FR2529512A1

FR2529512A1 - Axle unit for motor vehicles

Info

Publication number: FR2529512A1
Application number: FR8311020A
Authority: FR
Inventors: Peter Giese
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1982-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1984-01-06
Also published as: IT8348602A0; SE436552B; DE3323128C2; SE8204084D0; FR2529512B1; IT1170424B; SE8204084L; DE3323128A1

Abstract

The axle unit for motor vehicles has a differential housing (1) connected by a half shaft (4) to a wheel hub unit (5), comprising a planetary gearing (12) in an enclosed oil filled casing (10) which rotates on the axle housing (3). An oil sealer ring (21) is between the shaft (4) and the axle housing (3). The axle housing is provided with a breather opening (20) in the differential area. To allow the hub unit (5) to breathe, the half shaft has an axial bore (23) which opens into the differential housing (1), in which is a breather hole (24) connecting the hub with the axle housing breather (20). This improves the lubrication of hub and differential.

Description

La présente invention se rapporte à un ensemble d'arbre de roue pour véhicule automobile, qui comprend un carter d'essieu qui renferme un différentiel accouplé à deux arbres de roues montés à rotation dans le carter, une paire de moyeux de roues montés à rotation sur l'extérieur du carter d'essieu aux extrémités opposées de ce dernier et définissant des espaces intérieurs pour un lubrifiant, des moyens pour établir un accouplement assurant la transmission de l'entraînement entre les arbres de roues et les moyeux et des moyens de mise à l'air libre pour établir une communication entre l'intérieur du carter et l'atmosphère environnante. The present invention relates to a wheel shaft assembly for a motor vehicle, which comprises an axle housing which encloses a differential coupled to two wheel shafts rotatably mounted in the housing, a pair of wheel hubs rotatably mounted on the outside of the axle housing at the opposite ends of the latter and defining interior spaces for a lubricant, means for establishing a coupling ensuring the transmission of the drive between the wheel shafts and the hubs and setting means in the open air to establish communication between the interior of the housing and the surrounding atmosphere.

Les arbres de roues de ce type, dits arbres de roues entièrement flottants, sont utilisés principalement dans les essieux arrière des véhicules industriels poids-lourds. Dans de tels essieux, qui ont des moyeux lubrifiés par huile, les moyeux sont soigneusement scellés et l'intérieur du moyeu est partiellement rempli d'huile du même type que celle utilisée pour lubrifier le différentiel. L'huile et l'air enfermés dans le moyeu et dans le carter sont froids lorsque le véhicule a été en stationnement pendant un certain temps et ils sont progressivement chauffés lorsque le véhicule roule, de sorte que l'air se dilate. Pour éviter que l'air qui se dilate ne rompe l'étanchéité, l'air doit pouvoir s'échapper d'une manière qui ne permet pas à l'huile de fuir en même temps. Par conséquent, le carter d'essieu doit être ventilé à un point relativement haut.Les essieux arrière connus de ce type ont, par conséquent, été munis d'une ouverture de mise à l'air libre sur le dessus de la partie du carter d'essieu qui entoure le différentiel. Pour permettre à l'air qui se dilate à l'intérieur du moyeu de s'échapper par cette ouverture de mise à l'air libre, une communication doit exister entre l'intérieur des moyeux et le carter. Dans les arbres de roues connus, cette communication est établie par suite de l'absence de joint d'étanchéité dans l'espace annulaire qui existe entre la paroi intérieure du carter d'essieu et l'arbre de roues proprement dit. Wheel shafts of this type, known as fully floating wheel shafts, are used mainly in the rear axles of heavy-duty industrial vehicles. In such axles, which have oil lubricated hubs, the hubs are carefully sealed and the interior of the hub is partially filled with oil of the same type as that used to lubricate the differential. The oil and air trapped in the hub and in the crankcase are cold when the vehicle has been parked for a while and are gradually heated as the vehicle drives, so the air expands. To prevent the expanding air from breaking the seal, the air must be able to escape in a way that does not allow the oil to leak at the same time. Consequently, the axle housing must be ventilated to a relatively high point. Known rear axles of this type have therefore been provided with a vent opening on the top of the housing part. axle that surrounds the differential. To allow the air that expands inside the hub to escape through this venting opening, communication must exist between the inside of the hubs and the housing. In known wheel shafts, this communication is established due to the absence of a seal in the annular space which exists between the inner wall of the axle housing and the wheel shaft itself.

Un inconvénient important de cet agencement réside, cependant, dans le fait que, lorsque le véhicule franchit des courbes, par exemple, il permet un mouvement incontrôlé de l'huile d'un moyeu à l'autre par l'intermédiaire des intervalles annulaires et du différentiel. En particulier, les arbres du type dit à démultiplication dans le moyeu, dans lesquels la transmission entre l'arbre de roue et le moyeu est effectuée par l'intermédiaire d'un jeu d'engrenages planétaire réducteur enfermé dans le moyeu sont très sensibles aux variations du volume d'huile dans le moyeu. Un volume d'huile trop petit ou trop grand se traduit par une élévation excessive de la température avec le risque concomitant d'endommagement des roulements et engrenages.En d'autres termes, ceci signifie que, lors du franchissement de courbes,le moyeu intérieur qui perd de l'huile et le moyeu extérieur qui reçoit une quantité d'huile excessive sont tous deux soumis à une élévation de température. An important drawback of this arrangement lies, however, in the fact that, when the vehicle crosses curves, for example, it allows an uncontrolled movement of the oil from one hub to the other via the annular intervals and of the differential. In particular, shafts of the so-called gear reduction type in the hub, in which the transmission between the wheel shaft and the hub is effected by means of a planetary reducing gear set enclosed in the hub, are very sensitive to variations in the oil volume in the hub. Too small or too large an oil volume results in an excessive rise in temperature with the concomitant risk of damage to the bearings and gears. In other words, this means that, when crossing curves, the inner hub which loses oil and the outer hub which receives an excessive amount of oil are both subjected to a rise in temperature.

La présente invention a pour but de supprimer cet inconvénient et de réaliser un montage d'arbres de roues qui empêche un mouvement incontrôlé de l'huile entre les moyeux mais qui peut, par ailleurs, être ventilé d'une manière connue, c'est-à-dire au moyen d'une ouverture de mise à l'air libre située dans le carter d'essieu au-dessus du différentiel. The object of the present invention is to eliminate this drawback and to produce an assembly of wheel shafts which prevents an uncontrolled movement of the oil between the hubs but which can, moreover, be ventilated in a known manner, that is to say i.e. by means of a vent opening located in the axle housing above the differential.

On obtient ce résultat, conformément à l'invention, à l'aide de moyens d'étanchéité qui sont disposés entre chaque arbre de roues respectif et le carter d'essieu et grâce au fait que les arbres sont des arbres creux dont les alésages centraux établi s sent une communication entre l'intérieur du moyeu et l'intérieur du carter d'essieu. This is obtained, in accordance with the invention, using sealing means which are arranged between each respective wheel shaft and the axle housing and thanks to the fact that the shafts are hollow shafts whose central bores communication between the inside of the hub and the inside of the axle housing.

Lorsque les moyeux tournent-pendant que le véhicule est en mouvement, l'huile est projetée vers l'extérieur par la force centrifuge, formant ainsi un espace d'air central dans la région de l'ouverture de l'alésage de chaque arbre. Ainsi, l'air qui se dilate peut s'échapper par l'intermédiaire de l'alésage des arbres tandis que. les moyens d'étanchéité disposés entre les arbres et le carter empêchent l'huile de se déplacer entre les moyeux. L'air contenu dans les moyeux en rotation contient un brouillard d'huile qui est conduit par les alésages des arbres jusqu'à l'intérieur du boîtier de différentiel. When the hubs rotate - while the vehicle is in motion, the oil is blown outward by centrifugal force, thereby forming a central air space in the region of the opening in the bore of each shaft. So the expanding air can escape through the bore of the trees while. the sealing means arranged between the shafts and the casing prevent the oil from moving between the hubs. The air contained in the rotating hubs contains an oil mist which is led through the bores of the shafts to the interior of the differential housing.

Ceci signifie que la construction selon l'invention contribue également à améliorer la lubrification des éléments du différentiel contenus à l'intérieur du boîtier de différentiel. Lorsque le véhicule est en stationnement, les alésages des arbres servent decon- duits de trop plein de sorte que, si cela est nécessaire, le niveau d'huile peut être égalisé entre les moyeux et le différentiel chaque fois que le véhicule est immobile. On peut également mentionner un avantage supplémentaire qui est le plus faible poids des arbres de roues.This means that the construction according to the invention also contributes to improving the lubrication of the components of the differential contained inside the differential housing. When the vehicle is parked, the shaft bores serve as overflow lines so that, if necessary, the oil level can be equalized between the hubs and the differential whenever the vehicle is stationary. One can also mention an additional advantage which is the lower weight of the wheel shafts.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard au dessin annexé sur lequel
- la Figure tunique est une vue en coupe longitudinale d'une représentation simplifiée d'une partie d'un arbre de roue comportant une démultiplication dans le moyeu. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawing in which
- The tunic figure is a view in longitudinal section of a simplified representation of part of a wheel shaft comprising a reduction in the hub.

Sur la figure, la référence 1 désigne un boîtier de différentiel portant une couronne dentée et contenant des engrenages de différentiel agencés d'une manière en soi connue et qui n'ont pas été représentés en détail ici. Le boîtier 1 est monté à rotation dans un carter d'essieu 3 et il entraîne d'une manière classique deux arbes de roues 4, lesquels entraînent à leur tour des moyeux de roue individuels 5 dont un seul a été représenté sur la figure. Le moyeu 5 est constitué par une partie 7 munie d'un rebord 6 qui est montée à rotation au moyen de roulements 8 sur l'extérieur du carter d'essieu 3 et une partie d'enveloppe 9 boulonnée sur la partie 7 et qui, en combinaison avec la partie 7, délimite un espace 10 contenant de l'huile. Une bague d'étanchéité 11 isole de manière étanche l'espace 10 du milieu environnant.L'arbre 4 entraîne le moyeu 5 à vitesse réduite par l'intermédiaire d'un jeu d'engrenages planétaire réducteur 12 dont la roue planétaire centrale 13 est rigidement fixée à l'extrémité de l'arbre ét engrène avec des satellites 14 montes sur un porte-satellites 15 rigidement fixé à la partie de moyeu 9. La couronne dentée 16 du jeu d'engrenages est rigidement fixée au carter d'essieu 3. In the figure, the reference 1 designates a differential housing carrying a ring gear and containing differential gears arranged in a manner known per se and which have not been shown in detail here. The housing 1 is rotatably mounted in an axle housing 3 and it drives in a conventional manner two wheel arches 4, which in turn drive individual wheel hubs 5 of which only one has been shown in the figure. The hub 5 is constituted by a part 7 provided with a flange 6 which is rotatably mounted by means of bearings 8 on the outside of the axle housing 3 and a casing part 9 bolted to the part 7 and which, in combination with part 7, delimits a space 10 containing oil. A sealing ring 11 sealingly insulates the space 10 from the surrounding medium. The shaft 4 drives the hub 5 at reduced speed by means of a planetary reducing gear set 12 whose central planetary wheel 13 is rigidly fixed to the end of the shaft and meshes with planetary gears 14 mounted on a planet carrier 15 rigidly fixed to the hub part 9. The toothed ring 16 of the gear set is rigidly fixed to the axle housing 3 .

Des moyens d'aération ou de mise à l'air libre sont formés dans la partie du carter d'essieu 3 qui entoure le boîtier de différentiel 1, ces moyens étant représentés, pour plus de simplicité, comme étant constitués par un trou traversant 20 formé dans le carter mais étant, en pratique, munis d'un tamis ou filtre qui empêche les poussieres et saletés de pénétrer dans le carter tout en permettant le passage de l'air dans les deux sens. L'air peut s'échapper ou pénétrer par l'ouverture, respectivement lorsque le carter est chauffé et lorsqu'il se refroidit. Aeration or venting means are formed in the part of the axle housing 3 which surrounds the differential housing 1, these means being represented, for simplicity, as being constituted by a through hole 20 formed in the housing but being, in practice, provided with a screen or filter which prevents dust and dirt from entering the housing while allowing the passage of air in both directions. Air can escape or enter through the opening, respectively when the housing is heated and when it cools.

Conformément à l'invention, un joint d'étanchéité 21 est monté entre l'extrémité du carter d'essieu 3 et l'arbre de roue 4 pour empêcher l'huile de se déplacer en va-et-vient entre les espaces 10 des moyeux et le différentiel par l'intermédiaire de l'intervalle 22 formé entre les arbes de roues 4 et le carter d'essieu 3. Pour rendre possible la mise à l'air libre de l'espace 10 du moyeu par l'intermédiaire de l'ouverture 20 de mise à l'air libre malgré l'obturation de l'intervalle 22, les arbres de roues 4 sont réalisés sous la forme d'arbres creux traversés chacun par un alésage central 23 qui relie l'espace 10 avec l'intérieur du boîtier de différentiel 1. According to the invention, a seal 21 is mounted between the end of the axle housing 3 and the wheel shaft 4 to prevent the oil from moving back and forth between the spaces 10 of the hubs and differential via the gap 22 formed between the wheel arches 4 and the axle housing 3. To make possible the venting of the hub space 10 through the opening 20 for venting despite the obturation of the gap 22, the wheel shafts 4 are produced in the form of hollow shafts each traversed by a central bore 23 which connects the space 10 with the inside the differential housing 1.

Un alésage 24 est formé dans la paroi du boîtier 1.A bore 24 is formed in the wall of the housing 1.

Au cours du fonctionnement, de l'huile est projetée vers l'extérieur par la force centrifuge de sorte que le volume d'air contenu dans l'espace 10 se concentre dans la région centrale, c'est-à-dire devant l'ouverture de l'alésage. L'air qui se dilate lorsqu'il est chauffé par la rotation du moyeu peut, ainsi, s 'échapper par l'alésage 23 sans que de l'huile soit déplacée jusque dans le boîtier de différentiel sauf sous la forme d'une quantité négligeable de brouillard d'huile. Cependant, ce brouillard d'huile, contribue à assurer une lubrification améliorée des éléments contenus dans le boîtier de différentiel. Si la quantité d'huile est choisie de telle sorte que le plus bas niveau, lorsque le véhicule est immobile, se trouve au bord inférieur de l'alésage 23, comme indiqué par la référence a sur la figure, il se produit une égalisation automatique du niveau chaque fois que le véhicule s'arrête du fait que les alésages 23 servent de conduits de trop plein. During operation, oil is sprayed outward by centrifugal force so that the volume of air contained in the space 10 is concentrated in the central region, that is to say in front of the opening of the bore. Air which expands when heated by rotation of the hub can thus escape through bore 23 without oil being displaced into the differential housing except in the form of a quantity negligible oil mist. This oil mist, however, contributes to ensuring improved lubrication of the elements contained in the differential housing. If the quantity of oil is chosen so that the lowest level, when the vehicle is stationary, is at the lower edge of the bore 23, as indicated by the reference a in the figure, an automatic equalization takes place level each time the vehicle stops because the bores 23 serve as overflow conduits.

On a décrit ci-dessus l'invention en se référant a un arbre de roue à démultiplication dans le moyeu mais l'invention n'est naturellement pas limitée à de tels agencements. Elle peut être également appliquée à des essieux dans lesquels les moyeux sont entraînés directement au moyen d'un flasque fixé à l'extrémité de l'arbre et au moyeu. The invention has been described above with reference to a gear shaft in the hub but the invention is naturally not limited to such arrangements. It can also be applied to axles in which the hubs are driven directly by means of a flange fixed to the end of the shaft and to the hub.

Claims

- CLAIMS

1.- Set of wheel shafts for motor vehicles which includes an axle housing (37) which encloses a differential coupled to two wheel shafts (4) rotatably mounted in the housing, -two wheel hubs (5) rotatably mounted on the outside of the axle housing at the opposite ends of the latter and defining interior spaces (10) for a lubricant, means (12) for establishing a coupling ensuring the transmission of the drive between the shafts wheels and hubs and venting means (20) for establishing communication between the interior of the housing and the surrounding atmosphere, characterized in that sealing means (21) are arranged between the corresponding wheel shaft (4) and the axle housing (3) and in that the wheel shafts are produced in the form of hollow shafts whose central bores (23) establish communication between the interior (10) of the hub and the interior of the axle housing.

2. A set of wheel shafts according to claim 1, characterized in that the wheel shafts (4) extend through sealing rings (21) mounted at the outer ends of the axle housing and in a differential housing (1) inside which open the bores (23).

3. A set of wheel shafts according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the means serving to establish a coupling ensure the transmission of the drive between the wheel shafts (4) and the hubs ( 5) are sets of planetary gears (12).