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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
US-Patentanmeldung Nr. 62/416380 , die am 2. November 2016 eingereicht wurde, und deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein aktive Verteilergetriebe und insbesondere Speicher- und Leitungsmerkmale für Schmierfluid in aktiven Verteilergetrieben mit passiven Schmierfluidsystemen.
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HINTERGRUND
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Ein Verteilergetriebe für ein Motorfahrzeug überträgt Leistung von dem Getriebe an die Vorderachsen und/oder die Hinterachsen, während es ein selektives Schalten zwischen Zweiradantrieb („2WD“) und Allradantrieb („AWD“) ermöglicht. Ein Verteilergetriebe kann eine Eingangswelle umfassen, die Ausgangsleistung von dem Getriebe an das Verteilergetriebe liefert. Die Eingangswelle kann mit einer primären Ausgangswelle gekoppelt sein, welche sowohl für den 2WD- als auch den AWD-Modus mit der hinteren (oder vorderen) Antriebswelle verbunden ist, die zu den hinteren (oder vorderen) Rädern führt. Außerdem kann die primäre Ausgangswelle ein daran montiertes Eingangskettenrad aufweisen, welches die Drehung einer Kette antreibt, die das Eingangskettenrad mit einem Ausgangskettenrad verbindet. Das Ausgangskettenrad kann im AWD-Modus die Drehung einer sekundären Ausgangswelle antreiben, die mit der vorderen (oder hinteren) Antriebswelle verbunden ist, die zu den vorderen (oder hinteren) Rädern führt. Um zwischen dem 2WD-Modus und dem AWD-Modus umzuschalten, kann das Verteilergetriebe auch eine Kupplungsanordnung umfassen, die, wenn sie betätigt wird, selektiv die Drehbewegung von der primären Ausgangswelle an das Eingangskettenrad überträgt, so dass die Drehbewegung über die Verbindungskette und das Ausgangskettenrad an die sekundäre Ausgangswelle geliefert wird. Die Kupplungsanordnung kann ein Kupplungspaket mit ineinander verschränkten Kupplungsscheiben umfassen, die zusammengedrückt werden, wenn sie betätigt wird, um Drehmoment und Drehenergie von der primären Ausgangswelle an das Eingangskettenrad zu übertragen. In einem aktiven Verteilergetriebe kann Leistung auf Abruf an die vordere und/oder hintere Antriebswelle übertragen werden, und zwar ohne Eingabe vom Fahrer.
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Verteilergetriebe können auch ein Schmierfluidsystem umfassen, das ein Schmierfluid durch vorgesehene Komponenten der Kupplungsanordnung umwälzt, darunter auch die Kupplungsscheiben, um das Kupplungspaket zu kühlen. Das Schmierfluidsystem kann aktiv sein und eine Verdrängungsvorrichtung (z. B. eine Pumpe, etc.) umfassen, die den Strom des Schmierfluids durch die Komponenten der Kupplungsanordnung drückt. In anderen Konstruktionen von Verteilergetrieben kann das Schmierfluidsystem passiv sein und kann auf das Wegspritzen des Schmierfluids von internen drehenden Teilen zurückgreifen, um das Schmierfluid an die vorgesehenen Komponenten zu liefern.
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In Verteilergetrieben mit passiven Schmierfluidsystemen kann sich das Schmierfluid manchmal auch in nicht vorgesehene Bereiche verteilen. Wenn eine unzureichende Menge des Schmierfluids die vorgesehenen Komponenten der Kupplungsanordnung (z. B. die Kupplungsscheiben) erreicht, kann dies zur Beschädigung der Kupplungsanordnung führen. Außerdem kann in Verteilergetrieben mit passiven Schmiersystemen eine Verzögerung auftreten zwischen der Betätigung der Kupplungsanordnung und der Zufuhr oder Abgabe des Schmierfluids an die Kupplungsscheiben. In einigen Fällen kann die Verzögerung der Zufuhr in einer Größenordnung von mehreren Sekunden liegen. Eine solche Verzögerung kann zu Schäden an den Kupplungsscheiben und der Kupplungsanordnung insgesamt führen.
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Die veröffentlichte US-Patentanmeldung
US2015/0240935 offenbart ein Verteilergetriebe mit einem Schmiermittelsammelbehälter, der die Schmierfluidrückhaltung maximiert, wenn kein hoher Drehmomentbedarf des Kupplungssystems vorherrscht. Obwohl dies effektiv ist, herrscht weiter Bedarf nach verbesserten Schmiermittelzufuhrkonstruktionen für Verteilergetriebe mit passiven Schmierfluidsystemen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein aktives Verteilergetriebe für ein Motorfahrzeug offenbart. Das aktive Verteilergetriebe kann eine primäre Ausgangswelle, eine sekundäre Ausgangswelle, ein Eingangskettenrad, ein Ausgangskettenrad und eine Kette umfassen, die das Eingangskettenrad drehbar mit dem Ausgangskettenrad koppelt. Die sekundäre Ausgangswelle kann drehbar mit dem Ausgangskettenrad gekoppelt sein. Das aktive Verteilergetriebe kann ferner eine Kupplungsanordnung umfassen, die dazu ausgestaltet ist, wenn sie eingerückt ist, die primäre Ausgangswelle drehbar mit dem Eingangskettenrad zu koppeln. Die Kupplungsanordnung kann ein Kupplungspaket mit einer Vielzahl von Kupplungsscheiben und eine Kupplungsnabe mit einem Kupplungsnabenzentrum, das zwischen einem inneren Ring und einem äußeren Ring definiert ist, umfassen. Der äußere Ring der Kupplungsnabe kann zumindest eine Nabenöffnung aufweisen, welche das Kupplungsnabenzentrum in Fluidverbindung mit den Kupplungsscheiben versetzt. Außerdem kann das aktive Verteilergetriebe ferner einen passiven Schmierfluidkreis umfassen, der dazu ausgestaltet ist, ein Schmierfluid durch das Kupplungsnabenzentrum und die Kupplungsscheiben umzuwälzen, wenn die Kupplungsanordnung eingerückt ist. Das aktive Verteilergetriebe kann ferner eine Sicherung umfassen, die in das Kupplungsnabenzentrum zwischen dem inneren Ring und dem äußeren Ring eingesetzt ist. Die Sicherung kann zumindest eine Sicherungsöffnung umfassen, die mit der Nabenöffnung der Kupplungsnabe ausgerichtet ist, wenn die Kupplungsanordnung eingerückt ist, um eine Strömung des Schmierfluids von dem Kupplungsnabenzentrum zu den Kupplungsscheiben zu erlauben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Abgabe eines Schmierfluids an Kupplungsscheiben eines aktiven Verteilergetriebes offenbart. Das aktive Verteilergetriebe kann umfassen: eine Kette, die ein Eingangskettenrad drehbar mit einem Ausgangskettenrad koppelt, eine primäre Ausgangswelle, eine sekundäre Ausgangswelle, die drehbar mit dem Ausgangskettenrad gekoppelt ist, sowie eine Kupplungsanordnung, die dazu ausgestaltet ist, wenn sie eingerückt ist, das Eingangskettenrad drehbar mit der primären Ausgangswelle zu koppeln. Die Kupplungsanordnung kann die Kupplungsscheiben, eine Kupplungsnabe mit einem Kupplungsnabenzentrum, das zwischen einem inneren Ring und einem äußeren Ring definiert ist, sowie eine Sicherung umfassen, die in das Kupplungsnabenzentrum zwischen den inneren Ring und dem äußeren Ring eingefügt ist. Das Verfahren kann umfassen: Einrücken der Kupplungsanordnung mit einer Betätigungsplatte und einer Druckplatte, Verschieben der Sicherung axial in dem Kupplungsnabenzentrum in eine erste Stellung, in der zumindest eine Sicherungsöffnung der Sicherung mit zumindest einer Nabenöffnung des äußeren Rings ausgerichtet ist. Die ausgerichteten Öffnungen können die Fluidkommunikation zwischen dem Kupplungsnabenzentrum und den Kupplungsscheiben bereitstellen. Das Verfahren kann ferner umfassen: Fließenlassen eines Reservoirs eines Schmierfluids, das in dem Kupplungsnabenzentrum gefangen ist, durch die ausgerichteten Öffnungen zu den Kupplungsscheiben, und Fließenlassen des Schmierfluids in das Kupplungsnabenzentrum durch einen passiven Schmierfluidkreis, wobei eine Strömungsrate des Schmierfluids in das Kupplungsnabenzentrum eine Strömungsrate des Schmierfluids aus dem Kupplungsnabenzentrum durch die ausgerichteten Öffnungen übersteigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein aktives Verteilergetriebe für ein Motorfahrzeug offenbart. Das aktive Verteilergetriebe kann eine primäre Ausgangswelle, eine sekundäre Ausgangswelle, ein Eingangskettenrad, ein Ausgangskettenrad und eine Kette umfassen, die das Eingangskettenrad drehbar mit dem Ausgangskettenrad koppelt. Die sekundäre Ausgangswelle kann drehbar mit dem Ausgangskettenrad gekoppelt sein. Das aktive Verteilergetriebe kann ferner eine Kupplungsanordnung umfassen, die dazu ausgestaltet ist, wenn sie eingerückt ist, die primäre Ausgangswelle drehbar mit dem Eingangskettenrad zu koppeln. Die Kupplungsanordnung kann ein Kupplungspaket mit einer Vielzahl von Kupplungsscheiben und eine Kupplungsnabe mit einem Kupplungsnabenzentrum umfassen. Ferner kann das aktive Verteilergetriebe einen passiven Schmierfluidkreis umfassen, der dazu ausgestaltet ist, ein Schmierfluid durch das Kupplungsnabenzentrum und die Kupplungsscheiben umzuwälzen, wenn die Kupplungsanordnung eingerückt ist. Außerdem kann das aktive Verteilergetriebe eine Betätigungsplatte umfassen, die dazu ausgestaltet ist, die Kupplungsanordnung durch Zusammendrücken der Kupplungsscheiben einzurücken. Die Betätigungsplatte kann eine Schmiermittelführung aufweisen, die zu dem Kupplungsnabenzentrum hin orientiert ist. Die Schmiermittelführung kann dazu ausgestaltet sein, eine Strömung des Schmierfluids zu dem Kupplungsnabenzentrum zu richten.
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Diese und weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden besser verständlich werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht eines Teilantriebsstrangs eines Motorfahrzeugs, der ein aktives Verteilergetriebe umfasst, das gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
- 2 ist ein Querschnitt des aktiven Verteilergetriebes von 1, das gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
- 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Details 3 von 2 und bildet eine Kupplungsanordnung und eine Kupplungsbetätigungsanordnung ab, die eine Betätigungsplatte mit einer gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierten Schmiermittelführung aufweist.
- 4 ist eine schematische Darstellung eines passiven Schmierfluidkreises des aktiven Verteilergetriebes, der gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
- 5 ist eine Seitenansicht des aktiven Verteilergetriebes und bildet die Strömung des Schmierfluids durch den gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierten passiven
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Schmierfluidkreis ab, wobei Abschnitte einer Kette des aktiven Verteilergetriebes zur Verdeutlichung entfernt wurden.
- 6 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Leitung des Schmierfluids an ein Zentrum einer Kupplungsnabe des aktiven Verteilergetriebes gemäß einem Verfahren der vorliegenden Offenbarung.
- 7 ist eine Querschnittsansicht des gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierten aktiven Verteilergetriebes ähnlich 3, wobei jedoch eine Sicherung in die Kupplungsnabe eingeführt ist.
- 8 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Kupplungsnabe, der Sicherung und der Betätigungsplatte von 7, die isoliert bei ausgerückter Kupplungsanordnung in einer Konstruktion gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt werden.
- 9 ist eine Querschnittsansicht einer Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung ähnlich der 8, jedoch mit eingerückter Kupplungsanordnung.
- 10 ist eine Querschnittsansicht einer Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung ähnlich der 8, wobei jedoch die Betätigungsplatte die Schmiermittelführung aufweist.
- 11 ist eine Querschnittsansicht einer Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung ähnlich der 10, jedoch mit eingerückter Kupplungsanordnung.
- 12 ist eine Querschnittsansicht der mit einem äußeren Ring der Kupplungsnabe zusammengebauten Sicherung in einer Konstruktion gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 13 ist eine isolierte perspektivische Darstellung der Sicherung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
- 14 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Zufuhr des Schmierfluids zu den Kupplungsscheiben gemäß einem weiteren Verfahren der vorliegenden Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun bezugnehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 wird dort ein Teilantriebsstrang 10 für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Der Teilantriebsstrang 10 kann einen Motor 12 umfassen, der ein Getriebe 14 antreibt. Das Getriebe 14 kann ein manuelles Getriebe oder ein Automatikgetriebe sein, wie dem Fachmann klar sein wird. Der Ausgang des Getriebes 14 kann ein Verteilergetriebe 16 antreiben, das wiederum wirkmäßig mit einer primären (z. B. hinteren) Teilantriebsstranganordnung 18 gekoppelt sein kann. Die primäre Teilantriebsstranganordnung 18 kann eine primäre Antriebswelle 20 (z. B. eine hintere Antriebswelle) umfassen, die wirkmäßig mit einem primären Differential 22 gekoppelt ist und dieses antreibt. Das primäre Differential 22 kann ein Paar von primären Achsen 24 antreiben, welche primäre Räder 26 (z. B. Hinterräder) zur Drehung antreiben. In anderen Ausführungsformen kann die primäre Teilantriebsstranganordnung 18 jedoch die Vorderräder des Motorfahrzeugs antreiben.
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Das Verteilergetriebe 16 kann auch selektiv mit einer sekundären (z. B. vorderen) Teilantriebsstranganordnung 28 gekoppelt sein und diese antreiben. Die sekundäre Teilantriebsstranganordnung 28 kann eine sekundäre Antriebswelle 30 (z. B. eine vordere Antriebswelle) umfassen, die wirkmäßig mit einem sekundären Differential 32 gekoppelt ist und dieses antreibt. Das sekundäre Differential 32 kann ein Paar sekundärer Achsen 34 antreiben, die wiederum sekundäre Räder 36 (z. B. Vorderräder) zur Drehung antreiben können. Alternativ kann die sekundäre Teilantriebsstranganordnung 28 jedoch die Hinterräder des Kraftfahrzeugs antreiben.
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Nun bezugnehmend auf 2 wird dort das Verteilergetriebe 16 im Querschnitt dargestellt. Das Verteilergetriebe 16 kann das Umschalten zwischen einem Zweirad-Antriebsmodus oder 2WD-Modus, in dem die Leistung nur an den primären Teilantriebsstranganordnung 18 geliefert wird, und einem Allrad-Antriebsmodus oder AWD-Modus erlauben, in dem Leistung an die primäre Teilantriebsstranganordnung 18 und an die sekundäre Teilantriebsstranganordnung 28 geliefert wird. Wie der Fachmann erkennen wird, kann das Verteilergetriebe 16 außerdem ein „aktives“ Verteilergetriebe sein, bei dem das Umschalten zwischen 2WD-Modus und AWD-Modus nach Bedarf ohne Eingreifen des Fahrers erfolgt.
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Das Verteilergetriebe 16 kann ein Gehäuse 38 umfassen, das eine primäre Ausgangswelle 40 (die mit der primären Antriebswelle 20 gekoppelt ist) und eine sekundäre Ausgangswelle 42 (die mit der sekundären Antriebswelle 30 gekoppelt ist) einhaust, wobei die primäre Ausgangswelle 40 und die sekundäre Ausgangswelle 42 sich beide aus dem Gehäuse 38 heraus erstrecken. Die Eingangswelle 44 kann Ausgangsleistung von dem Getriebe 14 an das Verteilergetriebe 16 liefern. Außerdem kann die Eingangswelle 44 sowohl für 2WD als auch für AWD drehungsmäßig mit der primären Ausgangswelle 40 gekoppelt sein. So wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck „drehungsmäßig gekoppelt“ auf Komponenten, die miteinander verbunden und in der Lage sind, sich zusammen mit denselben oder vergleichbaren Drehzahlen zu drehen. Außerdem bezieht sich der Ausdruck „koppeln“, wie er hierin verwendet wird, entweder auf eine direkte Verbindung oder eine indirekte Verbindung zwischen Komponenten, mit einem oder mehreren dazwischen vorgesehenen Elementen.
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Die primäre Ausgangswelle 40 kann durch ein Eingangskettenrad 46 verlaufen, und das Eingangskettenrad 46 kann selektiv drehungsmäßig mit der primären Ausgangswelle 40 durch eine Kupplungsanordnung 48 gekoppelt sein. Eine Kette 50 (oder ein Riemen, ein Zwischenelement etc.) kann das Eingangskettenrad 46 drehungsmäßig mit einem Ausgangskettenrad 52 koppeln, und das Ausgangskettenrad 52 kann die Drehung der sekundären Ausgangswelle 42 antreiben. Wenn die Kupplungsanordnung 48 nicht eingerückt ist, kann sich die primäre Ausgangswelle 40 frei innerhalb des Eingangskettenrads 46 drehen, so dass keine Ausgangsleistung über das Eingangskettenrad 46, die Kette 50 und das Ausgangskettenrad 52 an die sekundäre Ausgangswelle 42 übertragen wird.
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Weiter zu 3 kann die Kupplungsanordnung 48 ein Kupplungspaket 54 mit einer Vielzahl von verschränkten Kupplungsscheiben 56 umfassen, die in Übereinstimmung mit der gängigen Praxis ein Reibungsmaterial umfassen. Außerdem kann die Kupplungsanordnung 48 eine Kupplungsnabe 58 umfassen, die durch eine Keilverbindung drehbar mit der primären Ausgangswelle 40 gekoppelt ist, sowie eine Kupplungstrommel 60, die drehbar mit dem Eingangskettenrad 46 gekoppelt ist (siehe auch 2). Die Kupplungsscheiben 56 können eine erste Gruppe von Kupplungsscheiben umfassen, die über Keilverbindungen drehbar mit der Kupplungsnabe 58 gekoppelt sind, sowie eine zweite Gruppe von Kupplungsscheiben, die drehbar mit der Kupplungstrommel 60 gekoppelt sind.
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Wie in 3 gezeigt kann das Verteilergetriebe 16 ferner eine Kupplungsbetätigungsanordnung 62 umfassen, welche die Kupplungsanordnung 48 einrückt, um den AWD-Modus auszulösen. Die Kupplungsbetätigungsanordnung 62 kann eine Druckplatte 64 und eine Betätigungsplatte 66 umfassen, die an einer Betätigungsnabe 68 montiert sind. Die Druckplatte 64 und die Betätigungsplatte 66 können zusammen betätigt werden, um die Kupplungsanordnung 48 zu betätigen, indem ein Druck ausgeübt und dadurch die Kupplungsscheiben 56 in der Richtung axial vorwärts zusammengedrückt werden. Nach der Betätigung kann die Drehbewegung durch die Kupplungsanordnung 48 von der primären Ausgangswelle 40 an das Eingangskettenrad 46 übertragen werden. In der hierin gewählten Bedeutung bezieht sich die Richtung nach vorne oder Vorwärtsrichtung auf jene Richtung, die der zu den primären Rädern 26 weisenden Richtung entgegengesetzt ist, während sich die Richtung nach hinten oder Rückwärtsrichtung auf jene Richtung bezieht, die zu den primären Rädern 26 weist. Um die Kupplungsanordnung 48 für den 2WD-Modus auszurücken, können die Druckplatte 64 und die Betätigungsplatte 66 axial rückwärts verschoben werden, wodurch den Kupplungsscheiben 56 erlaubt wird, sich voneinander zu lösen und sich unabhängig zu drehen. Nach der Trennung wird durch die Kupplungsanordnung 48 keine Drehbewegung mehr von der primären Ausgangswelle 40 an das Eingangskettenrad 46 übertragen.
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Nun bezugnehmend auf 4-5 kann das Verteilergetriebe 16 ein „passives“ Schmierfluidsystem 70 aufweisen, das einen passiven Schmierfluidkreis 72 umfasst, um ein Schmierfluid 74 an die Kupplungsscheiben 56 abzugeben, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist. Im Gegensatz zu einem „aktiven“ Schmierfluidsystem, das eine Pumpe (oder eine andere Verdrängungsvorrichtung) einsetzt, um die Strömung des Schmierfluids zu den Kupplungsscheiben zu zwingen, kann das passive Schmierfluidsystem 70 auf von den drehenden Komponenten des Verteilergetriebes 16 wegspritzendes Schmierfluid 74 zurückgreifen, um das Schmierfluid 74 an die Kupplungsscheiben 56 zu verteilen. Insbesondere kann der passive Schmierfluidkreis 72 ausgelöst werden, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist und die Kette 50 sich zu drehen beginnt. Die Drehung der Kette 50 kann die Kette veranlassen, etwas von dem Schmierfluid 74 aus einem Schmiermittelsumpf 76 mitzunehmen und das Schmierfluid 74 an die Oberseite des Verteilergetriebes 16 zu verbringen. An der Oberseite des Verteilergetriebes 16 kann das Schmierfluid 74 in einem Ölsammler 78 abgesetzt werden, indem es von der Kette 50 in den Ölsammler 78 tropft. Das Schmierfluid 74 kann dann von dem Ölsammler 78 durch einen Ölkanal 82 an einen Basisnocken 80 und die Betätigungsnabe 68 der Kupplungsbetätigungsanordnung 62 fließen (siehe auch 3). Von der Betätigungsnabe 68 kann das Schmierfluid 74 an eine Schnittstelle 84 zwischen der Kupplungsnabe 58 und der primären Ausgangswelle 40 strömen (siehe auch 3). Von der Schnittstelle 84 kann das Schmierfluid 74 an ein Kupplungsnabenzentrum 86 der Kupplungsnabe 58 fließen, das in einem Raum zwischen einem inneren Ring 88 und einem äußeren Ring 90 der Kupplungsnabe 58 definiert ist (siehe auch 3). Der äußere Ring 90 des Kupplungsnabenzentrums 86 kann eine oder mehrere Nabenöffnungen 92 aufweisen, die das Kupplungsnabenzentrum 86 in Fluidverbindung mit den Kupplungsscheiben 56 versetzen, und das Schmierfluid 74 durch die Fliehkraft an die Kupplungsscheiben 56 strömen lassen. Nach der Abgabe an die Kupplungsscheiben 56 kann das Schmierfluid 74 wie in 4 gezeigt in den Schmiermittelsumpf 76 zurück zirkuliert werden.
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Erneut bezugnehmend auf 3 kann die Betätigungsplatte 66, um zu verhindern, dass das Schmierfluid 74 von der Kupplungsnabe 58 weg in nicht vorgesehene Bereiche des Verteilergetriebes 16 verteilt wird, eine Schmiermittelführung 94 umfassen, die das Schmierfluid 74 daran hindert, an Stellen von dem Kupplungsnabenzentrum 86 weg zu strömen (z. B. zwischen die Druckplatte 64 und die Betätigungsplatte 66). Die Schmiermittelführung 94 kann ein ringförmiger Vorsprung an der Seite 96 der Betätigungsplatte 66 sein, die zu dem Kupplungsnabenzentrum 86 hin weist. Im Speziellen kann sich wie in 3 gezeigt die Schmiermittelführung 94 von der Seite der 96 der Betätigungsplatte 66 zu dem Kupplungsnabenzentrum 86 hin erstrecken. Die Schmiermittelführung 94 kann einteilig mit der Betätigungsplatte 66 ausgebildet sein oder kann mechanisch oder chemisch an der Betätigungsplatte 66 angebracht sein.
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Nun bezugnehmend auf 6 wird ein beispielhaftes Verfahren gezeigt, um das Schmierfluid 74 zu den Kupplungsscheiben 56 zu leiten, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist. Beginnend mit einem ersten Block 100 kann die Kupplungsanordnung 48 unter Verwendung der Druckplatte 64 und der Betätigungsplatte 66 der Kupplungsbetätigungsanordnung 62 wie oben erläutert eingerückt werden. Nach Einrücken der Kupplungsanordnung 48 kann die Drehbewegung von der primären Ausgangswelle 40 an das Eingangskettenrad 46 übertragen werden, was die Kette 50 veranlasst, sich zu drehen. Als Ergebnis kann die Kette 50 in Übereinstimmung mit einem Block 102 etwas Schmierfluid 74 von dem Schmiermittelsumpf 76 aufnehmen. Zumindest etwas von dem Schmierfluid 74 kann dann an der Kette 50 an die Oberseite des Verteilergetriebes 16 verbracht werden und dort in dem Ölsammler 78 abgesetzt werden, indem es in Übereinstimmung mit einem nächsten Block 104 von der Kette 50 wegspritzt oder wegtropft (siehe auch 5). Von dem Ölsammler 78 kann das Schmierfluid 74 über den Ölkanal 82 und den oben unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Strömungspfad an die Schnittstelle 84 zwischen der Kupplungsnabe 58 und der primären Ausgangswelle 40 strömen (Block 106). Von der Schnittstelle zwischen Kupplungsnabe 58 und primärer Ausgangswelle 40 kann das Schmierfluid 74 unter Verwendung der Schmiermittelführung 94 an der Betätigungsplatte 66 zu dem Kupplungsnabenzentrum 86 geleitet werden (Block 108). Sobald es in dem Kupplungsnabenzentrum 86 ist, kann das Schmierfluid 74 zu den Kupplungsscheiben 56 durch die Nabenöffnung(en) 92 an dem äußeren Ring 90 (Block 110) strömen.
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In einer weiteren Anordnung kann das Verteilergetriebe 16 eine Sicherung 120 umfassen, die in das Kupplungsnabenzentrum 86 zwischen dem inneren Ring 88 und dem äußeren Ring 90 eingesetzt ist, wie in den 7-9 gezeigt. Die Sicherung 120 kann ein schalenförmiges ringförmiges Teil sein, das in geeigneter Weise dimensioniert ist, um in den ringförmigen Raum zwischen dem inneren Ring 88 und dem äußeren Ring 90 einsetzbar zu sein. Wie in 8-9 gezeigt kann die Sicherung 120 dazu ausgestaltet sein, ein Reservoir 122 des Schmierfluids 74 einzufangen, das zur sofortigen Abgabe an die Kupplungsscheiben 56 verfügbar ist, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist. Eine solche Anordnung verhindert oder verringert eine Verzögerung bei der Abgabe des Schmierfluids 74 an die Kupplungsscheiben 56, wie sie in Systemen nach dem Stand der Technik auftreten kann, in denen das Schmierfluid durch den passiven Schmierfluidkreis strömen muss, ehe es die Kupplungsscheiben erreicht.
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Die Sicherung 120 kann Sicherungsöffnungen 124 umfassen, die nicht mit den Nabenöffnungen 92 ausgerichtet sein können, wenn die Kupplungsanordnung 48 ausgerückt ist, um so die Strömung von Schmierfluid 74 zu den Kupplungsscheiben 56 (8) zu blockieren, oder die mit den Nabenöffnungen 92 ausgerichtet sein können, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist, um die Strömung des Schmierfluids 74 zu den Kupplungsscheiben 56 zu erlauben (9). Insbesondere kann die Sicherung 120 in dem Kupplungsnabenzentrum 86 axial zwischen einer ersten Stellung 126, in der die Sicherungsöffnungen 124 mit den Nabenöffnungen 92 (9) ausgerichtet sind, und einer zweiten Stellung 128, in der die Sicherungsöffnungen 124 nicht mit den Nabenöffnungen 92 (8) ausgerichtet sind, verschoben werden. Zusätzlich kann eine Feder 129, die in der Sicherung 120 angeordnet ist, zusammengedrückt werden, wenn die Sicherung 120 in der ersten Stellung 126 ist (siehe 9), und ausgedehnt werden, wenn die Sicherung 120 in der zweiten Stellung 128 ist (siehe 8). Als eine nicht einschränkende Möglichkeit kann die Feder 129 eine Wellenfeder sein, wie dem Fachmann klar sein wird.
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Unter Bezugnahme auf 9 kann, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist, die Betätigungsplatte 66 Druck auf die Sicherung 120 ausüben, was die Sicherung 120 veranlasst, in dem Kupplungsnabenzentrum 86 axial nach vorwärts in die erste Stellung 126 verschoben zu werden. Als Ergebnis gelangen die Sicherungsöffnungen 124 in Ausrichtung mit den Nabenöffnungen 92, um die Fluidkommunikation zwischen dem Kupplungsnabenzentrum 86 und den Kupplungsscheiben 56 herzustellen. Das Reservoir 122 des Schmierfluids 74 kann dann sofort an die Kupplungsscheiben 56 durch die ausgerichteten Öffnungen 92 und 124 abgegeben werden, um mögliche Schäden an den Kupplungsscheiben 56 zu vermeiden, die durch eine Verzögerung in der Abgabe durch den passiven Schmierfluidkreis 72 verursacht werden könnten. Unterdessen kann mehr Schmierfluid 74 über den passiven Schmierfluidkreis 72 zur Abgabe an die Kupplungsscheiben 56 durch die ausgerichteten Öffnungen 92 und 124 in das Kupplungsnabenzentrum 86 geleitet werden. Um sicherzustellen, dass das Reservoir 122 des Schmierfluids 74 in dem Kupplungsnabenzentrum 86 aufrecht erhalten wird, kann die Strömungsrate des Schmierfluids 74 in das Kupplungsnabenzentrum 86 durch den passiven Schmierfluidkreis 72 die Strömungsrate des Schmierfluids 74 aus der Sicherung 120 durch die ausgerichteten Öffnungen 92 und 124 übersteigen.
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Unter Bezugnahme auf 8 kann, wenn die Kupplungsanordnung 48 ausgerückt ist und der durch die Betätigungsplatte 66 ausgeübte Druck entlastet wird, die Feder 129 sich ausdehnen, um die Betätigungsplatte 66 und die Sicherung 120 axial nach rückwärts zu verschieben, so dass die Sicherung 120 in die zweite Stellung 128 verschoben wird. Die nicht ausgerichteten Öffnungen 92 und 124 können die Strömung des Schmierfluids 74 aus dem Kupplungsnabenzentrum 86 blockieren, wodurch das Reservoir 122 des Schmierfluids 74 in dem Kupplungsnabenzentrum 86 eingefangen wird. Somit steht das Reservoir 122 bei einem folgenden Einrücken der Kupplungsanordnung 48 zur sofortigen Abgabe an die Kupplungsscheiben 56 zur Verfügung.
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In einer alternativen Anordnung kann die Betätigungsplatte 66 die Schmiermittelführung 94 umfassen, wie in 10-11 gezeigt. In einer solchen Anordnung kann die Schmiermittelführung 94 das Blockieren der Strömung des Schmierfluids 74 in Bereiche, die von dem Kupplungsnabenzentrum 86 entfernt sind, unterstützen, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist (siehe 11).
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Nun bezugnehmend auf 12 ist dort ein Querschnitt der Sicherung 120 dargestellt, die mit dem äußeren Ring 90 der Kupplungsnabe 58 zusammengebaut ist. Und zwar zeigt 12 die Konfiguration der Sicherung 120 und des äußeren Rings 90, wenn die Sicherung 120 in der ersten Stellung 126 ist. Die Sicherung 120 kann mit dem äußeren Ring 90 der Kupplungsnabe 58 durch Keilverbindungen 130 zwischen Keilzähnen 132 entlang einer äußeren Oberfläche 134 der Sicherung 120 und komplementären Keilnuten 136 entlang einer inneren Oberfläche 138 des äußeren Rings 90 in Eingriff stehen. Zusätzlich können die Sicherungsöffnungen 124 entlang der Keilzähne 132 vorliegen, und die Nabenöffnungen 92 entlang der Keilnuten 136, um sicherzustellen, dass die Sicherungsöffnungen 124 und die Nabenöffnungen 92 miteinander in Ausrichtung stehen. Die Sicherung 120 kann entlang der Keilverbindungen 130 zwischen der ersten Stellung 126 und der zweiten Stellung 128 verschiebbar sein, wobei die Keilverbindungen 130 die korrekte Ausrichtung zwischen den Nabenöffnungen 92 und den Sicherungsöffnungen 124 aufrecht erhalten.
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In 13 ist die Sicherung 120 in einer isolierten Darstellung zu sehen. Die Keilzähne 132 können von der äußeren Oberfläche 134 weg ragen und sich entlang einer axialen Länge (11) der Sicherung 120 erstrecken, wobei die Sicherungsöffnungen 124 entlang der Keilzähne 132 verteilt sind. Die Sicherungsöffnungen 124 können längliche Schlitze aufweisen, die jeweils eine axiale Länge (l2) aufweisen, die größer als eine Breite (w) der Öffnung 124 ist. Eine solche Anordnung stellt einen Öffnungsquerschnitt bereit, der dem Schmiermittel erlaubt, entlang der axialen Länge (11) der Sicherung 120 zu strömen, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist. Es wird hier weiters angemerkt, dass Anzahl, Position, Verteilung und Dimensionen der Sicherungsöffnungen 124, der Keilzähne 132, der Keilnuten 136 und der Nabenöffnungen 92 in Abhängigkeit von der Konstruktion des Verteilergetriebes 16 erheblich variieren können.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Im Allgemeinen können die Lehren der vorliegenden Offenbarung vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Automobilindustrie finden. Insbesondere kann die vorliegende Offenbarung Anwendungen in Automobilanwendungen finden, die Verteilergetriebe mit einem passiven Schmierfluidsystem zur Abgabe eines Schmierfluids an die Kupplungsscheiben aufweisen.
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14 veranschaulicht eine Reihe von Schritten, die an der Abgabe des Schmierfluids 74 an die Kupplungsscheiben 56 gemäß der vorliegenden Offenbarung beteiligt sein können. Beginnend mit einem ersten Block 150 kann die Kupplungsanordnung 48 unter Verwendung der Kupplungsbetätigungsanordnung 62 eingerückt werden. Im Speziellen können die Druckplatte 64 und die Betätigungsplatte 66 die Kupplungsscheiben 56 zusammendrücken, um die Übertragung einer Drehbewegung von der primären Ausgangswelle 40 an das Eingangskettenrad 46 zu erlauben. Die Drehbewegung kann dann an die sekundäre Ausgangswelle 42 über die Verbindungskette 50 und das Ausgangskettenrad 52 übertragen werden. Ferner kann, wenn die Kupplungsanordnung 48 eingerückt ist, die Betätigungsplatte 66 die Sicherung 120 in dem Kupplungsnabenzentrum 86 axial nach vorwärts in die erste Stellung 126 schieben, wodurch die Sicherungsöffnungen 124 der Sicherung 120 und die Nabenöffnungen 92 der Kupplungsnabe 58 in Ausrichtung gebracht werden (Block 152). Die ausgerichteten Öffnungen 92 und 124 können die Strömung des Reservoirs 122 an Schmierfluid 74, das in dem Kupplungsnabenzentrum 86 gespeichert ist, an die Kupplungsscheiben 56 (Block 154) erlauben, was für eine sofortige Abgabe des Schmierfluids 74 an die Kupplungsscheiben 56 sorgt. Während dies geschieht, kann in Übereinstimmung mit einem Block 156 mehr Schmierfluid 74 über den passiven Schmierfluidkreis 72 in das Kupplungsnabenzentrum 86 fließen, wodurch der Vorrat an Schmierfluid 74 in dem Kupplungsnabenzentrum 86 nachgefüllt wird, während mehr Schmierfluid 74 an die Kupplungsscheiben 56 durch die ausgerichteten Öffnungen 92 und 124 zugeführt wird. Die Strömungsrate des Schmierfluids 74 in das Kupplungsnabenzentrum 86 durch den passiven Schmierfluidkreis 72 kann die Strömungsrate des Schmierfluids 74 aus dem Kupplungsnabenzentrum 86 zu den Kupplungsscheiben 56 übersteigen, um einen konstanten Vorrat des Schmierfluids 74 in dem Kupplungsnabenzentrum 86 aufrecht zu erhalten. In einigen Anordnungen kann der Block 156 das Führen der Strömung des Schmierfluids 74 zu dem Kupplungsnabenzentrum 86 unter Verwendung der Schmiermittelführung 94 an der Betätigungsplatte 66 einschließen.
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In Übereinstimmung mit einem Block 158 kann die Kupplungsanordnung 48 ausgerückt werden, indem der Druck auf die Kupplungsscheiben 56 entlastet wird. Zusätzlich kann die Feder 129 in der Sicherung 120 sich ausdehnen, um die Sicherung 120 axial rückwärts in die zweite Stellung 128 zu verschieben, um die Sicherungsöffnungen 124 und die Nabenöffnungen 92 aus ihrer Ausrichtung zu bringen (Block 160). Die nicht ausgerichteten Öffnungen 92 und 124 können die Strömung des Schmierfluids 74 zu den Kupplungsscheiben 56 blockieren. In der Folge kann das Reservoir 122 des Schmierfluids 74 in dem Kupplungsnabenzentrum 86 (Block 162) zur sofortigen Abgabe an die Kupplungsscheiben 56 beim nächsten Einrücken der Kupplungsanordnung 48 eingefangen werden.
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Das aktive Verteilergetriebe der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Sicherung, die ein Reservoir an Schmierfluid in dem Kupplungsnabenzentrum speichert, um es sofort an die Kupplungsscheiben abzugeben, wenn die Kupplungsanordnung eingerückt ist. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber den Verteilergetrieben nach dem Stand der Technik mit passiven Schmierfluidsystemen dar, die aufgrund der Zeit, die das Schmierfluid benötigt, um durch den Schmierfluidkreis zu strömen, eine Verzögerung zwischen dem Einrücken der Kupplung und der Abgabe des Schmierfluids an die Kupplungsscheiben aufweisen. In der Folge können mit der Sicherung der vorliegenden Offenbarung in vorteilhafter Weise Schäden an der Kupplungsanordnung vermieden werden. Die Sicherung der vorliegenden Offenbarung umfasst Öffnungen, die mit Öffnungen des Kupplungsnabenzentrums ausgerichtet sind, wenn die Kupplungsanordnung eingerückt ist, um Schmierfluid von dem Kupplungsnabenzentrum zu den Kupplungsscheiben fließen zu lassen. Wenn die Kupplungsanordnung ausgerückt ist, wird die Sicherung axial innerhalb des Kupplungsnabenzentrums verschoben, um die Öffnungen aus ihrer Ausrichtung zu bringen, wodurch ein Reservoir des Schmierfluids in dem Kupplungsnabenzentrum eingefangen wird, das bei der nächsten Betätigung der Kupplungsanordnung zur sofortigen Abgabe an die Kupplungsscheiben verfügbar ist. Das hierin offenbarte aktive Verteilergetriebe kann ferner eine a Schmiermittelführung an der Betätigungsplatte umfassen, die als Leitungsmerkmal dient, um die Strömung des Schmierfluids an das Kupplungsnabenzentrum zu führen, wenn die Kupplungsanordnung eingerückt ist. So können in vorteilhafter Weise eine Verteilung des Schmierfluids an nicht vorgesehene Bereiche des Verteilergetriebes sowie sich daraus ergebende Beschädigungen an den Kupplungsscheiben vermieden werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 62416380 [0001]
- US 2015/0240935 [0006]