DE102005011913A1 - Halteringvorrichtung für ein Hybridgetriebe - Google Patents

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DE102005011913A1
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Abstract

Eine Kupplungsanordnung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kupplungsgehäuse mit mehreren Gehäusekerbzähnen. Mehrere Kupplungsplatten sind innerhalb der Gehäusekerbzähne angeordnet. Die Kupplungsanordnung umfasst ferner eine Kupplungsnabe mit mehreren Nabenkerbzähnen. Mehrere Reibplatten sind innerhalb der Nabenkerbzähne angeordnet und zwischen den mehreren Kupplungsplatten angeordnet. Ein Einrückkolben ist dafür eingerichtet, die Kupplungsplatten und Reibplatten in Eingriff zu bringen. Die Kupplungsanordnung enthält auch einen Ausgleichskolben mit einem Schulterabschnitt. Ein Haltering ist in einer durch eine rotierende Welle definierten Halterille angeordnet. Der Haltering ist dafür eingerichtet, den Ausgleichskolben so in Eingriff zu bringen, dass der Haltering durch den Schulterabschnitt radial festgehalten wird und der Haltering daher nicht expandieren und aus der Halterille gleiten kann. Eine Rückholfeder ist vorzugsweise zwischen dem Einrückkolben und dem Ausgleichskolben angeordnet. Die Rückholfeder ist dafür eingerichtet, den Ausgleichskolben axial in einen Eingriff mit dem Haltering vorzuspannen, um den Eingriff des Halterings durch den Schulterabschnitt aufrechtzuerhalten.

Description

  • QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 22. März 2004 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/555,141, die hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit miteinbezogen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Erfindung bezieht sich auf Halteringe und insbesondere auf externe Halteringe, die in einer Rille in einer Getriebewelle angeordnet sind.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Viele mechanische Einrichtungen verwenden zumindest eine rotierende Welle, in der ein rotierender Ring oder Haltering angeordnet ist. Der Zweck des Halterings besteht darin, die Bewegung zumindest eines mechanischen Glieds in einer gegebenen Richtung zu begrenzen, indem die Grenzen einer Bewegung der Baugruppe für diese bestimmte Komponente eingerichtet werden.
  • Eines der Probleme im Zusammenhang mit externen Halteringen ist das der Zentrifugalkraft. Da die Welle, in der der Haltering angeordnet ist, mit einer hohen Drehzahl rotiert, hat der Ring selbst die Tendenz zu expandieren, und wird dadurch innerhalb der Rille leicht gelockert bzw. gelöst sowie vielleicht sogar aus der Rille herausgetrieben.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sichern eines Halterings innerhalb einer Halterille bei Vorhandensein hoher Zentrifugalkräfte.
  • Eine Kupplungsanordnung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kupplungsgehäuse mit mehreren Gehäusenuten bzw. -kerbzähnen. Mehrere Kupplungsplatten sind innerhalb der Gehäusekerbzähne angeordnet. Die Kupplungsanordnung umfasst ferner eine Kupplungsnabe mit mehreren Nabenkerbzähnen. Mehrere Reibplatten sind innerhalb der Nabenkerbzähne und zwischen den mehreren Kupplungsplatten angeordnet. Ein Einrückkolben ist dafür eingerichtet, die Kupplungsplatten und die Reibplatten in Eingriff zu bringen. Die Kupplungsanordnung enthält auch einen Ausgleichskolben mit einem Schulterabschnitt. Ein Haltering ist in einer Halterille angeordnet, die durch die rotierende Welle definiert wird. Der Haltering ist dafür eingerichtet, mit dem Ausgangskolben so in Eingriff zu stehen, dass der Haltering durch den Schulterabschnitt radial zurückgehalten wird und der Haltering daher nicht expandieren und aus der Halterille gleiten kann. Eine Rückholfeder ist vorzugsweise zwischen dem Einrückkolben und dem Ausgleichskolben angeordnet. Die Rückholfeder ist dafür eingerichtet, den Ausgleichskolben in einen Eingriff mit dem Haltering axial vorzuspannen, um den Eingriff des Halterings durch den Schulterabschnitt aufrechtzuerhalten.
  • In einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens ein einzelnes Merkmal, das dafür angepasst ist, den gesamten Umfang des Halterings festzuhalten.
  • In einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens mehrere lokal begrenzte Nasen, die dafür angepasst sind, den Umfang des Halterings an einzelnen Stellen festzuhalten.
  • In noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens durch einen Arbeitsvorgang, bei dem halb durchgestochen wird, erzeugt.
  • In einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens durch einen Formvorgang erzeugt.
    •
  • Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische fragmentarische Querschnittansicht eines elektromechanischen Hybridgetriebes, das mit der vorliegenden Erfindung in Einklang steht;
  • 2A ist eine schematische fragmentarische Querschnittansicht einer ersten Kupplungsanordnung des Getriebes von 1;
  • 2B ist eine Vorderansicht eines Ausgleichskolbens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Kupplungsanordnung von 2A;
  • 2C ist eine Vorderansicht eines Ausgleichskolbens gemäß einer anderen Ausführungsform der Kupplungsanordnung von 2A; und
  • 3 ist eine schematische fragmentarische Querschnitt einer zweiten Kupplungsanordnung des Getriebes von 1.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bezugnehmend auf die Zeichnungen, worin gleiche Bezugsziffern auf gleiche Komponenten verweisen, zeigt 1 die obere Hälfte des Getriebes 10 im Querschnitt. Die untere Hälfte des Getriebes (nicht dargestellt) ist auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelachse 12 angeordnet. Erste und zweite Elektromotormodule 14 bzw. 16 sind über der Mittelachse 12 innerhalb des Getriebes 10 angeordnet. Eine Hauptwelle 20 ist um die Mittelachse 12 drehbar in Längsrichtung angeordnet. Mehrere Innenwellen wie z.B. die Innenwelle 22 sind um die Hauptwelle 20 konzentrisch angeordnet und gleichfalls um die Mittelachse drehbar. Eine Antriebswelle 24 ist vor der Hauptwelle 20 angeordnet und betreibbar, um Kraft von einer (nicht dargestellten) Antriebsmaschine bzw. einem Motor zum Getriebe 10 zu übertragen. Eine Abtriebswelle 25 ist hinter der Hauptwelle 20 angeordnet. Ein Eingriff einer oder mehrerer der Mehrzahl von Kupplungen, die im Getriebe 10 enthalten sind (wobei eine erste, zweite, dritte und vierte Kupplung 26, 28, 30 bzw. 32 dargestellt sind) verbindet einen oder mehrere des ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatzes 34, 36 bzw. 38, um mit verschiedenen Übersetzungen Kraft zu einem (nicht dargestellten) Abtriebsglied zu übertragen. Wie der Fachmann ohne weiteres versteht, umfasst jeder der Planetengetriebesätze ein Sonnenradglied, ein Glied der Planetenträgeranordnung und ein Ringradglied. Eine fünfte Kupplung, auf die als Aussperr- bzw. Lockout-Kupplung (engl. lockout clutch) 42 verwiesen wird, ist betreibbar, um einen Torsionsisolator 44 (worauf auch als Dämpferfedern verwiesen wird) von umgebenden baulichen Elementen auszusperren bzw. zu entkoppeln und eine direkte Verbindung zwischen der Antriebsmaschine bzw. dem Motor und dem Getriebe zu schaffen.
  • In 2A ist die Kupplung 32 detaillierter dargestellt. Die Kupplung 32 umfasst ein Kupplungsgehäuse 52, das bei 54 mit Kerbzähnen bzw. Nuten versehen ist, um mehrere Kupplungsplatten 56 aufzunehmen. Die Kupplungsplatten 56 sind zwischen mehreren Reibplatten 58 angeordnet, die mit einem Ringrad 60 kerbverzahnt sind. Die Kupplungsplatten 56 und Reibplatten 58 können durch einen Einrückkolben 64 selektiv in Eingriff gebracht werden. Die Kupplung 32 enthält ferner eine Kolbenrückholfeder 62, die zwischen dem Einrückkolben 64 und einem Ausgleichskolben 66 angeordnet ist. Ein externer Haltering 68, der dafür angepasst ist, den Ausgleichskolben 66 und die Kolbenrückholfeder 62 zurückzuhalten, ist innerhalb einer durch eine rotierende Welle 72 definierten Halterille 70 angeordnet.
  • Wie in der Technik gut bekannt ist, kann eine Zentrifugalkraft bewirken, dass Halteringe in einer radialen Richtung expandieren und aus ihrer Rille gleiten. Um den Haltering 68 innerhalb der Rille 70 zu halten, weist der Ausgleichskolben 66 nahe seinem Innendurchmesser 76 einen Schulterabschnitt 74 auf. Wie in 2 dargestellt ist, verhindert der Schulterabschnitt 74, dass der Haltering 68 radial expandiert, so dass der Haltering 68 nicht aus der Rille 70 gleiten kann. Außerdem wird der Ausgleichskolben 66 durch die Kolbenrückholfeder 62 axial in einen Eingriff mit dem Haltering 68 vorgespannt, die dadurch den Eingriff des Halterings 68 durch den Schulterabschnitt 74 aufrechterhält, um die Sicherung des Halterings 68 innerhalb der Rille 70 zu verbessern. Der Haltering 68 kann demontiert werden, indem die Rückholfeder 62 komprimiert wird, um den Ausgleichskolben 66 von dem Haltering 68 so axial weg zu schieben, dass der Schulterabschnitt 74 den Haltering 68 freigibt bzw. löst.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schulterabschnitt 74 mit einem Arbeitsvorgang, bei dem halb durchgestochen wird, hergestellt; es sollte jedoch erkannt werden, dass der Schulterabschnitt 74 auch gemäß allen gegenwärtig bekannten Fertigungsverfahren geschaffen werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schulterabschnitt 74 eine (in 2B dargestellte) einzelne durchgehende Schulter 74' definieren, die dafür angepasst ist, den gesamten Umfang des Halterings 68 festzuhalten. Alternativ dazu kann der Schulterabschnitt 74 mehrere lokal begrenzte (in 2C dargestellte) Nasen 74'' umfassen, die dafür angepasst sind, den Umfang des Halterings 68 an einzelnen Stellen festzuhalten.
  • In 3 ist die Kupplung 28 detaillierter dargestellt. Die Kupplung 28 umfasst ein Kupplungsgehäuse 100, das bei 102 mit Kerbzähnen bzw. Nuten versehen ist, um mehrere Kupplungsplatten 104 aufzunehmen. Die Kupplungsplatten 104 sind zwischen mehreren Reibplatten 106 angeordnet, die mit einer Kupplungsnabe 108 kerbverzahnt sind. Die Kupplungsplatten 104 und Reibplatten 106 können durch einen Einrückkolben 112 selektiv in Eingriff gebracht werden. Die Kupplung 28 umfasst ferner eine zwischen dem Einrückkolben 112 und einem Ausgleichskolben 114 angeordnete Kolbenrückholfeder 110. Ein externer Haltering 116, der dafür angepasst ist, den Ausgleichskolben 114 und die Rückholfeder 110 zurückhalten, ist innerhalb einer durch das Kupplungsgehäuse 100 definierten Halterille 118 angeordnet.
  • Um den Haltering 116 innerhalb der Rille 118 zu halten, weist der Ausgleichskolben 114 nahe seinem Innendurchmesser 122 einen Schulterabschnitt 120 auf. Wie in 3 gezeigt ist, verhindert der Schulterabschnitt 120, dass der Haltering 116 radial expandiert, so dass der Haltering 116 nicht aus der Rille 118 gleiten kann. Außerdem wird der Ausgleichskolben 114 axial in einen Eingriff mit dem Haltering 116 durch die Rückholfeder 110 vorgespannt, die dadurch den Eingriff des Halterings 116 durch den Schulterabschnitt 120 aufrechterhält, um die Sicherung des Halterings 116 innerhalb der Rille 118 zu verbessern. Der Haltering 16 kann demontiert werden, indem die Rückholfeder 110 komprimiert wird, um den Ausgleichskolben 114 vom Haltering 110 axial weg zu schieben, so dass der Schulterabschnitt 120 den Haltering 116 löst. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schulterabschnitt 120 durch einen Formvorgang erzeugt; es sollte jedoch erkannt werden, dass der Schulterabschnitt 74 auch gemäß allen gegenwärtig bekannten Fertigungsverfahren hergestellt werden.
  • Obgleich die besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, erkennt der Fachmann für die Technik, auf die sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche in die Praxis umzusetzen.

Claims (16)

  1. Kupplung, mit: mehreren Kupplungsplatten; mehreren Reibplatten, die zwischen den mehreren Kupplungsplatten angeordnet sind; einem Einrückkolben, der dafür eingerichtet ist, die Kupplungsplatten und die Reibplatten in Eingriff zu bringen; einem Ausgleichskolben mit einem Schulterabschnitt, wobei zwischen dem Ausgleichskolben und dem Einrückkolben eine Rückholfeder untergebracht ist; und einem in einer durch ein rotierendes Glied definierten Halterille angeordneten Haltering, der dafür eingerichtet ist, mit dem Ausgleichskolben in Eingriff zu stehen, wobei der Haltering durch den Schulterabschnitt so radial festgehalten wird, dass der Haltering nicht expandieren und aus der Halterille gleiten kann.
  2. Kupplung nach Anspruch 1, wobei der Schulterabschnitt ein einzelnes durchgehendes Merkmal aufweist, das dafür eingerichtet ist, den gesamten Umfang des Halterings festzuhalten.
  3. Kupplung nach Anspruch 1, wobei der Schulterabschnitt mehrere lokal begrenzte Nasen aufweist, die dafür angepasst sind, den Umfang des Halterings an einzelnen Stellen festzuhalten.
  4. Kupplung nach Anspruch 1, wobei der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens durch einen Arbeitsvorgang erzeugt, bei dem halb durchgestochen wird.
  5. Kupplung nach Anspruch 1, wobei der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens durch einen Formvorgang erzeugt wird.
  6. Kupplung nach Anspruch 1, wobei die Rückholfeder dafür eingerichtet ist, den Ausgleichskolben axial in einen Eingriff mit dem Haltering vorzuspannen, um den Eingriff des Halterings durch den Schulterabschnitt aufrechtzuerhalten, und den Einrückkolben in eine nicht eingerückte Richtung vorzuspannen.
  7. Kupplung, mit: einem Kupplungsgehäuse mit mehreren Gehäusekerbzähnen; mehreren Kupplungsplatten, die innerhalb der Gehäusekerbzähne angeordnet sind; einer Kupplungsnabe mit mehreren Nabenkerbzähnen; mehreren Reibplatten, die innerhalb der Nabenkerbzähne angeordnet sind, wobei die Reibplatten zwischen den mehreren Kupplungsplatten angeordnet sind; einem Einrückkolben, der dafür eingerichtet ist, die Kupplungsplatten und die Reibplatten reibschlüssig in Eingriff zu bringen; einem Ausgleichskolben mit einem Schulterabschnitt; einem in einer durch ein rotierendes Glied definierten Halterille angeordneten Haltering, der dafür eingerichtet ist, mit dem Ausgleichskolben in Eingriff zu stehen, wobei der Haltering durch den Schulterabschnitt so radial festgehalten ist, dass der Haltering sich nicht ausdehnen und aus der Halterille gleiten kann; und einer Rückholfeder, die zwischen dem Einrückkolben und dem Ausgleichskolben angeordnet ist, wobei die Rückholfeder dafür eingerichtet ist, den Ausgleichskolben in einen Eingriff mit dem Haltering axial vorzuspannen, um den Eingriff des Halterings durch den Schulterabschnitt aufrechtzuerhalten.
  8. Kupplung nach Anspruch 7, wobei der Schulterabschnitt ein einzelnes durchgehendes Merkmal aufweist, das dafür eingerichtet ist, den gesamten Umfang des Halterings festzuhalten.
  9. Kupplung nach Anspruch 7, wobei der Schulterabschnitt mehrere lokal begrenzte Nasen enthält, die dafür eingerichtet sind, den Umfang des Halterings an verschiedenen Stellen festzuhalten.
  10. Kupplung nach Anspruch 7, wobei der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens durch einen Arbeitsvorgang geschaffen wird, bei dem halb durchgestochen wird.
  11. Kupplung nach Anspruch 7, wobei der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens durch einen Formvorgang erzeugt wird.
  12. Haltevorrichtung für ein Getriebe, mit: einer Antriebswelle, die mit einem Motorabtriebsglied für eine gemeinsame Rotation wirksam verbunden werden kann; einer Abtriebswelle; einem Getriebezug, der dafür eingerichtet ist, die Antriebswelle und die Abtriebswelle selektiv wirksam miteinander zu verbinden, wobei der Getriebezug umfasst mehrere Kupplungsplatten; mehrere Reibplatten, die zwischen den mehreren Kupplungsplatten angeordnet sind; einen Einrückkolben, der dafür eingerichtet ist, die Kupplungsplatten und Reibplatten in Eingriff zu bringen; einen Ausgleichskolben mit einem Schulterabschnitt, wobei eine Rückholfeder zwischen dem Ausgleichskolben und dem Einrückkolben untergebracht ist; und einen in einer durch ein rotierendes Glied definierten Halterille angeordneten Haltering, der durch den Schulterabschnitt so radial festgehalten wird, dass der Haltering sich nicht ausdehnen und aus der Halterille gleiten kann; und ersten und zweiten Motoren/Generatoren, die mit dem Getriebezug wirksam verbunden sind, um Leistung dorthin zu liefern oder von dort zu empfangen.
  13. Kupplung nach Anspruch 12, wobei der Schulterabschnitt ein einzelnes durchgehendes Merkmal enthält, das dafür eingerichtet ist, den gesamten Umfang des Halterings festzuhalten.
  14. Kupplung nach Anspruch 12, wobei der Schulterabschnitt mehrere lokal begrenzte Nasen aufweist, die dafür eingerichtet sind, den Umfang des Halterings an einzelnen Stellen festzuhalten.
  15. Kupplung nach Anspruch 12, wobei der Schulterabschnitt des Ausgleichskolbens durch einen Arbeitsvorgang erzeugt wird, bei dem halb durchgestochen wird.
  16. Kupplung nach Anspruch 12, wobei der Schulterabschnitt des Ausgleichskolben durch einen Formvorgang erzeugt wird.
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