专利名称：用于金属零件润滑的带有直接流动路径的壳体的制作方法
用于金属零件润滑的带有直接流动路径的壳体相关串请
本申请要求在2010年8月13日提交的美国临时专利申请序列号61/373，465的 优先权，该申请通过引用以其全文结合于此。进旦
本发明涉及一种铸造壳体，并且具体涉及一种具有用于润滑轴承的改进型流体路 径的变速器的铸造壳体。
传统的变速器可以包括一个外部铸造壳体，该壳体包围了齿轮、轴、离合器、摩擦/ 反作用片、变速机、行星齿轮组、轴承等。该外部铸造壳体可以由多个彼此连接的壳体形成。 在操作过程中，变速器的内部部件可以达达极端温度，并且因此需要一种用于冷却的装置。 例如，轴承需要有施加或喷入润滑剂与其相接触，以便将该轴承的温度维持在一定阈值之 下。一旦该轴承温度超过该阈值，该轴承可能失效，从而对该变速器造成潜在的损害并且负 面地影响其操作。
存在若干传统方式，其中轴承或其他内部部件被润滑。例如，这样的一种方式是为 了在轴承被安装或组装在变速器中之前对该轴承施加润滑作用。然而，过了一段时间后，轴 承需要额外的润滑，特别是如果该轴承温度达到阈值温度的话。因此，传统的变速器可以包 括多个被整合在其中的润滑油回路。一个泵可以将润滑剂提供至该变速器中的多个润滑油 回路中。例如，可以将一个轴钻出多个润滑油孔洞以便允许润滑剂从中穿过并且对多个轴 承和其他内部部件提供足够的润滑。
该润滑剂可以是一种变速器流体，例如TranSynd ，它是一种由嘉实多公司 (Castrol Ltd.)配制的合成油。本领域的技术人员可能知道其他类型的润滑剂。在操作 过程中，由变速器产生的力矩和动力的量可以对变速器中的轴产生显著量的应力。这种应 力能够限制该轴中所形成的润滑油回路的数量和位置。在这样的情况下，以往通过穿过该 轴中的润滑油孔洞的润滑剂被润滑的轴承可以用一种替代的方式被润滑。很多时候，该轴 承可能无法接收足够的润滑作用并且最终失效，或可能需要将该变速器重新设计以使得更 多的润滑剂到达该轴承。替代地，该轴承可能需要被重新定位在该变速器内部，在这里提供 一条靠近的润滑油回路。在其他设计中，润滑剂被引导穿过润滑油回路，这些回路间接地对 该轴承提供润滑作用。同样，该轴承可能无法接收足够的润滑作用并且最终过热和/或失 效。
因此，存在着一种在其中整合有改进的润滑油路径的铸造壳体的需要，以用于将 足够的润滑油提供给该壳体内所包围的轴承，特别是当该润滑油路径不能整合地形成在轴 中时。发明概述
在本发明的一个示例性实施例中，提供了一个包围轴承的壳体。该壳体包括一个 侧壁，一种润滑剂分散在该侧壁上。该侧壁具有一个成角度布置的部分。该壳体还包括与 该侧壁流体地相关联的一个收集区域。一个流体回路与该侧壁是一体的，使得该流体回路 被配置成将该润滑剂引导进入该收集区域中。可以将该收集区域流体地连接到该轴承上。另外，该收集区域和成角度地布置的部分可以形成在该侧壁的相反侧面上。
在一个实施例中，该变速器包括一个轴承以及一个被配置成用于将流体提供到该 轴承上的流体源。该变速器还包括一个包围了该轴承和流体源的壳体。该壳体具有限定了 一个前面和一个后面的一个侧壁，使得该前面是与该后面相反。该侧壁被配置成用于从该 流体源接收流体。该壳体还包括一个与该侧壁的前面成角度地布置的表面、以及在该侧壁 的后面与该轴承之间形成的一个收集区域。该收集区域与该表面是流体地相关联的并且被 配置成用于收集流体。沿着该前面和该表面限定了一个流体回路并且该流体回路被配置成 用于将该流体引导进入该收集区域中。
在另一个实施例中，一个用于对轴承提供润滑作用的壳体包括在其上分散了润滑 剂的一个壁。该壁具有一个第一部分和一个第二部分，使得该第二部分从该第一部分发生 倾斜。该壳体进一步包括一个用于收集该润滑剂的装置。该收集装置是与该轴承相邻地布 置的。该壳体还包括一个用于将该润滑剂从该壁引导至该收集装置的一个装置。该引导装 置是与收集装置流体地相关联的。
在一个不同的实施例中，提供了一种对变速器壳体中的轴承进行润滑的方法。该 壳体包括一个侧壁，该侧壁由一个第一部分和一个第二部分限定。该壳体的第二部分是与 该第一部分成角度地布置的。该壳体进一步包括在该侧壁与该轴承之间限定的一个凹入部 分。该方法包括将润滑剂施加到该侧壁上并且将该润滑剂从该侧壁的第一部分引导至该第 二部分。该润滑剂被收集在该凹入部分中，并且通过所收集的润滑剂来润滑该轴承。该方 法可以进一步包括沿着该侧壁的第一部分来引导该润滑剂。
与以上所描述的各个实施例相关联的一个优点是，在没有提供穿过轴的润滑剂回 路的情况下(尤其是这样做时会削弱该轴时)，能够对该轴承提供足够的润滑作用。相反，该 壳体限定了该润滑油回路。该壳体的一部分被成角度地布置成使得该润滑剂被引导至收集 区域中。当该润滑剂被接收在该收集区域中时，该润滑剂收集在其中并且提供了使该轴承 温度维持在合理的水平所要求的必须的润滑剂的量。
另一个优点是该壳体限定了一条通向该轴承的直接润滑油路径。在其他传统的润 滑油回路中，该润滑油路径是间接的并且不足量的润滑剂到达该轴承。如以上所描述的，这 导致了不希望的境况，因为该轴承可能过热并且失效。然而，在以上描述的实施例中，该壳 体所限定的润滑油回路接收了来自一个源的润滑油并且直接将该润滑剂引导至该收集区 域。其结果是，在该收集区域中收集了足量的润滑剂以润滑该轴承。附图简要说明
本发明的上述方面以及获得这些方面的方式将变得更加清楚，并且本发明本身将 通过参考以下对本发明的实施例的描述、结合这些附图而得到更好的理解，在附图中
图1是带有改进型润滑油通道的变速器壳体的一部分的局部侧视图和剖面图2是图1中的壳体的截面视图3是图1中的壳体的一部分的正面立视图；并且
图4是图1中的壳体的示意性侧视图。
贯穿这几个视图，使用相应的参考号来指示相应的部分。详细说明
以下所描述的本发明的这些实施例并不旨在是穷尽的或者旨在将本发明限制在以下详细描述中所披露的这些准确形式。而且，选择并且描述这些实施例是为了使得本领 域的其他技术人员可以认识并且理解本发明的原理和实践。
图1示出了壳体102的一个示例性实施例。壳体102可以是任何的壳体(例如，发 动机、阀等)，但是在这个实施例中壳体102是用于动力车辆的变速器100的一部分。具体 而言，壳体102可以对电气和机械部件提供一个包套。壳体102限定了形成该包套的多个 壁。壳体102可以由铸铝或任何其他金属材料形成。替代地，在另一个实施例中，该壳体可 以由塑料或树脂材料形成。本领域的技术人员可以认识到可以用于形成壳体102的其他材 料。
如以上所描述的，图1中的壳体102是变速器100的外体或主壳。壳体102限定了 包围多个内部部件的一个内壁104。壳体102可以限定一个或多个内壁104使得整个包套 是圆锥形的、圆柱形的、截头圆锥形的、立方体的、或熟练的业内人士已知的任何其他形状。 其他的壁，例如侧壁，可以与该内壁104是一体形成的。例如，在图1的实施例中，在壳体 102的顶部和底部附近形成了一个侧壁106。侧壁106是相对于内壁104基本上垂直的、并 且从那里径向地向内突出。侧壁106的厚度可以沿其长度变化。例如，在图1中，侧壁106 的一个第一部分106A具有一个大于第二部分106B的厚度，该第二部分是与内壁104相邻 布置的。
侧壁106厚度的改变可以归因于与侧壁106相接触或在其附近的这些电气或机械 部件的大小和位置。在所展示的实施例中，壳体102可以至少部分地包围一个变速机112、 一个轴114、一个轴承116、一个固位螺母118、以及一个轴承引导件120。壳体102还可以 包括多个未示出的额外部件。虽然图1示出了变速机112，但泵或其他流体源可以被包围在 壳体102内。如所示出的，轴承引导件120被组装在壳体102的内部并且穿过在侧壁106 中形成的一个开口。该开口可以是任何形状的，包括圆形、正方形、矩形、椭圆形等。
侧壁106的第二部分106B限定了一个朝着变速机112定向的基本上竖直的表面。 然而，侧壁106的第一部分106A限定了一个表面108，该表面是与该第二部分106B成角度 地布置的或倾斜的。表面108能以0°与45°之间的角度倾斜。在一个实施例中，表面 108是以5°与25°之间的角度布置的。在一个有利的实施例中，表面108是以约15°布 置的。如所示出的，表面108是朝着轴承116定向的。
在图1的实施例中，侧壁106形成了至少两个面。一个前面122限定了表面108 并且是基本上朝着变速机112定向的。在相反的侧面上，第二面124是基本上朝着轴承116 和固位螺母118定向的。一个收集区域110 (例如，凹陷)是在壳体102中形成的并且是由 第二面124部分地限定。收集区域110与轴承116相邻，使得例如变速器流体可以收集或 “汇集”在其中并且润滑该轴承116。如所示出的，收集区域110的截面是基本上L形的，以 便有助于到轴承116的流体通道。虽然在图1的实施例中，收集区域110是由轴承116部 分地限定的，但是在其他实施例中，一个不同的电气或机械部件可以部分地限定该收集区 域110。换言之，能够由流体冷却的任何电气或机械部件都可以被用来部分地限定该收集区 域110。然而，与该部件无关，壳体102至少部分地限定了收集区域110，并且在一些实施例 中壳体102可以基本上限定整个收集区域110。
图2示出了多个润滑油通道。例如，轴114具有一个中央通道202，变速器流体可 以穿过该通道行进。另外，一对润滑油通道204、206在一端处被流体地联接到中央通道202上并且从那里径向地向外延伸。穿过中央通道202的变速器流体被引导穿过这对润滑油通道204、206，因为密封件208阻挡了流体穿过轴114的末端离开。在相反的一端，润滑油通道204、206是畅通的，使得流体能够穿过中央通道202并且经过通道204、206离开。然而， 穿过中央通道202和润滑油通道204、206的任何流体不能被引导至轴承116。因此，不能以此方式润滑该轴承116。
如以上所描述的，传统的润滑油回路可以包括在轴114中的多个通道，这些通道类似于将流体引导至该轴承上的润滑油通道204、206。然而，在这个实施例中，施加在轴 114上的力矩和动力的量不允许在轴114中在邻近轴承116的位置处形成润滑油通道。轴 114通过在其中钻孔或形成润滑油通道而被削弱、并且因此不能承受操作过程中的应力。当轴承116通过一个外部固位环210和一个内部固位环212被保持在其位置中时，使轴承116 沿着轴114移动也是不可能的。因此，需要一种不同的但直接的润滑油回路来对轴承116 提供润滑作用。以上描述的改进的壳体102成功地提供了一个对轴承116具有足够润滑作用的直接润滑油回路。
转向图3，示出了壳体102的一部分和流动路径的更详细的视图。如以上所描述的，壳体102包括侧壁106，该侧壁是相对于内壁104基本上竖直的；以及表面108，该表面是相对于侧壁106成角度地布置或倾斜的。在至少一个实施例中，侧壁106不必相对于内壁104是完全竖直地布置的。事实上，侧壁106可以包括多个突起、凹陷、以及类似物。
表面108包括有助于流体流动的边缘302、304。边缘302、304可以具有一种角度布置使得流体朝着收集区域110 (见图4)被引导并且在轴承116的后面收集。表面108具有小于180°的圆周。边缘302、304是分别相对于轴线A-A以角度Θ 2、Q1W置的。角度 θ2、Q1可以是基本上相同的，或者在其他实施例中，这两个角度可以是不同的。例如，角度 02、01可以小于90°。在一个实施例中，这两个角度均是约75°。因为角度θ2、 Θ I小于90°，所以边缘302、304将流体从侧壁106和表面108引导至收集区域110中。
另外，侧壁106被示出具有在中央被限定在其中的开口(见图1)。如以上所描述的，可以将轴承引导件120组 装在壳体102中，这样使得轴承引导件120的一部分穿过该开口。侧壁106并且尤其是前面122限定了一个被布置在壳体102底部部分附近的表面214。 表面214被布置在侧壁106的、与收集区域110相反的一侧上。
参见图4的实施例，变速机112可以起到流体源的作用。在其他实施例中，泵或其他装置可以起到流体源的作用。在操作过程中，变速机112将在各个方向上分配流体400。 流体400的一部分被分散到壳体102的内壁104上。流体400的另一部分可以被直接分散到侧壁106上。被分散到内壁104上的这部分流体400可以沿着内壁104流动直到它沿着侧壁106指向朝下。流体400沿着内壁104和/或侧壁106流动，使得足够量的流体400到达成该成角度地布置的表面108。在侧壁106和表面108的相交处，流体400沿着表面108 继续流动。一些流体400到达轴承116的顶部部分(如图4中所示),而剩余量的流体400 流过表面108并且被接收在收集区域110中。当流体400被接收在收集区域110中时，流体400被流体地联接至轴承116上。因此，该轴承116被充分地润滑。
因此，以上描述的壳体102对轴承116提供了一种直接的流体或润滑油路径。流体400从流体源被分散在壳体壁上，例如内壁104或侧壁106上。这些壳体壁的重力和角度取向允许了足够量的流体400流动到与轴承116相接触并且提供了适当的润滑作用。有利的是，不需要使润滑油路径穿过在轴中形成的多个孔洞或开口。其结果是，变速器100可 以承受更高的力矩并且对车辆提供更高的动力。
虽然以上已经披露了结合本发明的这些原理的多个示例性实施例，但是本发明不 仅限于所披露的实施例。而且，本申请旨在覆盖本发明的使用了其一般原理的任何变体、用 途或适配。此外，本申请旨在覆盖相对于本披露的此类偏离内容，就如同位于本发明所属领 域的已知或惯用实践中，并且落入所附权利要求的界限之内。
权利要求
1.一种包围了轴承的壳体，该壳体包括其上分散了润滑剂的一个侧壁，该侧壁具有一个斜坡部分；与该侧壁流体地相关联的一个收集区域；以及与该侧壁是一体的一个流体路径；其中，该流体路径被配置成将该润滑剂引导进入该收集区域中。
2.如权利要求1所述的壳体，其中该收集区域被流体地联接到该轴承上。
3.如权利要求1所述的壳体，其中该收集区域和该斜坡部分是在该侧壁的相反侧面上形成的。
4.如权利要求4所述的壳体，其中该斜坡部分是朝向该收集区域成角度地布置的。
5.如权利要求1所述的壳体，其中该侧壁形成了一个基本上竖直的面。
6.如权利要求5所述的壳体，其中该斜坡部分被布置成与该基本上竖直的面偏离了 180度与225度之间。
7.如权利要求6所述的壳体，其中该斜坡部分是与该基本上竖直的面偏离195度而成角度地布置的。
8.如权利要求5所述的壳体，其中该面是基本上平坦的。
9.如权利要求8所述的壳体，其中该斜坡部分是从该面向内凹入的。
10.如权利要求9所述的壳体，其中该斜坡部分是从该面向内沿小于约180度的方向凹入的。
11.如权利要求10所述的壳体，其中该斜坡部分是从该前面向内沿约150度的方向凹入的。
12.如权利要求5所述的壳体，其中在该斜坡部分与该面之间限定了多个边缘，该多个边缘是与该斜坡部分成角度地布置的以便将该润滑剂朝向该收集区域弓I导。
13.如权利要求1所述的壳体，其中该斜坡部分将该润滑剂从该侧壁引导至该收集区域。
14.如权利要求1所述的壳体，其中该斜坡部分是形成在该侧壁的顶部附近并且该收集区域是形成在该侧壁的底部附近。
15.一种变速器，包括一个轴承；被配置成用于将流体供应给该轴承的一个流体源；以及包围该轴承和流体源的一个壳体，该壳体包括一个侧壁，该侧壁限定了一个前面和一个后面，该前面是与该后面相反的并且被配置成用于从该流体源接收流体；与该侧壁的前面成角度布置的一个表面；以及在该侧壁的后面与该轴承之间形成的一个收集区域，该收集区域与该表面是流体地相关联的并且被配置成用于收集流体；沿着该前面和该表面限定的一个流体回路，其中该流体回路被配置成用于将该流体引导进入该收集区域中。
16.如权利要求15所述的变速器，其中该收集区域被流体地联接到该轴承上。
17.如权利要求15所述的变速器，其中该前面是基本上竖直的。
18.如权利要求15所述的变速器，其中该表面是朝向该收集区域成角度地布置的。
19.如权利要求15 所述的变速器，其中该前面限定了一条轴线，该表面被布置成从该轴线偏离0-45度之间。
20.如权利要求20 所述的变速器，其中该表面被布置成从该轴线偏离5-25度之间。
21. 如权利要求20所述的变速器，其中该表面被布置成从该轴线偏离约15度。
22.如权利要求15 所述的变速器，其中该表面是与该前面一体地邻接的。
23. 如权利要求15 所述的变速器，其中该表面是从该前面向内沿小于180度的方向凹入的。
24.如权利要求23所述的变速器，其中该表面是从该前面向内沿约150度的方向凹入的。
25.如权利要求15所述的变速器，其中在该表面与该前面之间限定了多个边缘。
26.一种用于对轴承提供润滑作用的壳体，包括其上分散了润滑剂的一个壁，该壁具有一个第一部分和一个第二部分；用于收集该润滑剂的装置，该收集装置被布置成与该轴承相邻；以及用于将该润滑剂从该壁引导至该收集装置的装置，该引导装置是与该收集装置流体地相关联的；其中，该第二部分是与该第一部分成角度地布置的。
27.如权利要求26所述的壳体,其中该第一部分限定了一条轴线,该第二部分被布置成从该轴线偏离0-45度之间。
28.如权利要求27所述的壳体，其中该第二部分被布置成从该轴线偏离5-25度之间。
29.如权利要求27所述的壳体，其中该第二部分被布置成从该轴线偏离约15度。
30.如权利要求26所述的壳体，其中该收集装置被流体地联接到该轴承上。
31.如权利要求26所述的壳体，其中该引导装置至少包括该第二部分。
32.如权利要求26所述的壳体，进一步包括被限定在该第一部分与第二部分之间的多个边缘。
33.如权利要求32所述的壳体，其中该引导装置包括该多个边缘。
34.如权利要求26所述的壳体,其中该第一部分包括一个前表面和一个后表面,该第二部分被一体联接到该前表面上。
35.如权利要求34所述的壳体，其中该收集装置被限定在该后表面与该轴承之间。
36.一种用于对变速器的壳体中的轴承进行润滑的方法，该壳体具有由一个第一部分和一个第二部分限定的一个侧壁、以及被限定在该侧壁与该轴承之间的一个凹入部分，该第二部分从该第一部分发生倾斜,该方法包括将一种润滑剂施加于该侧壁上；将该润滑剂从该侧壁的第一部分引导至该第二部分；将该润滑剂收集在该凹入部分中；并且用所收集的润滑剂润滑该轴承。
37.如权利要求36所述的方法，进一步包括沿着该侧壁的第一部分来引导该润滑剂。
全文摘要
本发明提供一种包围了轴承的壳体。该壳体包括一个侧壁，一种润滑剂分散在该侧壁上。该侧壁具有一个斜坡部分，并且一个收集区域与该侧壁流体地相关联。一个流体回路与该侧壁是一体的，使得该流体回路被配置成将该润滑剂引导进入该收集区域中。
文档编号B60K20/00GK103026102SQ201180035834
公开日2013年4月3日 申请日期2011年8月10日 优先权日2010年8月13日
发明者格伦·S·霍金斯, 布莱恩·斯库克拉夫特 申请人:艾里逊变速箱公司