專利名稱：用于金屬零件潤滑的帶有直接流動路徑的殼體的制作方法
用于金屬零件潤滑的帶有直接流動路徑的殼體相關串請
本申請要求在2010年8月13日提交的美國臨時專利申請序列號61/373，465的 優先權，該申請通過引用以其全文結合于此。進旦
本發明涉及一種鑄造殼體，并且具體涉及一種具有用于潤滑軸承的改進型流體路 徑的變速器的鑄造殼體。
傳統的變速器可以包括一個外部鑄造殼體，該殼體包圍了齒輪、軸、離合器、摩擦/ 反作用片、變速機、行星齒輪組、軸承等。該外部鑄造殼體可以由多個彼此連接的殼體形成。 在操作過程中，變速器的內部部件可以達達極端溫度，并且因此需要一種用于冷卻的裝置。 例如，軸承需要有施加或噴入潤滑劑與其相接觸，以便將該軸承的溫度維持在一定閾值之 下。一旦該軸承溫度超過該閾值，該軸承可能失效，從而對該變速器造成潛在的損害并且負 面地影響其操作。
存在若干傳統方式，其中軸承或其他內部部件被潤滑。例如，這樣的一種方式是為 了在軸承被安裝或組裝在變速器中之前對該軸承施加潤滑作用。然而，過了一段時間后，軸 承需要額外的潤滑，特別是如果該軸承溫度達到閾值溫度的話。因此，傳統的變速器可以包 括多個被整合在其中的潤滑油回路。一個泵可以將潤滑劑提供至該變速器中的多個潤滑油 回路中。例如，可以將一個軸鉆出多個潤滑油孔洞以便允許潤滑劑從中穿過并且對多個軸 承和其他內部部件提供足夠的潤滑。
該潤滑劑可以是一種變速器流體，例如TranSynd ，它是一種由嘉實多公司 (Castrol Ltd.)配制的合成油。本領域的技術人員可能知道其他類型的潤滑劑。在操作 過程中，由變速器產生的力矩和動力的量可以對變速器中的軸產生顯著量的應力。這種應 力能夠限制該軸中所形成的潤滑油回路的數量和位置。在這樣的情況下，以往通過穿過該 軸中的潤滑油孔洞的潤滑劑被潤滑的軸承可以用一種替代的方式被潤滑。很多時候，該軸 承可能無法接收足夠的潤滑作用并且最終失效，或可能需要將該變速器重新設計以使得更 多的潤滑劑到達該軸承。替代地，該軸承可能需要被重新定位在該變速器內部，在這里提供 一條靠近的潤滑油回路。在其他設計中，潤滑劑被引導穿過潤滑油回路，這些回路間接地對 該軸承提供潤滑作用。同樣，該軸承可能無法接收足夠的潤滑作用并且最終過熱和/或失 效。
因此，存在著一種在其中整合有改進的潤滑油路徑的鑄造殼體的需要，以用于將 足夠的潤滑油提供給該殼體內所包圍的軸承，特別是當該潤滑油路徑不能整合地形成在軸 中時。發明概述
在本發明的一個示例性實施例中，提供了一個包圍軸承的殼體。該殼體包括一個 側壁，一種潤滑劑分散在該側壁上。該側壁具有一個成角度布置的部分。該殼體還包括與 該側壁流體地相關聯的一個收集區域。一個流體回路與該側壁是一體的，使得該流體回路 被配置成將該潤滑劑引導進入該收集區域中。可以將該收集區域流體地連接到該軸承上。另外，該收集區域和成角度地布置的部分可以形成在該側壁的相反側面上。
在一個實施例中，該變速器包括一個軸承以及一個被配置成用于將流體提供到該 軸承上的流體源。該變速器還包括一個包圍了該軸承和流體源的殼體。該殼體具有限定了 一個前面和一個后面的一個側壁，使得該前面是與該后面相反。該側壁被配置成用于從該 流體源接收流體。該殼體還包括一個與該側壁的前面成角度地布置的表面、以及在該側壁 的后面與該軸承之間形成的一個收集區域。該收集區域與該表面是流體地相關聯的并且被 配置成用于收集流體。沿著該前面和該表面限定了一個流體回路并且該流體回路被配置成 用于將該流體引導進入該收集區域中。
在另一個實施例中，一個用于對軸承提供潤滑作用的殼體包括在其上分散了潤滑 劑的一個壁。該壁具有一個第一部分和一個第二部分，使得該第二部分從該第一部分發生 傾斜。該殼體進一步包括一個用于收集該潤滑劑的裝置。該收集裝置是與該軸承相鄰地布 置的。該殼體還包括一個用于將該潤滑劑從該壁引導至該收集裝置的一個裝置。該引導裝 置是與收集裝置流體地相關聯的。
在一個不同的實施例中，提供了一種對變速器殼體中的軸承進行潤滑的方法。該 殼體包括一個側壁，該側壁由一個第一部分和一個第二部分限定。該殼體的第二部分是與 該第一部分成角度地布置的。該殼體進一步包括在該側壁與該軸承之間限定的一個凹入部 分。該方法包括將潤滑劑施加到該側壁上并且將該潤滑劑從該側壁的第一部分引導至該第 二部分。該潤滑劑被收集在該凹入部分中，并且通過所收集的潤滑劑來潤滑該軸承。該方 法可以進一步包括沿著該側壁的第一部分來引導該潤滑劑。
與以上所描述的各個實施例相關聯的一個優點是，在沒有提供穿過軸的潤滑劑回 路的情況下(尤其是這樣做時會削弱該軸時)，能夠對該軸承提供足夠的潤滑作用。相反，該 殼體限定了該潤滑油回路。該殼體的一部分被成角度地布置成使得該潤滑劑被引導至收集 區域中。當該潤滑劑被接收在該收集區域中時，該潤滑劑收集在其中并且提供了使該軸承 溫度維持在合理的水平所要求的必須的潤滑劑的量。
另一個優點是該殼體限定了一條通向該軸承的直接潤滑油路徑。在其他傳統的潤 滑油回路中，該潤滑油路徑是間接的并且不足量的潤滑劑到達該軸承。如以上所描述的，這 導致了不希望的境況，因為該軸承可能過熱并且失效。然而，在以上描述的實施例中，該殼 體所限定的潤滑油回路接收了來自一個源的潤滑油并且直接將該潤滑劑引導至該收集區 域。其結果是，在該收集區域中收集了足量的潤滑劑以潤滑該軸承。附圖簡要說明
本發明的上述方面以及獲得這些方面的方式將變得更加清楚，并且本發明本身將 通過參考以下對本發明的實施例的描述、結合這些附圖而得到更好的理解，在附圖中
圖1是帶有改進型潤滑油通道的變速器殼體的一部分的局部側視圖和剖面圖2是圖1中的殼體的截面視圖3是圖1中的殼體的一部分的正面立視圖；并且
圖4是圖1中的殼體的示意性側視圖。
貫穿這幾個視圖，使用相應的參考號來指示相應的部分。詳細說明
以下所描述的本發明的這些實施例并不旨在是窮盡的或者旨在將本發明限制在以下詳細描述中所披露的這些準確形式。而且，選擇并且描述這些實施例是為了使得本領 域的其他技術人員可以認識并且理解本發明的原理和實踐。
圖1示出了殼體102的一個示例性實施例。殼體102可以是任何的殼體(例如，發 動機、閥等)，但是在這個實施例中殼體102是用于動力車輛的變速器100的一部分。具體 而言，殼體102可以對電氣和機械部件提供一個包套。殼體102限定了形成該包套的多個 壁。殼體102可以由鑄鋁或任何其他金屬材料形成。替代地，在另一個實施例中，該殼體可 以由塑料或樹脂材料形成。本領域的技術人員可以認識到可以用于形成殼體102的其他材 料。
如以上所描述的，圖1中的殼體102是變速器100的外體或主殼。殼體102限定了 包圍多個內部部件的一個內壁104。殼體102可以限定一個或多個內壁104使得整個包套 是圓錐形的、圓柱形的、截頭圓錐形的、立方體的、或熟練的業內人士已知的任何其他形狀。 其他的壁，例如側壁，可以與該內壁104是一體形成的。例如，在圖1的實施例中，在殼體 102的頂部和底部附近形成了一個側壁106。側壁106是相對于內壁104基本上垂直的、并 且從那里徑向地向內突出。側壁106的厚度可以沿其長度變化。例如，在圖1中，側壁106 的一個第一部分106A具有一個大于第二部分106B的厚度，該第二部分是與內壁104相鄰 布置的。
側壁106厚度的改變可以歸因于與側壁106相接觸或在其附近的這些電氣或機械 部件的大小和位置。在所展示的實施例中，殼體102可以至少部分地包圍一個變速機112、 一個軸114、一個軸承116、一個固位螺母118、以及一個軸承引導件120。殼體102還可以 包括多個未示出的額外部件。雖然圖1示出了變速機112，但泵或其他流體源可以被包圍在 殼體102內。如所示出的，軸承引導件120被組裝在殼體102的內部并且穿過在側壁106 中形成的一個開口。該開口可以是任何形狀的，包括圓形、正方形、矩形、橢圓形等。
側壁106的第二部分106B限定了一個朝著變速機112定向的基本上豎直的表面。 然而，側壁106的第一部分106A限定了一個表面108，該表面是與該第二部分106B成角度 地布置的或傾斜的。表面108能以0°與45°之間的角度傾斜。在一個實施例中，表面 108是以5°與25°之間的角度布置的。在一個有利的實施例中，表面108是以約15°布 置的。如所示出的，表面108是朝著軸承116定向的。
在圖1的實施例中，側壁106形成了至少兩個面。一個前面122限定了表面108 并且是基本上朝著變速機112定向的。在相反的側面上，第二面124是基本上朝著軸承116 和固位螺母118定向的。一個收集區域110 (例如，凹陷)是在殼體102中形成的并且是由 第二面124部分地限定。收集區域110與軸承116相鄰，使得例如變速器流體可以收集或 “匯集”在其中并且潤滑該軸承116。如所示出的，收集區域110的截面是基本上L形的，以 便有助于到軸承116的流體通道。雖然在圖1的實施例中，收集區域110是由軸承116部 分地限定的，但是在其他實施例中，一個不同的電氣或機械部件可以部分地限定該收集區 域110。換言之，能夠由流體冷卻的任何電氣或機械部件都可以被用來部分地限定該收集區 域110。然而，與該部件無關，殼體102至少部分地限定了收集區域110，并且在一些實施例 中殼體102可以基本上限定整個收集區域110。
圖2示出了多個潤滑油通道。例如，軸114具有一個中央通道202，變速器流體可 以穿過該通道行進。另外，一對潤滑油通道204、206在一端處被流體地聯接到中央通道202上并且從那里徑向地向外延伸。穿過中央通道202的變速器流體被引導穿過這對潤滑油通道204、206，因為密封件208阻擋了流體穿過軸114的末端離開。在相反的一端，潤滑油通道204、206是暢通的，使得流體能夠穿過中央通道202并且經過通道204、206離開。然而， 穿過中央通道202和潤滑油通道204、206的任何流體不能被引導至軸承116。因此，不能以此方式潤滑該軸承116。
如以上所描述的，傳統的潤滑油回路可以包括在軸114中的多個通道，這些通道類似于將流體引導至該軸承上的潤滑油通道204、206。然而，在這個實施例中，施加在軸 114上的力矩和動力的量不允許在軸114中在鄰近軸承116的位置處形成潤滑油通道。軸 114通過在其中鉆孔或形成潤滑油通道而被削弱、并且因此不能承受操作過程中的應力。當軸承116通過一個外部固位環210和一個內部固位環212被保持在其位置中時，使軸承116 沿著軸114移動也是不可能的。因此，需要一種不同的但直接的潤滑油回路來對軸承116 提供潤滑作用。以上描述的改進的殼體102成功地提供了一個對軸承116具有足夠潤滑作用的直接潤滑油回路。
轉向圖3，示出了殼體102的一部分和流動路徑的更詳細的視圖。如以上所描述的，殼體102包括側壁106，該側壁是相對于內壁104基本上豎直的；以及表面108，該表面是相對于側壁106成角度地布置或傾斜的。在至少一個實施例中，側壁106不必相對于內壁104是完全豎直地布置的。事實上，側壁106可以包括多個突起、凹陷、以及類似物。
表面108包括有助于流體流動的邊緣302、304。邊緣302、304可以具有一種角度布置使得流體朝著收集區域110 (見圖4)被引導并且在軸承116的后面收集。表面108具有小于180°的圓周。邊緣302、304是分別相對于軸線A-A以角度Θ 2、Q1W置的。角度 θ2、Q1可以是基本上相同的，或者在其他實施例中，這兩個角度可以是不同的。例如，角度 02、01可以小于90°。在一個實施例中，這兩個角度均是約75°。因為角度θ2、 Θ I小于90°，所以邊緣302、304將流體從側壁106和表面108引導至收集區域110中。
另外，側壁106被示出具有在中央被限定在其中的開口(見圖1)。如以上所描述的，可以將軸承引導件120組 裝在殼體102中，這樣使得軸承引導件120的一部分穿過該開口。側壁106并且尤其是前面122限定了一個被布置在殼體102底部部分附近的表面214。 表面214被布置在側壁106的、與收集區域110相反的一側上。
參見圖4的實施例，變速機112可以起到流體源的作用。在其他實施例中，泵或其他裝置可以起到流體源的作用。在操作過程中，變速機112將在各個方向上分配流體400。 流體400的一部分被分散到殼體102的內壁104上。流體400的另一部分可以被直接分散到側壁106上。被分散到內壁104上的這部分流體400可以沿著內壁104流動直到它沿著側壁106指向朝下。流體400沿著內壁104和/或側壁106流動，使得足夠量的流體400到達成該成角度地布置的表面108。在側壁106和表面108的相交處，流體400沿著表面108 繼續流動。一些流體400到達軸承116的頂部部分(如圖4中所示),而剩余量的流體400 流過表面108并且被接收在收集區域110中。當流體400被接收在收集區域110中時，流體400被流體地聯接至軸承116上。因此，該軸承116被充分地潤滑。
因此，以上描述的殼體102對軸承116提供了一種直接的流體或潤滑油路徑。流體400從流體源被分散在殼體壁上，例如內壁104或側壁106上。這些殼體壁的重力和角度取向允許了足夠量的流體400流動到與軸承116相接觸并且提供了適當的潤滑作用。有利的是，不需要使潤滑油路徑穿過在軸中形成的多個孔洞或開口。其結果是，變速器100可 以承受更高的力矩并且對車輛提供更高的動力。
雖然以上已經披露了結合本發明的這些原理的多個示例性實施例，但是本發明不 僅限于所披露的實施例。而且，本申請旨在覆蓋本發明的使用了其一般原理的任何變體、用 途或適配。此外，本申請旨在覆蓋相對于本披露的此類偏離內容，就如同位于本發明所屬領 域的已知或慣用實踐中，并且落入所附權利要求的界限之內。
權利要求
1.一種包圍了軸承的殼體，該殼體包括其上分散了潤滑劑的一個側壁，該側壁具有一個斜坡部分；與該側壁流體地相關聯的一個收集區域；以及與該側壁是一體的一個流體路徑；其中，該流體路徑被配置成將該潤滑劑引導進入該收集區域中。
2.如權利要求1所述的殼體，其中該收集區域被流體地聯接到該軸承上。
3.如權利要求1所述的殼體，其中該收集區域和該斜坡部分是在該側壁的相反側面上形成的。
4.如權利要求4所述的殼體，其中該斜坡部分是朝向該收集區域成角度地布置的。
5.如權利要求1所述的殼體，其中該側壁形成了一個基本上豎直的面。
6.如權利要求5所述的殼體，其中該斜坡部分被布置成與該基本上豎直的面偏離了 180度與225度之間。
7.如權利要求6所述的殼體，其中該斜坡部分是與該基本上豎直的面偏離195度而成角度地布置的。
8.如權利要求5所述的殼體，其中該面是基本上平坦的。
9.如權利要求8所述的殼體，其中該斜坡部分是從該面向內凹入的。
10.如權利要求9所述的殼體，其中該斜坡部分是從該面向內沿小于約180度的方向凹入的。
11.如權利要求10所述的殼體，其中該斜坡部分是從該前面向內沿約150度的方向凹入的。
12.如權利要求5所述的殼體，其中在該斜坡部分與該面之間限定了多個邊緣，該多個邊緣是與該斜坡部分成角度地布置的以便將該潤滑劑朝向該收集區域弓I導。
13.如權利要求1所述的殼體，其中該斜坡部分將該潤滑劑從該側壁引導至該收集區域。
14.如權利要求1所述的殼體，其中該斜坡部分是形成在該側壁的頂部附近并且該收集區域是形成在該側壁的底部附近。
15.一種變速器，包括一個軸承；被配置成用于將流體供應給該軸承的一個流體源；以及包圍該軸承和流體源的一個殼體，該殼體包括一個側壁，該側壁限定了一個前面和一個后面，該前面是與該后面相反的并且被配置成用于從該流體源接收流體；與該側壁的前面成角度布置的一個表面；以及在該側壁的后面與該軸承之間形成的一個收集區域，該收集區域與該表面是流體地相關聯的并且被配置成用于收集流體；沿著該前面和該表面限定的一個流體回路，其中該流體回路被配置成用于將該流體引導進入該收集區域中。
16.如權利要求15所述的變速器，其中該收集區域被流體地聯接到該軸承上。
17.如權利要求15所述的變速器，其中該前面是基本上豎直的。
18.如權利要求15所述的變速器，其中該表面是朝向該收集區域成角度地布置的。
19.如權利要求15 所述的變速器，其中該前面限定了一條軸線，該表面被布置成從該軸線偏離0-45度之間。
20.如權利要求20 所述的變速器，其中該表面被布置成從該軸線偏離5-25度之間。
21. 如權利要求20所述的變速器，其中該表面被布置成從該軸線偏離約15度。
22.如權利要求15 所述的變速器，其中該表面是與該前面一體地鄰接的。
23. 如權利要求15 所述的變速器，其中該表面是從該前面向內沿小于180度的方向凹入的。
24.如權利要求23所述的變速器，其中該表面是從該前面向內沿約150度的方向凹入的。
25.如權利要求15所述的變速器，其中在該表面與該前面之間限定了多個邊緣。
26.一種用于對軸承提供潤滑作用的殼體，包括其上分散了潤滑劑的一個壁，該壁具有一個第一部分和一個第二部分；用于收集該潤滑劑的裝置，該收集裝置被布置成與該軸承相鄰；以及用于將該潤滑劑從該壁引導至該收集裝置的裝置，該引導裝置是與該收集裝置流體地相關聯的；其中，該第二部分是與該第一部分成角度地布置的。
27.如權利要求26所述的殼體,其中該第一部分限定了一條軸線,該第二部分被布置成從該軸線偏離0-45度之間。
28.如權利要求27所述的殼體，其中該第二部分被布置成從該軸線偏離5-25度之間。
29.如權利要求27所述的殼體，其中該第二部分被布置成從該軸線偏離約15度。
30.如權利要求26所述的殼體，其中該收集裝置被流體地聯接到該軸承上。
31.如權利要求26所述的殼體，其中該引導裝置至少包括該第二部分。
32.如權利要求26所述的殼體，進一步包括被限定在該第一部分與第二部分之間的多個邊緣。
33.如權利要求32所述的殼體，其中該引導裝置包括該多個邊緣。
34.如權利要求26所述的殼體,其中該第一部分包括一個前表面和一個后表面,該第二部分被一體聯接到該前表面上。
35.如權利要求34所述的殼體，其中該收集裝置被限定在該后表面與該軸承之間。
36.一種用于對變速器的殼體中的軸承進行潤滑的方法，該殼體具有由一個第一部分和一個第二部分限定的一個側壁、以及被限定在該側壁與該軸承之間的一個凹入部分，該第二部分從該第一部分發生傾斜,該方法包括將一種潤滑劑施加于該側壁上；將該潤滑劑從該側壁的第一部分引導至該第二部分；將該潤滑劑收集在該凹入部分中；并且用所收集的潤滑劑潤滑該軸承。
37.如權利要求36所述的方法，進一步包括沿著該側壁的第一部分來引導該潤滑劑。
全文摘要
本發明提供一種包圍了軸承的殼體。該殼體包括一個側壁，一種潤滑劑分散在該側壁上。該側壁具有一個斜坡部分，并且一個收集區域與該側壁流體地相關聯。一個流體回路與該側壁是一體的，使得該流體回路被配置成將該潤滑劑引導進入該收集區域中。
文檔編號B60K20/00GK103026102SQ201180035834
公開日2013年4月3日 申請日期2011年8月10日 優先權日2010年8月13日
發明者格倫·S·霍金斯, 布萊恩·斯庫克拉夫特 申請人:艾里遜變速箱公司