DE102007003922A1 - Automatgetriebe eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe eines Fahrzeuges, mit hydraulisch betätigbaren Schaltelementen (1) zur Schaltung von Gängen, wobei die Schaltelemente (1) verschiebbare Schaltelementkolben (2) aufweisen, denen Druckausgleichsmittel (10) zugeordnet sind, die wenigstens auf eine rotationsbedingte dynamische Druckbeaufschlagung kompensierend wirken. Zur Reduzierung einer Aktivierungszeit des Getriebes bei gleichzeitiger Gewährleistung einer hohen Betriebssicherheit und Lebensdauer ist vorgesehen, dass zumindest an einem Schaltelementkolben (1) eines Anfahrganges die Druckausgleichsmittel (10) zusätzlich als rotationsabhängig wirksame Rückstellmittel ausgebildet sind, über die eine einer hydraulischen Beaufschlagung in Schließrichtung (11) des Schaltelementes (1) entgegengerichtete dynamische Rückstellkraft auf den Schaltelementkolben (2) erzeugbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Automatgetriebe, die zur Momentenübertragung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges hydraulisch betätigt werden, sind in der Fahrzeugtechnik seit Langem bekannt und weit verbreitet. Als Stufengetriebe sind sie üblicherweise in Planetenbauweise mit mehreren Planetensätzen konzipiert, wobei zur Schaltung der Gänge bzw. Gangstufen eine entsprechende Anzahl von hydraulischen Schaltelementen, beispielsweise Lamellenkupplungen angeordnet ist, die über Schaltelementkolben hydraulisch beaufschlagbar sind. Als weitere hydraulische Komponenten können ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung als Anfahrelement und, insbesondere in Nutzfahrzeugen und Bussen, ein hydrodynamischer Retarder als verschleißfreie Dauerbremseinrichtung zur Entlastung der Radbremsen vorgesehen sein. Die Ansteuerung der Schaltelemente erfolgt mit einer Getriebesteuerung, über die ein Hydrauliksystem angesteuert wird, dem die Schaltelemente zugeordnet sind.
  • Solche Getriebe mit Drehmomentwandler und integriertem Primärretarder (Intarder) sind beispielsweise von der Anmelderin als 5-Gang- oder 6-Gang-Lastschaltgetriebe in den Baureihen mit den Bezeichnungen „ZF-Ecomat" und in einer verbesserten Neuentwicklung als „ZF-EcoLife" bekannt. Sie sind insbesondere für Stadtbusse entwickelt worden, aber auch in Überlandbussen, Schienenbussen und Spezialfahrzeugen vorteilhaft einsetzbar und zeichnen sich durch Langlebigkeit und niedrigen Kraftstoffverbrauch aus. Durch das Wegfallen der Kupplungsbetätigung und die automatischen Schaltvorgänge, gegebenenfalls sogar mit adaptiven Schaltprogrammen die an topografische Gegebenheiten der Fahrstrecken des Fahrzeuges angepasst werden können, bieten derartig ausgerüstete Busse besonders im dichten Straßenverkehr mit häufig wechselnden Verkehrssituationen einen hohen Fahrkomfort für Fahrer und Fahrgäste. Dadurch, dass sich der Fahrer stets voll auf das Verkehrsgeschehen konzentrieren kann sowie nicht durch häufige manuelle Schaltbetätigungen in Anspruch genommen wird und die Fahrgäste nicht durch plötzliche Lastwechsel überrascht werden, sind derartige Wandlerautomaten insbesondere in Bussen auch unter Sicherheitsaspekten vorteilhaft.
  • Für die Regelung und Steuerung des Hydrauliksystems in einem Fahrzeug sind elektrische direktgesteuerte Druckregelventile mit Proportionalmagneten besonders geeignet. Diese haben im Vergleich zu herkömmlichen, vorgesteuerten Ventilen den Vorteil, dass sie die Magnetkraft direkt zum Öffnen oder Schließen des Ventilsitzes verwenden. Sie benötigen daher für ihre Schaltfunktion keinen Mindestbetriebs- bzw. Differenzdruck. Derartige Ventile bauen besonders kompakt. Zudem sind sie für nahezu jede beliebige Einbaulage geeignet und vergleichsweise kostengünstig.
  • Die hydraulischen Komponenten eines Automatgetriebes benötigen eine zuverlässige Ölversorgung zur Schmierung der Zahnradsätze und Lager sowie einen bestimmten Öldruck und eine bestimmte Ölmenge zur Schaltung und Kühlung der Schaltelemente, insbesondere der Lamellenkupplungen, sowie gegebenenfalls zum Betrieb des Retarders. Dazu ist eine Hydraulikpumpe vorgesehen, die in der Regel, beispielsweise als eine getriebeinterne Zahnradpumpe, über den Verbrennungsmotor des Fahrzeuges angetrieben wird und dementsprechend im Betrieb einem angeschlossenen Hydrauliksystem permanent Druck- und Kühlöl zur Versorgung des Getriebes zur Verfügung stellt.
  • Zur Reduzierung von Schadstoffemissionen, Kraftstoffverbrauch und Lärmpegel ist darüber hinaus, insbesondere im Stadtverkehr, ein so genannter Start-Stopp-Betrieb wünschenswert, bei dem der Verbrennungsmotor im Stillstand, beispielsweise an Kreuzungen mit Ampelanlagen, je nach Situation und Möglichkeit abgeschaltet werden sollte. Dies ist jedoch bei Fahrzeugen mit Automatgetrieben nicht ohne weiteres möglich.
  • Da die Hydraulikpumpe über den Verbrennungsmotor angetrieben wird, steht folglich das Drucköl nur bei laufendem Verbrennungsmotor zur Verfügung. Bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor verliert das Hydrauliksystem hingegen schnell an Druck, worauf üblicherweise die Getriebesteuerung den aktuellen Gang auslegt und das Getriebe in eine Neutral-Stellung schaltet. Ehe wieder ein Drehmoment übertragen werden kann, muss sich im Hydrauliksystem zunächst wieder ein ausreichender Druck aufbauen bevor das Fahrzeug anfahren kann. Dazu müssen die Schaltelementkolben der Lamellenkupplungen erneut befüllt werden, da diese durch Rückstellfedern bei abfallendem Druck in eine hintere Endlage fahren, wobei sich die Kolbenräume entleeren. Je nach Hydrauliksystem können noch zusätzliche Verzögerungen hinzukommen, wenn beispielsweise Halteventile im Hydrauliksystem erst bei einem bestimmten Druckniveau schalten. Daraus ergibt sich insgesamt eine relativ lange Aktivierungszeit bis zum Einlegen des Ganges nach einem Motorstart.
  • Hinzu kommt, dass aus Sicherheitsgründen zunächst ein bestimmter Zeitraum abgewartet werden muss, innerhalb dessen sich auf jeden Fall ein ausreichender Druck aufgebaut hat, ehe ein angewählter Gang eingelegt werden darf. Wenn die Drehmomentübertragung zu früh begänne, also ehe sich ein ausreichender Druck in den Kolbenräumen der Schaltelemente aufgebaut hat, würden die entsprechenden Reibkörper durchrutschen. Da bei unzureichendem Öldruck auch die Kühlung und Schmierung der nasslaufenden Schaltelemente nicht sichergestellt ist, könnte es dann durch hohe Kupplungsbelastungen und vorzeitigen Verschleiß innerhalb kürzester Zeit zu Schäden oder zumindest zur Verringerung der Lebensdauer des Getriebes kommen. Dies führt andererseits jedoch zu einer weiteren Verlängerung der Aktivierungszeit, da bei der Aktivierungszeit stets die Sicherheitszeitspanne eingehalten werden muss. Die Aktivierungszeit wird zwar bei den relativ wenigen An fahrvorgängen nach einem Motorstart im Normalbetrieb kaum nachteilig empfunden, aber einen Start-Stopp-Betrieb mit einer hohen Frequenz an Anfahrvorgängen und der Notwendigkeit nach dem Motorstart, beispielsweise nach einer Ampelschaltung, möglichst sofort anzufahren, macht sie praktisch unmöglich, da dabei zu häufige und lange Verzögerungen entstünden.
  • Um einen Start-Stopp-Betrieb zu ermöglichen, könnte eine elektromotorisch angetriebene Zusatzpumpe verwendet werden, die beim Abschalten des Verbrennungsmotors den Öldruck aufrecht erhält und eine permanente Grundversorgung sichert. Dies würde jedoch neben zusätzlichen Kosten, zusätzlichem Bauraumbedarf und zusätzlichem Gewicht auch einen zusätzlichen Energieverbrauch bedeuten und daher in der Energiebilanz des Start-Stopp-Betriebes eher kontraproduktiv wirken, so dass darauf nach Möglichkeit verzichtet werden sollte.
  • In der DE 41 39 726 C2 sind zur Sicherstellung der Kühlölversorgung einer hydraulisch betätigbaren Lamellenkupplung beim Einlegen von Gängen, konstruktive Maßnahmen an einem in einem Regelzylinder beweglichen Regelkolben vorgeschlagen. Dazu sind an dem Regelkolben verschiedene Steuerkanten angeordnet, die zunächst eine Kühlölzufuhr zu den Reibelementen freigeben, bevor eine Steuerölzufuhr zu einem Druckraum freigegeben wird, die dann zum Einrücken der Kupplung führt. Durch diese Steuerung wird eine ausreichende Kühlölversorgung der Lamellenkupplung sichergestellt, bevor ein Gang eingelegt werden kann. Zudem wird der Wirkungsgrad des Getriebes durch eine insgesamt geringere erforderliche Pumpenleistung erhöht, da das Kühlöl nur während der tatsächlichen Beanspruchung der Reibelemente der Kupplung in der Reibphase, also beim Einrücken der Kupplung, zugeführt werden muss.
  • Eine Anfahr-Lamellenkupplung, bei der ebenfalls der Schmier- und Kühlöldruck nur zeitweise, insbesondere in der Schließphase aufgebaut wird, zeigt die DE 36 05 004 A1 . Darin wird ein Kupplungsraum über eine Druckleitung geflutet. Der Druck wird dabei über einen von einem zeitgetakteten Magnetventil gesteuerten druckluftbeaufschlagten Speicher aufgebaut der in die Druckleitung ausgeschoben wird, wobei die Druckleitung über ein Rückschlagventil gegen eine Rückströmung bei nachlassendem Druck gesichert ist. Ein erstes in den Kupplungsraum ragendes Schöpfrohr begrenzt die Befüllung und leitet überschüssiges Öl in einen Ölsumpf ab. Ein zweites Schöpfrohr ermöglicht in Verbindung mit einem zweiten zeitgetakteten Magnetventil eine Schnellentleerung des Kupplungsraumes in den Ölsumpf nach dem Einrücken der Kupplung. Dadurch kann die erforderliche Pumpenleistung zur Versorgung der Kupplung reduziert und somit der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert werden.
  • Schwerpunkt der benannten Druckschriften ist die Reduzierung der erforderlichen Pumpleistung der Hydraulikpumpe bei gleichzeitig sicherer Kühlung der Kupplung. Dadurch wird die Aktivierungszeit bis zu einem sicheren Einlegen des Anfahrganges nach einem Motorstart jedoch nicht verkürzt. Der Fachmann findet darin auch keine Hinweise, wie die Aktivierungszeit verkürzt werden kann, um einen Start-Stopp-Betrieb zu ermöglichen oder zu verbessern.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Automatgetriebe zu schaffen, bei dem eine reduzierte Aktivierungszeit ermöglicht wird und das dennoch eine hohe Betriebssicherheit und Lebensdauer aufweist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Automatgetriebe mit hydraulischen Schaltelementen die Zeit zur Förderung einer bestimmten erforderliche Menge an Hydraulikfluid zu den Schaltelementkolben und deren Befüllung ein wesentlicher Faktor für eine Aktivierungszeit bis zum Einlegen eines Anfahrganges nach einem Motorstart ist. Die Aktivierungszeit kann daher verkürzt werden kann, indem die nach einem Motorstart zu den zugehörigen Schaltelementkolben zu fördernden Volumenströme durch die Beibehaltung einer bevorzugten Kolbenstellung der hydraulischen Schaltelemente beim Abstellen des Verbrennungsmotors möglichst gering gehalten werden. Eine derartige Funktion kann mit Hilfe fliehkraftabhängig wirksamer Rückstellmittel der Schaltelementkolben ermöglicht werden.
  • Demnach geht die Erfindung aus von einem Automatgetriebe eines Fahrzeuges, mit hydraulisch betätigbaren Schaltelementen zur Schaltung von Gängen, wobei die Schaltelemente verschiebbare Schaltelementkolben aufweisen, denen Druckausgleichsmittel zugeordnet sind, die wenigstens auf eine rotationsbedingte dynamische Druckbeaufschlagung kompensierend wirken.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass zumindest an einem Schaltelementkolben eines Anfahrganges die Druckausgleichsmittel zusätzlich als rotationsabhängig wirksame Rückstellmittel ausgebildet sind, über die eine einer hydraulischen Beaufschlagung in Schließrichtung des Schaltelementes entgegengerichtete dynamische Rückstellkraft auf den Schaltelementkolben erzeugbar ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird vorteilhaft die herkömmliche Rückstellfeder der Schaltelementkolben durch ein hinsichtlich seiner Rückstellkraft variables Rückstellmittel ersetzt, dessen Rückstellkraft beim Abschalten des Verbrennungsmotors des Fahrzeuges außer Kraft gesetzt wird.
  • Dies wirkt sich auf den Druckaufbau im Hydrauliksystem des Getriebes nach einem Motorstart aus. Eine Wiederbefüllung der Kolbenräume der betroffenen Schaltelementkolben wird unnötig oder kann zumindest erheblich verringert werden, da der jeweilige Kolben des Schaltelements in einer vorderen Endlage nahe dem Schlupfpunkt des Schaltelementes stehen bleibt, und nicht wie herkömmlich bei abfallendem Druck durch Rückstellfedern in eine hintere Endlage zurückfährt. Andererseits ist jedoch beim Schalten eine gewisse Rückstellkraft nötig, um das Schaltelement im Betrieb sicher zu öffnen.
  • Um diese Funktion trotz des Wegfallens der Rückstellfeder zu ermöglichen, macht sich die Erfindung den Umstand zu Nutze, dass übliche hydraulische Schaltelemente, insbesondere Lamellenschaltkupplungen, bei Getrieben der eingangs beschriebenen Bauart, zum Ausgleich von dynamischen Rotationsdrücken, die konstruktionsbedingt in rotierenden Kolbenräumen entstehen und auf die beaufschlagte Druckseite der Kupplung im Betrieb des Getriebes wirken, Druckausgleichräume aufweisen, in denen sich Öl ansammeln kann. Diese im Betrieb rotierenden Räume erzeugen über die Zentrifugalkräfte des Öls einen dynamischen Gegendruck, der den im Druckraum auf der Schaltelementkolben-Vorderseite auftretenden Rotationsdruck kompensiert. Derartige Drucksausgleichräume sind beispielsweise aus der DE 103 42 897 A1 bekannt.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Druckausgleichsseite so auszulegen, dass sie nicht nur den Rotationsdruck auf die Druckseite des Kolbens kompensiert, sondern darüber hinaus eine resultierende Rückstellkraft erzeugt, welche die Rückstellkraft einer üblichen Rückstellfeder ersetzen kann. Dadurch fährt der Schaltelementkolben im Betrieb beim Auslegen des Ganges bestimmungsgemäß in Öffnungsrichtung zurück, während die genannte Rückstellkraft beim Einlegen des Ganges, vergleichbar zur herkömmlichen Rückstellkraft einer Feder, durch die hydraulische Beaufschlagung des Schaltelementkolbens in Schließrichtung überwunden wird. Wird jedoch der Verbrennungsmotor abgeschaltet und das Getriebe mit noch eingelegtem Gang, also mit druckbeauf schlagtem Kolbenraum, abgestellt, bleiben die Schaltelementkolben im Bereich ihrer vorderen, lamellennahen Endlage stehen, auch wenn in Folge der stehenden Hydraulikpumpe der Systemdruck abfällt, da gleichzeitig die dynamisch erzeugte Rückstellkraft entfällt. Es wird im Ergebnis daher nur wenig Öl aus dem Druckraum bzw. Kolbenraum der Schaltelemente herausbefördert.
  • Beim nächsten Motorstart baut sich im Hydrauliksystem, insbesondere in einem Hauptdruckkreis, von dem die Schaltelemente üblicherweise gespeist werden, bis zum Kolbenraum hin der Druck so schnell auf, wie das zuvor verloren gegangene Ölvolumen ersetzt werden kann. Da der Kolbenraum des Schaltelements des Anfahrganges wegen des nach wie vor in seiner vorderen Endlage stehenden Kolbens jedoch allenfalls unwesentlich nachgefüllt werden muss, steht der nötige Schaltdruck in erheblich kürzerer Zeit zur Verfügung, wodurch sich die Zeit zur Herstellung einer Drehmomentübertragungsbereitschaft des Getriebes und damit die Aktivierungszeit bis zum sicheren Einlegen des Ganges deutlich reduzieren lässt. Dadurch kann eine Start-Stopp-Fähigkeit eines Automatgetriebes ermöglicht oder signifikant verbessert werden.
  • Die Erfindung kann besonderes vorteilhaft mit Verfahren und Vorrichtungen zur frühen Erkennung der Drehmomentübertragungsbereitschaft sowie zur Aufrechterhaltung des Hydraulikdruckes im Hydrauliksystem bei abgeschaltetem Antriebsmotor bzw. abgeschalteter Hydraulikpumpe kombiniert werden.
  • Da gemäß der Erfindung nur unwesentliche Ölmengen zu den Schaltelementen gefördert werden müssen, wenn die Schaltelementkolben in ihrer vorderen Endlage stehen bleiben, spielen zudem meist vorhandene und konstruktiv bedingte Engstellen, beispielsweise Befüllblenden, und damit auch die temperaturabhängige Ölviskosität des Getriebeöls beim Druckaufbau keine wichtige Rolle mehr, welches sich besonders vorteilhaft bei noch kaltem Getriebe auswirkt.
  • Besonders vorteilhaft sind als Druckausgleichsräume, mit eine Rückstellkraft erzeugenden Eigenschaften, rotierende, einer Druckseite des Schaltelementkolbens gegenüberliegend angeordnete Ringräume geeignet, die im Vergleich zu herkömmlichen Druckausgleichsräumen so konstruktiv verändert, ausgedehnt und/oder vergleichsweise erweitert werden können, beispielsweise durch Volumen- und/oder Durchmesseränderungen oder durch eine geeignete räumliche Formgebung, dass sich in Wirkverbindung mit einem darin aufgenommenen Ölvolumen eine Überkompensation der Rotationsdrücke ergibt, wobei als Resultante eine Kraftkomponente erzeugt wird, die einer axialen hydraulischen Beaufschlagung des Schaltkolbens eines Schaltelementes in Schließrichtung entgegengerichtet ist. Dabei können auch mehrere Druckausgleichsräume zusammenwirken.
  • Als Druckausgleichsräume mit Rückstelleigenschaften können zu den Schaltkolben benachbarte, häufig ohnehin vorhandene Hohlräume, genutzt bzw. entsprechend modifiziert werden, so dass kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist.
  • Die erfindungsgemäßen Rückstellmittel zur Erzielung einer reduzierten Aktivierungszeit sind lediglich bei einem Anfahrgang erforderlich, um das Anfahrverhalten des Fahrzeugs im Start-Stopp-Betrieb entsprechend zu verbessern. Grundsätzlich können jedoch auch alle anderen Schaltelemente für alle Gänge erfindungsgemäß ausgerüstet sein.
  • Die erzeugbare dynamische Rückstellkraft kann vorteilhaft an die Rückstellkraft einer nun nicht mehr notwendigen, jedoch in herkömmlichen Schaltkupplungen im Druckausgleichsraum angeordneten Rückstellfeder angepasst sein, so dass der Schaltelementkolben wie im herkömmlichen Getriebe beim Gangwechsel in Öffnungsrichtung des Schaltelements zurückgeschoben wird. Eine gewünschte Größe der dynamischen Rückstellkraft kann beispielsweise durch Variation des Durchmesserverhältnisses und/oder des Volumenverhält nisses von Kolbenraum (Druckraum) zu Druckausgleichsraum realisiert werden. Vorteilhaft kann die Rückstellwirkung der mittels Berechnungen ausgelegten Druckausgleichräume an einem Prüfstand verifiziert werden.
  • Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur eine vereinfachte schematische Darstellung eines hydraulischen Schaltelementes 1 eines Automatgetriebes mit einem Druckausgleichsraum. Dieses Schaltelement 1 ist als eine Lamellenkupplung ausgebildet und dient zum Schalten einer Gangstufe des Automatgetriebes.
  • Das Schaltelement 1 ist Teil eines Automatgetriebe in Planetenbauweise, beispielsweise eines 6-Gang-Wandlerautomatgetriebes für Kraftfahrzeuge, mit einem überbrückbaren hydrodynamischen Drehmomentwandler als Anfahrelement, einem vorteilhaft als Intarder ausgebildeten hydrodynamischen Primär-Retarder zur Bremsunterstützung und einer getriebenah angeordneten elektronischen Getriebesteuerung zur Schaltsteuerung des Getriebes über ein Hydrauliksystem mit direktgesteuerten Ventilen.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise eines derartigen Getriebes, beispielsweise des von der Anmelderin unter der Bezeichnung EcoLife zur Verfügung stehenden Stadtbus-Getriebes, sind dem Fachmann an sich bekannt. Daher beschränkt sich die folgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels auf das für die Erfindung wesentliche Schaltelement.
  • Die Lamellenkupplung 1 besteht im Wesentlichen aus einem äußeren Lamellenpaket 3, welches an einem äußeren Lamellenträger 4 angeordnet ist, und einem inneren Lamellenpaket 5, welches an einem inneren Lamellenträger 6 angeordnet ist. Die beiden Lamellenträger 4, 6 sind auf einer Getriebewelle 7 drehbar gelagert. Das äußere Lamellenpaket 3 ist in axialer Richtung, also in Schließrichtung 11 bzw. in Öffnungsrichtung 12 verschiebbar. Der äuße re Lamellenträger 4 begrenzt einen als Druckraum ausgebildeten Kolbenraum 9 eines Schaltelementkolbens 2, der auf der Getriebewelle 7 axial verschiebbar geführt ist. Der Schaltelementkolben 2 ist als ein zylinderförmiger Topf ausgebildet. Innerhalb dieses topfförmigen Schaltelementkolbens 2 ist ein Druckausgleichsraum 10 ausgebildet, der von den Innenwänden des Schaltelementkolbens 2 und einer Stauscheibe 8 begrenzt ist. Druck- und Kühlölzuführungen zum Schaltelement 1 sind in an sich bekannter Weise ausgeführt und nicht weiter dargestellt.
  • Im Betrieb wird zum Einlegen eines zugeordneten Ganges der Kolben 2 über den Kolbenraum 9 mit Drucköl beaufschlagt, wodurch der Kolben 2 gegen das äußere Lamellenpaket 3 in eine vordere Endlage fährt und dadurch eine reibschlüssige Verbindung mit dem inneren Lamellenpaket 5 hergestellt wird. Dadurch wird eine Gangstufe eines nicht dargestellten zugehörigen Planetenradsatzes in an sich bekannter Weise geschaltet. In dem rotierenden Kolbenraum 9 auftretende rotationsbedingte Drücke im Drucköl werden durch eine Fliehkraftkompensation durch rotierendes Öl im Druckausgleichsraum 10 ausgeglichen. Der Druckausgleichraum 10 ist so dimensioniert, dass darüber hinaus eine resultierende dynamische Rückstellkraft entgegen der Schließrichtung 11 erzeugt wird, so dass der Druckausgleichraum 10 auch eine Funktion als Rückstellmittel im Betrieb erfüllt.
  • Bei einem Gangwechsel wird der Hydraulikdruck am Schaltelementkolben 2 abgeschaltet, so dass in der Folge der Schaltelementkolben 2 durch den dynamischen Rückstelldruck im Druckausgleichraum 10 in eine hintere Endlage zurückfährt. Beim Abschalten des Verbrennungsmotors bei eingelegtem Gang hingegen fällt der dynamische Rückstelldruck ab und der Schaltelementkolben 2 bleibt, trotz Druckabfall auf der Druckseite 13, zumindest annähernd in seiner zuvor eingenommenen vorderen Endlage stehen, so dass nur eine geringe Ölmenge im Kolbenraum 9 wieder aufgefüllt werden muss, wenn der Motor wieder gestartet wird und sich der Hydraulikdruck erneut aufbaut.
  • 1
    Schaltelement
    2
    Schaltelementkolben
    3
    Äußeres Lamellenpaket
    4
    Äußerer Lamellenträger
    5
    Inneres Lamellenpaket
    6
    Innerer Lamellenträger
    7
    Getriebewelle
    8
    Stauscheibe
    9
    Kolbenraum
    10
    Druckausgleichsraum
    11
    Schließrichtung
    12
    Öffnungsrichtung
    13
    Druckseite
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4139726 C2 [0010]
    • - DE 3605004 A1 [0011]
    • - DE 10342897 A1 [0020]

Claims (8)

  1. Automatgetriebe eines Fahrzeuges, mit hydraulisch betätigbaren Schaltelementen (1) zur Schaltung von Gängen, wobei die Schaltelemente (1) verschiebbare Schaltelementkolben (2) aufweisen, denen Druckausgleichsmittel (10) zugeordnet sind, die wenigstens auf eine rotationsbedingte dynamische Druckbeaufschlagung kompensierend wirken, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einem Schaltelementkolben (1) eines Anfahrganges die Druckausgleichsmittel (10) zusätzlich als rotationsabhängig wirksame Rückstellmittel ausgebildet sind, über die eine einer hydraulischen Beaufschlagung in Schließrichtung (11) des Schaltelementes (1) entgegengerichtete dynamische Rückstellkraft auf den Schaltelementkolben (2) erzeugbar ist.
  2. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Rückstellmittel wirksames Druckausgleichmittel (10) als wenigstens ein Druckausgleichsraum ausgebildet ist, über den ein Rotationsdruck auf einer Druckseite (13) des Schaltelementkolben (2) überkompensierbar ist.
  3. Automatgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsraum (10) eine räumliche Ausdehnung und/oder Form aufweist, die in Wirkverbindung mit einem darin rotierenden Ölvolumen als Resultante eine rückstellende axiale Kraftkomponente in Öffnungsrichtung (12) des Schaltelementes (1) erzeugt.
  4. Automatgetriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsraum (10) auf einer einem Kolbenraum (9) des Schaltelementkolbens (2) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
  5. Automatgetriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltelementkolben (2) als ein topfförmiger, becherförmiger oder tellerförmiger Hohlzylinder ausgebildet ist.
  6. Automatgetriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsraum (10) als ein ringförmiger Hohlraum ausgebildet ist.
  7. Automatgetriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, sich in ihrer Wirkung als Rückstellmittel ergänzende Druckausgleichräume vorhanden sind.
  8. Automatgetriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die über einen oder mehrere Druckausgleichsräume (10) erzeugbare Rückstellkraft an eine vorgegebene Federkraft angepasst ist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008054685A1 (de) 2008-12-16 2010-06-24 Zf Friedrichshafen Ag Ansteuerung von Schaltelementen in einem Automatgetriebe
DE102009017063A1 (de) 2009-04-01 2010-10-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Lamellenkupplung
DE102009002038A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-07 Zf Friedrichshafen Ag Schaltelement eines Getriebes
DE102010062247A1 (de) 2010-12-01 2012-06-06 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Steuerung eines rotierenden Schaltelementes eines automatischen Getriebes für einen Start-Stopp-Betrieb
DE102011004467A1 (de) 2011-02-21 2012-08-23 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung von Schaltelementen eines automatischen Getriebes mit Start-Stopp-Automatik
DE102013102705A1 (de) 2013-03-18 2014-09-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hydraulisch betätigte Kupplung in einem automatisierten Getriebe eines Kraftfahrzeuges sowie Verfahren für eine hydraulisch betätigte Kupplung in einem automatisierten Getriebe eines Kraftfahrzeuges

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3605004A1 (de) 1985-02-21 1986-08-21 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Anfahr- und schaltkupplungseinrichtung
DE4139726C2 (de) 1991-12-02 1994-12-15 Steyr Daimler Puch Ag Vorrichtung zur Steuerung einer hydraulisch betätigten Lamellenkupplung mit Ölkühlung
DE10342897A1 (de) 2003-09-17 2005-04-14 Zf Friedrichshafen Ag Kolben-Zylinder-Anordnung mit Rotationsdruckausgleich

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3605004A1 (de) 1985-02-21 1986-08-21 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Anfahr- und schaltkupplungseinrichtung
DE4139726C2 (de) 1991-12-02 1994-12-15 Steyr Daimler Puch Ag Vorrichtung zur Steuerung einer hydraulisch betätigten Lamellenkupplung mit Ölkühlung
DE10342897A1 (de) 2003-09-17 2005-04-14 Zf Friedrichshafen Ag Kolben-Zylinder-Anordnung mit Rotationsdruckausgleich

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008054685A1 (de) 2008-12-16 2010-06-24 Zf Friedrichshafen Ag Ansteuerung von Schaltelementen in einem Automatgetriebe
DE102009002038A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-07 Zf Friedrichshafen Ag Schaltelement eines Getriebes
DE102009017063A1 (de) 2009-04-01 2010-10-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Lamellenkupplung
DE102009017063B4 (de) 2009-04-01 2018-12-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Lamellenkupplung mit einer Verriegelungseinrichtung
DE102010062247A1 (de) 2010-12-01 2012-06-06 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Steuerung eines rotierenden Schaltelementes eines automatischen Getriebes für einen Start-Stopp-Betrieb
US8839930B2 (en) 2010-12-01 2014-09-23 Zf Friedrichshafen Control device of a rotating shifting element of an automatic transmission for engine start-stop operation
DE102011004467A1 (de) 2011-02-21 2012-08-23 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung von Schaltelementen eines automatischen Getriebes mit Start-Stopp-Automatik
US9194486B2 (en) 2011-02-21 2015-11-24 Zf Friedrichshafen Ag Method and device for actuating a shift element of an automatic transmission having a start-stop means
US9995385B2 (en) 2011-02-21 2018-06-12 Zf Friedrichshafen Ag Method and device for actuating a shift element of an automatic transmission having a start-stop means
DE102013102705A1 (de) 2013-03-18 2014-09-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hydraulisch betätigte Kupplung in einem automatisierten Getriebe eines Kraftfahrzeuges sowie Verfahren für eine hydraulisch betätigte Kupplung in einem automatisierten Getriebe eines Kraftfahrzeuges

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