SE537481C2 - Pumpanordning för ett kraftuttag, kraftuttag för en uttagsmodul, uttagsmodul och ett fordon som innefattar ett kraftuttag - Google Patents

Abstract

Sammandrag Uppfinningen avser en pumpanordning (22) for ett kraftuttag (16) hos ett fordon (1), innefattande ett fluidinlopp (32); ett fluidutlopp (34); en med fluidinloppet (32) och fluidutloppet (34) forbunden rotor (40), som är anordnad pa ett drivelement (20); en med rotorn (40) samverkande stator (42), som är anordnad i ett hus (18). Ett fOrskjutbart och omformningsbart omkopplingselement (54), som i ett forsta lage samverkar med rotorn (40) och statorn (42), sä att vasentligen inget fluidflode alstras av pumpanordningen (22), och i ett andra lage anligger mot statorn (42) och rotorn (40), sa att ett fluidflode alstras genom pumpanordningen (22). Uppfinningen avser ocksa ett kraftuttag (16) for en uttagsmodul (14), en uttagsmodul (14) och ett fordon (1), som innefattar ett kraftuttag (16).

Description

Pumpanordning for ett kraftuttag, kraftuttag for en uttagsmodul, uttagsmodul och ett fordon som innefattar ett kraftuttag.

UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KAND TEKNIK Foreliggande uppfinning avser en pumpanordning for ett kraftuttag enligt ingressen till patentkravet 1, ett kraftuttag fOr en uttagsmodul enligt ingressen till patentkravet 8, en uttagsmodul enligt ingressen till patentkravet 11 och ett fordon, som innefattar ett kraftuttag enligt ingressen till patentkravet 13.

Det fOrekommer att lastbilar är utrustade med pabyggnader av olika slag. Dessa pabyggnader kan exempelvis utgoras av kranar och kompressorer. For att driva pabyggnaderna uttages kraft fran lastbilens drivlina med hjalp av ett eller flera kraftut- tag. En vanlig benamning pa dessa kraftuttag är PTO, som är en forkortning fran engelskans Power Take Off. Kraftuttagen kan anslutas till och monters pa i stort sett alla drivlinans komponenter, exempelvis pa motorn, pa vaxelladan eller mellan motorn och vaxelladan. For att driva en pabyggnad i form av en kran med hydraulcylindrar behovs trycksatt hydraulolja, varfor en uttagsmodul i form av en hydraulpump monteras i kraftuttaget. Om pabyggnaden är en kompressor monteras foretradesvis en uttagsmodul i form av en anslutningsflans i kraftuttaget till vilken anslutningsflans kompressorns ingaende axel kopplas.

Ett kraftuttag kan vara enkelt eller dubbelt och vara direkt eller vaxlade. De direkta kraftuttagen drivs direkt av fordonets drivlina och de vaxlade via en transmission for att vaxla upp varvtalet. De dubbla kraftuttagen innefattar en inbyggd transmission, som fordelar kraften till tva urtag for anslutning av uttagsmoduler.

Kraftuttagens och uttagsmodulernas rorliga komponenter är beroende av smOrjning for att fungera tillfredstallande. Olika typer av smorjsystem for kraftuttag och moduler finns. En typ av smorjsystem som forekommer är stanksmorjning dar smorjoljan, som är instangd i hus for respektive kraftuttag och uttagsmodul cirkuleras med hjalp av de i kraftuttaget och uttagsmodulen rorliga komponenterna. Vid stanksmorjning begransas smorjningseffekten av de rorliga komponenternas rotationshastighet, vilket med- 1 for att trycksmorda lager inte kan anvandas i kraftuttaget och uttagsmodulen. Vid en annan typ av forekommande smorjsystem anvands vaxelladans interna smorjsystem, varvid transmissionsolja trycksatts i vaxelladan och leds till kraftuttaget och uttagsmodulen. Nackdelen är dock att smOrjoljeflOdet och smorjoljetrycket minskar hos de komponenter som skall smorjas i vaxelladan, eftersom en del av flOdet och trycket fordelas till kraftuttaget och uttagsmodulen.

Det finns kraftuttag som innehaller ett separat smorjsystem med en pumpanordning, som fOrser kraftuttaget och uttagsmodulen med smOrjoljeflOde och smOrjoljetryck.

Dokumentet US5092736 visar en pumpanordning for ett kraftuttag, vilken pumpanordning är anordnad pa en drivaxel f6r kraftuttaget. En sadan separat pumpanordning for kraftuttaget och uttagsmodulen kraver fran drivaxeln overford energi, vilket medfor en okad bransleforbrukning hos ett fordon pa vilket kraftuttaget är monterat.

For det fall fordonet är forsett med ett sadant kraftuttag, men ingen uttagsmodul finns monterad pa kraftuttaget kommer bransle att forbrukas i onocian, eftersom pumpanordningen drivs och energi kravs for att punnpa smorjolja med pumpanordningen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kanda losningar finns ett behov att vidareutveckla en pumpanordning for ett kraftuttag, som besparar bransle, som ej paverkar ordinarie oljesystem i en fordonsdrivlina, som mojliggor anvandningen av trycksmorda lager, och som medger forcerad oljekylning av kraftuttaget.

Syftet med fOreliggande uppfinning är saledes att tillhandahalla en pumpanordning for ett kraftuttag, som besparar bransle nar kraftuttaget inte anvands.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahalla en pumpanordning for ett kraftuttag, som ej paverkar ordinarie oljesystem i en fordonsdrivlina.

Annu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahalla en pumpanordning for ett kraftuttag, som mojliggor anvandningen av trycksmorda lager i kraftuttaget och i en uttagsmodul, som är kopplad till kraftuttaget. 2 Annu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahalla en pumpanordning for ett kraftuttag, som medger forcerad oljekylning av kraftuttaget.

Dessa syften uppnas med en pumpanordning for ett kraftuttag av det inledningsvis namnda slaget, vilken kannetecknas av de sardrag som anges i patentkravet 1.

En sadan pumpanordning f6r ett kraftuttag kommer att bespara bransle, ej paverka ordinarie oljesystem i en fordonsdrivlina, mOjliggOra anvandningen av trycksmorda lager och medge forcerad oljekylning av kraftuttaget, eftersom oljan transporterar bort varme som utvecklas i kraftuttaget.

Enligt en utforingsform är omkopplingselementet axiellt forskjutbart. Darmed kan omkopplingselementet enkelt omkopplas mellan det f6rsta och andra laget.

Enligt en ytterligare utforingsform är omkopplingselementet en tallriksfjader, som i det forsta laget intager en kupad form och i det andra laget intager en vasentligen plan form. En tallriksfjader har en enkel konstruktion vars fornnforandring nnellan det forsta och andra laget utnyttjas.

Enligt annu en utforingsform är tallriksfjadern anordnad att -bras till det andra laget genom att overvinna tallriksfjaderns fjaderkraft. Tallriksfjaderns fjaderkraft kan genom materialval och form enkelt anpassas till det avsedda andarnalet.

Enligt annu en utforingsform bildar huset ett kraftuttag for en uttagsmodul. Husets form kan darmed anpassas fOr att samverka med formen hos uttagsmodulen.

Enligt annu en utforingsform är drivelementet en tan en vaxellada utgaende axel. Genom att anordna kraftuttaget vid vaxelladan kan en i vaxelladan roterande kompo- nent anvandas for tillkoppling av en axel for drift av en pa kraftuttaget tillkopplad ut- tagsmodul. 3 Enligt annu en utforingsfornn innefattar drivelennentet en kopplingshylsa for anslutning av en kopplingsaxel hos en uttagsmodul. Kopplingshylsan kan enkelt utformas sa att den intager en till uttagsmodulen passande och samverkande form.

Ovan angivna syften uppnas aven med ett kraftuttag av det inledningsvis namnda slaget, vilket kannetecknas av de sardrag som anges i patentkravet 8.

Enligt en utforingsform innefattar huset axiellt riktade borrningar, som dels är utformade fOr att upptaga ett styrmedel fOr omkopplingselementet, dels fOr att bilda kana- ler for fluidflode. Genom att utforma huset med axiellt riktade borrningar kan styrme- del anordnade pa uttagsmodulen paverka omkopplingselementet, sa att det omkopplas mellan det f6rsta och andra laget. De borrningar som inte upptager ett styrmedel kommer att fungera som inlopp och utlopp for fluid mellan kraftuttaget och uttagsmodulen.

Enligt en ytterligare utf6ringsform innefattar drivelementet en kopplingshylsa for anslutning av en kopplingsaxel hos uttagsmodulen. Darmed kan kopplingshylsan enkelt utformas sa att den intager en till uttagsmodulen passande och sannverkande form.

Ovan angivna syften uppnas aven med en uttagsmodul av det inledningsvis namnda slaget, vilket kannetecknas av de sardrag som anges i patentkravet 11.

Enligt en utf6ringsform är styrelementet en tapp, som utbreder sig vasentligen parallellt med en kopplingsaxel has kraftuttaget. Darmed kan omkopplingselementet en- kelt omkopplas mellan det forsta och andra laget nar uttagsmodulen borttages Than respektive monteras pa kraftuttaget.

Ovan angivna syften uppnas aven med ett fordon av det inledningsvis namnda slaget, vilket kannetecknas av de sardrag som anges i patentkravet 13.

Ytterligare fordelar med uppfinningen framgar av foljande detaljerade beskrivning. 4 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det foljande beskrivs, sasom ett exempel, foredragna utforingsformer av uppfin- ningen med hanvisning till bifogade ritningar, pa vilka: Fig. 1 visar i en sidovy ett schematiskt visat fordon med en pumpanordning fOr ett kraftuttag enligt foreliggande uppfinning, Fig. 2 visar en tvarsnittsvy av ett schematiskt visat kraftuttag med pumpanordningen enligt foreliggande uppfinning, Fig. 3 visar en planvy kraftuttaget enligt foreliggande uppfinning, Fig. 4 visar en tvarsnittsvy utmed linjen I —Ii fig. 2, och Fig. 5 visar en tvarsnittsvy av ett schematiskt visat kraftuttag med pumpanordningen enligt fOreliggande uppfinning med en tillkopplad uttagsnnodul.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FOREDRAGEN UTFORINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en schematisk sidovy av ett fordon 1, som innefattar en drivlina 2 med en fOrbranningsmotor 4, som är kopplad till en vaxellada 6. Vaxelladan 6 är vidare kopp- lad till fordonets 1 drivhjul 8. Fordonet 1 är forsett med en kran 10 hos vilken en hyd- raulcylinder 12 är anordnad. En uttagsmodul 14 i form av en hydraulpump är anordnad for att driva hydraulcylindern 12 och darmed kranen 10. Hydraulpumpen 14 är kopplad till ett kraftuttag 16, som är anordnat vid fordonets 1 drivlina 2. Hydraulpumpen 14 är kopplad till hydraulcylindern 12 via hydraulledningar. Kraftuttaget 16 inne- fattar en pumpanordning 22 enligt foreliggande uppfinning.

Fig. 2 visar en schematisk snittvy av ett kraftuttag 16 enligt foreliggande uppfinning. Kraftuttaget 16 innefattar ett hus 18, som atminstone delvis inrymmer ett drivelement 20 i form av en -Iran drivlinan 2 utgaende axel 20, en kopplingshylsa 24, som ar for- bunden med den utgaende axeln 20 och ett forsta lager 26, som lagrar kopplingshylsan 24 i huset 18. Huset 18 är sa ufformat att det bildar ett uttag for uttagsmodulen 14. Kraftuttaget 16 innefattar ocksa pumpanordningen 22, som drivs av den utgaende axeln 20. Den utgaende axeln 20 är avsedd att kopplas till fordonets 1 drivlina 2 (fig. 1), sa att drivlinan 2 driver och bringar pumpanordningen 22 att pumpa fluid, ex- empelvis transmissionsolja fran vaxelladan 6. For det fall kraftuttaget 16 är anordnat vid fordonets 1 vaxellada 6 kopplas den utgaende axeln 20 till en hos vaxelladan 6 roterbar axel (inte visad). Den utgaende axeln 20 är lagrad i vaxelladan 6 medelst ett andra lager 28. Kopplingshylsan 24 innefattar medel, exempelvis ett splinesfOrband 30 f6r sammankoppling med den utgaende axeln 20 och f6r anslutning av uttagsmodulen 14.

Pumpanordningen 22 innefattar ett fluidinlopp 32 och ett fluidutlopp 34. Till fluidinloppet 32 är en slang eller rorledning 36 ansluten, som leder transmissionsolja Than vax- elladan 6. Ett lock 39 anligger mot en sida av pumpanordningen 22 genom vilket slangen eller rorledningen 36 stracker sig och är forbunden. Foretradesvis är kraftuttaget 16 forbundet med vaxelladan 6 medelst fastbultar 38. Hos pumpanordningen 22 är fluidinloppet 32 och fluidutloppet 34 forbundna med en rotor 40, sonn är anordnad pa kopplingshylsan 24. Det är ocksa mojligt att anordna rotorn 40 direkt pa den utgaende axeln 20. Pumpanordningen 22 innefattar aven en med rotorn 40 samverkande stator 42, som är sa anordnad i huset 18 att den inte är roterbar. Foretradesvis är pumpanordningen 22 utformad som en crescentpump, vilket medfor att den innefattar en medbringare 44, som drivs av rotorn 40. Rotorn 40 innefattar perifert anordnade tander 46, som är riktade radiellt utat och som vid rotation av rotorn 40 samver- kar med radiellt mat riktade tander 48 has medbringaren 44. Statom 42 uppvisar en i fOrhallande till rotorns 40 centrumaxel 50 excentrisk Oppning 52, som inrymmer medbringaren 44. Darmed kommer medbringaren 44 att rotera excentriskt kring rotorn 40, vilket skapar en pumpeffekt nar tanderna hos rotorn 40 och medbringaren 44 samverkar med varandra. Den excentriska placeringen av medbringaren 44 bildar ocksa pumpanordningens 22 fluidinlopp 32 och fluidutlopp 34.

Pumpanordningen 22 innefattar ocksa ett axiellt forskjutbart och omformningsbart omkopplingselement 54, som i ett forsta lage samverkar med rotorn 40 och statorn 42, sa att vasentligen inget fluidflode alstras av pumpanordningen 22, och i ett andra 6 lage anligger mot statorn 42 och rotorn 40, sa att ett fluidflode alstras genonn pumpanordningen 22. Foretradesvis är omkopplingselementet 54 är en tallriksfjader, som i det forsta laget intager en kupad form och i det andra laget intager en vasentligen plan form. I figur 2 visas hur omkopplingselementet 54 är placerat i det f6rsta laget da inget fluidflOde eller fluidtryck kommer att byggas upp av pumpanordningen 22.

Anledningen till att inget flode och tryck byggs upp i det f6rsta laget är att rotorns 40 och med bringarens 44 samverkande tander 46, 48 inte kan skapa en definierad volym nar den sida av pumpanordningen 22 som vetter mot omkopplingselementet 54 är Open. De hos rotorn 40 och medbringaren 44 samverkande tanderna 46, 48 kommer darmed att ram sig i den volym av transmissionsolja som finns vid pumpanordningen 22 utan att alstra ett flode eller tryck genom fluidutloppet 34. Darmed kravs ingen energi i form av pumparbete hos pumpanordningen 22, vilket i sin tur medf6r att det kravs mycket lite overlord energi fran den utgaende axeln 20. Detta resulterar i en minskad bransleforbrukning hos fordonet 1 nar ingen uttagsmodul 14 finns mon- terad pa kraftuttaget 16.

Huset 18 innefattar axiellt riktade borrningar 56, som bildar kanaler for fluidflode bade till och Than den uttagsmodul 14, som är avsedd att kopplas till kraftuttaget 16. Borrningar 56 är ocksa utformade for att upptaga ett styrelement 58 (se figur 5) for om- kopplingselementet 54, vilket skall fOrklaras narmare nedan. Borrningarna 56 har for- bindelse med i huset 18 utformade spar 60.

Fig. 3 visar en planvy av kraftuttaget 16. Det framgar hur ett flertal borrningar 56 är anordnade i husets 18 omkretsriktning. I figuren visas fyra borrningar 56, men fare eller fler an fyra borrningar 56 kan anordnas i huset 18. Foretradesvis forses den Than vaxelladan 6 (fig. 2) vanda anden av huset 18 med en fastflans (inte visad) fOr att fastsatta uttagsmodulen 14 (fig. 1).

Fig. 4 visar en tvarsnittsvy utmed linjen I —I i fig. 2. Det framgar att pumpanordningen 22 innefattar en rotor 40, en stator 42 och en medbringare 44 och att pumpanordningen 22 är uppbyggd som en crescentpump. Det skall i detta sammanhang namnas att pumpanordningen 22 skulle kunna innefatta en annan typ av pump, exempelvis en gerotor eller en kugghjulspump. 7 Fig. 5 avser en tvarsnittsvy av kraftuttaget 16 med en tillkopplad uttagsmodul 14. Uttagsmodulen 14 innefattar en kopplingsaxel 66, som är ansluten till kopplingshylsan 24 medelst splinesfOrbandet 30. Uttagsmodulen 14 innefattar ett styrelement 58 for omkopplingselementet 54. Styrmed let 58 är foretradesvis en tapp 58, som utbreder sig vasentligen parallellt med uttagsmodulens 14 kopplingsaxel. Nar uttagsmodulen 14 anbringas pa kraftuttaget 16 infOrs en eller flera tappar 58 i borrningarna 56. Tapparna 58 kommer da att komma i kontakt med och axiellt fOrskjuta en ring 62, som anligger mot tallriksfjadern 54. Ringen 62 har en sadan form att den delvis stracker sig in i sparen 60 inuti huset 18, vilka spar 60 samverkar med borrningarna 56. Nar ringen 62 forskjuts axiellt kommer tallriksfjadern 54 att pressas mot pumpanordning- ens 22 sida och omformas, sa att tallriksfjadern 54 intager en vasentligen plan form. Tallriksfjadern 54 fors saledes till det andra laget genom att tallriksfjaderns 54 fjaderkraft overvinns. Darmed kommer tallriksfjadern 54 att anligga tatande mot pumpanordningens 22 ena sida, vilket medfor att ett flode och tryck hos transmissionsoljan kan bildas. Transmissionsolja sugs da upp fran vaxelladan 6 av pumpanordningen 22 genom slangen eller ledningen 36 och vidare genom pumpanordningens fluidinlopp 32. Darefter trycks transmissionsoljan ut genom pumpanordningens 22 fluidutlopp 34 och fOrs vidare genom en mellan tallriksfjadern 54 och kopplingshylsan 24 bildad oppning samt en mellan ringen och kopplingshylsan 24 bildad oppning. Slutligen fors transmissionsoljan vidare till sparen 60 och borrningarna 56 i huset 18 och in i ut- tagsmodulen 14. Transmissionsoljans flodesvag visas med pilar p i fig. 5. Ringen 62 och locket 39 halls pa plats i av en respektive sparring 64, sa att locket 39 blir fixerat i axiell riktning och ringens 62 axiella fOrskjutning begransas. Pumpanordningens 22 konstruktion samt sparringarnas 64, ringens 62 och lockets 39 samverkan med pumpanordningen 22 gar att den blir mycket latt att montera i huset 18 och aven en- kel att demontera vid underhall eller vid utbyte.

Angivna komponenter och sard rag som anges ovan kan inom ramen for uppfinningen kombineras mellan olika angivna utfOringsformer. 8

Claims (13)

Patentkrav 1. Pumpanordning for ett kraftuttag (16) hos ett fordon (1), innefattande -ett fluidinlopp (32);

1. ett fluidutlopp (34); 2. en med fluidinloppet (32) och fluidutloppet (34) fOrbunden rotor (40), som är anordnad pa ett drivelement (20); 3. en med rotorn (40) samverkande stator (42), som är anordnad i ett hus (18); kannetecknad av 4. ett forskjutbart och omformningsbart omkopplingselement (54), som i ett forsta lage samverkar med rotorn (40) och statorn (42), sa att vasentligen inget fluidflode alstras av pumpanordningen (22), och i ett andra lage anligger mot statorn (42) och rotorn (40), sa att ett fluidflode alstras genom pumpanordningen (22).

2. Pumpanordning enligt krav 1, kannetecknad av att omkopplingselementet (54) är axiellt forskjutbart.

3. Pumpanordning enligt nagot av kraven 1-2, kannetecknad av att omkopplings- elementet (54) är en tallriksfjader (54), som i det forsta laget intager en kupad form och i det andra laget intager en vasentligen plan form.

4. Pumpanordning enligt krav 3, kannetecknad av att tallriksfjadern (54) är anordnad att fOras till det andra laget genom att Overvinna tallriksfjaderns (54) fjaderkraft.

5. Pumpanordning enligt nagot av foregbende krav, kannetecknad av att huset (18) bildar ett kraftuttag (16) for en uttagsmodul (14).

6. Pumpanordning enligt nagot av foregaende krav, kannetecknad av att drivele- mentet (20) är en fran en vaxellada (6) utgaende axel (20).

7. Pumpanordning enligt nagot av foregbende krav, kannetecknad av att drivelementet (20) innefattar en kopplingshylsa (24) f6r anslutning av en kopplingsaxel (66) hos en uttagsmodul (14). 9

8. Kraftuttag for en uttagsmodul (14), kannetecknad av att kraftuttaget (16) innefattar en pumpanordning (22) enligt nagot av kraven 1- 7.

9. Kraftuttag enligt krav 8, kannetecknad av att huset (18) innefattar axiellt riktade borrningar (56), som dels är utformade fOr att upptaga ett styrelement (58) fOr omkopplingselementet (54), dels for att bilda kanaler for fluidflode.

10. Kraftuttag enligt krav 8, kannetecknad av att drivelementet (20) innefattar en kopplingshylsa (24) for anslutning av en kopplingsaxel (66) hos uttagsmodulen (14).

11. Uttagsmodul, kannetecknat av att det innefattar ett styrelement (58) for ett omkopplingselement (54) till en pumpanordning (22) hos ett kraftuttag (16) enligt nagot av kraven 8- 10.

12. Uttagsmodul enligt krav 11, kannetecknat av att styrelementet (58) är en tapp sonn utbreder sig vasentligen parallellt nned en kopplingsaxel (66) hos uttagsnnodulen (14).

13. Fordon, kannetecknat av att det innefattar ett kraftuttag (16) enligt nagot av kraven 8 -10. 1/4 2/4 16 I —loll 52 39 18 64\ 60 42 26 PF--- 24 28 36 56 62 2246 48