AT519201A1 - Bremseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung (1) zum Abbremsen von zumindest zwei relativ zueinander um eine Drehachse (2) drehbaren achsgleichen Wellenteilen (3, 4), insbesondere zur Anordnung in einem lastschaltbaren Getriebe, mit einer Reibscheibenanordnung (5) mit mehreren Reibscheiben (8, 9, 10, 11), wobei zumindest eine über ein erstes Betätigungselement (18) betätigbare erste Reibscheibe (8) drehfest mit einer ersten Wellenanbindung (6) und zumindest eine über zumindest ein zweites Betätigungselement (19) betätigbare zweite Reibscheibe (9) drehfest mit einer zweiten Wellenanbindung (7) verbunden und um die Drehachse (2) drehbar in Bezug auf zumindest eine dritte Reibscheibe (10; 11) ausgebildet sind, welche drehfest mit einem feststehenden Tragteil (12) verbunden ist. Um die Montage zu erleichtern und um Einstellarbeiten zu vermindern ist vorgesehen, dass die Reibscheibenanordnung (5) samt den Betätigungselementen (18, 19) in einem Käfig (31) vormontiert angeordnet ist, wobei der Käfig (31) und die Reibscheibenanordnung (5) eine Baueinheit (30) ausbilden, und dass der Käfig (31) zumindest einen stirnseitigen ringförmigen Käfigteil (32, 33) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung zum Abbremsen von zumindest zwei relativ zueinander um eine Drehachse drehbaren achsgleichen Wellenteilen, insbesondere zur Anordnung in einem lastschaltbaren Getriebe, mit einer Reibscheibenanordnung mit mehreren Reibscheiben, wobei zumindest eine überein erstes Betätigungselement betätigbare erste Reibscheibe drehfest mit einer ersten Wellenanbindung und zumindest eine über zumindest ein zweites Betätigungselement betätigbare zweite Reibscheibe drehfest mit einer zweiten Wellenanbindung verbunden und um die Drehachse drehbar in Bezug auf zumindest eine dritte Reibscheibe ausgebildet sind, welche drehfest mit einem feststehenden Tragteil verbunden ist.

In einem Automatik- bzw. Hybridgetriebe in Planetenbauweise werden üblicherweise die verschiedenen Gänge durch Lamellenkupplungen und Bremseinrichtungen verwirklicht. Da ein Teil der Bremsen immer in Verbindung mit dem umgebenden Gehäuse steht, sind diese Teile einzeln in das Gehäuse einzubauen. Zudem müssen meist aufwändige Einstellarbeiten bei der Montage durchgeführt werden. Diese Anordnungen sind empfindlich gegenüber elastischen Verformungen der Gehäuse und Fertigungstoleranzen der umliegenden Bauteile. Dies führt meistens zu einer Reduktion der Spiele und hat einen direkten Einfluss auf die Drehmomentenübertragung durch Einbringen bzw. Abgeben von parasitären Kräften in die bzw. aus der Bremseinrichtung.

Aus der DE 10 2010 010 922 Al ist eine parallele Doppelkupplungseinrichtung zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kupplungseinrichtung zwei Lamellenpakete aufweist, welche über beidseits der Lamellenpakete angeordnete Kraftübertragungselemente durch Betätigungskolben hydraulisch betätigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist, es, die genannten Nachteile zu vermeiden und die Montage zu erleichtern und Einstellarbeiten zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Reibscheibenanordnung samt den Betätigungselementen in einem Käfig vormontiert angeordnet ist, wobei der Käfig und die Reibscheibenanordnung eine Baueinheit ausbilden.

Unter Käfig ist hier eine Tragstruktur für die Reibscheibenanordnung zu verstehen, welche alle funktionswesentlichen sensiblen Elemente der Bremseinrichtung beinhaltet. Der Käfig kann als offenes oder zumindest teilweise geschlossenes Innengehäuse der Bremseinrichtung ausgebildet sein, wobei vorzugsweise der Käfig Öffnungen für den Zu- und Abfluss von Betätigungsflüssigkeit und Kühlflüssigkeit aufweist.

Die fertig vormontierte Baueinheit kann als Ganzes in ein Gehäuse des Antriebsstranges eingesetzt und - vorzugsweise über zumindest ein Halte-und/oder Führungsvorrichtung - verdrehfest mit diesem Gehäuse verbunden werden. Um eine schwimmende Lagerung der Baueinheit im Gehäuse zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Baueinheit parallel zur Drehachse verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist.

Um eine verdrehfeste Anordnung der Baueinheit im Gehäuse zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Baueinheit zumindest eine - vorzugsweise durch eine Klaue oder einen Zapfen gebildete - formschlüssige Halte- und/oder Führungsvorrichtung aufweist. Diese Halte- und Führungsvorrichtung wirkt mit einem entsprechenden Gegenstück im Gehäuse - beispielsweise einem reziprok zur Halte- und Führungsvorrichtung ausgebildeten Zapfen bzw. einer entsprechenden Klaue -zusammen, wodurch eine Verdrehung unterbunden, aber die unbehinderte axiale Längsverschiebbarkeit des Bauelementes im Gehäuse ermöglicht wird.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Käfig zumindest einen stirnseitigen ringförmigen Käfigteil auf, wobei vorzugsweise ein erster und ein zweiter ringförmiger Käfigteil in Richtung der Drehachse voneinander beabstandet an verschiedenen Enden der Reibscheibenanordnung angeordnet sind. Durch die beiden Käfigteile wird die Reibscheibenanordnung samt den Betätigungselementen zu einer Baueinheit eingefasst. Günstigerweise ist dabei zumindest ein Käfigteil fest mit dem Tragteil verbunden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest ein Käfigteil zumindest eine zylindrische Führungsfläche für zumindest einen innerhalb des Käfigs in Richtung der Drehachse längsverschiebbar angeordneten Kolben zur axialen Betätigung der zumindest einen ersten oder zweiten Reibscheibe ausbildet, wobei vorzugsweise der Kolben als Ringkolben ausgebildet ist. Die Führungsfläche für den Ringkolben wird dabei günstigerweise durch eine zwei einander zugewandte innere zylindrische

Mantelflächen des Käfigteils gebildet. In einer einfach herzustellenden Ausführungsvariante der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass zumindest einem Kolben und einem dem Kolben benachbarten Käfigteil ein Druckraum ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der Druckraum über zumindest eine Öffnung des Käfigteils mit einem Druckölkanal verbindbar ist. Für eine effiziente Bremswirkung beim Abbremsen zumindest einer der Wellen ist es vorteilhaft, wenn die Reibscheibenanordnung ein erstes und ein zweites Lamellenpaket aufweist, wobei jedes Lamellenpaket eine Mehrzahl an in Richtung der Drehachse abwechselnd aneinandergereihter Außenlamellen und Innenlamellen aufweist. Bei einer Ausführungsvariante, bei der die Reibscheibenanordnung eine Mehrzahl an ersten, zweiten und dritten Reibscheiben aufweist, können die ersten Reibscheiben durch die Innenlamellen des ersten Lamellenpaketes, die zweiten Reibscheiben durch die Innenlamellen des zweiten Lamellenpaketes und die dritten Reibscheiben durch die Außenlamellen der ersten und zweiten Lamellenpakete gebildet sein. In einer sehr kompakt bauenden Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass zwischen dem ersten Lamellenpaket und dem zweiten Lamellenpaket ein Trennelement ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das Trennelement verschiebefest mit dem feststehenden Tragteil verbunden ist. Das Trennelement fungiert somit als Widerlager um die durch die an den beiden Enden der Reibscheibenanordnung positionierten Betätigungselemente aufgebrachten axialen Kräfte aufzunehmen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur gezeigten nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Bremseinrichtung 1 zum unabhängigen Abbremsen von zumindest zwei relativ zueinander um eine Drehachse 2 drehbaren achsgleichen Wellenteilen 3, 4 eines Antriebsstranges 50 eines Fahrzeuges. Die Bremseinrichtung 1 weist eine Reibscheibenanordnung 5 mit einer Gruppe von ersten Reibscheiben 8 auf, welche drehfest mit einer ersten Wellenanbindung 6 des ersten Wellenteils 3 verbunden ist. Eine Gruppe von zweiten Reibscheiben 9 ist mit einer zweiten Wellenanbindung 7 des zweiten Wellenteils 4 drehfest verbunden. Weitere Gruppen von dritten Reibscheiben 10, 11 sind drehfest mit einem feststehenden äußeren Tragteil 12 verbunden.

Ein erstes Lamellenpaket 15 der Reibscheibenanordnung 5 wird dabei durch die ersten Reibscheiben 8 und eine Teilgruppe von dritten Reibscheiben 10 gebildet, wobei die ersten Reibscheiben 8 die Innenlamellen und die dritten Reibscheiben 10 die Außenlamellen des ersten Lamellenpaketes 15 darstellen. Analog dazu wird ein zweites Lamellenpaket 16 der Reibscheibenanordnung 5 durch die zweiten Reibscheiben 9 und eine Teilgruppe von dritten Reibscheiben 11 gebildet, wobei die zweiten Reibscheiben 9 die Innenlamellen und die dritten Reibscheiben 11 die Außenlamellen des zweiten Lamellenpaketes 16 darstellen. Die ersten bzw. zweiten Reibscheiben 8, 9 sind drehfest, aber in Richtung der Drehachse 2 der Wellenteile 3, 4 verschiebbar mit einem ersten 13 bzw. zweiten inneren Tragteil 14 verbunden. Die erste Wellenanbindung 6 und die zweite Wellenanbindung 7 sind fest mit dem ersten 13 bzw. zweiten inneren Tragteil 14 verbunden. Die Wellenteile 3, 4 sind drehfest mit den Wellenanbindungen 6 bzw. 7 verbunden.

Zwischen den beiden Lamellenpaketen 15, 16 ist ein die Axialkräfte der Betätigungselemente 18, 19 aufnehmendes Trennelement 17 angeordnet, welches sowohl drehfest, als auch verschiebefest mit dem äußeren Tragteil 12 verbunden ist.

Zur Betätigung der Bremseinrichtung 1 sind an jedem Ende 5a, 5b der Reibscheibenanordnung 5 Betätigungselemente 18, 19 angeordnet, welche jeweils einen hydraulisch betätigbaren Kolben 20, 21 aufweisen, wobei jeder Kolben 20, 21 in einem Führungszylinder 22, 23 in Richtung der Drehachse 2 der Wellenteile 3, 4 axial verschiebbar angeordnet ist. Die Kolben 20, 21 können beispielsweise als Ringkolben ausgebildet sein.

Die Reibscheibenanordnung 5 ist samt den Betätigungselementen 18, 19 in einem Käfig 30 vormontiert angeordnet, wobei der Käfig 31 und die Reibscheibenanordnung 5 eine modulartige Baueinheit 30 ausbilden.

Im Ausführungsbeispiel ist an beiden stirnseitigen Enden 5a, 5b der Reibscheibenanordnung 5 jeweils ein ringförmiger Käfigteil 32, 33 des Käfigs 31 angeordnet. Diese Käfigteile 32, 33 umfassen die Reibscheibenanordnung 5 an beiden stirnseitigen Enden, wobei die Käfigteile 32, 33 fest mit dem äußeren Tragteil 12 verbunden sind. Die Führungszylinder 22, 23 für die Kolben 20, 21 werden durch innere zylindrische Führungsflächen 48a, 48b; 49a, 49b des ersten 32 und des zweiten Käfigteils 33 gebildet.

Der im Beispiel durch Umformteile gebildete modulartige Käfig 31 stellt die gesamte Schnittstelle zwischen der Reibscheibenanordnung 5 und einem umgebenden Gehäuse 24 dar. Das Gehäuse 24 wird durch eine Komponente des Antriebsstranges 50 des Fahrzeuges, beispielsweise ein Getriebegehäuse eines Automatikgetriebes gebildet. Über zumindest eine formschlüssige Halte- und Führungsvorrichtung 25 (in Fig. nicht dargestellt) wird die Baueinheit 30 gegenüber dem Gehäuse 24 gegen Verdrehen gesichert. Dabei ist die Baueinheit 30 - in Bezug auf die Drehachse 2 - in radialer Richtung über die Gehäuseaufnahmen 26, 27 (in Fig. nicht dargestellt) mit Spiel zentriert. Die zentrische Ausrichtung erfolgt über statische Dichtungen 28, 29 die zur Abdichtung der Druckölversorgung für die Betätigungselemente 18, 19 benötigt werden. Axial ist die Baueinheit 30 über einen Deckel 24a im Gehäuse 24 gesichert. Ein definiertes Axialspiel ist vorhanden um eine "schwimmende" Lagerung der Baueinheit 30 zu gewährleisten. Somit werden keine Einstellscheiben oder dergleichen, welche mit einem Messaufwand verbunden wären, benötigt.

Innerhalb des Käfigs 31 befinden sich somit die Kolben 20, 21 der Betätigungselemente 18, 19 samt den Kolbendichtungen 34, 35, den Federelementen 36, 37 für die Kolbenrückstellung, den Lamellenpaketen 15, 16 und den Wellenanbindungen 6, 7, die in diesem Fall mittels eines Wälzlagers 38 zueinander gelagert sind und gleichzeitig die Zentrierung von Sonnenrädern einer nicht weiter dargestellten Planetengetriebeanordnung im Antriebsstrang übernehmen können.

Zwischen dem ersten Kolben 20 und dem ersten Käfigteil 32 ist ein erster Druckraum 40 ausgebildet. Zur Speisung des ersten Druckraumes 40 mit Drucköl weist der erste Käfigteil 32 eine erste Öffnung 42 auf, welche mit Druckölkanälen 44 im Gehäusedeckel 24a und im Gehäuse 24 strömungsverbunden ist. Analog dazu ist auch zwischen dem zweiten Kolben 21 und dem zweiten Käfigteil 33 ein zweiter Druckraum 41 ausgebildet. Zur Speisung des zweiten Druckraumes 41 (in Fig. nicht dargestellt) mit Drucköl weist der zweite Käfigteil 33 eine zweite Öffnung 43 auf, welche mit Druckölkanälen 45 im Gehäuse 24 strömungsverbunden ist.

Die Kühlung der Bremseinrichtung 1 durch Öl erfolgt beispielsweise über eine Bohrung 46 im Gehäuse 24. Das Öl kann dabei durch ein Leitblech 47 des Käfigs 31 über die Wellenanbindungen 6, 7 Naben optimal in die Lamellenpakete 15, 16 eingeleitet und verteilt werden.

Bei der Montage wird die gesamte Baueinheit 30 modulartig in das Gehäuse 24 des Antriebsstranges 50 des Antriebs des Fahrzeugs eingesetzt und mittels eines Sicherungsringes 39 an der inneren ersten Wellenanbindung 6 axialgesichert. Danach wird der Deckel 24a mit dem Gehäuse 24 verschraubt, über den die Druckölversorgung für das erste Betätigungselement 19 der Bremseinrichtung 1 erfolgt.

Dadurch, dass die Reibscheibenanordnung 5 samt den Betätigungselementen 18, 19 zusammen mit dem Käfig 31 als vormontierte und vorjustierte Baueinheit 30 ausgebildet ist, können Einstell- und Nachstellarbeiten im montierten Zustand entfallen. Die gesamte Baueinheit 30 ist weitgehend unempfindlich unerwünschte Verstellungen zu Folge mechanischer oder thermischer Einwirkungen während des Betriebes, wodurch der Wartungs- und Serviceaufwand verringert werden kann.

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Bremseinrichtung (1) zum Abbremsen von zumindest zwei relativ zueinander um eine Drehachse (2) drehbaren achsgleichen Wellenteilen (3, 4), insbesondere zur Anordnung in einem lastschaltbaren Getriebe, mit einer Reibscheibenanordnung (5) mit mehreren Reibscheiben (8, 9, 10, 11), wobei zumindest eine über ein erstes Betätigungselement (18) betätigbare erste Reibscheibe (8) drehfest mit einer ersten Wellenanbindung (6) und zumindest eine über zumindest ein zweites Betätigungselement (19) betätigbare zweite Reibscheibe (9) drehfest mit einer zweiten Wellenanbindung (7) verbunden und um die Drehachse (2) drehbar in Bezug auf zumindest eine dritte Reibscheibe (10; 11) ausgebildet sind, welche drehfest mit einem feststehenden Tragteil (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibenanordnung (5) samt den Betätigungselementen (18, 19) in einem Käfig (31) vormontiert angeordnet ist, wobei der Käfig (31) und die Reibscheibenanordnung (5) eine Baueinheit (30) ausbilden.
2. 2. Bremseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (31) zumindest einen stirnseitigen ringförmigen Käfigteil (32, 33) aufweist, wobei vorzugsweise ein erster (32) und ein zweiter ringförmiger Käfigteil (33) in Richtung der Drehachse (2) voneinander beabstandet an verschiedenen Enden (5a, 5b) der Reibscheibenanordnung (5) angeordnet sind.
3. 3. Bremseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Käfigteil (32, 33) fest mit dem feststehenden Tragteil (12) verbunden ist.
4. 4. Bremseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Käfigteil (32, 33) zumindest eine vorzugsweise zylindrische Führungsfläche (48a, 48b; 49a, 49b) für zumindest einen innerhalb des Käfigs (31) in Richtung der Drehachse (2) längsverschiebbar angeordneten Kolben (20, 21) zur axialen Betätigung der zumindest einen ersten oder zweiten Reibscheibe (8, 9) ausbildet, wobei vorzugsweise der Kolben (20, 21) als Ringkolben ausgebildet ist.
5. 5. Bremseinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einem Kolben (20, 21) und einem dem Kolben benachbarten Käfigteil (32, 33) ein Druckraum (40, 41) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der Druckraum (40, 41) über zumindest eine Öffnung (42, 42) des Käfigteils (32, 33) mit einem Druckölkanal (44, 45) verbindbar ist.
6. 6. Bremseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibenanordnung (5) ein erstes und ein zweites Lamellenpaket (15, 16) aufweist, wobei jedes Lamellenpaket (15, 16) eine Mehrzahl an in Richtung der Drehachse (2) abwechselnd aneinandergereihter Außenlamellen und Innenlamellen aufweist.
7. 7. Bremseinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibenanordnung (5) eine Mehrzahl an ersten, zweiten und dritten Reibscheiben (8, 9, 10, 11) aufweist, wobei die ersten Reibscheiben (8) durch die Innenlamellen des ersten Lamellenpaketes (15), die zweiten Reibscheiben (9) durch die Innenlamellen des zweiten Lamellenpaketes (16) und die dritten Reibscheiben (10, 11) durch die Außenlamellen der ersten und zweiten Lamellenpakete (15, 16) gebildet sind.
8. 8. Bremseinrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Lamellenpaket (15) und dem zweiten Lamellenpaket (16) ein Trennelement (17) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das Trennelement verschiebefest mit dem feststehenden Tragteil (12) verbunden ist.
9. 9. Bremseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (30) zumindest eine formschlüssige Halte- und/oder Führungsvorrichtung (25, 26) aufweist.
10. 10. Antriebsstrang (50) mit einer Bremseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (30) in ein Gehäuse (24) einer Komponente des Antriebsstranges (50) eingesetzt und -vorzugsweise über zumindest ein Halte- und/oder Führungsvorrichtung (25) -verdrehfest mit diesem Gehäuse (24) verbunden ist, wobei besonders vorzugsweise die Baueinheit (30) parallel zur Drehachse (2) verschiebbar im Gehäuse (24) angeordnet ist. 2016 06 03; Fu