DE2340760C2

DE2340760C2 - Ringförmige Stellkolben für hydraulisch betätigte Reibungsschalteinrichtungen von Wechselgetrieben

Info

Publication number: DE2340760C2
Application number: DE2340760A
Authority: DE
Inventors: James Ryley Ypsilanti Mich. Martin
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-09-14
Filing date: 1973-08-09
Publication date: 1984-08-02
Also published as: JPS5627738B2; AU5897173A; US3848518A; CA1004929A; AR195944A1; BR7307064D0; FR2199832A5; AU467509B2; DE2340760A1; JPS4968159A; GB1391377A

Description

a) Der Stellkolben (42) wird durch einen dünnwandigen, aus Metallblech gepreßten Kolbenkörper (44) gebildet, der einen in einer Achsrichtung offenen Ringkanal (50) aufweist;

b) an den Außenseiten der radial außen und innen liegenden Seitenwände (56, 64) des Ringkanals (50) sind aus dünnwandigem Blech gepreßte ringförmige Lippenringhalter (58,66) mit Preßsitz aufgebracht, die radiale Schenkel haben, welche zusammen mit radial gerichteten Flanschen (48,46) an den Seitenwänden die Ringnuten für die Dichtungen bilden, die als Lippenringdichtungen (60,68) ausgebildet sind;

c) in den Ringkanal (50) ist ein Kupplungseinrückring (52) eingesetzt, der dünnwandig ausgebildet ist und durch Eigenfederung nach außen gespreizt zur Anlage gegen die radial äußere Seitenwand (86) des Ringkanals (50) gelangt;

d) an dem kingkanal (50) ist radial einwärts des Kupplungseinrückrings (5~) ein Federteller (71) befestigt, der RückstHIfedern (74) trägt

35

2. Stellkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungseinrückring (52) die Form eines offenen Rings mit Abstand voneinander aufweisenden Enden (82, 84) hat und unter Spannung zusammengedrückt neben der radial äußeren Seitenwand (86) des Ringkanals (50) einsetzbar ist und über seinen Umfang verteilt radiale Vorsprünge (80) hat, mit denen er sich beim Spreizen an der Seitenwand federnd abstützt.

45

Die Erfindung bezieht sich auf einen ringförmigen Stellkolben für hydraulisch betätigbare Reibungsschalteinrichtungen von Wechselgetrieben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, derartige Stellkolben durch Bearbeiten von Gußrohlingen herzustellen, wobei an den meisten Flächen enge Toleranzen einzuhalten sind, um ein sauberes Passen und eine genaue Arbeit des Stellkolbens zu ermöglichen. Zudem haben solche Stellkolben großen Raumbedarf und hohes Gewicht (US-PS 21 056).

Weiterhin ist bekannt, Stellkolben aus Metallblech zu verwenden, um das Gewicht und die Kosten herabzusetzen. Bei einer Bauart derartiger Stellkolben ist eine scheibenartige Membran in ihrer Mitte mit dem Träger verbunden und hat ein bewegliches äußeres Teil, das mit einer ringförmigen Reibfläche versehen ist, die zum Einrücken der zugeordneten Reibeinrichtung zur Anlage gegen diese bewegt wird. Andere Bauarten sind so ausgebildet, daß sie als Einheit eine gleitende Bewegung in der Zylinderbohrung ausführen, jedoch sind an ihnen die erforderlichen Rückstellfedern weder zu befestigen noch zu führen. Ferner erfordern sie zum Bilden der Druckkammer in der Zylinderbohrung gehaltene Dichtungen. Im allgemeinen sind diese bekannten Bauarten aus Metallblech verwickelt im Aufbau und für den Einbau in Wechselgetriebe der gegenwärtig bevorzugten Art nicht einsetzbar (US-Patentschriften 28 15 684, 29 40 336,30 03 367,35 87 347).

Bei einem dieser bekannten Stellkolben aus Metallblech (US-PS 28 15 684) sind die Dichtungshalter als massive Bauteile beträchtlicher Dicke ausgebildet, da sie zusätzlich der Abstützung von axial beweglichen Ventilen dienen, die eina unerwünschte Drucksteigerung von Restöl in der Einrückkammer bei ausgerückter Kupplung verhindern sollen. Die aus Metallblech bestehenden Druckplatten erfordern eine komplexe Ausgestaltung, weil sie den Ventilen zugeordnete Federn zu führen haben. Da die bekannte Bauart zudem keine Rückstellfedern aufweist, vermag sie auch keine Anregung zu vermitteln, wie zusätzlich derartige Elemente noch einzugliedern möglich wäre.

Bei dem insgesamt vorliegenden Stand der Technik ist nämlich nicht berücksichtigt worden, daß zum Erreichen einer gedrängten Bauart dieser Getriebe, insbesondere bezüglich der Baulänge, ein wesentlicher Anteil durch eine besondere Ausgestaltung der ütellkolben der zahlreichen Schalteinrichtungen verringert werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Stellkolben der zugrunde liegenden Art aus Metallblech mit einfachem Aufbau und geringem Raumbedarf durch zweckmäßige Integration der zugehörigen Einrück- und Rückstellelemente zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die erfindungsgemäße Bauart zeitig!: nicht nur einen gedrängten Aufbau, sondern führt zu einer einfachen und daher billigen Herstellungsmöglichkeit des Stellkolbens.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Teillängsschnitt durch ein Wechselgetriebe mit Stellkolben für hydraulisch betätigte Reibungsschalteinrichtungen,

Fig. 2 den Teilschritt nach der Linie 2-2 in Fig. 1, und

Fig.3 eine perspektivische Darstellung eines Stellkolbens mit getrennt dargestellten Einrückring.

Das in F i g. 1 dargestellte Wechselgetriebe besteht aus einem dreigliedrigen hydrodynamischen Drehmomentwandler 10, einem Gangwechselgetriebe in Gestalt eines Verbundplanetenrädergetriebes 12, zwei, wahlweise einrückbaren Reibeinrichtungen in der Form von Mehrscheibenkupplungen 14 und 16, einer Mehrscheibenbremse 18, zwei Einwegbremsen 20 und 22 und zwei Bandbremsen 25 und 26. Diese Kupplungen und Bremsen sind die Schalteinrichtungen, um das Planeten· rädergetriebe 12 wahlweise in drei Vorwärtsgänge oder einen Rückwärtsgang zu schalten. Der Aufbau des Wechselgetriebes entspricht im wesentlichen dem Getriebe gemäß der US-PS 33 21 056 und arbeitet in gleicher Weise.

Der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 hat ein von einer Antriebsmaschine angetriebenes Pumpen-

rad 27, ein Turbinenrad 28 und ein Leitrad 30. Das Turbinenrad 28 ist mit einer Turbinenradwelle 32 verbunden, die sich in der Achse der Welle des Getriebes befindet Auf das Ende der Turbinenradwelle 32 ist eine erste drehbare Trommel 34 aufgekeilt, die ein Gehäuse für die Kupplung 14 bildet Die treibenden Scheiben dieser Kupplung sind an der Innenwand der Trommel 34 festgelegt, und die zwischen diese greifenden getriebenen Scheiben sind an der Außenwand einer Nabe 38 festgelegt, die ihrerseits mit dem einen Ende einer in Achsrichtung liegenden Zwischenwelle 40 verkeilt ist

Die Mehrscheibenkupplung 14 wird durch einen hydraulisch betätigbaren Stellkolben 42 betätigt der Iängsverschieblich in einer glatten zylindrischen Bohrung der Trommel 34 angeordnet ist Der Siellkolben 42 besteht aus einem dünnen ringförmigen Kolbenkörper 44, der aus einem ebenen Metallblech gepreßt ist, wobei ein innerer Flansch 46 und ein äußerer Flansch 48 gebildet werden. Wie F i g. 3 zeigt, ist einwärts des äußeren

Federteller 76 ab, der mit der innenliegenden Nabe der Trommel 34 verbunden ist.

Der Kupplungseinrückring 52 wird aus einem flachen rechteckigen Metallrohling hergestellt. Dieser wird in Umfangsrichtung gewellt verformt, so daß über den Umfang Abstand aufweisende radiale Vorsprünge 80 entstehen. Danach wird ein Ring geformt, wobei die freien Enden 82 und 84 in einem kurzen Abstand voneinander verbleiben. Die Stirnflächen des so gebildeten

ίο Ringes sind eben und liegen parallel zueinander. Wie die F i g. 2 und 3 erkennen lassen, kann der Kupplungseinrückring 52 zusammengedrückt werden und dann unter Spannung in den Kolbenkörper 44 des Stellkolbens eingeführt werden. Beim Loslassen des Kupplungseinrückringes 52 spreizt sich dieser durch die Eigenfederung, so daß die radialen Vorsprünge 80 gegen eine radial äußere Seitenwand 86 des Ringkanals 50 zur Anlage kommen. Hierdurch ist der Kupplungseinrückring 52 mit dem Kolbenkörper 44 verbunden. Durch diese Ausbil-

Flansches 48 ein Ringkanal 50 ausgebildet, in dem ein 20 dung wird eine einfache Fertigung vM leichte Montage Einrückelement vorgesehen ist, das im Ausführungsbei- des Stellkolbens erreicht.

spiel als Kupplungseinrückring 52 ausgebildet ist. Bei Die Kupplung 16 hat angetriebene Kupplungsschei-

der Formung des Kolbenkörpers 44 wird eine äußere ben, die an der Innenwand einer zweiten drehbaren ringförmige, axiale Seitenwand 56 gebildet, deren Trommel 88 festgelegt sind, während die dazwischen Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des 25 greifenden antreibenden Kupplungsscheiben mit einer äußeren Flansches 48 ist und die auf der Rückseite des zylindrischen Verlängerung 90 der ersten Trommel 34 Kolbenkörpers 44 liegt Ein ringförmiger Lippenring- verbunden sind. Die Trommel 88 ist mit ihrer Nabe mit halter 58, der ebenfalls aus Metallblech gepreßt ist, sitzt einer Hohlwelle 91 verkeilt, die mit zwei inneren Zenmit Preßsitz auf der Seitenwand 56. Wie die Zeichnung tralrädern des Planetenrädergetriebes 12 verbunden ist. erkennen läßt, hat der Lippenringhalter 58 einen in 30 Ein zweiter, ebenfalls hydraulisch betätigter Stellkolben Achsrichtung liegenden Schenkel, mit dem er gegen den 92 ist in der Trommel 88 axial verschieblich und bewirkt Flansch 48 anliegt, und einen radial nach außen gerich- das Ein- und Ausrücken der Kupplung 16. Der Stellkolteten Schenkel, der Abstand von dem äußeren Flansch ben 92 ist im wesentlichen vom gleichen Aufbau wie der 48 hat, so daß eine Ringnut gebildet wird, in die eine bereits beschriebene Stellkolben 42. Die Trommel 88 Lippenringdichtung 60 aus elastomerem Werkstoff ein- 35 kann durch die Bandbremse 26 bzw. die Mehrscheibengesetzt ist. bremse 18 und die Einwegbremse 22 gegen Drehen fest-

Der Kolbenkörper 44 des Stellkolbens hat ferner eine gelegt werden.

zweite ringförmige axiale Seitenwand 64, die konzen- Die Mehrscheibenbremse 18 hat einen ersten. Reib-

trisch zur ersten Seitenwand 56 liegt und deren Durch- scheibensatz, der am Getriebegehäuse festgelegt ist, messer etw-s größer als der Innendurchmesser des in- 40 und einen zweiten Satz von zwischen diese greifenden neren Flansches 46 ist Ein ebenfalls aus Metallblech Reibscheiben, die mit dem äußeren Laufring der Eingebildeter Lippenringhalter 66 ist mit Preßsitz auf die wegbremse 22 verbunden sind. Der Innenlaufring der Seitenwand 64 aufgesetzt, wobei ein in Achsrichtung Einwegbremse 22 ist mit der Trommel 88 verbunden, liegender Schenkel gegen den inneren Flansch 46 an- Die Mehrscheibenbremse 18 kann wahlweise durch eiliegt und ein radial einwärts gerichteter Schenkel Ab- 45 nen dritten Stellkolben 96 angelegt werJen, um den äustand von dem inneren Flansch 46 hat, so daß auch hier ßeren Laufring der Einwegbremse 22 festzulegen, woeine Ringnut gebildet wird, die eine Lippenringdichtung durch auch die Trommel 88 und die inneren Zentralrä-68 aus elastomerem Werkstoff aufnimmt. der des Planetenrädergetriebes festgelegt werden, um

Die Lippenringdichtungen 60 und 68 arbeiten glei- einen mittleren Gang einzuschalten,
tend mit den Wandungen einer Bohrung in der Trommel 50 Das Verbundplanetenrädergetriebe 12 hat einen er-34 zusammen, so daß bei eingesetztem Stellkolben eine sten Planetenräder&atz mit einem äußeren Zentralrad Druckkammer begrenzt wird. Bei dem Wechselgetriebe 146 als Eingang, das mit der Zwischenwelle 40 verbui.-gemäß F i g. 1 ist eine dazwischenliegende Lippenring- den ist. Das äußere Zentralrad 146 kämmt mit Planetendichtung 70 innerhalb der Trommel 34 vorgesehen, die radern 148, die drehbar in einem Planetenträger 150 eine zylindrische Innenwand des Kolbenkörpers 44 des 55 gelagert sind, der seinerseits mit einer Getriebcaus-Stellkolbens berührt, um die Druckkammer in zwei Teil- gangswelle 152 verbunden ist. Die Planetenräder 148

kammern zu unterteilen, so daß die Kupplung 14 mit großer oder kleiner Einrückkraft betätigt werden kann.
Ein aus Metallblech gepreßter Federteller 71 ist mit
seinem mittleren Teil beispielsweise durch Punktsehweißung mit der vorderen Stirnfläche neben dem
inneren Flansch 46 des Kolbenkörpers 44 verschweißt.
Der Federteller 71 hat eine Reihe von Lappen 72, die
mit gleichem Abstand voneinander längs eines Kreises
angeordnet sind und sich in Achsrichtung erstrecken.
An jedem Lappen 72 ist eine als Rückstellfeder dienende Schraubenfeder 74 befestigt. Die anderen Enden der
Rückstellfedern 74 stützen sich an einem ringförmigen

kämmen mit einem inneren Zentralrad 154, das auf das Ende der Hohlwelle 91 aufgekeilt und antriebsmäßig mit einem inneren Zentralrad 156 eines zweiten Planetenrädersattes des Planetenrädergetriebes verbunden ist Das innere Zentralrad 156 kämmt mit Planetenrädern 158,diedrehbar in einem Planetenträger lSPgeiagert sind, der an einer Trommel 161 befestigt ist. Die Trommel 161 kann durch die Einwegbremse 20 oder durch die Bandbremse 25 gegen Dr.'hen festgelegt werden. Ein mit den Planetenrädern 158 kämmendes äußeres Zentralrad 162 dieses Planetenrädersatzes ist mit dem Planetenträger 150des ersten Planetenrädersatzes verbunden.

Die verschiedenen Sch.ilteinrichtungen werden zum
Schalten der unterschiedlichen Gänge wie bei dem Getriebe nach der US-PS 33 21 056 betätigt. Die Stellkolben aus dünnwandigem Metallblech können ohne bauliche Änderungen des bekannten Getriebes dort eingesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

IO

20

25

30

40

45

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Ringförmiger Stellkolben für hydraulisch betätigte Reibungsschalteinrichtungen von Wechselgetrieben mit an den Innen- und Außenflächen in Nuten angeordneten ringförmigen Dichtungen, sowie mit Rückstellschraubenfedern und mit einem kreisringförmigen Einrückelement, das axial über den Kolben auf dessen der Beaufschlagungsfläche abgewandten Seite hinausragt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: