DE2125850A1 - Kupplungsanordnung für Planetenradgetriebe - Google Patents
Kupplungsanordnung für PlanetenradgetriebeInfo
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Description
Firma Guido Engelhardt
ZF-Borg-Warner GmbH. Patentanwalt
Friedrichshafen D-7990 Friedrichshafen
Löwentaler Str. 3 Tel. (07541) 61338
Kupplungsanordnung für Planetenradgetriebe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsanordnung für Planetenradgetriebe, insbesondere für in Abhängigkeit von
der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Leistungsanforderung selbsttätig schaltende Kraftfahrζeug-Planetenradgetriebe,
wobei drei konzentrisch zueinander auf einer Welle in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnete Reibungskupplungen oder
Bremsen vorgesehen sind, die jeweils mittels eines, von Druckmittel beaufschlagbaren Kolbens schaltbar sind und
unmittelbar oder über Zwischenglieder mit dem Planetenradgetriebe in Verbindung stehen.
Stufenwechsel-Getriebe für Kraftfahrzeuge mit mehreren koaxial zueinander liegenden Kupplungen, durch die eine Eingangswelle
mit den Eingangsgliedern eines Planetenradgetriebes verbindbar ist, sind bereits in einer grossen Anzahl
unterschiedlicher Ausgestaltungen bekannt. Des weiteren ist es bekannt, die bei derartigen Getrieben vorgesehenen Kupplungen
zumindest teilweise konzentrisch ineinander anzuordnen.
Die bisher vorgesehenen Kupplungsanordnungen bauen jedoch sehr gross, so dass nicht nur der Bauaufwand erheblich ist
und damit deren Herstellkosten, zumal die einzelnen Bauteile in herkömmlicher Weise durch Spanabnahme gefertigt werden,
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beträchtlich sind, sondern auch die Baugrösse des Getriebes
ungünstig beein£lusst$lrd. Vor allem ist bei den bekannten
Ausführungen der eingangs genannten Art eine Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten, sowie eine leichte Montage
und Demontage der einzelnen Bauteile vielfach nicht möglich, und es muss, um die Betätigung der inneren mit den kleineren
Reibflächen ausgestatteten Kupplung sicherzustellen, Druckmittel mit hohem Druck zur Verfügung stehen, damit diese
Kupplung rasch und sicher geschlossen wird. Desweiteren ist die Zuleitung des Druckmittels oftmals mit Schwierigkeiten
baulicher Art verbunden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kupplungsanordnung
für Planetenradgetriebe, insbesondere für in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Leistungsanforderung
selbsttätig schaltende Kraftfahrzeug-Planetenradgetriebe, die aus drei konzentrisch zueinander auf einer Welle in einem
gemeinsamen Gehäuse angeordneten Reibungskupplungen oder Bremsen besteht und die jeweils mittels eines, von Druckmittel
beaufschlagbaren Kolbens schaltbar sind und unmittelbar oder über Zwischenglieder mit dem Planetenradgetriebe
in Verbindung stehen, zu schaffen, durch die die Nachteile der vorbekannten Ausführungen weitgehend vermieden werden
und die nicht nur äusserst einfach in ihrer Ausgestaltung und damit wirtschaftlich herzustellen ist, sondern durch
die auch der vorhandene. 3auraum optimal ausgenutzt wird. Ferner soll erreicht werden, dass der Einbau und gegebenenfalls
der Ausbau einzelner Bauteile leicht und ohne aufwendige Montagevorrichtungen vorzunehmen ist und dass durch
Änderung einzelner Bauteile oder Baugruppen, ohne dass dadurch das Betriebsverhalten beeinträchtigt wird, eine Anpassung
an geänderte Verhältnisse, z.B. ein höheres oder niederes zu übertragendes Drehmoment, auf einfache Weise
möglich ist.
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Gemäss der Erfindung wird dies bei einer Kupplungsancrdnung
aer vorgenannten Art im -wesentlichen dadurch erreicht, dass den beiden inneren Kupplungen zwei einander gegenüberliegende
Betätigungskolben zugeordnet sind, deren vom Druckmittel ceaufschlagbare Kolbenflächen gleich oder etwa gleich gross
bemessen sind, und dass zur Betätigung der äusseren Kupplung oder Bremse ein Ringkolben vorgesehen ist, der in dem Kupplungsgehäuse
und/oder dem Gehäusedeckel geführt ist.
In zweckmässiger Weise kann hierbei die Zuführung des Druckmittels
zu jedem der den Kolben zugeordneten Druckräumen auf einer Seite des Getriebes über/len das die Kupplungen umgebende
vorzugsweise einseitig offene Gehäuse verschliessbaren Deckel eingearbeitete, voneinander getrennte Bruckmittelzuführungsleitungen
erfolgen, wobei die Druckmittelzuführung zu denken beiden inneren Kupplungen zugeordneten Druckräumen
über versetzt zueinander, beispielsweise schräg zur Längsachse gerichteten, in den Deckel eingearbeitete Druckmittelkanäle
erfolgt, die mit dem Druckraum der inneren Kupplung unmittelbar oder über weitere, in den Deckel eingearbeitete
Kanäle und mit dem Druckraum der anderen Kupplung über in die Welle eingearbeitete Kanäle in Verbindung stehen.
Der der inneren Kupplung zugeordnete Betätigungskolben ist in vorteilhafter Weise zur Vergrösserung der von Druckmittel
beaufschlagbaren Fläche winkelförmig nach Art eines Doppelwinkels auszubilden, dessen einer Schenkel im Bereich der
Kupplung parallel zu deren Reibscheiben oder schräg zu diesen verläuft und dessen anderer Schenkel konzentrisch innerhalb
der Kupplung angeordnet ist, und die beiden gemeinsam oder getrennt von Druckmittel beaufschlagbaren Kolbenteile sind
durch ein Zwischenstück zwangsläufig miteinander zu verbinden, wobei der den Reibscheiben zugeordnete Schenkelteil
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des Kolbens mit einem auf diesen einwirkenden Druckstück zu versehen und der Kolben ganz oder teilweise in einem ein-
oder mehrteiligen Zylinder verschiebbar einzusetzen ist, der der Form des Kolbens angepasst ist.
Die Zuführung des Druckmittels in den von dem Kolben und dem Zylinder der inneren Kupplung gebildeten Druckraum aus dem
in den Gehäusedeckel eingearbeiteten Druckmittelkanal ist zweckmässigerweise über einen oder mehrere in den Zylinder
eingearbeitete Druckmittelkanäle im Bereich des innerhalb der Reibscheiben angeordneten Schenkels vorzunehmen. Hierzu
ist der Zylinder der inneren Kupplung auf dem dessen Form angepassten Gehäusedeckel zu lagern, wobei der Deckel im
Bereich des innerhalb der Reibscheiben angeordneten Schenkels einen achsparallelen Ansatz aufweisen sollte, in den der Druckmittelzuführungskanal
einzuarbeiten ist, und zur Abdichtung des Druckmittelzuführungskanals bzw. des zwischen dem Ansatz
und dem Zylinder gebildeten Raumes sind in diese und/oder der diese Bauteile tragende Welle Kolbenringe einzusetzen.
Zur Verkleinerung der Baugrösse ist es ferner angebracht, die
Aussenlamellen der inneren Kupplung und die Innenlamellen der mittleren Kupplung sowie die Aussenlamellen der mittleren
Kupplung und die Innenlamellen der äusseren Kupplung jeweils auf einem gemeinsamen Lamellenträger anzuordnen.
Ferner sollte, um den Einbau zu erleichtern oder um z.B. einen grösseren Lamellenträger vorzusehen, einer oder mehrere der
Lamellenträger jeweils aus zwei Bauteilen bestehen, von denen das eine Bauteil als sich in Achsrichtung erstreckendes, die
Reibscheibenverzahnung aufweisendes Bauteil und das andere als in dieses einsetzbares Abstützteil ausgebildet ist.
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Zur lösbaren Verbindung der beiden Teile miteinander ist es hierbei zweckmässig, das Abstützteil auf seiner Aussenmantelfläche
mit einer in die Reibscheibenverzahnung eingreifenden Verzahnung, mit zugeordneten Vorsprüngen, Ausnehmungen od.
dgl. auszustatten, und ferner beide' Teile in Achsrichtung miteinander zu fixieren,wobei dazu an dem sich axial erstreckenden
Bauteil Anschläge in Form von eingearbeiteten Anschlagflächen, einsetzbaren Bolzen od.dgl. vorzusehen sind,
an denen das Abstützteil unmittelbar oder über Zwischenglieder anliegt.
Aus baulichen Gründen ist es des weiteren vorteilhaft, die Innenlamellen der mittleren Kupplung und die Aussenlamellen
der inneren Kupplung unmittelbar an dem den Betätigungskolben dieser Kupplung aufnehmenden Zylinder, der mit der Antriebswelle
drehfest verbunden ist, abzustützen.
Eine sehr wirtschaftliche Fertigung ist gegeben, wenn der doppelwinkelförmig ausgebildete Betätigungskolben den
inneren Kupplung, der diesen und/oder den Betätigungskolben der mittleren Kupplung aufnehmende Zylinder und/oder ein oder
mehrere Lamellenträger im Tiefziehverfahren oder im Sinterverfahren hergestellt werden.
Zur Führung des der äusseren Kupplung zugeordneten Ringkolbens ist es zweckmässig, jeweils eine an dem Gehäuse und eine an
dem Deckel oder/feiner einsetzbaren Zwischenwand angebrachte Lauffläche vorzusehen, wobei zur Führung des Kolbens in dem
Gehäuse die in Achsrichtung verlängerte Zentrierfläche des Deckels als Lauffläche benutzt und zur Führung im Deckel
dieser mit einem axial gerichteten Vorsprung, einem Ansatz od.dgl. ausgestattet wird, in den eine vorzugsweise der Zentrierfläche
des Deckels zugeordnete Lauffläche eingearbeitet ist.
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Zur Unterteilung des in der Welle eingearbeiteten Kanals in zwei voneinander getrennte Zuführungskanäle zur Zuführung
von aus entgegengesetzten Richtungen anströmendem Druck- und/oder Schmiermitte]/zu einer der zwei Kupp- *
lungen, zu Lagern od. dgl. ist es ferner angebracht, in den Kanal ein Einsatzstück einzusetzen, das mit zwei jeweils
zu einer der beiden Stirnseiten und den zugeordneten weiterführenden Kanälen offenen Ausnehmungen versehen
ist. Das Einsatzstück sollte verdrehfest, z.B. mittels Preßsitz oder durch Verstemmen,"und axial unverschiebbar
in dem Kanal angeordnet sein.
Das Einsatzstück kann hierbei in vorteilhafter Weise als Rundholzen ausgebildet werden, in den zwei vorzugsweise
in der Aussenmantelfläche eingearbeitete und gegenüberliegende, sich über einen Teil der Bolzenlänge erstreckende
und vorzugsweise im Querschnitt kreissegmentförmige
Ausnehmungen eingearbeitet sind.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Kupplungsanordnung
zeichnet sich nicht nur durch eine einfache konstruktive Ausgestaltung und durch eine rationelle Fertigung der
einzelnen Bauteile aus, sondern vielmehr durch eine kurze, kompakte Bauweise, bei dennoch guter Einbaumöglichkeit
der Bauteile. Der vorhandene Bauraum kann somit in optimaler V/eise ausgenutzt werden, zumal von den jeweiligen
Bauteilen mehrere Funktionen, z.B. die Halterung der Lamellen zweier Kupplungen mittels eines Lamellenträgers,
übernommen werden. Die Fertigung und der Einbau der Teile bereitet dabei keine Schwierigkeiten, vielmehr können
vielfach die Teile im Tiefziehverfahren und/oder im Sinterverfahren angefertigt werden, so dass nur in geringem Umfang
eine Spanabnahme erforderlich ist. Auch ist durch die Anordnung der Kolben der mittleren und der inneren Kupplung
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auf den beiden Aussenseiten der Kupplungen, wobei die Zuführung
ohne Probleme von einer Seite aus erfolgen kann, die Möglichkeit gegeben, deren vom Druckmittel beaufschlagte
Flächen etwa gleich gross zu bemessen, um durch eine einfache Umsteuerung eine wechselseitige Betätigung
der Kupplungen vornehmen zu können. Hochgespanntes Druckmittel muss dabei nicht zur Verfügung stehen, da die von
diesen beaufschlagten Flächen der Kolben, ohne die Baugrösse der Kupplungsanordnung ungünstig zu beeinflussen,
verhältnismässig gross bemessen werden können. Dies wirkt sich auch günstig auf die Schaltzeiten und das Betriebsverhalten
aus, da eine entsprechende Dimensionierung der Kolben und der Zylinder möglich und somit nur geringe
Massenkräfte aufzubringen sind.
Weitere Einzelheiten der gemäss der Erfindung ausgebildeten
Kupplungsanordnung für Planetenradgetriebe sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend
im einzelnen erläutert ist, zu entnehmen. Hierbei zeigt:
Fig. 1 ein mit der Kupplungsanordnung ausgestattetes
Getriebe, teilweise im Axialschnitt, und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Das in der Figur 1 mit 1 bezeichnete Getriebe besteht im wesentlichen aus einem nicht dargestellten, in einem Gehäuse
2 angeordneten Planetenradsatz 8 und diesem zugeordneten Kupplungen 5, 6 und 7, die unmittelbar oder über
Zwischenglieder auf einer Antriebswelle 4 gelagert sind. Die Kupplungen 5, 6 und 7 sind hierbei konzentrisch zueinander
in das durch einen Deckel 3 verschliessbare Gehäuse 2 eingesetzt und bilden eine kompakte Kupplungsan-
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Ordnung, durch die einzelne Teile des Planetenradsatzes 8 wahlweise mit der Antriebswelle 4 und/oder mit dem Gehäuse
2 verbunden werden können.
Die radial innere Kupplung 5 ist aus den Innenlamellen 22 und den Aussenlamellen 23, die von den Lamellenträgern 21
bzw. 20 gehalten werden und durch einen Kolben 9 gegen ein Widerlager 24 pressbar sind, gebildet. Der Lamellenträger 20, der eine Verzahnung 31 aufweist, ist hierbei
mit dem den Kolben 9 aufnehmenden Zylinder 15 fest verbunden, der wiederum mit der Antriebswelle 4 verschweisst
ist, so dass von dieser die Antriebsleistung auf den Lamellenträger 20 und somit auf die Kupplungen 5 und 6, da
dieser auch die Innenlamellen 41 der mittleren Kupplung 6 trägt, übertragbar ist.
Der der Kupplung 5 zugeordnete Kolben 9 ist winkelförmig ausgebildet, und zwar nach Art eines Doppelwinkels, dessen
einer Schenkel 10 im Bereich der Lamellen 22, 23 schräg zu diesen verläuft, während der andere Schenkel 11 radial
innerhalb der Lamellen 22 und 23 vorgesehen ist und mit dem Schenkel 10 durch ein achsparalleles Zwischenstück 12
in Verbindung steht. Die vom Druckmittel beaufschlagbare Fläche 53 des Kolbens 9 kann auf diese Weise sehr gross
bemessen werden, so dass eine sichere und rasche Schliessung der Kupplung 5 auch mit niedergespanntem Druckmittel möglich
ist.
Zu diesem Zweck ist Druckmittel über den in den Gehäusedeckel 2 eingearbeiteten Kanal 16 in den Druckraum 14 zu bringen
und dort ist Druck aufzubauen, damit der Kolben9 nach rechts entgegen dem sich an dem Zwischenring 18 abstützenden Rückstellfeder
19 verschoben wird. Das an dem Kolben 10 angebrachte Druckstück 13 wirkt dabei auf die Lamellen 22, 23
ein, so dass diese gegen das Widerlager 24 gepresst werden
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und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Lamellenträger 20 der mittleren Kupplung 6 und dem Lamellenträger
21 hergestellt ist. Wird das in dem Druckraum 14 befindliche Druckmittel entspannt, so wird durch das in den
Kolben 9 eingebaute Ventil 17, da der Kolben 9 zusammen mit dem Zylinder 15 ständig umläuft, selbsttätig eine Entleerung
und Entlüftung des Druckraumes 14 vorgenommen.
Zur Lagerung des den Kolben9 der inneren Kupplung 5 aufnehmenden Zylinders 15 dient der Gehäusedeckel 3, der zu
diesem Zweck im Bereich des innerhalb der Reibscheiben 22 und 23 dieser Kupplung angeordneten Schenkels 11 mit einem
achsparallelen Ansatz 65 ausgestattet ist. In diesen Ansatz 65 ist auch der Zuführungskanal I6eingearbeitet, und
der Zylinder 15 ist ebenfalls mit einem zugeordneten Kanal 64 versehen, so dass das Druckmittel, ohne dass es über
die ¥elle 4 geleitet werden müsste, unmittelbar aus dem Kanal 16 in den Druckraum 14 einströmen kann. Zur Abdichtung
der Lagerstellen des Gehäusedeckels 3 auf der Welle 4 und des Zylinders 15 auf dem Ansatz 65 des Deckels 3 bzw.
des zwischen dem Zylinder 15 und dem Ansatz 65 gebildeten Raumes sind Kolbenringe 66 und 67 vorgesehen, die in dem
Ansatz 65 bzw. der Welle 4 gehalten sind.
Der Lamellenträger 21 ist aus zwei Bauteilen gebildet, und zwar aus einem sich in axialer Richtung erstreckenden Bauteil
25, das mit einer Verzahnung 30 für die Innenlamellen
22 der Kupplung 5 ausgestattet ist, und einem Abstützteil 26, das mit einem Teil des Planetenradsatzes 8 in Verbindung
steht. Die Teile 25 und 26 sind hierbei lösbar miteinander verbunden. Dazu ist das Abstützteil 26 mit einer
der Verzahnung 30 des Teils 25 angepassten Aussenverzahnung 55 ausgestattet, und es sind an dem Teil 25 zwei Anschläge
27 und 28 angebracht, an denen das Teil 26 unmittelbar bzw. über einen einsetzbaren Federring 29 anliegt. Bei
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der Montage des Lamellenträgers 21 ist somit lediglich
das Teil 25 auf das gegebenenfalls bereits eingebaute Abstützteil 26 aufzuschieben, bis der Anschlag 27 an
diesem anliegt. Sodann ist der Federring 29 in den freien
Raum zwischen dem Abstützteil 26 und dem Anschlag 28 einzusetzen, um neben der drehfesten Verbindung durch die
Verzahnungen 30 und 55 eine Fixierung in axialer Richtung zu bewerkstelligen.
Der der mittleren Kupplung 6 zugeordnete Betätigungskolben 32 ist auf der dem Kolben 9 gegenüberliegenden Seite der
Kupplungen 5, 6 und 7 angeordnet und dessen vom Druckmittel beaufschlagte Fläche 54 ist etwa gleich gross bemessen wie
die Kolbenfläche 53» so dass die Kolben9 und 32 mit dem gleichen Druckmittel beaufschlagt werden können. Der Kolben
32 ist hierbei entgegen der Kraft der Rückstellfedern 37, die sich an dem Bauteil 34 abstützen, verschiebbar in
einem Zylinder 33 eingesetzt und auf dem Bauteil 34 gelagert,
an dem der Zylinder 33 angeschweisst ist. Das Bauteil 34 ist an dem freien Ende als Sonnenrad (nicht dargestellt)
ausgebildet, so dass die Antriebsleistung über den Zylinder 33, da der Mitnehmer 39 mit einer.entsprechenden Verzahnung
40 für die Aussenlamellen 42 der mittleren Kupplung 6 und die Innenlamellen 50 der äusseren als Bremse
wirkenden Kupplung 7 versehen ist, dem Planetenradsatz 8 zugeleitet wird.
Die Zuführung des Druckmittels zu dem Druckraum 35 und der Kupplung 6 erfolgt über den in den Gehäusedeckel 2 eingearbeiteten
Kanal 36 und den Kanal 36' und 36fl in der
Welle 4 sowie die Durchbrüche 36' " und 36' ' ' · in den Bauteilen
26 und 34. Der Kanal 36 ist hierbei wie auch der Kanal 16, die versetzt zueinander angeordnet sind, schräg
zur Längsachse des Getriebes 1 geneigt, so dass eine Umlenkung nicht erforderlich ist und eine gute Ausnutzung des
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des Bauraumes durch Umgehung der Lagerstelle ermöglicht wird. Die doppelwinkelförmige Ausgestaltung des Kolbens 9
ist mit Voraussetzung, dass diese Anordnung der Kanäle 16 und 36 gewählt werden kann.
Wird in dem Druckraum 35 Druck aufgebaut, so wird der Kolben 32 nach links vorgeschoben und die Innenlamellen 41 und
die Aussenlamellen 42 der mittleren Kupplung 6 werden durch diesen gegen das Widerlager 43 gepresst, so dass in diesem
Fall eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Welle 4 und dem Zylinder 15» dem an diesem befestigten Mitnehmer
und dem Planetenradsatz 8, der über das Bauteil 34 und den Zylinder 33 mit dem Lamellenträger 39 in Verbindung steht,
hergestellt ist. Über ein Ventil 38 ist der Druckraum 35 bei Druckwegnahme ebenfalls selbsttätig entleerbar.
Zur Betätigung der als Bremse wirkenden äusseren Kupplung 7 dient ein Ringkolben 44, der bei Druckmittelzufuhr über den
Kanal 46 in den Druckraum 45 entgegen der Kraft der Rückstellfedern 48 über einzelne Druckstücke 47 auf die Lamellen
50 und 51 einwirkt. Die Innenlamellen 50 sind hierbei in dem Lamellenträger 39 gehalten, während die Aussenlamellen
51 in einer in das Gehäuse 2 eingearbeiteten Verzahnung 49 geführt sind, in der auch das Widerlager 52 eingesetzt ist.
Der Kolben 44 ist hierbei sowohl in dem Gehäuse 2 als auch in dem Gehäusedeckel 3 geführt, in dem in diesen Teilen
Laufflächen 56 und 57 eingearbeitet sind. Die Lauffläche,
56 ist hierbei eine Verlängerung der Zentrierfläche 59 für den Gehäusedeckel 3f während die Lauffläche 57 an einem Vorsprung
58 des Deckels 3 angebracht ist.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Laufflächen56 und 57 ohne grossen Aufwand und dennoch mit grosser Genauigkeit
herzustellen, wobei die Lauffläche 57 lediglich massgenau zur Zentrierfläche 59' zu bearbeiten ist.
Zur Zuführung von Schmiermittel zu den Kupplungen 5, 6 und
7 ist in der Welle 2 des weiteren ein Kanal 63 vorgesehen, dem das Schmiermittel von rechts zuströmt. Um dazu ebenfalls
den in der Welle 4 eingearbeiteten zentrischen Kanal 36' benutzen zu können, ist in diesen ein besondersartig
geformtes Einsatzstück 60 eingesetzt, das zusätzlich zu dem Kanal 61 für die Druckmittelzuführung zu dem
Druckraum 35 der Kupplung 6 einen weiteren getrennten Kanal 62 aufweist, über den das Schmiermittel in den Kanal
63 eintreten kann. Auf diese Weise ist es möglich,Druck- und Schmiermittel über den Kanal 36' zu leiten, ohne dass
diese miteinander in Berührung kommen und ohne dass in die Welle 4 ein weiterer Kanal einzuarbeiten wäre.
Das Einsatzstück 60 ist als Rundbolzen ausgebildet und verdrehfest,
indem es beispielsweise an der rechten Stirnfläche nach dem Einbau in den abgesetzten Teil des Kanals 36'
verstemmt wurde, eingesetzt. Die Ausnehmungen 61 und 62 sind hierbei, wie es dem eingezeichneten Querschnitt entnommen
werden kann, kreissegmentförmig und erstrecken sich über einen Teil der Bolzenlänge, so dass das von
links anströmende Druckmittel von dem von rechts zuströmenden Schmiermittel getrennt gehalten wird, aber dennoch
beide Medien über einen Kanal den weiterführenden Kanälen 36·' bzw. 63 zugeführt werden.
Wie es insbesondere auch aus der Fig. 2 hervorgeht, in der ausschliesslich die einzelnen Mitnehmer mit den Mitnehmer-
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verzahnungen dargestellt sind, wird durch die getroffene Anordnung
der Kupplungen 5, 6 und 7 sowie die Ausgestaltung der jeweiligen Kupplungsbauteile eine optimale Ausnutzung
des vorhandenen Bauraums ermöglicht. Dennoch ist der Einbau der die Kupplungen 5, 6 und 7 bildenden Bauteile, die
kostengünstig zum Grossteil in spanloser Verformung herstellbar sind, ohne Schwierigkeiten möglich. Die erfindungsgemässe
Kupplungsanordnung bietet somit erhebliche Vorteile, so
dass eine vielseitige Verwendbarkeit bei hoher Betriebssicherheit gegeben ist.
19. 5. 1973/ - giu
20985Q/Q354
Claims (19)
1. Kupplungsanordnung für Planetenradgetriebe, insbesondere
für in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Leistungsanforderung selbsttätig schaltende Kraftfahrzeug-Planetenradgetriebe,
bestehend aus drei konzentrisch zueinander auf einer Welle in einem gemeinsamen Gehäuse
angeordneten Reibungskupplungen oder Bremsen, die Jeweils mittels eines, von Druckmittel beaufschlagbaren Kolbens
schaltbar sind und unmittelbar oder über Zwischenglieder mit dem Planetenradgetriebe in Verbindung stehen, dadurch
gekennzeichnet, dass den beiden inneren Kupplungen (5, 6) zwei einander gegenüberliegende Betätigungskolben (9, 32)
zugeordnet sind, deren vom Druckmittel beaufschlagbare Kolbenflächen (53, 54) gleich oder etwa gleich gross bemessen
sind und dass zur Betätigung der äusseren Kupplung (7) der Bremse ein Ringkolben (44) vorgesehen ist, der in
dem Kupplungsgehäuse (2) und/oder dem Gehäusedeckel (3) geführt ist.
2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Druckmittels zu jedem der den Kolben
(9, 32, 44) zugeordneten Druckräumen (14, 35, 45) auf einer Seite des Getriebes (l) über den das die Kupplungen (5, 6, 7)
umgebende vorzugsweise einseitig offene Gehäuse (2) verschliessbaren Deckel (3) eingearbeitete, voneinander getrennte
Druckmittelzuführungsleitungen (16, 36, 46) erfolgt.
3. Kupp lungs anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckmittelzuführung zu den den beiden inneren Kupplungen (5, 6) zugeordneten Druckräumen (14, 35)
über versetzt zueinander, beispielsweise schräg zur Längsachse gerichteten, in den Deckel (3) eingearbeitete Druck-
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fflittelkanäle (16, 36) erfolgt, die mit dem Druckraum (14)
der einen Kupplung (innere Kupplung 5) unmittelbar oder über weitere, in den Deckel (3) eingearbeitete Kanäle und
mit dem Druckraum (35) der anderen Kupplung (mittlere Kupplung 6) über in die Welle (4) und gegebenenfalls in
auf dieser gelagerten Bauteilen (26, 34) eingearbeitete Kanäle (36f, 36«', 36' ") in Verbindung stehen.
4. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der der inneren Kupplung (5)
zugeordnete Betätigungskolben (9) zur Vergrösserung der
von Druckmittel beaufschlagbaren Fläche (53) winkelförmig nach Art eines Doppelwinkels ausgebildet ist, dessen einer
Schenkel (10) im Bereich der Kupplung (5) parallel zu deren Reibscheiben (22, 23) oder schräg zu diesen verläuft und
dessen anderer Schenkel (11) konzentrisch innerhalb der Kupplung (5) angeordnet ist und dass die beiden gemeinsam
oder getrennt von Druckmittel beaufschlagbaren Kolbenteile (10, 11) durch ein Zwischenstück (12) miteinander zwangsläufig
verbunden sind.
5· Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der den Reibscheiben (22, 23) zugeordnete Schenkel-Teil (10) des Kolbens (9) mit einem auf diesen einwirkenden
Druckstück (13) versehen und der Kolben (9) ganz oder teilweise in einem ein- oder mehrteiligen Zylinder (15) verschiebbar
eingesetzt ist, der der Form des Kolbens (9) angepasst ist.
6. Kupplungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet,
dass die Zuführung des Druckmittels in den von dem Kolben (9) und dem Zylinder (15) der inneren Kupplung
(5) gebildeten Druckraum (14) aus dem in den Gehäusedeckel (3) eingearbeiteten Druckmittelkanal (16) über einen oder
mehrere in den Zylinder (15) eingearbeitete Druckmittel-
209350/0354
kanäle (64) im Bereich des innerhalb der Reibscheiben
(22, 23) angeordneten Schenkels (11) erfolgt.
7. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (15) der inneren
Kupplung (5) auf dem dessen Form angepassten ßehäusedeckel (3) gelagert istr wobei der Deckel (3) im Bereich
des innerhalb der Reibscheiben (22, 23) angeordneten
Schenkels (11) einen achsparallelen Ansatz (65) aufweist,
in den der Druckmittelzuführungskanal (16) eingearbeitet ist, waä. dass zur Abdichtung des Druckdmittelzuführungskanals
(16) bzw* des zwischen dem Ansatz (65) und dem Zylinder (15) gebildeten Raumes in diese und/oder der
diese Bauteile tragenden Welle (4) Kolbenring· (66, 67)
eingesetzt sind.
8. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenlamellen (23) der
inneren Kupplung (5) und die Innenlamellen (41) deijmittleren
Kupplung (6) sowie die Aussenlamellen (42) der mittleren Kupplung (6) und die Innenlamellen (50) der äueseren Kupplung
(7) Jeweils auf einem gemeinsamen Lamellenträger (20 bzw. 39) angeordnet sind.
9. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der Lamellenträger (21) Jeweils aus zwei Bauteilen (25, 26) besteht,
von denen das eine Bauteil (25) als sich in Achsrichtung erstreckendes, die Reibscheibenverzahnung (30) aufweisendes
Bauteil und das andere als in dieses einsetzbares Abstützteil (26) ausgebildet ist, und dass zur lösbaren Verbindung
der beiden Teile (25, 26) miteinander das Abstützteil (26) auf seiner Aussenmantelflache mit einer in die
Reibscheibenverzahnung (30) eingreifenden Verzahnung (55)
209850/0354 . / .
212S850
mit zugeordneten Vorsprüngen, Ausnehmungen od.dgl. versehen
ist und dass ferner beide Teile (25, 26) in Achsrichtung miteinander fixierbar sind.
10. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung der beiden Teile (25» 26) in Achsrichtung
an dem sich axial erstreckenden Bauteil (25) Anschläge (27, 28) in Form von eingearbeiteten Anschlagflächen, einsetzbaren
Bolzen od.dgl. versehen sind, an denen das Abstützteil (26) unmittelbar oder über Zwischenglieder (29)
anliegt.
11. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlamellen (41) der mittleren
Kupplung (6) und die Aussenlamellen (23) der inneren Kupplung (5) unmittelbar an dem den Betätigungskolben (9)
dieser Kupplung (5) aufnehmenden Zylinder (15) befestigt sind und dass der Zylinder (15) mit der Welle (4) drehfest
verbunden ist.
12. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der doppelwinkelförmig ausgebildete
Betätigungskolben (9) der inneren Kupplung (5), der diesen und/oder den Betätigungskolben (32) der mittleren
Kupplung (6) aufnehmende Zylinder (15> 33) und/oder ein oder mehrere Lamellenträger (20, 39) im Tiefziehverfahren
oder im Sinterverfahren hergestellt sind.
13· Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des der äusseren
Kupplung (7) zugeordneten Ringkolbens (44) jeweils eine an dem Gehäuse (2) und eine an dem Deckel (3) oder einer
einsetzbaren Zwischenwand angebrachten Laufflächen (56, 57) vorgesehen sind.
2098S0/0354 · / · ■
14. Kupplungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Führung des Kolbens (44) in dem Gehäuse (2) die in Achsrichtung verlängerte Zentrierfläche des Deckels (3)
als Lauffläche (56) vorgesehen und zur Führung im Deckel (3) dieser mit einem axial gerichteten Vorsprung (58),
einem Ansatz od.dgl. ausgestattet ist, in den eine vorzugsweise der Zentrierfläche (59) des Deckels (3) zugeordnete
Lauffläche (57) eingearbeitet ist.
15. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Unterteilung des in der Welle (4) eingearbeiteten Kanals (361) in zwei voneinander
getrennte Zuführungskanäle zur Zuführung von aus entgegengesetzten Richtungen anströmendem Druck- und/oder
Schmiermittel zu einer oder zwei Kupplungen (6, 5), Lagern od.dgl. in den Kanal (36·) ein Einsatzstück (60) eingesetzt
ist, das mit zwei jeweils zu einer der beiden Stirnseiten und den zugeordneten weiterführenden Kanälen (36lf
und 63) offenen Ausnehmungen (61, 62) versehen ist.
16. Kupplungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (60) verdrehfest, z.B. mittels Presssitz
oder durch Verstemmen, und axial unverschiebbar in den Kanal (361) eingesetzt ist.
17. Kupplungsanordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,
dass das Einsatzstück (60) als Rundbolzen ausgebildet ist, in den zwei vorzugsweise in der Aussenmantelflache
eingearbeitete und gegenüberliegende, sich über einen Teil der Bolzenlänge erstreckende und vorzugsweise
im Querschnitt kreissegmentförmige Ausnehmungen (61,62) eingearbeitet sind.
A 9303 ) 209850/0364
19. 5. A-
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