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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Reibungspaketkupplungen für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe und dergleichen und insbesondere auf eine Trägerplatte für eine Reibungspaketkupplung oder -anordnung für ein Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe, die eine Mehrzahl von Hydraulikfluid-Auslasslöchern aufweist.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung dar und können, müssen jedoch nicht Stand der Technik bilden.
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Reibungspaketkupplungen in Kraftfahrzeugautomatikgetrieben sind allgemein druckgeschmiert, d. h., an das Reibungskupplungspaket oder seine nächste Umgebung wird Hydraulikfluid (Getriebefluid) unter Druck geliefert, um die ineinandergreifenden Platten oder Scheiben der Kupplung zu schmieren und zu kühlen. Je nachdem nimmt die Hydraulikfluidströmung den einen oder den anderen von zwei Wegen.
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Darüber hinaus führt in Abhängigkeit von der Konfiguration des Automatikgetriebes wenigstens einer der Wege zur Umleitung der Hydraulikfluidströmung, häufig zu wenigstens einem anderen, üblicherweise ausgerückten, Reibungskupplungspaket. Allgemein gesagt findet dies statt, da die gelockerten Platten oder Scheiben einer ausgerückten Kupplung einen Fluidströmungsweg darstellen. Wenn dies stattfindet, kann die Hydraulikfluidströmung, während sie eine Kühlung bietet, wegen der Viskosität des Hydraulikfluids Spinverluste in der ausgerückten Kupplung wesentlich erhöhen. Dies verringert natürlich die Gesamteffizienz des Getriebes und erhöht den Kraftstoffverbrauch. Selbstverständlich tritt keine Fluidströmung zwischen den Kupplungsplatten auf und gibt es das durch diese Erfindung behandelte Problem nicht, wenn die Kupplung eingerückt ist.
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Somit besteht im Gebiet ein Bedarf an der Verringerung von Spinverlusten ausgerückter Reibungskupplungen in Automatikgetrieben, die durch die Strömung von Hydraulikfluid von anderen Komponenten in die und durch diese ausgerückten Reibungskupplungsplatten oder -scheiben verursacht werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Trägerplatte für ein Reibungskupplungspaket, die eine Schulter oder einen Flansch, durch die bzw. den eine Mehrzahl radialer Auslasslöcher oder -durchlässe verlaufen, und eine Umfangsrille, die die Durchlässe schneidet, aufweist. Die Umfangsrille sammelt Hydraulikfluid und die radialen Durchlässe leiten mit Hilfe der Zentrifugalkraft die Hydraulikfluidströmung von anderen Reibungspaketkupplungen weg radial nach außen und verhindern somit, dass das Fluid erhöhte Spinverluste verursacht, während es zu den und durch die benachbarten ausgerückten Reibungskupplungspakete strömt.
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Somit ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass sie ein Automatikgetriebe schafft, das verringerte Spinverluste aufweist, die durch Getriebefluid verursacht werden, das durch ausgerückte Reibungskupplungen strömt.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass sie ein Automatikgetriebe schafft, das Reibungskupplungspakete mit Trägerplatten, die eine axial verlaufende Schulter oder einen axial verlaufenden Flansch enthalten, aufweist.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass sie ein Reibungskupplungspaket mit einer Trägerplatte schafft, die eine axial verlaufende Schulter oder einen axial verlaufenden Flansch und eine sie bzw. ihn schneidende Umfangsrille enthält.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass sie ein Automatikgetriebe schafft, das Reibungskupplungspakete mit Trägerplatten aufweist, die eine axial verlaufende Schulter oder einen axial verlaufenden Flansch und eine Mehrzahl radial orientierter Fluiddurchlässe enthalten.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass sie ein Reibungskupplungspaket mit einer Trägerplatte schafft, die eine axial verlaufende Schulter oder einen axial verlaufenden Flansch und eine Mehrzahl radial orientierter Fluiddurchlässe enthält.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass sie ein Reibungskupplungspaket mit einer Trägerplatte schafft, die eine axial verlaufende Schulter oder einen axial verlaufenden Flansch und eine Mehrzahl radial orientierter Fluiddurchlässe mit direkter Hydraulikfluidströmung durch die Kupplung radial nach außen enthält.
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Weitere Aspekte, Vorteile und Bereiche der Anwendbarkeit gehen aus der hier gegebenen Beschreibung hervor. Selbstverständlich sind die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung bestimmt und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
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1 ist eine Teilschnittansicht eines Abschnitts eines Automatikgetriebes des Standes der Technik, die einen Hydraulikfluid-Strömungsweg von einer eingerückten Reibungskupplung zu einer ausgerückten Reibungskupplung darstellt;
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2 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Abschnitts eines Automatikgetriebes, das die vorliegende Erfindung enthält;
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3 ist eine Teilschnittansicht eines Abschnitts eines Automatikgetriebes, die einen Hydraulikfluid-Strömungsweg durch eine eingerückte Reibungskupplung darstellt, die die vorliegende Erfindung enthält;
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4 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer alternativen Ausführungsform einer Kupplungsträgerplatte, die die vorliegende Erfindung enthält; und
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5 ist eine graphische Darstellung des Spinverlusts einer typischen Reibungskupplung des Standes der Technik und der Verringerung des Spinverlusts für eine typische ausgerückte Reibungskupplung, die in der Nähe einer Kupplung, die die vorliegende Erfindung enthält, angeordnet ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungen nicht einschränken.
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In 1 ist eine Darstellung eines Abschnitts eines Getriebes des Standes der Technik, das spezifisch ein Paar benachbarter Reibungskupplungspakete oder -anordnungen enthält, mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Getriebe 10 des Standes der Technik enthält üblicherweise eine Mehrzahl von Planetenradanordnungen, von denen Abschnitte durch die Bezugszeichen 12 bezeichnet sind. Zwischen den Planetenradanordnungen 12 und anderen rotierenden und feststehenden Komponenten sind ein Paar Reibungskupplungspakete oder -anordnungen 16 und 18 funktional angeordnet. Ein äußeres Reibungskupplungspaket oder eine äußere Reibungskupplungsanordnung 16 ist in einem ausgerückten Modus oder Zustand gezeigt und eine innere Reibungskupplungsanordnung 18 ist in einem eingerückten Modus oder Zustand gezeigt. An sich und während des Betriebs strömt mit Hilfe der Zentrifugalkraft Hydraulikfluid (Getriebefluid) oder -öl um die Enden des Reibungskupplungspakets 18. Wegen der kinetischen Energie des Hydraulikfluids und verschiedener Druckdifferentiale innerhalb des Automatikgetriebes 10 kann es ebenfalls axial strömen, wo es in die und zwischen die Platten oder Scheiben des äußeren Kupplungspakets 16 strömt, das zu Erläuterungszwecken und wie oben angemerkt ausgerückt ist. Die Hydraulikfluidströmung ist in 1 durch die Pfeile angegeben.
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Die Strömung von Hydraulikfluid in das ausgerückte äußere Reibungskupplungspaket 16 neigt dazu, zwischen den mit dem Eingang und mit dem Ausgang des Reibungskupplungspakets 16 verbundenen Platten oder Scheiben eine viskose Kopplung zu erzeugen und dadurch ein übermäßiges Schleppmoment zu erzeugen und die Spinverluste des Reibungskupplungspakets 16 und des Gesamtgetriebes 10 zu erhöhen. Es sollte gewürdigt werden, dass das vorstehende Beispiel, obwohl es sich nur auf ein eingerücktes und auf ein ausgerücktes Reibungskupplungspaket oder auf eine eingerückte und auf eine ausgerückte Reibungskupplungsanordnung bezieht, auf alle Reibungskupplungspakete innerhalb eines Getriebes anwendbar ist, wenn sie in einem ausgerückten Zustand sind, und insbesondere, wenn sie ausgerückt sind und einer Strömung von Hydraulikfluid von benachbarten Komponenten, üblicherweise Kupplungen, ausgesetzt sind und somit ein Schleppmoment erzeugen und Spinverluste erhöhen können.
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Nun in 2 ist ein Abschnitt eines Automatikgetriebes 10' dargestellt, das ein inneres Reibungskupplungspaket oder eine innere Reibungskupplungsanordnung 30 enthält, die die vorliegende Erfindung enthält. Das Reibungskupplungspaket 30 enthält eine erste Mehrzahl von Reibungskupplungsplatten oder -scheiben 32 mit größerem Durchmesser, die durch Außen- und Innenkeilprofile 34, die miteinander in Eingriff sind, mit einem äußeren ringförmigen Drehmomentübertragungselement 36 gekoppelt sind. In Übereinstimmung mit der herkömmlichen Reibungskupplungspraxis enthält wenigstens eine Fläche der Reibungskupplungsplatten oder -scheiben 32 Reibmaterial 38. Außerdem enthält das Reibungskupplungspaket 30 eine zweite Mehrzahl ineinandergreifender Kupplungsplatten oder -scheiben 42 mit kleinerem Durchmesser, die durch Außen- und Innenkeilprofilsätze 44, die miteinander in Eingriff sind, mit einem inneren Drehmomentübertragungselement 46 gekoppelt sind und die ein Reibungsmaterial 38 enthalten können. An einem Ende des Reibungskupplungspakets 30 (dem linken Ende in 2) ist ein hydraulisches, elektrisches oder pneumatisches Betätigungsorgan 48 angeordnet, das wahlweise eine axiale Druckkraft auf das Reibungskupplungspaket 30 bereitstellt, um eine Drehmomentübertragung darüber zu veranlassen.
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An dem anderen Ende des Reibungskupplungspakets oder der Reibungskupplungsanordnung 30 (dem rechten Ende in 2) ist eine ringförmige Trägerplatte oder -scheibe 50 angeordnet. Die Trägerplatte 50 ist durch einen Sprengring 52 oder durch eine ähnliche Komponente, die innerhalb eines Umfangskanals oder einer Umfangsrille 54 aufgenommen ist und sitzt, gegen axiale Bewegung von dem Betätigungsorgan 48 und dem Reibungskupplungspaket 30 weg lokalisiert und gehalten. Somit fungiert die Trägerplatte 50 als ein Anschlag oder als eine Wegbegrenzung, gegen den bzw. die die ersten und die zweiten Reibungskupplungsplatten oder -scheiben 32 und 42 gedrückt werden. Außerdem enthält die Trägerplatte 50 Außenkeilprofile 56, die um ihren Umfang angeordnet sind, die komplementär zu den miteinander in Eingriff befindlichen Innenkeilprofilen der Außen- und Innenkeilprofilsätze 34 sind, die mit den ersten Reibungsplatten oder -scheiben 32 mit größerem Durchmesser in Eingriff sind und die sie mit dem äußeren ringförmigen Drehmomentübertragungselement 36 koppeln.
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Nun anhand von 2 und 3 enthält die Trägerplatte 50 eine ringförmige Schulter oder einen ringförmigen Flansch 58, die bzw. der von der eigentlichen Trägerplatte 50 axial weg verläuft. Somit definiert die Trägerplatte 50 im Querschnitt ein ”L”, wobei der Fuß des ”1” (die Schulter oder der Flansch 58) der Mittelachse des Getriebes 10 näher ist. Auf der Innenseite der Schulter, des vorspringenden Rands oder Flanschs 58 befindet sich ein Umfangskanal oder eine Umfangsrille 60, der bzw. die eine Mehrzahl in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter radialer Durchlässe, Bohrungen oder Auslasslöcher 62 schneidet. Es wird gewürdigt werden, dass Hydraulikfluid, das allgemein um die und entlang der Innenoberfläche des Reibungskupplungspakets 30 strömt, in dem Umfangskanal oder in der Umfangsrille 60 gesammelt wird und daraufhin entweder durch Druckdifferentiale innerhalb des Getriebes 10 und/oder durch die Zentrifugalkraft, wie durch die Pfeile in 3 dargestellt und angegeben ist, radial nach außen gelenkt wird, wodurch verhindert wird, dass eine Hydraulikfluidströmung zu einem oder mehreren benachbarten Reibungskupplungspaketen oder -anordnungen 66 gelenkt wird und in sie eintritt und darin ein Schleppmoment und Spinverluste verursacht.
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Nun in 4 ist eine Trägerplatte oder -scheibe einer alternativen Ausführungsform, die die vorliegende Erfindung enthält, dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet. Die Trägerplatte oder -scheibe 70 der alternativen Ausführungsform weist wieder einen allgemein ”L”-förmigen Querschnitt auf und enthält eine axial verlaufende Schulter oder einen axial verlaufenden Flansch 72. Durch die Schulter oder den Flansch 72 verlaufen radiale Einschnitte, Schlitze oder Kanäle 74 und ermöglichen wiederum die sowohl durch Druckdifferentiale innerhalb des Getriebes 10 als auch durch die Zentrifugalkraft gelenkte radiale Fluidströmung. Vorzugsweise enthält die Trägerplatte 70 der alternativen Ausführungsform ebenfalls um ihren Umfang Außenkeilprofile 76, die mit komplementären Keilprofilen an einer Kupplungskomponente in Eingriff sind. Die geschlitzte Konfiguration der Trägerplatte 70 der alternativen Ausführungsform ist besonders für die Herstellung durch Metallpulvertechniken und -materialien geeignet.
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Nun in 5 ist ein Vergleich der Leistungsfähigkeit zwischen einer ausgerückten Reibungskupplung des Standes der Technik und einer ausgerückten Kupplung, die in der Nähe einer Reibungskupplung, die die vorliegende Erfindung enthält, angeordnet ist, dargestellt. Die horizontale Achse (X-Achse) repräsentiert die Turbinenraddrehzahl des Getriebes 10 in Umdrehungen pro Minute (min–1) und zeigt sie an und die vertikale Achse (Y-Achse) repräsentiert den Spinverlust in Newtonmetern (Nm) und zeigt ihn an. Die obere Linie 82, die mehrere Datenpunkte enthält, bezieht sich auf eine typische ausgerückte Reibungskupplung des Standes der Technik wie etwa auf die in 1 dargestellte Reibungskupplung 16, die einer Strömung von Hydraulikfluid von benachbarten Komponenten wie etwa von der ebenfalls in 1 dargestellten Reibungskupplung 18 ausgesetzt ist, die das Schleppmoment innerhalb der Kupplung erhöht und somit den Spinverlust des Getriebes erhöht. Die untere Linie 84 bezieht sich auf die Leistungsfähigkeit einer ausgerückten Reibungskupplung wie etwa der in 3 dargestellten Kupplung 66, die in der Nähe einer eingerückten Reibungskupplung liegt, die in der Trägerplatte 50 und 70 der vorliegenden Erfindung wie etwa in der ebenfalls in 3 dargestellten Reibungskupplung 30 die Strömungsumlenk- und -lenkdurchlässe 62 oder -schlitze 74 enthält. Es wird angemerkt, dass es innerhalb des durch die Klammer 86 definierten Drehzahlbereichs, der typisch für normales Fahren ist, eine deutliche Verringerung des Spinverlusts gibt.
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Die Beschreibung der Erfindung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und Änderungen, die nicht von dem Hauptpunkt der Erfindung abweichen, sollen im Schutzumfang der Erfindung liegen. Solche Änderungen werden nicht als Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung angesehen.
