DE102009001701A1

DE102009001701A1 - Lamellenschaltelementanordnung

Info

Publication number: DE102009001701A1
Application number: DE200910001701
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Vallaster; Markus Wallner; Anton Waibel; Christoph Hess; Dennis Schaer; Hansjörg ROSI
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2010-09-30

Abstract

Es wird eine Lamellenschaltelementanordnung für ein Automatgetriebe in Planetenbauweise, mit zumindest einer Lamellenkupplung und/oder einer Lamellenbremse (2, 2') vorgeschlagen, welche jeweils zumindest ein erstes Lamellenpaket (3, 3') und zumindest ein zweites Lamellenpaket (4) umfassen, wobei eines der Lamellenpakete (3, 3') über zumindest ein Stellelement axial bewegbar ist, sodass eine Drehmomentübertragung zwischen den Reiblamellen (5, 5'; 8) der beiden korrespondierenden Lamellenpakete (3, 3', 4) realisierbar ist, und wobei zumindest eine Reiblamelle (5, 5') des axial bewegbaren Lamellenpaketes (3, 3') federnd ausgebildet ist, sodass eine Rückstellkraft auf das Stellelement aufbringbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenschaltelementanordnung für ein Automatgetriebe in Planetenbauweise gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 42 00 908 A1 ist ein automatisches Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit Planetengetriebe in bekannt. Als Lamellenschaltelemente sind Lamellenkupplungen und Lamellenbremsen vorgesehen, die jeweils zwei miteinander korrespondierende Lamellenpakete umfassen. Die Lamellenkupplungen und die Lamellenbremse sind in dem Schaltgetriebe Planetenstufen zugeordnet. Bei den Lamellenkupplungen sind beide Lamellenpakete drehbar gelagert, wobei sich bei den Lamellenbremsen eines der Lamellenpakete gehäuseseitig abstützt. Als Stellelement zum axialen Bewegen eines der Lamellenpakete ist ein Kupplungskolben beziehungsweise ein Bremskolben vorgesehen. Um eine Rückstellung des Kupplungskolbens oder des Bremskolbens zu realisieren, ist eine zusätzliche Tellerfeder erforderlich, die nach der Betätigung des bewegbaren Lamellenpaketes eine Rückstellkraft aufbringt.
Durch die Verwendung von zusätzlichen Bauteilen für die Rückstellung des axial bewegbaren Lamellenpaketes ist ein zusätzlicher Bauraum erforderlich, der die Baulänge des Automatgetriebes verlängert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lamellenschaltelementanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der die Rückstellung des Lamellenschaltelementes ohne zusätzliche Bauteile realisiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Somit wird eine Lamellenschaltelementanordnung für ein Automatgetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, wobei die Anordnung zumindest eine Lamellenkupplung und/oder eine Lamellenbremse oder dergleichen umfasst, die jeweils zumindest ein erstes Lamellenpaket und zumindest ein zweites Lamellenpaket aufweisen, wobei eines der Lamellenpakete über zumindest ein Stellelement axial bewegbar ist, so dass eine Drehmomentübertragung zwischen den Reiblamellen der beiden korrespondierenden Lamellenpakete realisierbar ist. Erfindungsgemäß kann nun zur Rückstellung vorgesehen sein, dass zumindest eine Reiblamelle des axial bewegbaren Lamellenpaketes federnd ausgebildet ist, so dass eine erforderliche Rückstellkraft auf das Stellelement aufgebracht werden kann, um eine gewünschte Rückstellung des bewegten Lamellenpaketes zu realisieren. Hierbei sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich, um die Rückstellkraft aufzubringen.
Je nach erforderlicher Höhe der Rückstellkraft kann die Anzahl der federnd ausgebildeten Reiblamellen angepasst werden, d. h., es können z. B. auch Reiblamellen nicht federnd ausgebildet sein. Beispielsweise können auch federnd und nicht federnd ausgebildete Lamellen alternierend angeordnet werden, wenn dies ausreicht, um die gewünschte Rückstellkraft zu erzeugen.
Aufgrund der federnden Eigenschaft des axial bewegbaren Lamellenpaketes kann eine Luftspieleinstellung bei der Montage entfallen, da das Stellelement beziehungsweise der Kolben nur so weit zurückgedrückt wird, wie erforderlich. Dies bringt insbesondere Vorteile bei der so genannten 0-Kilometer Schaltqualität. Zudem muss bei der Schnellfüllzeitadaption für die Betätigung des Kolbens als Stellelement nur der Belagverschleiß an den Lamellen der Lamellenpakete über die Lebensdauer eingelernt werden. Dadurch ergibt sich auch eine vereinfachte Ansteuerung des Stellelements durch die vorgeschlagene Lamellenschaltelementanordnung. Neben dem Entfall der Tellerfeder kann auch auf eine sonst erforderliche Wellfeder verzichtet werden, da die federnd ausgebildeten Reiblamellen diese Aufgaben mit übernehmen.
Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die federnde Eigenschaft dadurch realisiert wird, dass mehrere Reiblamellen des axial bewegbaren Lamellenpaketes im Bereich ihrer Befestigung abgewinkelt oder dergleichen ausgeführt sind. Die z. B. an einem Lamellenträger axial, jedoch drehfest gehaltenen Reiblamellen können somit entlang ihrer axialen Führung in dem Lamellenträger in axialer Richtung gebogen, abgewinkelt, gekröpft oder dergleichen ausgeführt sein. Durch eine Stellbewegung des Lamellenträgers in Richtung des korrespondierenden Lamellenträgers werden die federnd ausgeführten Reiblamellen vorgespannt, so dass eine Rückstellkraft aufgebaut wird.
Wenn die Reiblamellen jeweils in die gleiche axiale Richtung abgewinkelt beziehungsweise gekröpft sind, kann als Maß für die Abwinklung etwa die Belagdicke der Lamellen zuzüglich des Lüftspiels zwischen den Reiblamellen vorgesehen sein.
Es ist gemäß einer nächsten Weiterbildung auch möglich, dass benachbarte Reiblamellen des axial bewegbaren Lamellenpaketes einander zugewandt abgewinkelt sind. Auf diese Weise spannen sich die Lamellen gegenseitig vor, um die erforderliche Rückstellkraft aufzubauen. Bei dieser Art der Ausgestaltung der Lamellen sollte die letzte Lamelle des axial bewegbaren Lamellenpaketes einem Anschlag oder dergleichen zugeordnet sein.
Wenn die jeweils benachbarten Lamellen einander zugewandt abgewinkelt sind, kann als Maß für die Abwinklung in axialer Richtung etwa die Belagdicke der Lamellen zuzüglich des halben Lüftspiels zwischen den Lamellen vorgesehen sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste dem Stellelement zugewandte Reiblamelle des axial bewegbaren Lamellenpaketes nicht federnd beziehungsweise abgewinkelt ausgebildet ist, da somit das Stellelement die Stellkraft optimal auf das Lamellenpaket verteilen beziehungsweise aufbringen kann.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausführung kann sowohl bei einer Lamellenkupplung als auch bei einer Lamellenbremse sowie auch bei beiden zusammen eingesetzt werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung exemplarisch anhand einer Lamellenbremse in einem Automatgetriebe in Planetenbauweise näher erläutert. Es ist jedoch auch möglich, dass die erfindungsgemäße Lamellenschaltelementanordnung auch bei anderen Getrieben eingesetzt wird. Es zeigen:
1 eine geschnittene Ansicht einer ersten möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Lamellenschaltelementanordnung in einem nur teilweise dargestellten Automatgetriebe; und
2 eine geschnittene Ansicht einer zweiten möglichen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lamellenschaltelementanordnung in einem nur teilweise dargestellten Automatgetriebe.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante ist die vorgeschlagene Lamellenschaltelementanordnung beispielhaft in einem Gehäuse 1 eines Automatgetriebes in Planetenbauweise dargestellt. Als Lamellenschaltelement der Lamellenschaltelementanordnung ist beispielhaft eine Lamellenbremse 2, 2' gezeigt.
Die Lamellenbremse 2, 2' umfasst ein erstes Lamellenpaket 3, 3' als Außenlamellenpaket mit Außen-Reiblamellen 5, 5' und ein zweites Lamellenpaket 4, 4' als Innenlamellenpaket mit Innen-Reiblamellen 8. Die Reiblamellen 5, 5' des ersten Lamellenpaketes 3, 3' sind mit ihren radial äußeren Enden 12, 12' an einem Außenlamellenträger 6 drehfest, jedoch axial bewegbar gehalten. Der Außenlamellenträger 6 ist an dem Gehäuse 1 des Automatgetriebes befestigt. Auf diese Weise können die Reiblamellen 5, 5' und damit auch das gesamte Lamellenpaket 3, 3' axial an dem Außenlamellenträger 6 verschoben werden, um eine gewünschte Stellbewegung über ein Stellelement zu realisieren. Als Stellelement ist ein Kolben 7 vorgesehen.
Das zweite Lamellenpaket 4 ist mit den radial inneren Enden 13 der Reiblamellen 8 an einem Innenlamellenträger 9 befestigt, so dass keine Axialbewegung möglich ist. Der Innenlamellenträger 9 ist wiederum an einem Hohlrad 10 einer zugeordneten Planetenradstufe des Automatgetriebes gehalten. Somit können die Lamellen 8 des zweiten Lamellenpaketes 4, 4' mit dem Hohlrades 10 mitrotieren. Auf diese Weise kann das Hohlrad 10 durch die Lamellenbremse 2, 2' bei Bedarf abgebremst und festgesetzt werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine Lamelle 5, 5' des axial bewegbaren, ersten Lamellenpaketes 3, 3' federnd ausgebildet ist, so dass eine Rückstellkraft auf den Kolben 7 aufgebracht werden kann.
Gemäß der ersten Ausführungsvariante entsprechend der 1 wird dies bei der Lamellenbremse 2 dadurch erreicht, dass mehrere Reiblamellen 5 des axial bewegbaren Lamellenpaketes 3 im Bereich ihrer Befestigung beziehungsweise ihrer radial äußeren Enden 12 jeweils in die gleiche axiale Richtung abgewinkelt beziehungsweise gekröpft sind.
Durch das Aufbringen einer axialen Stellbewegung des Kolbens 7 auf das bewegbare, äußere Lamellenpaket 3 werden die abgewinkelten Reiblamellen 5 wieder platt gedrückt, so dass eine Rückstellkraft aufgebracht wird. Sobald der Kolben drucklos ist, wird dadurch das Lamellenpaket 3 wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt. Das axiale Maß der Abwinklung jeder Reiblamelle 5 entspricht etwa der Belagdicke der Reiblamellen 5, 8 des Lamellenpaketes 3, 4 zuzüglich des Lüftspiels zwischen den Reiblamellen 5 und 8.
Gemäß der zweiten Ausführungsvariante entsprechend der 2 wird die federnde Eigenschaft des axial bewegbaren Lamellenpaketes 3' dadurch erreicht, dass benachbarte Reiblamellen 5' im Bereich ihrer Befestigung beziehungsweise ihrer radial äußeren Enden 12' jeweils einander zugewandt abgewinkelt beziehungsweise abgekröpft sind. Hierdurch ergibt sich ebenfalls die gewünschte Rückstellkraft bei der Stellbewegung des Kolbens 7. Jedoch ist bei der zweiten Ausführungsvariante als axiales Maß für die Abwinklung in axialer Richtung nur etwa die Belagdicke der Reiblamellen 5', 8 zuzüglich des halben Lüftspiels zwischen den Reiblamellen 5' und 8 erforderlich. Ferner ist bei der zweiten Ausführungsvariante die letzte Reiblamelle 5' des axial bewegbaren Lamellenpaketes einem Anschlag 11 zugeordnet, um die entsprechende Abstützung zum Aufbringen der Rückstellkraft zu ermöglichen.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante ist es vorteilhaft, wenn die erste dem Kolben 7 zugewandte Reiblamelle 5, 5' des axial bewegbaren Lamellenpaketes 3, 3' mit einer geringeren Rückstellkraft ausgelegt ist. Dadurch kann der Kolben 7 die Stellkraft optimal auf das Lamellenpaket 3, 3' übertragen.
Insbesondere wenn als Lamellenschaltelement eine Lamellenkupplung mit erheblichen Stützfaktoränderungen in den einzelnen Gängen verwendet wird, können die ersten bis zweiten Reiblamellenpaarungen so ausgelegt werden, dass nur diese im Niedriglastbereich Moment übertragen und erst mit Erreichen höherer Drücke die weiteren Reiblamellen mit angepresst werden. Darüber hinaus lassen sich Schleppmomente verbessern, da jede Reiblamelle 5, 5', 8 immer ihr definiertes Lüftspiel hat.

1: Gehäuse
2, 2': Lamellenbremse
3, 3': erstes Lamellenpaket
4: zweites Lamellenpaket
5, 5': Reiblamellen des ersten Lamellenpaketes
6: Außenlamellenträger
7: Kolben
8: Reiblamellen des zweiten Lamellenpaketes
9: Innenlamellenträger
10: Hohlrad
11: Anschlag
12, 12': radial äußeres Ende
13: radial inneres Ende

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4200908 A1 [0002]

Claims

Lamellenschaltelementanordnung für ein Automatgetriebe in Planetenbauweise, mit zumindest einer Lamellenkupplung und/oder einer Lamellenbremse (2, 2'), welche jeweils zumindest ein erstes Lamellenpaket (3, 3') und zumindest ein zweites Lamellenpaket (4) umfassen, wobei eines der Lamellenpakete (3, 3') über zumindest ein Stellelement axial bewegbar ist, sodass eine Drehmomentübertragung zwischen den Reiblamellen (5, 5'; 8) der beiden korrespondierenden Lamellenpakete (3, 3', 4) realisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Reiblamelle (5, 5') des axial bewegbaren Lamellenpaketes (3, 3') federnd ausgebildet ist, sodass eine Rückstellkraft auf das Stellelement aufbringbar ist.
Lamellenschaltelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reiblamellen (5, 5') des axial bewegbaren Lamellenpaketes (3, 3') im Bereich ihrer Befestigung abgewinkelt sind.
Lamellenschaltelementanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußeren Enden (12) der Reiblamellen (5) des axial bewegbaren Lamellenpaketes (3) jeweils in die gleiche axiale Richtung abgewinkelt sind.
Lamellenschaltelementanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Abwicklung in axialer Richtung etwa die Belagdicke der Reiblamellen (5, 8) zuzüglich des Lüftspiels zwischen den Reiblamellen (5, 8) vorgesehen ist.
Lamellenschaltelementanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die radial äußeren Enden (12') benachbarter Reiblamellen (5') des axial bewegbaren Lamellenpaketes (3') einander zugewandt abgewinkelt sind.
Lamellenschaltelementanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der letzten Reiblamelle (5') des axial bewegbaren Lamellenpaketes (3') ein Anschlag (11) zugeordnet ist.
Lamellenschaltelementanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Abwinklung in axialer Richtung etwa die Belagdicke der Reiblamellen (5', 8) zuzüglich des halben Lüftspiels zwischen den Reiblamellen (5', 8) vorgesehen ist.
Lamellenschaltelementanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, dem Stellelement zugewandte Reiblamelle (5, 5', 8) nicht federnd ausgebildet ist.
Lamellenschaltelementanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lamellenschaltelement eine Lamellenbremse (2, 2') mit dem axial bewegbaren, äußeren Lamellenpaket (3, 3') und dem inneren Lamellenpaket (4) vorgesehen ist.
Lamellenschaltelementanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reiblamellen (5, 5') des äußeren Lamellenpaketes (3, 3') mit den radial äußeren Enden (12, 12') an einem Außenlamellenträger (6) getriebegehäusefest und drehfest sowie axial bewegbar angeordnet sind, wobei das äußere Lamellenpaket (3, 3') über einen Kolben (7) als Stellelement axial bewegbar ist.
Lamellenschaltelementanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reiblamellen (8) des inneren Lamellenpaketes (4) mit den radial inneren Enden (13) an einem Innenlamellenträger (9) befestigt sind, der an einem Hohlrad (10) einer zugeordneten Planetenstufe gehalten ist.