DE102004017121A1

DE102004017121A1 - Drehmomentführende Welle, insbesondere in Automatgetrieben für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102004017121A1
Application number: DE200410017121
Authority: DE
Inventors: Jürgen Mayer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-10-27

Abstract

Eine drehmomentführende Welle (1), die insbesondere in Automatgetrieben für Kraftfahrzeuge verwendet wird, weist mehrere Querbohrungen (5) auf, die als zylindrische Bohrungen mit einem Übergangsradius oder einer Fase im Mündungsbereich (7) ausgeführt sind. Die drehmomentführende Welle (1) weist eine umlaufende Fase (8) auf, durch die im Mündungsbereich (7) eine kugelförmige Kontur (9) entsteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine drehmomentführende Welle, insbesondere in Automatgetrieben für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, in dem eine Vielzahl von Kupplungen und Bremsen angeordnet sind und mit einer Eingangswelle und mit einer Ausgangswelle, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Die drehmomentführende Welle weist eine axiale Zentralbohrung und mehrere radiale Querbohrungen zur Druckversorgung einzelner Bauteile mit einem Druckmedium auf.
Drehmomentführende Wellen mit Querbohrungen werden sowohl in stufenlosen Automatgetrieben als auch in Stufenautomatgetrieben zur Druckversorgung einzelner Bauteile im Getriebe mit einem Druckmedium eingesetzt, wobei üblicherweise die Querbohrungen als zylindrische Bohrungen mit einem Übergangsradius an der Mündung ausgeführt sind.

Ein Beispiel eines derartigen Stufenautomatgetriebes ist in der DE 199 08 840 A1 der Anmelderin beschrieben.

Das Stufenautomatgetriebe weist hier eine Vielzahl von Kupplungen und Bremsen auf, wobei mindestens ein Teil der Kupplungen als naßlaufende Lamellenkupplungen ausgebildet sind, mit einem inneren und einem äußeren Lamellenträger, wobei sich der innere Lamellenträger dreht und der äußere Lamellenträger fest steht. Diejenige Kupplung, bei der im Betriebszustand der Standabkopplung der innere Lamellenträger fest steht und sich der äußere Lamellenträger dreht, ist bei diesem Stufenautomatgetriebe mit einem Schleudertopf versehen, der innerhalb des inneren Lamellenträgers koaxial zur Hohlwelle angeordnet ist, und der mit einem sich ständig drehenden Bauteil der Kupplung fest verbunden ist, wobei die Außenwand des Schleudertopfs mit Bohrungen versehen ist. Die drehmomentführende Hohlwelle führt der Kupplung dabei Kühlöl zu, welches durch die radialen Querbohrungen in der drehmomentführenden Welle austritt.

Ein Beispiel eine stufenlosen Automatgetriebes mit Lamellenkupplung ist in der DE 197 34 839 A1 beschrieben. Das Automatgetriebe mit einem auf einem mit einer Primärwelle fest verbundenen Scheibensatz geführten Schubgliederband weist in einer Lamellenkupplung ein Lamellenpaket mit Innen- und Außenlamellen auf, wobei die Innenlamellen in einem Innenlamellenträger und die Außenlamellen in einem Außenlamellenträger geführt sind und wobei die Lamellenpakete von einem Kolben zusammenpreßbar sind. Der Außenlamellenträger ist korbartig ausgebildet und auf der dem Scheibensatz abgewandten Seite des Kolbens auf Abstand zu dem Scheibensatz angeordnet, wobei der Außenlamellenträger auf seiner dem Kolben zugewandten Seite offen und über eine Verzahnung kraftschlüssig mit einer Antriebswelle verbunden ist. Auch hier ist die als drehmomentführende Welle ausgebildete Primärwelle mit Querbohrungen für die Ölführung zur Schmierung und Kühlung des Lamellenpakets versehen, die üblicherweise als zylindrische Querbohrungen mit einem Übergangsradius an der Mündung ausgeführt sind.

Die aus dem Stand der Technik bekannten, drehmomentführenden Wellen, insbesondere in Automatgetrieben für Kraftfahrzeuge, sind aufgrund der Kerbwirkung von Querbohrungen unter bestimmten Bedingungen stark bruchgefährdet. Der Bruchbeginn tritt dabei jeweils im Mündungsbereich der Querbohrungen auf. Eine Festigkeitssteigerung der drehmomentführenden Wellen mit Querbohrungen durch einen qualitativ hochwertigeren Werkstoff oder durch Optimierung des Härteprozesses scheitert aus wirtschaftlichen Gründen an den höheren Kosten. Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, die Lage, die Anzahl und den Durchmesser der Querbohrungen zu variieren sowie die Kerbwirkung durch eine Verbesserung der Oberflächengüte zu vermindern. Die Funktion des für den optimalen Betrieb des Automatgetriebes erforderlichen Durchsatzes an Druckmedium wird hierbei oft sehr eingeschränkt.

In der DE 41 13 165 A1 ist ein Verfahren zum Bearbeiten von Bohrungen in hochbelasteten Bauteilen beschrieben, bei dem ein in Achsrichtung der Bohrung bewegter Prägekörper eine mit einem definierten Übermaß gefertigte, verschleißfeste Kugel auf den Bohrungsrand drückt. Hierdurch soll die Festigkeit am Bohrungsein- und Bohrungsaustritt verbessert werden, so dass sich in diesem Bereich Risse durch Kerbwirkung vermeiden oder zumindest verzögern lassen. Nachteilig wirkt sich an diesem Verfahren jedoch die Tatsache aus, dass sich durch die plastische Verformung dennoch Mikrorisse bilden können, die sich bei hohen Schwingungsbeanspruchungen, wie sie in Automatgetrieben auftreten, vergrößern und zu einem vorzeitigen Ausfall der Bauteile führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Festigkeit von drehmomentführenden Wellen mit Querbohrungen insbesondere in Automatgetrieben wesentlich zu erhöhen, ohne dabei Mehrkosten entstehen zu lassen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruch aufweisende, gattungsgemäße, drehmomentführende Welle gelöst.

Ausgehend von einer drehmomentführenden Welle, die eine axiale Zentralbohrung und mehrere radiale Querbohrungen zur Versorgung einzelner Bauteile mit einem Druckmedium aufweist, wobei die Querbohrungen als zylindrische Bohrungen mit einem Übergangsradius oder einer Übergangsfase an der Mündung ausgeführt sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sich im direkten Anschluß an den Mündungsbereich an der Bohrung eine konstant umlaufende Fase befindet, die durch Einschnürung der Welle im Bereich vor und hinter der Querbohrung erreicht wird. Die Welle erhält dadurch im Bereich der Querbohrung eine kugelförmige Kontur.

Die Festigkeit der drehmomentführenden Welle erhöht sich wesentlich, wenn der Mündungsbereich der Querbohrung derart gestaltet wird, dass die Fase oder der Radius an der Querbohrung konstant umlaufend hergestellt wird, da sich hierbei die auftretenden Spannungen besser verteilen, so dass eine spezifische Spannungsreduzierung erreicht wird. Weiterhin wirkt diese Einschnürung der Welle im Bereich vor und hinter der Querbohrung als Entlastungskerbe, die ihrerseits die Kerbwirkung der Querbohrung deutlich reduziert. Neben der Reduzierung der Kerbwirkung zeigt die Erfindung weiterhin eine Vereinfachung der prozeßsicheren Herstellung der Bohrungsfase.

Die Erfindung wird anhand den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen eines erfindungsgemäßen Automatgetriebes näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße, drehmomentführende Welle;
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der in 1 dargestellten, drehmomentführenden Welle und
3 einen Teil-Ausschnitt in vergrößerter Darstellung der in 2 dargestellten, drehmomentführenden Welle.
1 zeigt eine drehmomentführende Welle 1, deren Längsachse mit 2 bezeichnet ist.
2 zeigt die drehmomentführende Welle 1, die eine Zentralbohrung 3 aufweist, durch welche ein Druckmedium über eine Querbohrung 5 den mit dem Druckmedium zu versorgenden Bauteilen, insbesondere eines Automatgetriebes, zugeführt wird.
In 3 ist die drehmomentführende Welle 1 ausschnittsweise vergrößert dargestellt.
Ein aus dem Stand der Technik bekannter Mündungsbereich 6 einer Querbohrung 4 ist links dargestellt. Rechts dargestellt ist ein erfindungsgemäßer Mündungsbereich 7 der Querbohrung 5, der mit einer konstant umlaufenden Fase 8 versehen ist. Diese Fase 8 kann durch Einschnürung der drehmomentführenden Welle 1 vor und nach der Querbohrung 5 erreicht werden. Im Mündungsbereich 7 der Querbohrung 5 entsteht durch die Fase 8 eine kugelförmige Kontur 9.

1: Welle
2: Längsachse
3: Zentralbohrung
5: Querbohrung
7: Mündungsbereich
8: Fase
9: Kontur

Claims

Drehmomentführende Welle (1 ), insbesondere in Automatgetrieben für Kraftfahrzeuge, die mehrere Querbohrungen (5) aufweist, die als zylindrische Bohrungen mit einem Übergangsradius oder einer Fase im Mündungsbereich (7) ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die drehmomentführende Welle (1) im Mündungsbereich (7) der Querbohrung (5) eine umlaufende Fase (8) aufweist, durch die eine kugelförmige Kontur (9) im Mündungsbereich (7) der Querbohrung (5) entsteht.
Verwendung einer drehmomentführenden Welle (1) nach Anspruch 1 in einem Automatgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, in dem eine Vielzahl von Kupplungen und Bremsen sowie mindestens eine Eingangs- und eine Ausgangswelle angeordnet ist.