SE524472C2 - Anordning för att överföra moment mellan två roterbara, koaxiella axelelement - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 524- 472 031016 JN G;\P\3891 Haldex\P\033 coaxial shaft members\P38910033__O30724_översättning.doc 2 Ett typiskt exempel på en sådan "limited slip coup- ling" visas i WO 97/04245, till vilken hänvisning görs för ytterligare information.

En möjlig nackdel med den koppling som visas däri och anges ovan är att det i vissa fall kan vara önskvärt att överföra ett visst moment redan då fordonet eller bilen står stilla - en s k "lockup from stationary". Eftersom den hittills beskrivna konstruktionen för sin funktion är be- roende på en viss rotationshastighetsskillnad, är detta inte möjligt.

Huvudändamàlet med uppfinningen är sålunda att modi- fiera den hittills beskrivna anordningen eller kopplingen för att möjliggöra en "lockup from stationary".

Uppfinningen Detta kan enligt uppfinningen uppnås genom att hydraulsystemet har en ledning med en överströmningsventil för att villkorat tillåta flöde från matarpumpen förbi ventilen till hydraulkolven oberoende av flödet från differentialpumpen.

Uppfinningsidén är sålunda att utnyttja flödet från matarpumpen, vilket är tillgängligt för ändamålet att bibe- hålla ett visst bastryck i hydraulsystemet som krävs för anordningens ordinarie funktion.

I ett praktiskt fall - såsom visas i WO 97/04245 - innefattar hydraulsystemet - i ett slutet parti - ledningar från differentialpumpen, genom den elektriskt kontrollerade stryp- eller tryckventilen till kopplingen, vilket parti innefattar envägsventiler. Olja kan emellertid matas av ma- tarpumpen från en behållare och kan avlägsnas eller återfö- ras till behållaren via en överströmningsventil.

I ett sådant system kan matarpumpen och differential- pumpen i enlighet med uppfinningen antingen vara anslutna i serie eller parallellt för att uppfylla ändamålet att vill- korat (dvs genom den elektriskt kontrollerade stryp- eller tryckventilen) utnyttja matarpumpflödet för att påverka kopplingen. l0 l5 20 25 30 35 524- 472 030724 JW \\CURRENT\DB\P\3891 Haldex\P\033 coaxial shaft members\P38910033_030724_översàccning.doc 3 I ett arrangemang för serieanslutning är en separat envägsventil anordnad mellan överströmningsventilen och ma- tarpumpen.

Här kan en ackumulator vara anordnad antingen i an- slutning till överströmningsventilen eller matarpumpen.

I ett arrangemang för parallellanslutning är en sepa- rat envägsventil anordnad mellan matarpumpen och den elekt- riskt kontrollerade stryp- eller tryckventilen.

För att förhindra returflöde, då fluidtrycket över- stiger det hos matarpumpen, kan en separat överströmnings- ventil vara ansluten parallellt över envägsventilen i alla de ovan beskrivna utföringsformerna.

Ritningarna Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka Fig 1 är en sektion genom en tidigare känd "limited slip coupling" med en första utföringsform av ett hydraul- system enligt uppfinningen, Fig 2-4 schematiskt visar andra utföringsformer av hydraulsystem enligt uppfinningen samt Fig 5-10 schematiskt och på annat sätt visar de olika utföringsformerna av ett i Fig l-4 visat hydraulsystem.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer Föreliggande uppfinning avser ett hydraulsystem för en s k "limited slip coupling" av den typ som vanligtvis används för att överföra moment från en första driven axel hos ett fyrhjulsdrivet landsvägsfordon till en andra driven axel eller annorlunda uttryckt för att överföra moment mel- lan två roterbara, koaxiella axelelement.

En sådan koppling av typ "limited slip coupling" är exempelvis känd genom WO 07/04245, till vilken hänvisning görs. Konstruktionen hos denna koppling visas och beskrives även här för att ge en riktig förståelse för hydraulsyste- met enligt uppfinningen. Denna beskrivning hålls så kort som möjligt. 10 15 20 25 30 524 472 030724 JH \\CURRENT\DE\P\3B9l Haldex\P\O33 Coaxial Shaft members\P38910O33_030724Aöversättningxioc 4 En första axel l till vänster i Fig 1 och en andra axel 2 till höger är roterbart lagrade i ett hus 3 med ett lock 4.

Ett nav 5 är fäst vid den första axeln 1 och utgör ett första axelelement därmed.

Ett antal omväxlande kopplingsskivor eller ringar 6 är externt splinesanslutna till navet 5.

Den andra axeln 2 har en radiell fläns 2', och en hylsa 7 är fäst därvid. Axeln 2 med dess fläns 2' och hyl- san 7 utgör tillsammans ett andra axelelement.

Ett antal omväxlande kopplingsskivor eller -ringar 8 motsvarande kopplingsskivorna 6 är internt splinesförbundna med hylsan 7. När de är i ingrepp, kommer kopplingsskivorna 6 och 8 att motverka rotationshastighetsskillnad mellan de två axelelementen.

En kamskiva 9 är splinesansluten till navet 5 till höger om kopplingsskivorna 6, 8 på ritningen för deras in- grepp på ett nedan beskrivet sätt, och reaktionskraften tas upp av huset 3 via en tryckbricka 10, som är anordnad till vänster om kopplingsskivorna 6, 8 på ritningen, och ett axiellt nållager ll, uppstött av huset 3.

Vid sin yta vettande från kopplingsskivorna 6, 8 är kamskivan 9 försedd med en cirkulär kamkurva, och navets 5 axiella ändyta är försedd med en motsvarande cirkulär kam- kurva. Tre satser av cylindriska kamrullar 12-14 är anord- Kamrullarna 12-14 är roterbart anordnade i den radiella flänsen 2' hos den nade att samarbeta med dessa kamkurvor. andra axeln 2. Varje sats kan innehålla exempelvis tre kam- rullar, och det föreligger en fasförskjutning från en sats till nästa, exempelvis uppgående till 30°. Kamprofilen på kamskivan 9 är sådan att kamrullarna 12-14 vid rotation kommer att ges en rörelse, vars axiella hastighet ändras linjärt med den relativa vridningsvinkeln mellan axlarna l och 2. 10 15 20 25 30 524 472 030724 JW -.\CURRENT\DB\P\3891 Haldex\P\033 coaxial shafr. menmers\1>3B910033_O30724föversäctningdoc 5 Tryckbrickor 15-17 är i ingrepp med kamrullarna 12- 14. Dessa kambrickor 15-17 är koncentriska och roterbara oberoende av varandra.

Tre koncentriska, ringformiga kolvar 18-20 är axiellt rörliga i motsvarande ringformiga cylindrar i huslocket 4 och är försedda med tätningar. De två inre kolvarna 19, 20 samarbetande med navet 5 har samma kolvarea, medan den yt- tersta kolven 18 samarbetande med kamskivan 9 har en större area.

Resultatet av det beskrivna arrangemanget är att kol- varna 18-20 kommer att ges axiellt fram- och återgàende rö- relser, då de två axlarna 1 och 2 har en rotationshastig- hetsskillnad.

En hydraulledning 21 försedd med en envägsventil 22 är ansluten till vardera av de två ringformiga cylindrarna för de inre kolvarna 19, 20. Efter de två envägsventilerna 22 är de två ledningarna 21 anslutna till varandra och le- der till en överströmningsledning 23 (här visad vara för- sedd med en envägsventil 24 att beskrivas nedan i förbin- delse med uppfinningen) och ytterligare till en hydraulled- ning 25, försedd med en elektriskt kontrollerad strypventil 26. Hydraulledningen 25 är ansluten till den ringformiga cylindern för den yttersta kolven 18 med hjälp av en hyd- raulledning 27. Denna senare ledning 27 är ansluten till hydraulledningarna 21 via envägsventiler 28. Detta hydraul- system är ett slutet system.

Hydraulledningen 23 är också ansluten till en oljebe- hållare 29 via en överströmningsventil 30, exempelvis justerad till ett tryck av 3 bar. Olja från behållaren 29 pumpas med hjälp av en motordriven pump 31 till hydraulled- ningarna 21. Huvudändamålet med pumpen 31, som nedan kallas en matarpump, är att åstadkomma ett visst arbetstryck i det slutna hydraulsystemet. Systemet kommer inte att kunna fun- gera på avsett sätt utan dessa systemtryck. 10 15 20 25 30 35 524- 472 030724 Jw \\CURRENT\DB\P\,3891 Haldex\P\033 coaxial shaft members\P389l0033_030724_översàttning.doc 6 En ackumulator 32 är ansluten till hydraulsystemet (vid hydraulledningen 23) för att utjämna variationer i flödet till kolvarna 18-20. Ändamålet med den elektriskt kontrollerade strypven- tilen 26 är att reglera arbetstrycket i det slutna hydraul- systemet och sålunda att reglera den kraft med vilken rota- tionshastighetsskillnaden kommer att motverkas.

Av tydlighetsskäl visas hydraulsystemet som anordnat utanför huset 3, 4. I verkligheten är det anordnat i huset, vilket självt fungerar som behållaren 29.

Då det beskrivna hydraulsystemet är under tryck, så att kolvarna 18-20 hålls mot tryckbrickorna 15-17, kommer en rotationshastighetsskillnad mellan de två axlarna 1 och 2 att ge en fram- och återgående rörelse hos kolvarna 18- 20, då kamrullarna 12-14 rullar på sina respektive kamkur- vor. Frekvensen hos de fram- och återgående rörelserna ökar med ökande rotationshastighetsskillnad.

För en ytterligare beskrivning av anordningen och dess funktion hänvisas till WO 97/04245.

Huvudbeståndsdelarna av anordningen är en "differen- tialpump", nämligen den hydraulpump som skapar ett hydraul- flöde beroende på rotationshastighetsskillnaden mellan de två axlarna, en "koppling", nämligen hydraulkolven för att påverka kopplingsskivorna och åstadkomma en momentöverföring mellan de två axlarna, då flödet passerar den elektriskt kontrol- lerade strypventilen och en "matarpump" med en överströmningsventil för att bibehålla ett visst bastryck i det för övrigt slutna syste- met.

En viss rotationshastighetsskillnad behövs för att KOPP- kommer att förhindra en s k "lockup from sta- bygga upp det hydraultryck som krävs för att påverka lingen. Detta tionary", dvs en påverkan av kopplingen för att möjliggöra momentöverföring mellan de två axlarna, då fordonet (i vil- 10 15 20 25 30 35 5 L. 4 Ar 7 L- 030724 Jw \\CURRENT\DB\P\3891 Haldex\P\033 coaxial shaft members\P389lO033_030724_översåttning.doc 7 ket anordningen är arrangerad) är stationärt eller stilla- stående.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att möjlig- göra en "lockup from stationary" i en anordning av det all- männa slag som beskrivits ovan.

Allmänt sett kan detta åstadkommas genom användning av matarpumpen för att mata det nödvändiga hydraultrycket till kolven för påverkan av kopplingen, även om differen- tialpumpen inte kan leverera något tryck, eftersom fordonet står stilla.

I den första utföringsformen enligt Fig 1 uppnås detta genom anordnandet av den ovan nämnda envägsventilen 24 i hydraulledningen 23 och en hydraulledning 33, vilken innehåller en överströmningsventil 34 och är parallell med den strypventilen 26 innehållande hydraulledningen.

Denna första utföringsform illustreras även av hyd- raulschemat i Fig 5.

Hänvisningsbeteckningen 35 utnyttjas för "kopp- lingen", dvs att kollektivt indikera hydraulkolven 18 för påverkan av kopplingsskivorna 6 och 8, vilka förbinder de två axlarna 1 och 2. Hänvisningsbeteckningen 36 avser "dif- ferentialpumpen" innefattande kolvarna 19 och 20 med an- gränsande delar samt envägsventilerna 22 och 28.

I Fig 5 visas även envägsventilen 24, strypventilen 26 (vilken alternativt kan vara en elektriskt reglerbar (eller avlastningsventilen) 30, typiskt inställd på ett tryck av 3-5 bar, Matarpumpen 31 upprättar ett hydraultryck i ackumula- torn 32 tryckventil), behållaren 29, överströmningsventilen matarpumpen 31 samt ackumulatorn 32. (genom strypventilen 26) och kommer att åstadkomma ett ökat tryck i kopplingen, då rotationshastighetsdiffe- rentialen är noll och strypventilen 26 är helt eller delvis stängd.

Det framgår att matarpumpen 31 och differentialpumpen 36 är anslutna i serie före strypventilen 26. Envägsventi- 10 15 20 25 30 35 524 472 030724 JN \\CURRENT\DB\P\389l Haldex\P\033 coaxial shaft members\P38910033_03072A_översáttning.doc 8 o len 24 är belägen mellan å ena sidan matarpumpen 31 och a andra sidan ackumulatorn 32 och överströmningsventilen 30.

I Fig 2-10 utnyttjas blott hänvisningsbeteckningar som krävs för en riktig förståelse. Alla andra beteckningar finns i Fig 1.

En andra utföringsform visas i Fig 2 och 6. Den enda skillnaden i förhållande till den första utföringsformen är läget för ackumulatorn 32, som här är ansluten till hyd- raulledningen 21 till matarpumpen 31.

Detta betyder att matarpumpen 31 och differentialpum- pen 36 ånyo är anslutna i serie, men att matarpumpen 31 och ackumulatorn 32 är på samma sida om strypventilen 26.

En tredje utföringsform visas i Fig 3 och 7. Skillna- den i förhållande till den första utföringsformen är att en ytterligare överströmningsventil 37 är ansluten parallellt med envägsventilen 24. Härigenom kommer maxtrycket från ma- tarpumpen 31 att begränsas.

En fjärde utföringsform visas i Fig 8 (och Fig 4, så- som kommer att framgå). Grundtanken bakom den fjärde utfö- ringsformen är att anordna matarpumpen 31 och differential- pumpen 36 parallellt före strypventilen 26. En envägsventil 38 i hydraulledningen från matarpumpen 31 kommer att för- hindra bakåtflöde till matarpumpen 31, om differentialpum- pen 36 är "starkare".

En variation, som i själva verket är en kombination av de tredje och fjärde utföringsformerna, visas i Fig 9, där överströmningsventilen har fått beteckningen 37'.

En detaljerat hydraulschema för en kombination av de tredje och fjärde utföringsformerna visas även i Fig 4.

En femte utföringsform visas i Fig 10, som illustre- ras som en variation av Fig 5 (den första utföringsformen).

I denna utföringsform är strypventilen 26 kombinerad med en tryckgivare 39. Genom denna tryckgivare 39 kommer det att vara möjligt att låsa kopplingen vid ett visst tryck vid rotationshastighetsskillnaden noll, sedan att intermittent 524 4-72 030724 JW \\CURRENT\DB\P\3891 Haldex\P\O33 coaxíal shaft members\P389l0033_030724_översäctning,doc 9 manövrera matarpumpen med hög effekt och därefter att minska effekten för att bl a spara pumpmotorn. Denna utfö- ringsform kan kombineras med alla de andra utföringsfor- melfna.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 031016 JW P:\3B91 HaldeX\P\033 coaxial shaft members\nya patentkramdoc lO PATENTKRAV

1. Anordning för att överföra moment mellan tvâ ro- terbara, koaxiella axelelement (1, 2), vilken anordning in- nefattar en koppling mellan de två axelelementen och kopp- lingsbar - för att motverka rotationshastighetsskillnad mellan axelelementen - med hjälp av en hydraulkolv (18) un- der kontroll av en elektriskt styrd stryp- eller tryckven- til (26) en kopplingspump (36) och för att mata hydraultryck till hydraulkolven (18), vilken pump drivs av endera av eller båda axelelementen, varvid hydraulkolven (18), ventilen (26) och kopplingspumpen (36) är anslutna i serie i ett hydraulsystem, vilket även innehåller en matarpump (31) för att upprätthålla ett visst bastryck i systemet, kännetecknad av att hydraulsystemet har en ledning (33) med en överströmningsventil (34) för att villkorat tillåta flöde från matarpumpen (31) förbi ventilen (26) till hydraulkolven (18) oberoende av flödet fràn kopp- lingspumpen (36).

2. Anordning enligt krav 1, varvid kopplingspumpen är en differentialpump (36) driven av rotationshastighets- skillnaden mellan de tvà axelelementen (1, 2).

3. Anordning enligt krav 2, i vilken hydraulsystemet i ett slutet parti innefat- tar ledningar (21, 23, 25) fràn differentialpumpen (36) ge- nom den elektriskt kontrollerade stryp- eller tryckventilen (26) till kopplingen (35), vilket parti innefattar envägs- ventiler (22, 28), och i vilken olja kan matas av matarpum- (29) hállaren via en överströmningsventil (30), pen (31) fràn en behållare och kan àterföras till be- varvid matarpumpen (31) och differentialpumpen (36) är anslutna i serie med hjälp av en envägsventil (24) mel- lan överströmningsventilen (30) och matarpumpen (31). lO l5 20 25 E f) A. L). '7 2 v .. 1 a I' 031016 JW G:\P\3891 Haldex\P\033 coaxial shaft members\nya patentkrawdoc ll

4. Anordning enligt krav 3, varvid en ackumulator (32) år anordnad i anslutning till överströmningsventilen

5. Anordning enligt krav 3, varvid en ackumulator (32) är anordnad i anslutning till matarpumpen (31).

6. Anordning enligt krav 2, i vilken hydraulsystemet i ett slutet parti innefat- tar ledningar (21, 23, 25) från differentialpumpen (36), genom den elektriskt kontrollerade stryp- eller tryckventi- len (26) till kopplingen (35), vilket parti innefattar en- vägsventiler (22, 28), och i vilken olja kan matas av ma- (31) till behàllaren via en överströmningsventil (30), tarpumpen från en behållare (29) och kan återföras varvid matarpumpen (31) och differentialpumpen (36) år anslutna parallellt med hjälp av en envägsventil (38) mellan matarpumpen (31) och den elektriskt kontrollerade stryp- eller tryckventilen (26).

7. Anordning enligt något av de föregående kraven, varvid en överströmningsventil (37) är ansluten parallellt 38).

8. Anordning enligt något av de föregående kraven, över envägsventilen (24, varvid en tryckgivare (39) år anordnad i anslutning till den elektriskt kontrollerade stryp- eller tryckventilen (26).