DE102016122496B4

DE102016122496B4 - Vorrichtung mit kupplung

Info

Publication number: DE102016122496B4
Application number: DE102016122496.0A
Authority: DE
Inventors: Christopher D. Pump
Original assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Current assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2023-06-01
Anticipated expiration: 2036-11-23
Also published as: US20170144542A1; US9902263B2; CN106763691B; CN106763691A; DE102016122496A1

Abstract

Vorrichtung (50) mit Kupplung (48), aufweisend:ein Eingangsritzel (212), das dazu eingerichtet ist, Drehkraft zu empfangen und sich um eine erste Achse (230) zu drehen;ein Eingangselement (214), das dazu eingerichtet ist, sich um eine zweite Achse (242) zu drehen; eine erste Ausgangswelle (218), eine zweite Ausgangswelle (220) und eine dritte Ausgangswelle (222), wobei die erste, die zweite und die dritte Ausgangswelle (218, 220, 222) dazu eingerichtet sind, sich um die zweite Achse (242) zu drehen;ein Differenzial (216), das ein Differenzialgehäuse (250) und einen Differenzialzahnradsatz (252) umfasst, wobei das Differenzialgehäuse (250) mit dem Eingangselement (214) antriebsmäßig gekoppelt ist, wobei der Differenzialzahnradsatz (252) dazu eingerichtet ist, Drehkraft zwischen dem Differenzialgehäuse (250) und der ersten und der zweiten Ausgangswelle (218, 220) zu übertragen;ein Gehäuse (210), das eine Innenwand (354), die um die zweite Achse (242) herum angeordnet ist, und eine Endwand (350) aufweist, wobei das Gehäuse (210) einen ersten Hohlraum (224) definiert, wobei die Endwand (350) und die Innenwand (354) einen Kupplungshohlraum (356) definieren, wobei die Endwand (350) den Kupplungshohlraum (356) von dem ersten Hohlraum (224) abtrennt;ein Schmierfluid, das in dem Kupplungshohlraum (356) aufgenommen ist;eine Kupplungsanordnung, die einen inneren Träger (314), einen äußeren Träger (312), eine Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben (316) und eine Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben (318), die mit den ersten Kupplungsscheiben (316) verschachtelt sind, umfasst, wobei der äußere Träger (312) zur Drehung mit der zweiten Ausgangswelle (220) gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, sich in einer ersten Drehrichtung (430) und in einer zweiten Drehrichtung (434), die zu der ersten Drehrichtung (430) entgegengesetzt ist, zu drehen, wobei der innere Träger (314) zur Drehung mit der dritten Ausgangswelle (222) gekoppelt ist;eine erste Leitung (366), die einen ersten Einlass (418) und einen ersten Auslass (380) aufweist, wobei der erste Einlass (418) durch einen ersten Bereich der Innenwand (354) zum Kupplungshohlraum (356) offen ist, wobei der erste Auslass (380) zum ersten Hohlraum (224) offen ist, wobei die erste Leitung (366) den Kupplungshohlraum (356) zur Strömungsverbindung von dem Kupplungshohlraum (356) zum ersten Hohlraum (224) mit dem ersten Hohlraum (224) koppelt; undeine zweite Leitung (374), die einen zweiten Einlass (426) und einen zweiten Auslass (382) aufweist, wobei der zweite Einlass (426) durch einen zweiten Bereich der Innenwand (354), der in Umfangsrichtung von dem ersten Bereich beabstandet ist, zum Kupplungshohlraum (356) offen ist, wobei der zweite Auslass (382) zum Kupplungshohlraum (356) offen ist und sich von den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben (316, 318) radial innen befindet;wobei der äußere Träger (312) dazu eingerichtet ist, bei Drehung in der ersten Drehrichtung (430) eine erste Menge des Schmierfluids von dem Kupplungshohlraum (356) durch den zweiten Einlass (426) zu schleudern; undwobei der äußere Träger (312) dazu eingerichtet ist, bei Drehung in der zweiten Drehrichtung (434) eine zweite Menge des Schmierfluids von dem Kupplungshohlraum (356) durch den ersten Einlass (418) zu schleudern.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung mit Kupplung, die eine Lamellenreibkupplung mit Fähigkeit zur mittigen Schmiermittelzufuhr und Schmiermittelabfuhr aufweist.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung bereit, bei denen es sich nicht unbedingt um den Stand der Technik handelt.
Kraftübertragungskomponenten mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, wie z. B. ein Trennantriebsmodul bei einem Allradantrieb(AWD)-System, umfassen allgemein eine Kupplung mit einer Vielzahl von Reibplatten und einem Kolben zum selektiven Eingreifen der Reibplatten. Die Reibplatten sind allgemein zur Bereitstellung von Schmierung und Kühlung der Platten bei eingreifender Kupplung fluidumspült. Bei gelöster Kupplung sind die Platten allgemein getrennt. Im getrennten Zustand kann überschüssiges Fluid zwischen den Platten und in einem Kupplungssumpf, durch den die Platten rotieren, das Schleppmoment des Systems erhöhen. Es ist vorteilhaft, die Höhe des Systemschleppmoments zu verringern. Durch ein Reduzieren des Pegels des Fluids in dem Kupplungssumpf kann die Höhe an Schleppmoment von der Kupplung reduziert werden. Jedoch muss während des Eingreifens der Kupplung ausreichend Fluid zur Verfügung stehen, um übermäßige Temperaturen und Plattenschäden zu verhindern. Des Weiteren kann die Zentrifugalkraft beim Rotieren der Kupplung bewirken, dass sich das Fluid zu den äußeren Teilen der Kupplung bewegt, wodurch eine ungleichmäßige Verteilung des Fluids über die Kupplungsscheiben hinweg verursacht wird. Dadurch kann es schwierig sein, die optimale Menge an Fluid und Position des Fluids innerhalb der Kupplung sowohl während des Eingreifens als auch des Lösens beizubehalten. Weiterhin sind Vorrichtungen mit einer Kupplung aus der US 2014 / 0 231 209 A1 und US 2015 / 0 192 198 A1 bekannt.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres gesamten Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
Die Nachteile des Standes der Technik werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit Kupplung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die vorliegende Lehre stellt ferner eine Vorrichtung mit Kupplung bereit, die ein Eingangselement, ein erstes Ausgangselement, ein zweites Ausgangselement, ein drittes Ausgangselement, ein Differenzial, ein Gehäuse ein Schmierfluid, eine Kupplungsanordnung, eine erste Leitung und eine zweite Leitung umfasst. Das Eingangselement kann dazu eingerichtet sein, Drehkraft zu empfangen und sich um eine erste Achse zu drehen. Das erste, das zweite und das dritte Ausgangselement können dazu eingerichtet sein, sich um eine zweite Achse zu drehen. Das Differenzial kann ein Differenzialgehäuse und einen Differenzialzahnradsatz umfassen. Das Differenzialgehäuse kann mit dem Eingangselement antriebsmäßig gekoppelt sein. Der Differenzialzahnradsatz kann dazu eingerichtet sein, Drehkraft zwischen dem Differenzialgehäuse und dem ersten und dem zweiten Ausgangselement zu übertragen. Das Gehäuse kann eine Innenwand, die um die zweite Achse herum angeordnet ist, und eine Endwand aufweisen. Das Gehäuse kann einen ersten Hohlraum definieren. Die Endwand und die Innenwand können einen Kupplungshohlraum definieren. Die Endwand kann den Kupplungshohlraum von dem ersten Hohlraum abtrennen. Das Schmierfluid kann in dem Kupplungshohlraum aufgenommen sein. Die Kupplungsanordnung kann einen inneren Träger, einen äußeren Träger, eine Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben und eine Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben, die mit den ersten Kupplungsscheiben verschachtelt sind, umfassen. Der äußere Träger kann zur Drehung mit dem zweiten Ausgangselement gekoppelt sein und kann dazu eingerichtet sein, sich in einer ersten Drehrichtung und in einer zweiten Drehrichtung, die zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, zu drehen. Der innere Träger kann zur Drehung mit dem dritten Ausgangselement gekoppelt sein. Die erste Leitung kann einen ersten Einlass und einen ersten Auslass aufweisen. Der erste Einlass kann durch einen ersten Bereich der Innenwand zum Kupplungshohlraum offen sein. Der erste Auslass kann zum ersten Hohlraum offen sein. Die erste Leitung kann den Kupplungshohlraum zur Strömungsverbindung von dem Kupplungshohlraum zum ersten Hohlraum mit dem ersten Hohlraum koppeln. Die zweite Leitung kann einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass aufweisen. Der zweite Einlass kann durch einen zweiten Bereich der Innenwand, der in Umfangsrichtung von dem ersten Bereich beabstandet ist, zum Kupplungshohlraum offen sein. Der zweite Auslass kann zum Kupplungshohlraum offen sein und sich von den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben radial innen befinden. Der äußere Träger kann dazu eingerichtet sein, bei Drehung in der ersten Drehrichtung eine erste Menge des Schmierfluids von dem Kupplungshohlraum durch den ersten Einlass zu schleudern. Der äußere Träger kann dazu eingerichtet sein, bei Drehung in der zweiten Drehrichtung eine zweite Menge des Schmierfluids von dem Kupplungshohlraum durch den zweiten Einlass zu schleudern.
Die vorliegende Lehre stellt eine Vorrichtung mit Kupplung bereit, die ein Eingangselement, ein erstes Ausgangselement, ein zweites Ausgangselement, ein drittes Ausgangselement, ein Differenzial, ein Gehäuse, ein Schmierfluid und eine Kupplungsanordnung umfasst. Das Eingangselement kann dazu eingerichtet sein, Drehkraft zu empfangen und sich um eine erste Achse zu drehen. Das erste, das zweite und das dritte Ausgangselement können dazu eingerichtet sein, sich um eine zweite Achse zu drehen. Das Differenzial kann ein Differenzialgehäuse und einen Differenzialzahnradsatz umfassen. Das Differenzialgehäuse kann mit dem Eingangselement antriebsmäßig gekoppelt sein. Der Differenzialzahnradsatz kann dazu eingerichtet sein, Drehkraft zwischen dem Differenzialgehäuse und dem ersten und dem zweiten Ausgangselement zu übertragen. Das Gehäuse kann eine um die zweite Achse herum angeordnete Innenwand aufweisen. Das Gehäuse kann einen ersten Hohlraum, einen Kupplungshohlraum, einen ersten Fluidweg und einen zweiten Fluidweg definieren. Der Kupplungshohlraum kann von dem ersten Hohlraum getrennt sein. Der erste Fluidweg kann einen ersten Einlass und einen ersten Auslass aufweisen. Der erste Einlass kann durch die Innenwand zu einem ersten Umfangsbereich des Kupplungshohlraums offen sein. Der erste Auslass kann zum ersten Hohlraum offen sein, um eine Strömungsverbindung von dem Kupplungshohlraum zu dem ersten Hohlraum durch den ersten Fluidweg zu gestatten. Der zweite Fluidweg kann einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass aufweisen. Der zweite Einlass kann durch die Innenwand zu einem zweiten Umfangsbereich des Kupplungshohlraums, der in Umfangsrichtung von dem ersten Umfangsbereich beabstandet ist, offen sein. Der zweite Auslass kann zu einem mittleren Bereich des Kupplungshohlraums, der sich von der zweiten Öffnung radial innen befindet, offen sein, um eine Strömungsverbindung von dem zweiten Umfangsbereich zu dem mittleren Bereich durch den zweiten Fluidweg zu gestatten. Das Schmierfluid kann in dem Kupplungshohlraum aufgenommen sein. Die Kupplungsanordnung kann einen inneren Träger, einen äußeren Träger, eine Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben und eine Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben, die mit den ersten Kupplungsscheiben verschachtelt sind, umfassen. Der äußere Träger kann zur Drehung mit dem zweiten Ausgangselement gekoppelt sein. Der innere Träger kann zur Drehung mit dem dritten Ausgangselement gekoppelt sein. Der äußere Träger kann dazu eingerichtet sein, sich in einer ersten Drehrichtung und einer zweiten Drehrichtung, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, durch den Kupplungshohlraum zu drehen. Der äußere Träger kann dazu eingerichtet sein, bei Drehung in der ersten Drehrichtung eine erste Menge des Schmierfluids von dem Kupplungshohlraum durch den ersten Einlass zu schleudern. Der äußere Träger kann dazu eingerichtet sein, bei Drehung in der zweiten Drehrichtung eine zweite Menge des Schmierfluids von dem Kupplungshohlraum durch den zweiten Einlass zu schleudern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung mit Kupplung, die gemäß der vorliegenden Lehre konstruiert ist;
2 ist eine Schnittansicht der Vorrichtung mit Kupplung von 1, die einen Kupplungshohlraum und eine Kupplungsanordnung darstellt;
3 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts der Kupplungsanordnung von 2 entlang der in 2 gezeigten Linie 3-3, die einen Kupplungskorb darstellt, der sich in einer ersten Drehrichtung dreht; und
4 ist eine 3 ähnliche Schnittansicht, die den Kupplungskorb bei Drehung in einer zweiten Drehrichtung darstellt.

Übereinstimmende Bezugszahlen geben über die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg übereinstimmende Teile an.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen wird ein Beispiel für ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung mit Kupplung, die gemäß der Lehre der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, allgemein durch die Bezugszahl 10 angegeben. Das Fahrzeug 10 kann einen Motorstrang 12 und einen Antriebsstrang 14 aufweisen. Der Motorstrang 12 kann herkömmlich konstruiert sein und kann eine Leistungsquelle 16 und ein Getriebe 18 umfassen. Die Leistungsquelle 16 kann zur Bereitstellung von Antriebsleistung eingerichtet sein und kann beispielsweise einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektromotor umfassen. Das Getriebe 18 kann Antriebsleistung von der Leistungsquelle 16 empfangen und kann Leistung an den Antriebsstrang 14 abgeben. Das Getriebe 18 kann eine Vielzahl von automatisch oder manuell gewählten Gangübersetzungen aufweisen.
Der Antriebsstrang 14 weist bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel eine Allradantrieb(AWD)-Konfiguration auf, jedoch liegt für den Fachmann auf der Hand, dass die Lehre der vorliegenden Offenbarung auf andere Antriebsstrangkonfigurationen, darunter Vierradantrieb(4WD)-Konfigurationen, Zweiradantrieb(2WD)-Konfigurationen, Heckantriebs(RWD)-Konfigurationen und Frontantriebs(FWD)-Konfigurationen, anwendbar sind. Der Antriebsstrang 14 kann eine Vorderachsanordnung 20, einen Nebenantrieb (PTU) 22, eine Gelenkwelle 24 und eine Hinterachsanordnung 26 umfassen.
Die Vorderachsanordnung 20 kann in einer beliebigen gewünschten Art eingerichtet sein, wie z. B. als eine vordere Starrachse oder eine unabhängige vordere Antriebsachse. Ein Ausgang des Getriebes 18 kann mit einem Eingang der Vorderachsanordnung 20 zum Antrieb eines Eingangselements 30 der Vorderachsanordnung 20 gekoppelt sein. Das PTU 22 kann ein PTU-Eingangselement 32, das die Drehkraft von dem Eingangselement 30 der Vorderachsanordnung 20 empfangen kann, und ein PTU-Ausgangselement 34, das die Drehkraft zu der Gelenkwelle 24 übertragen kann, aufweisen. Die Gelenkwelle 24 kann das PTU-Ausgangselement 34 mit der Hinterachsanordnung 26 koppeln, so dass durch das PTU 22 abgegebene Drehkraft von der Hinterachsanordnung 26 empfangen wird.
Die Hinterachsanordnung 26 kann in einer beliebigen gewünschten Art eingerichtet sein, wie z. B. als eine hintere Starrachse, eine unabhängige Heckantriebsachse oder ein Heckantriebsmodul. Die Vorderachsanordnung 20 und die Hinterachsanordnung 26 können zum Antrieb der vorderen und der hinteren Fahrzeugräder 40 bzw. 42 durchgängig angetrieben werden. Der Antriebsstrang 14 kann eine oder mehrere Kupplungen zur Unterbrechung der Übertragung von Drehkraft durch einen Teil des Antriebsstrangs 14 umfassen. Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel umfasst der Antriebsstrang 14 eine erste Kupplung 46, die dazu eingerichtet sein kann, die Übertragung von Drehkraft durch das PTU 22 zu unterbrechen (z. B. das Eingangselement 30 der Vorderachsanordnung 20 von dem PTU-Eingangselement 32 zu entkoppeln), und eine zweite Kupplung 48, die dazu eingerichtet sein kann, die Drehung von Komponenten in der Hinterachsanordnung 26 zu steuern.
Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel umfasst die Hinterachsanordnung 26 ein Heckantriebsmodul 50 (d.h. eine Vorrichtung mit Kupplung), das gemäß der Lehre der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist. Es versteht sich jedoch, dass die Lehre der vorliegenden Offenbarung bei verschiedenen anderen Vorrichtungen mit Kupplungen, wie z. B. Getrieben, Nebenantrieben, Drehmomentübertragungsvorrichtungen, Verteilergetrieben, Vorderachsanordnungen und beliebigen anderen leistungsbezogenen Komponenten, die eine Kupplung und ein einen Kupplungssumpf bildendes Gehäuse aufweisen, Anwendung finden.
Mit Bezug auf 2 wird das Heckantriebsmodul 50 ausführlicher dargestellt. Bei dem bereitgestellten Beispiel ist das Heckantriebsmodul 50 einer Art, die als ein Split-Wellenantriebsmodul bekannt ist. Das Heckantriebsmodul 50 kann ein Gehäuse 210, ein Eingangsritzel 212, ein Eingangselement 214, die zweite Kupplung 48, eine Differenzialanordnung 216, eine erste Ausgangswelle 218, eine zweite Ausgangswelle 220 und eine dritte Ausgangswelle 222 umfassen. Das Gehäuse 210 kann einen Hypoidzahnradhohlraum oder ersten Hohlraum 224 definieren, und das Eingangsritzel 212 kann ein Hypoidritzel sein, das ein Hypoidzahnrad 226, eine Eingangsritzelwelle 228 und einen Eingangsritzelflansch 238 aufweist.
Der Eingangsritzelflansch 238 kann mit der Gelenkwelle 24 antriebsmäßig gekoppelt sein (1). Das Hypoidzahnrad 226 kann in dem ersten Hohlraum 224 angeordnet sein. Die Eingangsritzelwelle 228 kann zur Drehung in dem Gehäuse 210 entlang einer ersten Achse 230 (z. B. durch ein Kopflager 232 und ein Endlager 234) gestützt werden. Das Eingangselement 214 kann ein Hohlrad sein, das eine Zahnradflanke 236 aufweist. Das Eingangselement 214 kann zur Drehung in dem Gehäuse 210 um eine zweite Achse 242 durch ein Lager 244 gestützt werden. Die zweite Achse 242 kann allgemein quer oder senkrecht zur ersten Achse 230 sein. Die Zahnradflanke 236 kann mit dem Hypoidzahnrad 226 kämmend eingreifen.
Die Differenzialanordnung 216 kann ein Differenzialgehäuse 250 und einen Differenzialzahnradsatz 252 umfassen. Das Differenzialgehäuse 250 kann zur Drehung um die zweite Achse 242 eingerichtet sein. Das Differenzialgehäuse 250 kann mit dem Eingangselement 214 antriebsmäßig gekoppelt sein. Das Differenzialgehäuse 250 kann in dem Gehäuse 210 durch ein Lager 254 gestützt werden und kann zur gemeinsamen Drehung um die zweite Achse 242 mit dem Eingangselement 214 gekoppelt sein. Der Differenzialzahnradsatz 252 kann dazu eingerichtet sein, Drehkraft zwischen dem Differenzialgehäuse 250 und der ersten und der zweiten Ausgangswelle 218, 220 zu übertragen.
Bei dem bereitgestellten Beispiel umfasst der Differenzialzahnradsatz 252 ein Paar Seitenzahnräder 256 (von denen lediglich eins in 2 gezeigt wird) und ein Paar Ausgangszahnräder 258, die in dem Differenzialgehäuse 250 angeordnet sind. Die Seitenzahnräder 256 können zur Drehung mit dem Differenzialgehäuse 250 um die zweite Achse 242 gekoppelt und zur Drehung bezüglich des Differenzialgehäuses 250 um einen Querstift 260 gekoppelt sein. Der Querstift 260 kann allgemein senkrecht zur zweiten Achse 242 sein. Die Ausgangszahnräder 258 können mit den Seitenzahnrädern 256 kämmend eingreifen und dazu eingerichtet sein, sich um die zweite Achse 242 zu drehen. Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel ist die Differenzialanordnung 216 ein Differenzial ohne Sperre.
Die erste Ausgangswelle 218 kann mit einem der Ausgangszahnräder 258 antriebsmäßig gekoppelt sein und kann zur gemeinsamen Drehung damit gekoppelt sein. Die erste Ausgangswelle 218 kann mit einem der hinteren Räder 42 antriebsmäßig gekoppelt sein (1). Die zweite Ausgangswelle 220 kann mit dem anderen der Ausgangszahnräder 258 antriebsmäßig gekoppelt sein und kann zur gemeinsamen Drehung damit gekoppelt sein. Die dritte Ausgangswelle 222 kann mit dem anderen der Hinterräder 42 antriebsmäßig gekoppelt sein (1).
Die zweite Kupplung 48 kann selektiv dahingehend betrieben werden, Drehkraft von der zweiten Ausgangswelle 220 auf die dritte Ausgangswelle 222 zu übertragen. Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel ist die zweite Kupplung 48 eine Reibkupplung, die koaxial mit dem Eingangselement 214 und der Differenzialanordnung 216 um die zweite Achse 242 herum befestigt ist. Die zweite Kupplung 48 kann ein Kupplungsgehäuse 310, einen äußeren Kupplungsscheibenträger 312, einen inneren Kupplungsscheibenträger 314, eine Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben 316, eine Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben 318, einen Kolben 330, eine Andruckplatte 332, eine Pumpe 334, einen Pumpenmotor 336 und einen Behälter 338 umfassen.
Das Kupplungsgehäuse 310 kann mit dem Gehäuse 210 des Heckantriebsmoduls 50 integral ausgebildet oder durch dieses teilweise ausgebildet sein oder kann separat ausgebildet und an dem Gehäuse 210 befestigt sein. Das Kupplungsgehäuse 310 kann eine Innenwand 354 aufweisen, die allgemein zylinderförmig sein kann. Die Innenwand 354 und eine Endwand 350 des Gehäuses 210 oder des Kupplungsgehäuses 310 können einen Kupplungshohlraum oder zweiten Hohlraum 356 definieren. Die Endwand 350 kann den ersten Hohlraum 224 von dem zweiten Hohlraum 356 abtrennen. Die Innenwand 354 kann eine äußere radiale Peripherie des zweiten Hohlraums 356 definieren. Das Kupplungsgehäuse 310 kann auch eine Kolbenkammer 358, eine Evakuierungseinlasskammer oder einen Evakuierungseinlasskanal 362, einen Evakuierungsdurchgang oder eine Evakuierungsleitung 366, eine Zufuhreinlasskammer oder einen Zufuhreinlasskanal 370 und einen Zufuhrdurchgang oder eine Zufuhrleitung 374 umfassen, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird.
Der äußere und der innere Kupplungsscheibenträger 312, 314 (auch gemeinhin als Kupplungsscheibenkörbe bezeichnet) und die ersten und die zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 können in dem zweiten Hohlraum 356 aufgenommen sein. Der äußere Kupplungsscheibenträger 312 ist nicht drehbar mit der zweiten Ausgangswelle 220 und der Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben 318 gekoppelt, während der innere Kupplungsscheibenträger 314 nicht drehbar mit der dritten Ausgangswelle 222 und der Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben 316 gekoppelt ist. Die ersten und die zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 sind bezüglich des äußeren und des inneren Kupplungsscheibenträgers 312, 314 axial verschiebbar. Die zweiten Kupplungsscheiben 318 können mit den ersten Kupplungsscheiben 316 radial zwischen dem Äußeren und dem inneren Kupplungsscheibenträger 312, 314 verschachtelt sein. Der innere Kupplungsscheibenträger 314 und die dritte Ausgangswelle 222 können in dem Kupplungsgehäuse 310 zur Drehung bezüglich dessen durch ein Lager 378 gestützt werden. Bei dem bereitgestellten Beispiel ist das Lager 378 radial zwischen dem inneren Kupplungsscheibenträger 314 und einem Abschnitt des Kupplungsgehäuses 310 positioniert, obgleich andere Konfigurationen verwendet werden können.
Der Kolben 330 kann ringförmig sein und in der Kolbenkammer 358 aufgenommen sein. Der Kolben 330 kann dazu eingerichtet sein, sich entlang der zweiten Achse 242 hin- und herzubewegen, um sich in der Kolbenkammer 358 zwischen einer ausgezogenen Stellung und einer eingezogenen Stellung bezüglich der Vielzahl von ersten und zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 zu bewegen. Die Pumpe 334 kann an dem Gehäuse 210 oder dem Kupplungsgehäuse 310 in der Nähe zur Ritzelwelle 228 befestigt sein. Der Pumpenmotor 336 kann ein 2-Wege-Servomotor sein, der fähig ist, vorwärts und rückwärts zu laufen, und zum selektiven Betreiben der Pumpe 334 mit der Pumpe 334 antriebsmäßig gekoppelt sein kann.
Die Pumpe 334 kann mit dem Behälter 338 strömungsgekoppelt und mit der Kolbenkammer 358 strömungsgekoppelt sein. Der Behälter 338 kann zum Fassen eines Hydraulikfluids eingerichtet sein. Die Pumpe 334 kann in einem ersten Modus zum Pumpen des Hydraulikfluids in einer ersten Richtung betrieben werden, um das Hydraulikfluid zum Bewegen des Kolbens 330 aus der eingezogenen Stellung in die ausgezogene Stellung der Kolbenkammer 358 von dem Behälter 338 zuzuführen. Die Pumpe 334 kann in einem zweiten Modus zum Pumpen des Hydraulikfluids in einer zweiten Richtung betrieben werden, um Hydraulikfluid zum Bewegen des Kolbens 330 aus der ausgezogenen Stellung in die eingezogene Stellung selektiv aus der Kolbenkammer 358 zum Behälter 338 abzuführen. Der Behälter 338 kann an dem Gehäuse 210 oder dem Kupplungsgehäuse 310 befestigt sein. Alternativ dazu kann der Behälter 338 integral mit dem Gehäuse 210 oder dem Kupplungsgehäuse 310 ausgebildet sein.
Die Andruckplatte 332 kann in dem zweiten Hohlraum 356 axial zwischen dem Kolben 330 und der Vielzahl von ersten und zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 angeordnet sein. Der Kolben 330 kann dazu eingerichtet sein, die Andruckplatte 332 entlang der zweiten Achse 242 zum selektiven Eingriff mit den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 zu verschieben, um die ersten und die zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 aneinander zu drücken, so dass die zweite Kupplung 48 Drehkraft zwischen der zweiten und der dritten Ausgangswelle 220, 222 übertragen kann. Es versteht sich, dass die zweite Kupplung 48 dazu eingerichtet sein kann, keine Drehkraft zwischen der zweiten und der dritten Ausgangswelle 220, 222 zu übertragen, wenn sich der Kolben 330 in der eingezogenen Stellung befindet. Die zweite Kupplung 48 kann des Weiteren dazu eingerichtet sein, durch Variieren der Stellung des Kolbens 330 bezüglich der ersten und zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 verschiedene Drehmomenthöhen zu übertragen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 und zusätzlicher Bezugnahme auf 3 und 4 kann der Evakuierungskanal 362 zu dem zweiten Hohlraum 356 entlang der Innenwand 354 (d.h. an einem Umfangsbereich des zweiten Hohlraums 356) offen sein. Der Evakuierungskanal 362 kann axial auf den äußeren Kupplungsscheibenträger 312 ausgerichtet sein und kann sich axial entlang im Wesentlichen der gesamten Länge des äußeren Kupplungsscheibenträgers 312 erstrecken. Die Evakuierungsleitung 366 kann den Evakuierungskanal 362 mit einem anderen Hohlraum oder Behälter, der von dem zweiten Hohlraum 356 abgetrennt ist, koppeln. Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel weist die Evakuierungsleitung 366 einen Auslass 380 auf, der den Evakuierungskanal 362 zur Strömungsverbindung von dem Evakuierungskanal 362 zu dem ersten Hohlraum 224 mit dem ersten Hohlraum 224 koppelt. Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel erstreckt sich die Evakuierungsleitung 366 axial in dem Kupplungsgehäuse 310 zu dem ersten Hohlraum 224 hin, dann in dem Kupplungsgehäuse 310 radial nach innen, und der Auslass 380 ist an einer Stelle, die von dem Außenumfang des Eingangselements 214 radial innen liegt, zu dem ersten Hohlraum 224 offen, obgleich andere Konfigurationen verwendet werden können.
Bei einer alternativen Ausführung, die nicht speziell gezeigt wird, kann der Behälter, der von dem zweiten Hohlraum 356 abgetrennt ist, der Behälter 338 sein, und die Evakuierungsleitung 366 kann den Evakuierungskanal 362 zur Strömungsverbindung von dem Evakuierungskanal 362 zu dem Behälter 338 mit dem Behälter 338 koppeln. Bei einer weiteren alternativen Ausführung, die nicht speziell gezeigt wird, kann die Evakuierungsleitung 366 den Evakuierungskanal 362 beispielsweise mit einem oder mehreren Lagern (z. B. Lager 232, 234, 244 oder 254) zur Versorgung dieser mit Schmierfluid koppeln.
Der Zufuhrkanal 370 kann zu dem zweiten Hohlraum 356 entlang der Innenwand 354 (d.h. an einem Umfangsbereich des zweiten Hohlraums 356) offen und auf einer der dem Evakuierungskanal 362 gegenüberliegenden Seite der Innenwand 354 positioniert sein. Bei dem bereitgestellten Beispiel ist der Zufuhrkanal 370 in Umfangsrichtung von dem Evakuierungskanal 362 beabstandet und ist in einem Winkel von ungefähr 180° zum Evakuierungskanal 362 oder diesem diametral entgegengesetzt positioniert, obgleich andere Konfigurationen verwendet werden können. Der Zufuhrkanal 370 kann axial auf den äußeren Kupplungsscheibenträger 312 ausgerichtet sein und kann sich axial entlang im Wesentlichen der gesamten Länge des äußeren Kupplungsscheibenträgers 312 erstrecken. Die Zufuhrleitung 374 kann einen Auslass 382 aufweisen, der zu einem mittleren Bereich 386 des zweiten Hohlraums 356 offen ist, der von den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 radial innen liegen kann. Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel umfasst der innere Kupplungsscheibenträger 314 des Weiteren eine Vielzahl von Öffnungen 390, die sich durch den inneren Kupplungsscheibenträger 314 radial nach außen erstrecken, um einen Fluidstrom von dem mittleren Bereich 386 des zweiten Hohlraums 356, der von den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 radial innen liegt, durch den inneren Kupplungsscheibenträger 314 und zu den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 zu gestatten.
Unter spezieller Bezugnahme auf 3 und 4 kann ein unterer Abschnitt des zweiten Hohlraums 356 einen Kupplungssumpf 410 definieren, wobei sich ein Schmierfluid bis zu einem statischen Fluidpegel 414 ansammeln kann. Der statische Fluidpegel 414 kann der maximale Schmierfluidstand, wenn sich das Fahrzeug 10 auf einer ebenen Fläche befindet, sich der äußere und der innere Kupplungsscheibenträger 312, 314 nicht drehen und sich das gesamte oder im Wesentlichen das gesamte Schmierfluid in dem Kupplungssumpf 410 befindet, sein. Bei einer Konfiguration kann das Schmierfluid dieselbe Art von Fluid wie das in dem Behälter 338 aufgenommene Hydraulikfluid sein. Bei einer anderen Konfiguration können das Schmierfluid und das Hydraulikfluid verschiedene Arten von Fluiden sein.
Der Evakuierungskanal 362 kann eine Evakuierungsöffnung 418 aufweisen, die zu dem zweiten Hohlraum 356 offen ist und über dem statischen Fluidpegel 414 liegt. Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel ist die Evakuierungsöffnung 418 bei oder über einer Mittellinie 422 positioniert, die die zweite Achse 242 schneidet (2) und waagerecht ist, wenn sich das Fahrzeug 10 auf einer ebenen Fläche befindet. Die Evakuierungsleitung 366 kann unter der Evakuierungsöffnung 418 positioniert sein, und die Innenwand 354 kann die Evakuierungsleitung 366 allgemein von dem zweiten Hohlraum 356 abtrennen.
Der Zufuhrkanal 370 kann eine Zufuhröffnung 426 aufweisen, die zu dem zweiten Hohlraum 356 offen ist und sich über dem statischen Fluidpegel 414 befindet. Bei dem bestimmten bereitgestellten Beispiel ist die Zufuhröffnung 426 bei oder über der Mittellinie 422 positioniert. Die Zufuhrleitung 374 kann unter der Zufuhröffnung 426 positioniert sein, und die Innenwand 354 kann die Zufuhrleitung 376 allgemein von dem zweiten Hohlraum 356 abtrennen.
Im Betrieb können die erste Ausgangswelle 218 und die dritte Ausgangswelle 222 dahingehend gekoppelt sein, sich in derselben Drehrichtung wie die Fahrzeugräder 42 (1), mit denen jede antriebsmäßig gekoppelt ist, zu drehen. Wenn die ersten und die zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 zur Übertragung von Drehmoment zwischen der zweiten und der dritten Ausgangswelle 220, 222 eingreifen, kann sich der äußere Kupplungsscheibenträger 312 in derselben Drehrichtung wie die Fahrzeugräder 42, mit denen die dritte Ausgangswelle 22 antriebsmäßig gekoppelt ist, drehen. Wenn die ersten und die zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 eingreifen, kann sich der äußere Kupplungsscheibenträger 312 in einer ersten Drehrichtung 430 (3) drehen.
Wenn die ersten und die zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 ausgerückt sind, bewirkt der Differenzialzahnradsatz 252, dass sich die zweite Ausgangswelle 220 und somit der äußere Kupplungsscheibenträger 312 in der Drehrichtung, die zu der der Fahrzeugräder 42, mit denen die erste und die dritte Ausgangswelle 218, 222 jeweils gekoppelt sind, entgegengesetzt ist, drehen. Somit kann, wenn die ersten und die zweiten Kupplungsscheiben 316, 318 ausgerückt sind, sich der äußere Kupplungsscheibenträger 312 in einer zweiten Drehrichtung 434 (4), die zu der ersten Drehrichtung 430 (3) entgegengesetzt ist, drehen.
Unter besonderer Bezugnahme auf 2 und 3 kann, wenn sich der äußere Kupplungsscheibenträger 312 in der ersten Drehrichtung 430 dreht, der äußere Kupplungsscheibenträger 312 dahingehend auf das Schmierfluid in dem Kupplungssumpf 410 wirken, das Schmierfluid in die erste Drehrichtung 430 aufzuwühlen und zu ziehen. Ein Teil des Schmierfluids in dem Kupplungssumpf 410 kann an dem äußeren Kupplungsscheibenträger 312 anhaften und kann von dem äußeren Kupplungsscheibenträger 312 zu der Innenwand 354 über dem statischen Fluidpegel 414 geschleudert werden. Ein Teil des auf die Innenwand 354 geschleuderten Fluids kann an der Innenwand 354 herunter und durch die Zufuhröffnung 426 in den Zufuhrkanal 370 laufen. Ein Teil des Schmierfluids kann auch von dem äußeren Kupplungsscheibenträger 312 direkt durch die Zufuhröffnung 426 und in den Zufuhrkanal 370 geschleudert werden.
Die Drehung des äußeren Kupplungsscheibenträgers 312 in der ersten Drehrichtung 430 kann bewirken, dass mehr Schmierfluid in den Zufuhrkanal 370 als den Evakuierungskanal 362 geschleudert oder dort aufgenommen wird. Wenn sich das Schmierfluid in dem Zufuhrkanal 370 ansammelt, kann das Schmierfluid von dem Zufuhrkanal 370 zu dem mittleren Bereich 386 des zweiten Hohlraums 356, der sich von dem äußeren Kupplungsscheibenträger 312 radial innen befindet, durch den Auslass 382 der Zufuhrleitung 374 strömen. Der Schmierfluidstrom durch den Auslass 382 und in den mittleren Bereich 386 des zweiten Hohlraums 356 kann den Kupplungsscheiben 316, 318 Schmiermittel zuführen, während die Kupplungsscheiben 316, 318 eingreifen.
Unter spezieller Bezugnahme auf 2 und 4 kann, wenn sich der äußere Kupplungsscheibenträger 312 in der zweiten Drehrichtung 434 dreht, der äußere Kupplungsscheibenträger 312 dahingehend auf das Schmierfluid in dem Kupplungssumpf 410 wirken, das Schmierfluid in die zweite Drehrichtung 434 aufzuwühlen und zu ziehen. Ein Teil des Schmierfluids in dem Kupplungssumpf 410 kann an dem äußeren Kupplungsscheibenträger 312 anhaften und kann von dem äußeren Kupplungsscheibenträger 312 zu der Innenwand 354 über dem statischen Fluidpegel 414 geschleudert werden. Ein Teil des auf die Innenwand 354 geschleuderten Fluids kann an der Innenwand 354 herunter und durch die Evakuierungsöffnung 418 in den Evakuierungskanal 362 laufen. Ein Teil des Schmierfluids kann auch von dem äußeren Kupplungsscheibenträger 312 direkt durch die Evakuierungsöffnung 418 und in den Evakuierungskanal 362 geschleudert werden.
Die Drehung des äußeren Kupplungsscheibenträgers 312 in der zweiten Drehrichtung 434 kann bewirken, dass mehr Schmierfluid in den Evakuierungskanal 362 als den Zufuhrkanal 370 geschleudert oder dort aufgenommen wird. Wenn sich das Schmierfluid in dem Evakuierungskanal 362 ansammelt, kann das Schmierfluid von dem Evakuierungskanal 362 zu dem ersten Hohlraum 224, durch die Evakuierungsleitung 366 strömen. Der Schmierfluidstrom durch die Evakuierungsöffnung 418 und in den ersten Hohlraum 224 kann die Menge an Schmierfluid in dem Kupplungssumpf 410, während die Kupplungsscheiben 316, 318 eingreifen, reduzieren, um den Widerstand zu reduzieren.

Claims

Vorrichtung (50) mit Kupplung (48), aufweisend: ein Eingangsritzel (212), das dazu eingerichtet ist, Drehkraft zu empfangen und sich um eine erste Achse (230) zu drehen; ein Eingangselement (214), das dazu eingerichtet ist, sich um eine zweite Achse (242) zu drehen; eine erste Ausgangswelle (218), eine zweite Ausgangswelle (220) und eine dritte Ausgangswelle (222), wobei die erste, die zweite und die dritte Ausgangswelle (218, 220, 222) dazu eingerichtet sind, sich um die zweite Achse (242) zu drehen; ein Differenzial (216), das ein Differenzialgehäuse (250) und einen Differenzialzahnradsatz (252) umfasst, wobei das Differenzialgehäuse (250) mit dem Eingangselement (214) antriebsmäßig gekoppelt ist, wobei der Differenzialzahnradsatz (252) dazu eingerichtet ist, Drehkraft zwischen dem Differenzialgehäuse (250) und der ersten und der zweiten Ausgangswelle (218, 220) zu übertragen; ein Gehäuse (210), das eine Innenwand (354), die um die zweite Achse (242) herum angeordnet ist, und eine Endwand (350) aufweist, wobei das Gehäuse (210) einen ersten Hohlraum (224) definiert, wobei die Endwand (350) und die Innenwand (354) einen Kupplungshohlraum (356) definieren, wobei die Endwand (350) den Kupplungshohlraum (356) von dem ersten Hohlraum (224) abtrennt; ein Schmierfluid, das in dem Kupplungshohlraum (356) aufgenommen ist; eine Kupplungsanordnung, die einen inneren Träger (314), einen äußeren Träger (312), eine Vielzahl von ersten Kupplungsscheiben (316) und eine Vielzahl von zweiten Kupplungsscheiben (318), die mit den ersten Kupplungsscheiben (316) verschachtelt sind, umfasst, wobei der äußere Träger (312) zur Drehung mit der zweiten Ausgangswelle (220) gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, sich in einer ersten Drehrichtung (430) und in einer zweiten Drehrichtung (434), die zu der ersten Drehrichtung (430) entgegengesetzt ist, zu drehen, wobei der innere Träger (314) zur Drehung mit der dritten Ausgangswelle (222) gekoppelt ist; eine erste Leitung (366), die einen ersten Einlass (418) und einen ersten Auslass (380) aufweist, wobei der erste Einlass (418) durch einen ersten Bereich der Innenwand (354) zum Kupplungshohlraum (356) offen ist, wobei der erste Auslass (380) zum ersten Hohlraum (224) offen ist, wobei die erste Leitung (366) den Kupplungshohlraum (356) zur Strömungsverbindung von dem Kupplungshohlraum (356) zum ersten Hohlraum (224) mit dem ersten Hohlraum (224) koppelt; und eine zweite Leitung (374), die einen zweiten Einlass (426) und einen zweiten Auslass (382) aufweist, wobei der zweite Einlass (426) durch einen zweiten Bereich der Innenwand (354), der in Umfangsrichtung von dem ersten Bereich beabstandet ist, zum Kupplungshohlraum (356) offen ist, wobei der zweite Auslass (382) zum Kupplungshohlraum (356) offen ist und sich von den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben (316, 318) radial innen befindet; wobei der äußere Träger (312) dazu eingerichtet ist, bei Drehung in der ersten Drehrichtung (430) eine erste Menge des Schmierfluids von dem Kupplungshohlraum (356) durch den zweiten Einlass (426) zu schleudern; und wobei der äußere Träger (312) dazu eingerichtet ist, bei Drehung in der zweiten Drehrichtung (434) eine zweite Menge des Schmierfluids von dem Kupplungshohlraum (356) durch den ersten Einlass (418) zu schleudern.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Einlass (418, 426) über einer Mittellinie des Kupplungshohlraums (356) angeordnet sind.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 1, wobei der zweite Auslass (382) mit einem mittleren Bereich des Kupplungshohlraums (356), der sich von den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben (316, 318) radial innen befindet, in Strömungsverbindung steht und wobei der innere Träger (314) eine Vielzahl von Öffnungen (390) definiert, die sich von dem mittleren Bereich zur Strömungskopplung des mittleren Bereichs mit den ersten und den zweiten Kupplungsscheiben (316, 318) radial nach außen erstrecken.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 1, wobei die zweite Achse (242) quer zur ersten Achse (230) verläuft.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 4, wobei das Differenzial (216) ein Hohlrad (236) umfasst, das zur gemeinsamen Drehung mit dem Differenzialgehäuse (250) gekoppelt ist, und das Eingangsritzel (212) ein Ritzel (226) umfasst, das mit dem Hohlrad (236) kämmend eingreift, wobei das Hohlrad (236) und das Ritzel (226) in dem ersten Hohlraum (224) angeordnet sind.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 1, wobei das Differenzial (216) ein Differenzial ohne Sperre ist.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Einlass (418, 426) um die zweite Achse (242) herum diametral entgegengesetzt sind.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Leitung (366, 374) durch das Gehäuse (210) definiert sind.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Einlass (418, 426) auf gegenüberliegenden Seiten des Kupplungshohlraums (356) angeordnet sind.
Vorrichtung (50) mit Kupplung (48) nach Anspruch 1, wobei das Schmierfluid einen statischen Fluidpegel in dem Kupplungshohlraum (356) definiert, wobei der statische Fluidpegel ein maximaler Schmierfluidpegel in dem Kupplungshohlraum (356), wenn sich der innere und der äußere Träger (314, 312) nicht drehen, ist, wobei der erste und der zweite Einlass (418, 426) über dem statischen Fluidpegel angeordnet sind.