a rotação relativa entre o suporte 38 e aengrenagem sol 32 para minimizar assim a ação diferencial. O diafragmaanular 50 pode ser atuado por qualquer um de diversos dispositivos, mas, naforma aqui mostrada, ele é atuado pela pressão dentro da câmara 52 paraimpelir o diafragma 50 para a direita, conforme mostrado na figura 2, paraengatar os discos 46 e 48. Conforme indicado previamente, a transmissão 10 édo tipo fechado, onde pressão nos mancais 28, 30, engrenagens 32, 34 e 36 ediscos 46 e 48 é suprida através da entrada 26 para fornecer uma emersãoconstante e lubrificante para permitir o apoio e remover calor das engrenagenscasadas e o atrito causado pela operação sob carga. Embora os mancais 28 e30 e outros elementos na transmissão 10 tenham um fluxo de lubrificante parao reservatório 22, os discos 46 e 48 estão em uma bolsa 54 da qual não existefluxo natural de lubrificante, particularmente na sua periferia externa.

De acordo com a presente invenção, um sistema para purgar acâmara 54 de fluido lubrificante está indicado no geral pelo número dereferência 56. O sistema indicado em por 56 está mostrado particularmentenas figuras 3, 4 e 5. O sistema 56 inclui uma passagem radialmente para fora58 no alojamento 37 conectada a um entalhe anular 60 e uma passagem anular62 na periferia externa da câmara 54. Uma válvula carretei 64 é deslocável emum furo 65 e intercepta o entalhe anular 60 e a passagem anular 62. A válvulacarretei 64 fica retida no furo 65 por um parafuso de tampa apropriado 66rosqueado no alojamento 37 e vedado por meio de anel-O 68. A válvulacarretei 64 tem um recesso interior 70 que recebe uma mola 72 que impele oconjunto da válvula contra o parafuso de tampa 66. Um elemento de retençãoapropriado 74 fica posicionado no furo 64 para fornecer um apoio para a mola72. O elemento de válvula 64 tem uma abertura 76 posicionada de forma que,quando a válvula está intermediária à posição ilustrada na figura 3 e a posiçãomostrada na figura 5, a abertura 76 fica em registro com o entalhe 60 epermite que lubrificante pressurizado escoe da passagem 62 através dointerior 70 da válvula 64 e através dos entalhes 60 e para fora da passagemradialmente para fora 58. Esta posição está mostrada com detalhes na figura 4,mostrando o estabelecimento do caminho de fluxo para o exterior.

O elemento de válvula 64 é deslocado para a posição quepermite uma purga do lubrificante pressurizado pela pressão que age naextremidade 78 da válvula carretei 64. Esta pressão é transmitida àextremidade 78 da válvula carretei 64 por uma passagem 80 conectada nacâmara 52 provendo a atuação para os discos 46 e 48 para minimizar odeslizamento relativo. Embora esteja ilustrada com pressão hidráulica paraatuar o pacote do disco e, portanto, o movimento da válvula para permitirfluxo de fluido pressurizado. Deve ficar aparente aos versados na técnica queoutras formas de atuação podem ser empregadas com resultados iguais.

Em operação, a transmissão 10 opera como uma transmissãodiferencial pura, em cujo caso os pratos de embreagem 46 e 48 estãodeslizando um em relação ao outro, e o elemento de válvula está na posiçãoilustrada na figura 3. Pelos mecanismos de controle apropriados, pressão éaplicada na câmara 52 para mover o diafragma anular 52 para engatarembreagens 46 e 48 para limitar o deslizamento do diferencial. Quando istoocorre, a pressão na passagem 80 é aplicada através da extremidade da face78, impelindo o elemento de válvula 64 para a posição ilustrada na figura 5.

Na transição entre a posição das figuras 3 e 5, o elemento de válvula 64 fazcom que a abertura 76 se alinhe com o entalhe 60, permitindo assim um fluxode fluido pressurizado radialmente para fora através da passagem 58 efinalmente para o reservatório 22. Isto permite que qualquer detritoacumulado aprisionado nas partes externas radialmente para fora da câmara54 seja purgado e devidamente filtrado para remover contaminantes. Emvirtude de a válvula alinhar as passagens somente em uma posiçãointermediária, a perda de pressão por causa desta ação é bastante minimizada,de forma que pressão apropriada para lubrificação e resfriamento é mantida atodo momento na transmissão. Além do mais, uma vez que a passagem paracontaminantes é na parte 37 que gira, a força centrífuga auxilia na remoção dacâmara 54.

Tendo sido descrita a modalidade preferida, ficará aparente aosversados na técnica que várias modificações podem ser feitas sem fugir doescopo da invenção definida nas reivindicações anexas.

Claims (19)

1. Aparelho para purgar contaminantes de bolsas delubrificante de uma transmissão diferencial de deslizamento limitado,caracterizado pelo fato de que o dito aparelho compreende:um elemento de válvula deslocável entre uma primeira esegunda posição em resposta a um recurso de controle da dita transmissão;passagens formadas na transmissão entre as ditas bolsas delubrificante e um reservatório para a dita transmissão, o dito elemento deválvula sendo interposto nas ditas passagens e configurado para permitir fluxoda dita bolsa de lubrificante para o dito reservatório à medida que o ditoelemento de válvula desloca entre as ditas primeira e segunda posições.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que as ditas partes interengatadas estão na dita bolsa delubrificante.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que as ditas partes interengatadas formam um recurso dedeslizamento limitado para a dita transmissão diferencial.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o dito elemento de válvula é uma válvula carretei e a ditapassagem é conectada através da dita válvula entre as ditas primeira e segundaposições.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que o dito elemento de válvula é carregado por mola para umaposição onde a passagem não é conectada no dito reservatório.

6. Aparelho de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que as ditas partes interengatadas são ativadas por pressão paraengate e a dita pressão age contra a dita mola.

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que as ditas passagens e válvula são posicionadas em uma parterotativa na dita transmissão, melhorando assim a purga do dito lubrificanteatravés da força centrífuga.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que a dita parte rotativa é um cárter para a dita transmissão.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que as ditas partes interengatadas são uma série de embreagensadjacentes imersas em lubrificante.

10. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que as ditas embreagens interengatadas são ativadas por pressãode fluido para se engatarem.

11. Transmissão diferencial, caracterizada pelo fato de quecompreende:um cárter apoiado para rotação em torno de um eixogeométrico principal;primeiro e segundo eixos de saída rotativos recebidos pelocárter e apoiados em torno do dito eixo geométrico principal e tendo primeirae segunda engrenagens sol cônicas afixadas nos mesmos, respectivamente;uma pluralidade de engrenagens planeta cônicas, cada qualmontada rotacionalmente no dito cárter em engate de engrenagem com asditas primeira e segunda engrenagens sol cônicas;um dispositivo engatável seletivamente entre o dito cárter euma das ditas engrenagens sol para limitar a ação diferencial;um sistema para suprir lubrificante pressurizado para apoiar odito cárter, engrenagens e o dito dispositivo seletivamente engatável, a ditatransmissão sendo arranjada para vedar o dito cárter, engrenagens edispositivo seletivamente engatável;a dita transmissão tendo uma câmara do reservatório parareceber lubrificante do dito cárter e engrenagens;a dita transmissão tendo uma passagem do dito dispositivoseletivamente engatável para o dito reservatório; eum elemento de válvula interposto na dita passagem edeslocável entre uma primeira e segunda posição em resposta ao engate edesengate do dito dispositivo seletivamente engatável, o dito elemento deválvula sendo configurado para permitir o fluxo de lubrificante pressurizadodo dito dispositivo seletivamente engatável e do dito reservatório à medidaque o dito elemento de válvula é deslocado entre as ditas primeira e segundaposições para purgar contaminantes do dito dispositivo seletivamenteengatável.

12. Transmissão diferencial de acordo com a reivindicação 11,caracterizada pelo fato de que o dito elemento de válvula compreende umaválvula carretei deslocável entre as ditas primeira e segunda posições.

13. Transmissão diferencial de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato de que a dita válvula carretei é resilientementeimpelida para uma das ditas duas posições.

14. Transmissão diferencial de acordo com a reivindicação 11,caracterizada pelo fato de que o dito dispositivo seletivamente engatável éativado por pressão, a dita válvula carretei é impelida para uma das ditasposições por uma mola, e a dita pressão age na dita válvula carretei contra aação da dita mola.

15. Transmissão diferencial de acordo com a reivindicação 11,caracterizada pelo fato de que a dita passagem e a dita válvula sãoposicionadas no dito cárter, por meio do que forças centrífugas auxiliam napurga de lubrificante do dito dispositivo seletivamente engatável.

16. Transmissão de acordo com a reivindicação 15,caracterizada pelo fato de que o dito dispositivo seletivamente engatávelcompreende uma pluralidade de embreagens seletivamente interconectadascom o dito cárter e um dos ditos eixos de saída, as ditas embreagens sendobanhadas em lubrificante pressurizado.

17. Transmissão diferencial de acordo com a reivindicação 16,caracterizada pelo fato de que as ditas embreagens são ativadas por pressão defluido para engatar, e a dita válvula é responsiva à dita pressão de ativação.

18. Transmissão diferencial de acordo com a reivindicação 17,caracterizada pelo fato de que o dito elemento de válvula é oco e tem umorifício que conecta a dita passagem das ditas embreagens no dito reservatórioquando a válvula está em uma posição intermediária às ditas primeira esegunda posições.

19. Transmissão diferencial de acordo com a reivindicação 18,caracterizada pelo fato de que o dito elemento de válvula é carregado pormola para uma das ditas posições e é responsivo à pressão para ser deslocadopara a outra das ditas posições.