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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Strömungsabgabesystem zum Ansaugen von Hydraulikfluid aus einem Sumpf.
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EINLEITUNG
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Schmiersysteme und hydraulische Steuerungssysteme für Antriebssysteme von Personenkraftwagen können Nass- oder Trockensumpfsysteme sein.
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Ein Nasssumpfsystem wird typischerweise bei Serienfahrzeugen in Motoren und/oder Getrieben eingesetzt. Das Hydraulikfluid wird unterhalb des Antriebssystems in einer Ölwanne gespeichert. Die Ölwanne ist groß und tief, um eine ausreichende Menge an Hydraulikfluid zum Steuern und Schmieren der Komponenten des Antriebssystems aufzunehmen.
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Einige Sumpfsysteme können einen Trockensumpf verwenden, der einen externen Tank verwendet, um etwas von dem Öl außerhalb des Getriebes oder des Motors zu speichern. Dementsprechend ist keine große und tiefe Bodenölwanne erforderlich. Daher kann die Hauptmasse des Motors und des Getriebes niedriger im Fahrzeug platziert werden. Trockensumpfsysteme werden häufig bei Hochleistungsfahrzeugen verwendet, wie beispielsweise Rennfahrzeugen mit hohen seitlichen G-Manövern, da hohe seitliche G-Manöver dazu neigen, einige der Komponenten der Schmierung zu verhungern, wenn das Fluid nicht von einer bekannten Fluidquelle, wie beispielsweise dem externen, sekundären Sumpf bereitgestellt wird. Das Fluid wird von einer Absaugpumpe abgesaugt und dem externen, sekundären Sumpf zugeführt.
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Bei hohen seitlichen G-Manövern enthält das Hydraulikfluid typischerweise eine große Menge an mitgeführter Luft, die durch Spritzer während des Schmierprozesses in das Hydraulikfluid aufgenommen wird. Die eingeschlossene Luft senkt die Schmierwirkung des Fluids. Um Luft aus dem System zu entfernen, wird entweder ein großes, tiefes Nasssumpfsystem verwendet oder ein Trockensumpfsystem, bei dem der zweite, externe Sumpf bemessen und von dort aus gepumpt werden kann, wobei das Hydraulikfluid von der Luft befreit wird.
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Weitere Verbesserungen sind wünschenswert, um die Komplexität und Anzahl der in hydraulischen Sumpfsystemen erforderlichen Komponenten zu reduzieren und die Größe des Sumpfgehäuses zu reduzieren.
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KURZDARSTELLUNG
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein Fluideinlass-Steuerungsventil dar, das konfiguriert ist, um Fluid basierend auf dem Vorhandensein von Hydraulikfluid zuzulassen oder zu blockieren. In einigen Formen können sich mehrere Fluideinlässe in einem Sumpf befinden, und die Einlassventile ermöglichen es dem Hydraulikfluid, in ein Leitungssystem einzudringen, während gleichzeitig die Luft vom Eintritt in das Leitungssystem abgehalten wird.
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In noch einer Form, die mit den hierin offenbarten Formen kombiniert oder getrennt davon sein kann, wird ein Fluidmanagementsystem für ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Fluidmanagementsystem beinhaltet ein Leitungssystem, das zum Liefern von Hydraulikfluid konfiguriert ist, wobei das Leitungssystem eine Vielzahl von Einlässen definiert. Ein Gehäuse, das einen Sumpf definiert, ist zum Auffangen eines Volumens an Hydraulikfluid und gasförmigem Fluid konfiguriert. Eine Vielzahl von Einlassventilen ist in selektiver Fluidverbindung mit der Vielzahl von Einlässen und dem Sumpf angeordnet. Jedes Einlassventil ist konfiguriert, um den Durchgang des Hydraulikfluids vom Sumpf zum Leitungssystem zu ermöglichen und den Durchgang des gasförmigen Fluids vom Sumpf zum Leitungssystem im Wesentlichen verhindert.
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In noch einer weiteren Form, die mit den hierin offenbarten Formen kombiniert oder getrennt davon sein kann, wird ein Fluidmanagementsystem für ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Fluidmanagementsystem beinhaltet ein Leitungssystem, das zum Liefern von Hydraulikfluid konfiguriert ist. Ein Gehäuse, das einen Sumpf definiert, ist zum Auffangen eines Volumens an Hydraulikfluid und gasförmigem Fluid konfiguriert. Mindestens ein Einlassventil ist in selektiver Fluidverbindung mit dem Sumpf angeordnet. Das Einlassventil oder die Ventile sind konfiguriert, um den Durchgang des Hydraulikfluids vom Sumpf zum Leitungssystem zu ermöglichen und den Durchgang des gasförmigen Fluids vom Sumpf zum Leitungssystem im Wesentlichen verhindert.
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Weitere zusätzliche Merkmale können vorgesehen werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Folgendes: das/die Einlassventil(e), die ein Schwimmerventil sind; ein Überdruckventil, das innerhalb des Einlassventils oder innerhalb jedes der Einlassventile angeordnet ist; wobei jedes Überdruckventil eine Kugel und eine Feder umfasst, die konfiguriert sind, um die Kugel gegen eine innerhalb des Einlassventils definierte Öffnung zu drücken; wobei jedes Einlassventil ferner einen den Mittelabschnitt umgebenden schwimmenden Abschnitt umfasst, wobei der schwimmende Abschnitt konfiguriert ist, um auf Hydraulikfluid zu schweben; wobei der schwimmende Abschnitt zwischen einer geöffneten Schwimmstellung und einer geschlossenen Ruhestellung beweglich ist; worin jedes Einlassventil konfiguriert ist, um einen Einlass der Vielzahl von Einlässen abzudichten, wenn sich der schwimmende Abschnitt des jeweiligen Einlassventils in der geschlossenen Ruhestellung befindet; worin jedes Einlassventil konfiguriert ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf und dem Leitungssystem herzustellen, wenn sich der schwimmende Abschnitt des jeweiligen Einlassventils in der offenen Schwimmstellung befindet; worin jedes Einlassventil ein schwingendes Ventil ist; wobei jedes Einlassventil einen schwingenden Abschnitt, der einen Durchgang durch diesen definiert, sowie eine Dichtungskappe umfasst; wobei der schwingende Abschnitt in Bezug auf die Dichtungskappe zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position beweglich ist; worin jedes Einlassventil konfiguriert ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf, dem Durchgang und dem Leitungssystem in der geöffneten Stellung des jeweiligen Einlassventils herzustellen; worin die Dichtungskappe konfiguriert ist, um den Durchgang in der geschlossenen Stellung des jeweiligen Einlassventils abzudichten; und worin der schwingende Abschnitt eine runde Form aufweist, die konfiguriert ist, um sich in Bezug auf die Dichtungskappe unter Anwendung einer vorbestimmten Beschleunigungskraft zu drehen.
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Weitere zusätzliche Merkmale können vorgesehen werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Folgendes: die Vielzahl von Einlässen des Leitungssystems, die einen ersten Einlass und einen zweiten Einlass umfassen; wobei die ersten und zweiten Einlässe an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses angeordnet sind, das den Sumpf definiert; eine Pumpe, die konfiguriert ist, um Fluid aus dem Sumpf zu pumpen; wobei die Pumpe einen Pumpeneinlass und einen Pumpenauslass definiert; wobei die Pumpe innerhalb des Leitungssystems angeordnet ist; eine Fluidkühleranordnung in Fluidverbindung mit dem Pumpenauslass; wobei das Einlassventil ein Dreiwegeventil ist; wobei das Dreiwegeventil konfiguriert ist, um sich zwischen einer vollständig geöffneten Position, einer ersten geschlossenen Position und einer zweiten geschlossenen Position zu bewegen; wobei in der geöffneten Position der erste und zweite Einlass in Fluidverbindung mit dem Sumpf und dem Leitungssystem stehen; wobei in der ersten geschlossenen Position der erste Einlass vom Leitungssystem geschlossen ist und der zweite Einlass in Fluidverbindung mit dem Sumpf und dem Leitungssystem steht; wobei in der zweiten geschlossenen Position der zweite Einlass vom Leitungssystem geschlossen ist und der erste Einlass in Fluidverbindung mit dem Sumpf und dem Leitungssystem steht; und das Dreiwegeventil ein Wechselventil ist, das ein Gleit-Schieberventil umfasst, das zum Verschieben innerhalb eines Ventilgehäuses konfiguriert ist.
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Weitere Ziele, Vorteile und Anwendungsgebiete werden aus der hierin vorgestellten Beschreibung offensichtlich. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
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Figurenliste
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
- 1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Antriebssystem, das ein Fluidmanagementsystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
- 2 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels des Fluidmanagementsystems des Antriebssystems von 1 mit einer Vielzahl von schwimmenden Einlassventilen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
- 3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines der in 2 dargestellten schwimmenden Einlassventile gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels eines Fluidmanagementsystem, das mit dem Antriebssystem von 1 verwendet werden kann, einschließlich einer Vielzahl von schwingenden Einlassventilen, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
- 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines der in 4 dargestellten schwingenden Einlassventile gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
- 6 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels eines Fluidmanagementsystems, das mit dem Antriebssystem von 1 verwendet werden kann, einschließlich eines Dreiwege-Einlassventils, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
- 7 ist eine schematische Seitenansicht des in 6 dargestellten Dreiwege-Einlassventils gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; und
- 8 ist eine schematische Draufsicht auf ein Sumpfgehäuse der Fluidmanagementsysteme aus den 1-2, 4 und 6 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder ihre Verwendung zu beschränken.
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Bezugnehmend auf 1 ist ein Abschnitt eines Kraftfahrzeug-Antriebssystems veranschaulicht und im Allgemeinen mit der Nummer 10 bezeichnet. Das Antriebssystem 10 beinhaltet einen Motor oder eine Antriebsmaschine 12, die ein Verbrennungsmotor oder ein Hybridkraftwerk oder eine andere wünschenswerte Art von Motor sein kann. Die Leistung des Motors 12 wird an ein Automatikgetriebe 14 übertragen. Das Automatikgetriebe 14 beinhaltet typischerweise eine oder mehrere Planetengetriebeanordnungen (nicht dargestellt) sowie eine Abtriebswelle 16, die mit einer Achsantriebsanordnung 18 gekoppelt ist und durch diese angetrieben wird, die eine Gelenkwelle, ein Differenzial, Achsen, Räder und Reifen (alle nicht dargestellt) beinhalten kann. Alternativ kann das Getriebe 14 ein CVT-Getriebe mit einem Paar Riemenscheibensätze sein.
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In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet das Automatikgetriebe 14 einen Ventilkörper, eine Ölwanne oder ein Gehäuse 20, das typischerweise am unteren Teil oder Abschnitt des Automatikgetriebes 14 angeordnet ist. Das Gehäuse 20 definiert einen Sumpf 22, der ein Behälter ist, der Hydraulikfluid 23 (und Luft) auffängt, das typischerweise in den Sumpf 22 abfließt. Eine oder mehrere Hydraulikpumpen 24 sind vorgesehen, um das Hydraulikfluid 23 aus dem Sumpf 22 zu anderen Komponenten zu pumpen. Die Pumpe 24 weist einen Einlass auf, der mit den Leitungen 26, 27 verbunden ist, die in einer selektiven Fluidverbindung mit dem Sumpf 22 angeordnet sind. Der Sumpf 22 und die Einlassleitungen 26, 27 sind Komponenten eines Fluidmanagementsystems oder eines Strömungssteuerungssystems 21 zum Zuführen von Fluid 23 innerhalb des Antriebssystems 10.
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Die Hydraulikpumpe 24 kann von einem Elektromotor 30 angetrieben werden und ist konfiguriert, um unter Druck stehendes Hydraulikfluid 23 unter anderem für das Automatikgetriebe 14, ein hydraulisches Steuersystem 32 und/oder einen Luft-/Ölkühler (ATOC) oder eine Fluidkühleranordnung 34 bereitzustellen. In weiteren Variationen kann Hydraulikfluid 23 aus dem Sumpf 22 den Komponenten des Motors 12 zugeführt werden. Das hydraulische Steuersystem 32 stellt selektiv druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid 23 über Fluidleitungen 36 den Kupplungen und Komponenten des Getriebes 14 zur Verfügung, um Komponenten des Getriebes 14 zu steuern und zu schmieren. Das hydraulische Steuersystem 32 kann ebenfalls Hydraulikfluid 23 über die Leitungen 38 an den Getriebeölkühler (ATOC) 34 abgeben, der im Fahrzeugkühler angeordnet sein kann (nicht dargestellt).
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Unter Bezugnahme auf 2 werden zusätzliche Einzelheiten eines Fluidmanagementsystems (oder eines Strömungssteuerungssystems) 21 veranschaulicht. Jede Leitung 26, 27 definiert einen Einlass 40, 42 aus dem Sumpf 22. Die Leitungen 26, 27 sind konfiguriert, um das Hydraulikfluid 23 weiter innerhalb des Antriebssystems 10 durch die Pumpe 24 zu fördern, wie vorstehend erläutert. Obwohl eine Pumpe 24 dargestellt ist, könnte jede Leitung 26, 27 alternativ eine eigene Pumpe 24 aufweisen, und es könnten zusätzliche Einlässe 40, 42 und/oder Leitungen 26, 27 und Pumpen 24 vorgesehen sein, ohne dabei den Sinn und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung außer Kraft zu setzen.
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Jedem Einlass 40, 42 ist ein Einlassventil 44, 46 zugeordnet, das in selektiver Fluidverbindung mit dem Einlass 40, 42 und dem Sumpf 22 angeordnet ist. Wie im Folgenden näher erläutert wird, ist jedes Einlassventil 40, 42 konfiguriert, um den Durchgang des Hydraulikfluids 23 vom Sumpf 22 zum Leitungssystem 26, 27 zu ermöglichen und den Durchgang des gasförmigen Fluids (z. B. Luft) vom Sumpf 22 zum Leitungssystem 26, 27 im Wesentlichen zu verhindern.
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In dem veranschaulichten Beispiel ist jedes Einlassventil 44, 46 ein Schwimmerventil. Das erste Schwimmerventil 44 ist in 3 in einer vergrößerten Ansicht veranschaulicht, wobei jedoch zu beachten ist, dass das zweite Schwimmventil 46 mit dem ersten Schwimmerventil 44 identisch sein kann. Jedes schwimmende Einlassventil 44, 46 weist einen zentralen Abschnitt 48 auf, der am Sumpfgehäuse 20 befestigt ist, beispielsweise durch eine Vielzahl von Ständern 50. Die Ständer 50 ermöglichen den Durchfluss von Fluid und blockieren die Einlässe 40, 42 nicht vollständig. Ein ringförmiger schwimmender Abschnitt 52 umgibt den Mittel ab schnitt 48 und ist gleitend um den Mittel ab schnitt 48 und die Ständer 50 angeordnet. Alternativ kann der schwimmende Abschnitt 52 bei Bedarf radial nach innen eines am Gehäuse 20 befestigten ringförmigen Abschnitts angeordnet werden.
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Der schwimmende Abschnitt 52 ist somit in Bezug auf den Mittelabschnitt 48 des Einlassventils 44 beweglich. Darüber hinaus ist der schwimmende Abschnitt 52 zum Schwimmen auf Hydraulikfluid konfiguriert. Der schwimmende Abschnitt 52 ist zwischen einer geöffneten Schwimmstellung und einer geschlossenen Ruhestellung beweglich.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist das Hydraulikfluid 23 auf der linken Seite 54 des Sumpfgehäuses 20 dargestellt, wie es beispielsweise der Fall sein kann, wenn aufgrund von hohen G-Manövern eine Querbeschleunigungskraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Die rechte Seite 56 des Sumpfgehäuses 20, in der Ausrichtung von 2, enthält kein Hydraulikfluid 23 und das Hydraulikfluid 23 bedeckt nicht den Einlass 42 zur zweiten Leitung 27. Der schwimmende Abschnitt 52 des ersten Einlassventils 44 schwimmt auf dem Hydraulikfluid 23, das auf der linken Seite 54 des Sumpfgehäuses 20 angeordnet ist. Insbesondere ist der schwimmende Abschnitt 52 des ersten Einlassventils 44 entlang des Mittelabschnitts 48 in eine obere Position entlang des Mittelabschnitts 48 geschoben worden. Eine Lippe 58 kann verhindern, dass der schwimmende Abschnitt 52 aus dem Mittelabschnitt 48 in einer Aufwärtsrichtung gleitet. Wenn sich der schwimmende Abschnitt 52 in einer oberen Stellung befindet, wie mit dem Einlassventil 44 auf der linken Seite 54 des Sumpfgehäuses 20 dargestellt, befindet sich der schwimmende Abschnitt 52 in einer offenen Schwimmstellung (das Einlassventil 44 ist geöffnet), und es wird eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22 und der Leitung 26 hergestellt. Eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22 und der Leitung 26 kann auch dann hergestellt werden, wenn der schwimmende Abschnitt 52 teilweise aufwärts entlang der Ständer 50 in einer teilweise geöffneten Position außerhalb des Gehäuses 20 angeordnet ist.
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Andererseits wird das zweite Einlassventil 46 geschlossen, wobei sich der schwimmende Abschnitt 52 des zweiten Einlassventils 46 in der geschlossenen Ruhestellung an einer unteren Position des schwimmenden Abschnitts 52 befindet. Dies liegt daran, dass auf der rechten Seite 56 des Sumpfgehäuses 20 kein Hydraulikfluid 23 oder nicht ausreichend Hydraulikfluid 23 vorhanden ist, auf dem der schwimmende Abschnitt 52 schwimmen kann. In der geschlossenen Ruhestellung ruht der schwimmende Abschnitt 52 auf dem Gehäuse 20 (oder einer anderen Dichtfläche) und dichtet den Einlass 42 effektiv ab, sodass Hydraulikfluid 23 und gasförmiges Fluid, wie beispielsweise Luft, nicht in die Leitung 27 strömen können.
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Der Mittelabschnitt 48 kann aus einem Metall, wie beispielsweise Edelstahl, gebildet sein, während der schwimmende Abschnitt 52 aus einem schwimmfähigeren Material, wie beispielsweise einem Kunststoff, gebildet ist. So kann beispielsweise der schwimmende Abschnitt 52 aus einem Nylon, wie beispielsweise Nylon 6 oder Nylon 66, gebildet sein. Der schwimmende Abschnitt 52 kann auch hohl sein oder Hohlabschnitte darin definieren. In einigen Beispielen kann die Oberseite des Mittelabschnitts 48 (an der Lippe 58) bei Bedarf etwa 10 cm vom Gehäuse 20 entfernt liegen, wobei der schwimmende Abschnitt 52 im Bereich von etwa 5 cm Höhe liegt.
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Somit sind die schwimmenden Einlassventile 44, 46 konfiguriert, um den Fluiddurchgang zu den Leitungen 26, 27 basierend auf dem Vorhandensein von Hydraulikfluid 23 an jedem Einlass 40, 42 zu ermöglichen oder zu blockieren. Eine Vielzahl von Fluid-Einlassventilen 44, 46 ermöglichen mehrere Einlässe 40, 42 (oder Aufnahmepunkte für das Hydraulikfluid 23), während sie die Lufteinschlüsse in das Leitungssystem 26, 27 des druckbeaufschlagten Hydrauliksystems blockieren. Das Fluidmanagementsystem 21 ermöglicht den Einsatz eines Nasssumpfsystems ohne ein Trockensumpfsystem, das bei Bedarf über eine separate Ölwanne und Absaugpumpe verfügt.
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Jedes Einlassventil 44, 46 kann ein oder mehrere Überdruckventile 60 aufweisen, die innerhalb des Einlassventils 44, 46 angeordnet sind. Jedes Überdruckventil 60 kann beispielsweise eine Kugel 62 und eine Feder 64 aufweisen, die die Kugel 62 gegen eine Öffnung 66 drücken, die innerhalb des Mittelabschnitts 48 des Einlassventils 44, 46 ausgebildet und definiert ist. Die Öffnung 66 kann beispielsweise einen breiten Abschnitt 68 aufweisen, in dem die Feder 64 und die Kugel 62 angeordnet sind, und einen schmalen Abschnitt 70, der durch die Kugel 62 abgedichtet werden kann.
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Die Überdruckventile 60 sind konfiguriert, um den Durchgang von Hydraulikfluid 23 durch die Öffnung 66 im Mittelabschnitt 48 des Einlassventils 44, 46 zu ermöglichen, wenn die Einlassventile 44, 46 zum Beispiel durch den Pumpendruck geschlossen sind. Wenn der Saugdruck die Kraft der Feder 64 und der Kugel 62 übersteigt, wird die Kugel 62 gegen die Feder 64 gedrückt, um eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22 und dem Einlass 40, 42 durch die Öffnung 66 im Mittelabschnitt 48 des Einlassventils 44, 46 zu ermöglichen.
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Unter Bezugnahme auf die 4-5 ist eine weitere Variation des Fluidmanagementsystems veranschaulicht und im Allgemeinen mit 21' bezeichnet. Das Fluidmanagementsystem 21' kann im Antriebssystem 10 verwendet werden, und Aspekte des Fluidmanagementsystems 21', die in den 4-5 nicht dargestellt sind, können dem in 1 oder den 2-3 beschriebenen Fluidmanagementsystem 21 ähnlich sein.
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Das Fluidmanagementsystem 21' beinhaltet ein Gehäuse 20', das einen Sumpf 22' und eine Vielzahl von Leitungen 26', 27' in Fluidverbindung mit einer oder mehreren Hydraulikpumpen 24' definiert. Die Pumpe 24' weist einen Einlass auf, der mit den Leitungen 26', 27' verbunden ist, die in einer selektiven Fluidverbindung mit dem Sumpf 22' angeordnet sind. Die Hydraulikpumpe 24' ist konfiguriert, um unter Druck stehendes Hydraulikfluid 23 unter anderem für das Automatikgetriebe 14, ein hydraulisches Steuersystem 32, einen Luft-/Ölkühler (ATOC) oder eine Fluidkühleranordnung 34 oder den Motor 12 bereitzustellen.
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Jede Leitung 26', 27' definiert einen Einlass 40', 42' aus dem Sumpf 22'. Obwohl eine Pumpe 24' dargestellt ist, könnte jede Leitung 26', 27' alternativ eine eigene Pumpe 24' aufweisen, und es könnten zusätzliche Einlässe 40', 42' und/oder Leitungen 26', 27' und Pumpen 24' vorgesehen sein, ohne dabei den Sinn und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung außer Kraft zu setzen.
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Jedem Einlass 40', 42' ist ein Einlassventil 44', 46' zugeordnet, das in selektiver Fluidverbindung mit dem jeweiligen Einlass 40', 42' und dem Sumpf 22' angeordnet ist. Wie im Folgenden näher erläutert wird, ist jedes Einlassventil 40', 42' konfiguriert, um den Durchgang des Hydraulikfluids 23' vom Sumpf 22' zum Leitungssystem 26', 27' zu ermöglichen und den Durchgang des gasförmigen Fluids (z. B. Luft) vom Sumpf 22' zum Leitungssystem 26', 27' im Wesentlichen zu verhindern.
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In dem veranschaulichten Beispiel ist jedes Einlassventil 44', 46' ein schwingendes Ventil. Jedes schwingende Einlassventil 44', 46 weist einen schwingenden Abschnitt 72 auf, der einen Durchgang 74 durch diesen definiert, sowie eine Dichtungskappe 76. In diesem Beispiel ist die Dichtungskappe 76 am Sumpfgehäuse 20' befestigt. Der schwingende Abschnitt 72 kann eine runde, kugelähnliche Form aufweisen und kann drehbar am Gehäuse 20' über ein Paar von Halteannullierungen 78 gehalten werden. Der schwingende Abschnitt 72 kann einen Kugelabschnitt 80 aufweisen, der an einem unteren Abschnitt 82 befestigt ist (oder integral mit diesem ausgebildet ist).
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Der schwingende Abschnitt 72 ist in Bezug auf die Dichtungskappe 76 des jeweiligen Einlassventils 44', 46' beweglich. Insbesondere ist der schwingende Abschnitt 72 so konfiguriert, dass er sich unter Anwendung einer vorgegebenen Beschleunigungskraft in Bezug auf die Dichtungskappe 76 dreht. Der schwingende Abschnitt 72 ist zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglich. In der geöffneten Stellung ist jedes Einlassventil 44' 46' konfiguriert, um eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22', dem Durchgang 74 und einer der Leitungen 26', 27' herzustellen. In der geschlossenen Position ist die Dichtungskappe 76 zum Abdichten des Durchgangs 74 konfiguriert, sodass die Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22' und der jeweiligen Leitung 26', 27' unterbrochen wird.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist das Hydraulikfluid 23 auf der linken Seite 54' des Sumpfgehäuses 20' dargestellt, wie es beispielsweise der Fall sein kann, wenn aufgrund von hohen G-Manövern eine Querbeschleunigungskraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Die rechte Seite 56' des Sumpfgehäuses 20', in der Ausrichtung von 4, enthält kein Hydraulikfluid 23 und das Hydraulikfluid 23 bedeckt nicht den Einlass 42' zur zweiten Leitung 27'.
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Beim Aufbringen einer Beschleunigungskraft schwingen die unteren Abschnitte 82 der schwingenden Abschnitte 72 in die gleiche Richtung wie die Verschiebung des Hydraulikfluids 23 (nach links, wie in 4 dargestellt). Somit schwingen die zentralen Öffnungen 74 wie dargestellt in oder von den Dichtungskappen 76 weg, je nachdem, auf welcher Seite des Gehäuses 20' das Einlassventil 44', 46' angeordnet ist. Jede Dichtungskappe 76 ist entlang einer Seite des jeweiligen Einlasses 40', 42' am nächsten zu einer Seite 54', 56' des Gehäuses 20' angebracht. Somit ist unter einer Beschleunigungskraft, die das Hydraulikfluid 23, wie in 4 dargestellt, bewegt, der Durchgang 74 des ersten Ventils 44' zum Sumpf 22 hin geöffnet, und das erste Ventil 44' befindet sich in der geöffneten Stellung, um eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22', dem Durchgang 74 und der Leitung 26' herzustellen. Der Durchgang 74 des zweiten Ventils 46' wird durch die Dichtungskappe 76 des zweiten Ventils 46' abgedichtet, und das zweite Ventil 46' wird geschlossen.
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Wenn das gesamte Hydraulikfluid 23 in Richtung der rechten Seite 56' des Sumpfgehäuses 20' beschleunigt würde, würden die schwingenden Abschnitte 72 der Einlassventile 44', 46' in die entgegengesetzte Richtung schwingen, und das zweite Einlassventil 44' würde sich öffnen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22' und der Leitung 27' herzustellen, während das erste Einlassventil 44' gegen seine Dichtungskappe 76 abgedichtet würde.
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Infolgedessen sind die Einlassventile 44', 46' konfiguriert, um den Fluiddurchgang zu den Leitungen 26', 27' basierend auf dem Vorhandensein von Hydraulikfluid 23 an jedem Einlass 40', 42' zu ermöglichen oder zu blockieren, da eine Beschleunigungskraft, die das Hydraulikfluid 23 von einem jeweiligen Einlass 40', 42' weg bewegt, auch das jeweilige Einlassventil 44', 46' schließt. Eine Vielzahl von Fluid-Einlassventilen 44', 46' ermöglichen mehrere Einlässe 40', 42' (oder Aufnahmepunkte für das Hydraulikfluid 23), während sie die Lufteinschlüsse in das Leitungssystem 26', 27' des druckbeaufschlagten Hydrauliksystems blockieren. Es ist zu beachten, dass, wenn keine Beschleunigung oder vernachlässigbare effektive Beschleunigung durch die Einlassventile 44', 46' auftritt, die Bodenflächen 82 direkt unter den Kugelabschnitten 80 der schwingenden Abschnitte 72 angeordnet sind und eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22' und den Leitungen 26', 27' hergestellt wird, wie in 5 dargestellt.
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Ein ringförmiger Anschlag 84 oder andere Anschläge können um die Bodenabschnitte 82 herum angebracht werden, um den Verfahrweg zu begrenzen oder den Stoß auf den Rückhalteringraum 78 zu reduzieren, der durch die Bodenabschnitte 82 verursacht werden kann, während er ansonsten auf die Rückhalteringraum 78 trifft.
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Der schwingende Abschnitt 72 kann aus einem Metall, wie beispielsweise einem polierten Edelstahl gebildet sein, und die Dichtungskappe 76 kann nach Bedarf aus einem Kunststoff oder Metall gebildet sein. Die Rückhalteringräume 78 können auch aus einem Kunststoff, wie beispielsweise PA46, oder einem anderen gewünschten Material gebildet sein. Der ringförmige Anschlag 84 kann aus einem stoßdämpfenden Material, wie beispielsweise Gummi oder einem anderen gewünschten Material, gebildet sein.
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Unter Bezugnahme auf die 6-7 ist noch eine weitere Variation des Fluidmanagementsystems veranschaulicht und im Allgemeinen mit 21" bezeichnet. Das Fluidmanagementsystem 21" kann im Antriebssystem 10 verwendet werden, und Aspekte des Fluidmanagementsystems 21", die in den 6-7 nicht dargestellt sind, können den in 1 oder den 2-5 beschriebenen Fluidmanagementsystemen 21, 21' ähnlich sein.
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Das Fluidmanagementsystem 21" beinhaltet ein Gehäuse 20", das einen Sumpf 22" und eine oder mehrere Leitungen 26" in Fluidverbindung mit einer oder mehreren Hydraulikpumpen (nicht dargestellt, aber ähnlich zu 24, 24') definiert. Die Leitung 26" ist in einer selektiven Fluidverbindung mit dem Sumpf 22" angeordnet.
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Eine Vielzahl von Fluid-Aufnahmepunkten 40", 42" stehen in Fluidverbindung mit dem Sumpf 22". Ein Dreiwegeventil, wie beispielsweise ein Wechselventil 44", ist konfiguriert, um eine selektive Fluidverbindung zwischen den Fluid-Aufnahmepunkten 40", 42" aus dem Sumpf 22" und der Leitung 26" herzustellen. Somit befinden sich ein Paar von Einlässen 41, 43 zum Wechselventil 44" in Fluidverbindung mit den Fluid-Aufnahmepunkten 40" bzw. 42", des Sumpfes 22". Wie im Folgenden näher erläutert wird, ist jedes Wechselventil 44" konfiguriert, um den Durchgang des Hydraulikfluids 23 vom Sumpf 22" zur Leitung 26" zu ermöglichen und den Durchgang des gasförmigen Fluids (z. B. Luft) vom Sumpf 22" zur Leitung 26" im Wesentlichen zu verhindern.
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Das Wechselventil 44" oder ein anderes Dreiwegeventil weist ein gleitendes Schieberventil 88 auf, das zum Gleiten in einem Ventilgehäuse 90 konfiguriert ist. Das Wechselventil 44" in diesem Beispiel ist so konfiguriert, dass es sich zwischen einer vollständig geöffneten Stellung (wie in 7 dargestellt), einer ersten geschlossenen Stellung (wie in 6 dargestellt) und einer zweiten geschlossenen Stellung bewegt, worin sich die Spule 88 in der Ausrichtung der 6-7 bis zur rechten Seite 98 des Gehäuses 90 bewegt.
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In der geöffneten Stellung (dargestellt in 7) stehen der erste und zweite Einlass 41, 43 zum Wechselventil 44" in Fluidverbindung mit einem durch das Ventilgehäuse 90 und einen schmalen Abschnitt 91 des Steuerventils 88 definierten Durchgang 92 und ferner mit einem Einlass 94 zur Leitung 26". Somit wird eine Fluidverbindung zwischen jedem der Einlässe 41, 43 und der Leitung 26" hergestellt.
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Unter Bezugnahme nun auf 6 ist das Hydraulikfluid 23 auf der linken Seite 54" des Sumpfgehäuses 20" dargestellt, wie es beispielsweise der Fall sein kann, wenn aufgrund von hohen G-Manövern eine Querbeschleunigungskraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Die rechte Seite 56" des Sumpfgehäuses 20", in der Ausrichtung von 6, enthält kein Hydraulikfluid 23 und das Hydraulikfluid 23 bedeckt nicht den Aufnahmepunkt 42", der mit dem zweiten Einlass 43 zum Wechselventil 44" verbunden ist.
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Beim Aufbringen einer Beschleunigungskraft neigt oder schwenkt eine linke Seite 96 des Wechselventilgehäuses 90 in die gleiche Richtung wie das Hydraulikfluid 23 (nach links, wie in 6 dargestellt). Somit gleitet das Schieberventil 88 zur linken Seite 96 des Gehäuses 90 und stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Einlass 41, dem Fluidkanal 92 sowie dem Einlass 94 zur Leitung 26" her. Der Einlass 43 ist durch einen breiten rechten Abschnitt 93 des Schieberventils 88 gegen eine Fluidverbindung mit dem Einlass 94 zur Leitung 26" blockiert. Somit ist unter einer Beschleunigungskraft, die das Hydraulikfluid 23, wie in 6 dargestellt, bewegt, der erste Einlass 41 zum Wechselventil 44" zur Leitung 26" hin geöffnet, während der zweite Einlass 43 zum Wechselventil 44" von der Leitung 26" verschlossen wird.
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Wenn das gesamte Hydraulikfluid 23 zur rechten Seite 56" des Sumpfgehäuses 20" beschleunigt würde, würde das Wechselventil 44" in die entgegengesetzte Richtung schwenken, wobei sich die rechte Seite 98 nach unten erstreckt und die Spule 88 des Wechselventils 44" zur rechten Seite 98 gleiten würde. In einer derartigen Konfiguration wäre der zweite Einlass 43 dann für den Einlass 94 zur Leitung 26" hin geöffnet, um eine Fluidverbindung zwischen dem Sumpf 22" und der Leitung 26" herzustellen, während der erste Einlass 41 vom Einlass 94 zur Leitung 26" durch den linken breiten Abschnitt 95 des Steuerventils 88 abgedichtet wäre.
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Infolgedessen sind die Wechselventile 44" konfiguriert, um den Fluiddurchgang zur Leitung 26" basierend auf dem Vorhandensein von Hydraulikfluid 23 an jedem Aufnahmepunkt 40', 42" und damit jedem Einlass 41, 43 zu ermöglichen oder zu blockieren, da eine Beschleunigungskraft, die das Hydraulikfluid 23 von einem jeweiligen Aufnahmepunkt 40", 42" wegbewegt, auch das Wechselventil 44" schwenkbar und die Spule 88 verschiebbar macht, und somit den Einlass 41, 43 abdichtet, der nicht von Hydraulikfluid 23 bedeckt ist. Das Wechselventil 44" ermöglicht mehrere Aufnahmepunkte 40", 42" für Hydrauliköl und blockiert gleichzeitig die Lufteinschlüsse in das Leitungssystem 26" des druckbeaufschlagten Hydrauliksystems.
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Während das Fluid im Sumpf 22, 22', 22" umherschwappt, kann Luft in das Hydraulikfluid 23 mitgeführt werden, was oft unerwünscht ist, wenn es zu anderen Komponenten, wie beispielsweise der Fluidkühleranordnung 34, gefördert wird. Das Strömungssteuerungssystem 21, 21', 21" ist konfiguriert, um Luft aus den Leitungen 26, 26', 26", 27, 27' durch Schließen jeder Leitung 26, 26', 26", 27, 27' auszuschließen, die nicht durch Hydraulikfluid 23 bedeckt ist, sodass das Hydraulikfluid 23 im Wesentlichen luftfrei an den Einlassventilen 44, 46, 44', 46', 44" vorbeiströmt.
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Unter Bezugnahme auf 8 ist eine Draufsicht des Sumpfgehäuses 20, 20', 20" eines der Fluidmanagementsysteme 21, 21', 21" veranschaulicht. Die ersten Einlässe 40, 40' (oder der Fluid-Aufnahmepunkt 40") und die zweiten Einlässe 42, 42' (oder der Fluid-Aufnahmepunkt 42") befinden sich an gegenüberliegenden Enden 99, 100 des Sumpfgehäuses 20, 22', 22". Dementsprechend ist es wahrscheinlich, dass das Hydraulikfluid 23 bei hohen seitlichen G-Bewegungen mindestens einen der Einlässe oder Fluid-Aufnahmepunkte 40, 40', 40", 42, 42', 42" bedeckt.
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Die Beschreibung ist nur als Beispiel zu verstehen und Ausführungsformen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, werden als im Rahmen der Erfindung befindlich verstanden. Diese Ausführungsformen sollten nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Offenbarung betrachtet werden.
