DE102015213516A1

DE102015213516A1 - Automatgetriebe, Baueinheit sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015213516A1
Application number: DE102015213516.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Riedisser; Martin Brehmer; Kim Führer; Andreas Geiger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2017-01-19
Also published as: WO2017012777A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe mit wenigstens zwei Planetensätzen, aufweisend wenigstens eine Kupplung insbesondere zum Schalten von Gängen, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit der Kupplung ein Betätigungslager aufweist. Daneben betrifft die Erfindung eine vormontierte Baueinheit für ein Automatgetriebe. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe mit wenigstens zwei Planetensätzen, aufweisend wenigstens eine Kupplung zum Schalten von Gängen.
Es sind mehrere Arten von automatisch schaltbaren Kraftfahrzeuggetrieben im Gegensatz zu Handschaltgetrieben bekannt. Die lange Zeit verbreiteste Variante sind Automatgetriebe, die zur Realisierung der Gangstufen Planetensätze aufweisen. Diese werden über Kupplungen und Bremsen so geschaltet, dass die verschiedenen Gangstufen entstehen.
Darüber hinaus kommen verstärkt Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz. Diese weisen neben zwei Teilgetrieben auch zwei Kupplungen auf. Dadurch wird eine zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung ermöglicht. Die Doppelkupplungsgetriebe können verschiedene Bauweisen besitzen, gemeinsam ist ihnen jedoch wenigstens eine Vorgelegewelle. Es sind Doppelkupplungsgetriebe bekannt, die im Drehmomentfluss vor oder hinter den Teilgetrieben auch einen Planetensatz aufweisen können. Dieser realisiert ein Gruppengetriebe, so dass die Gangzahl der durch die Teilgetriebe dargestellten Gänge mittels des Planetensatzes verdoppelt oder verdreifacht werden kann.
Weiterhin sind automatisierte Schaltgetriebe bekannt. Diese umfassen einen Kupplungsaktuator und einen Getriebeaktuator, so dass ein Handschaltgetriebe durch die Verwendung der beiden Aktuatoren ohne großen Aufwand ein Handschaltgetriebe in ein automatisch schaltbares Kraftfahrzeuggetriebe umgewandelt werden kann.
Die vorliegende Anmeldung betrifft allerdings nur den erstgenannten Typ von automatisch schaltbaren Kraftfahrzeuggetrieben, nämlich die Automatgetriebe. Ein derartiges Getriebe geht beispielsweise aus der DE 199 12 480 A1 hervor. Die DE 103 33 429 A1 zeigt ein Mehrstufen-Automatgetriebe im Querschnitt.
Die Betätigungseinheiten der Kupplungen wie auch der Bremsen eines Automatgetriebes sind üblicherweise hydraulisch betätigt, bekannte Kupplungen besitzen einen druckbeaufschlagbaren Kolben, mit dem die Kupplungen eingerückt werden. Die Kupplungen und auch die Bremsen in einem Automatgetriebe sind also „normally open“-Kupplungen. Zum Betätigen der Kupplungen wird dabei ein Betätigungsmedium benötigt, das üblicherweise durch die Wellen zugeführt wird. Hierfür sind Drehdurchführungen vorhanden, an denen Leckageverluste auftreten können.
Daher liegt der vorliegenden Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Automatgetriebe, anzugeben, bei dem die Ölzuführung vereinfacht ist.
Zur Lösung des Problems wird ein Automatgetriebe der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Betätigungseinheit der Kupplung oder der Kupplungen ein Betätigungslager aufweist.
Das Betätigungslager ermöglicht es, einen Teil der Betätigungseinheit von der Mitrotation zu entkoppeln und so die Ölzuführung abändern zu können.
Dabei kann das Betätigungslager bevorzugt als Kugellager, insbesondere las Schrägkugellager, ausgebildet sein. Alternativ kann das Betätigungslager als Axialnadellager ausgeführt sein. Die Betätigungslager unterschiedlicher Kupplungen können gleich sein, es können aber auch unterschiedliche Betätigungslager kombiniert werden. Bei zwei Kupplungen zum Schalten von Gängen kann also ein Betätigungslager als Schrägkugellager und das andere als Axialnadellager ausgeführt sein.
Weiter bevorzugt kann das Betätigungslager zwischen einem gehäusefesten Abschnitt und einem drehbaren Abschnitt der Betätigungseinheit angeordnet sein. Als gehäusefest wird dabei jedes Bauteil angesehen, dass direkt oder indirekt am Gehäuse abgestützt ist. Das heißt nicht, dass der gehäusefeste Abschnitt absolut unbeweglich ist, vielmehr kann er beispielsweise in axialer Richtung verschiebbar sein. Der drehbare Abschnitt der Betätigungseinheit ist nicht nur drehbar, sondern ebenfalls in axialer Richtung beweglich. Das Einrücken einer Kupplung erfolgt dann durch axiale Bewegung sowohl des gehäusefesten Abschnitts wie auch des drehbaren Abschnitts der Betätigungseinheit.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in dem Automatgetriebe nicht nur eine einzige Kupplung zum Schalten von Gängen vorhanden sein kann, sondern grundsätzlich beliebig viele. Die beschriebene Ausgestaltung der Kupplung kann dabei an einer einzigen, an einem beliebigen Teil oder auch an allen Kupplungen realisiert sein. Dies betrifft dann nicht nur die Kupplungen zum Schalten von Gängen, sondern auch andere im Getriebe vorhandene Kupplungen.
Mit Getriebe ist in Bezug auf die Erfindung immer ein Automatgetriebe angesprochen.
Vorteilhafterweise kann ein gehäusefester Abschnitt der Kupplung an einer Wand des Getriebes gelagert sein. Die Wand ist dabei vorteilhafterweise als Zwischenwand ausgebildet, d. h. dass sie das Getriebe in zwei Teilräume unterteilt. Die Wand steht damit senkrecht zur Längsachse des Getriebes. Die Wand kann die Teilräume des Getriebes öldicht voneinander trennen, sie kann aber auch öldurchlässig sein. Dies gilt selbstverständlich für jedes im Getriebe befindliche Medium, üblicherweise wird jedoch ein Getriebeöl verwendet.
Mit besonderem Vorteil kann die Versorgungsleitung der Betätigungseinheit zumindest in einem Abschnitt vor der Betätigungseinheit durch eine Wand des Getriebes führen. Dabei handelt es sich bevorzugt um die Wand, die einen gehäusefesten Abschnitt der Kupplung lagert. Diese kann wie beschrieben ausgebildet sein. Durch diesen Aufbau wird eine besonders einfache Ausgestaltung der Ölzuführung für die Betätigungseinheit möglich, da die Wand durch zwei einfache Bohrungen die Zuführfunktion für das Öl erfüllen kann und der gehäusefeste Abschnitt der Betätigungseinheit sehr einfach öl- und druckdicht mit der Wand verbindbar ist. Dadurch kann auf die Ölzuführung in der Welle, insbesondere der Antriebswelle verzichtet werden, weswegen sich deren Aufbau vereinfacht.
Dabei kann die Wand vorzugsweise nicht nur eine Versorgungsleitung aufnehmen, sondern auch die Versorgungsleitungen weiterer Kupplungen oder auch von wenigstens einer Bremse. D. h., dass alle wandnahen Kupplungen und Bremsen zumindest einen Teil ihrer Versorgungsleitung in der Wand haben können.
Dabei kann die Versorgungsleitung der Kupplung und/oder der Bremse die Wand zumindest teilweise senkrecht zur Längsachse des Getriebes durchqueren. Bevorzugt verläuft der größere Teil der Versorgungsleitung der Kupplung, der die Wand durchquert, senkrecht zur Längsachse des Getriebes. Der kleinere Teil kann parallel zur Längsachse des Getriebes verlaufen. Der senkrecht zur Längsachse des Getriebes verlaufende Teil der Versorgungsleitung verläuft bevorzugt wiederum zum größeren Teil vertikal, das heißt im montierten Zustand von oben nach unten. Die Versorgungsleitungen können auch schräg verlaufen. Gerade verlaufende Versorgungsleitungen sind aber leichter zu bohren.
Bevorzugt kann das Automatgetriebe wenigstens zwei Kupplungen zum Schalten von Gängen aufweisen. Besonders bevorzugt kann das Automatgetriebe genau zwei Kupplungen zum Schalten von Gängen umfassen.
Diese Kupplungen können koaxial und axial zumindest teilweise überlappend angeordnet sein.
Mit besonderem Vorteil können die Betätigungseinheiten beider Kupplungen ein Betätigungslager aufweisen. Somit kann die Ölzuführung für beide Kupplungen vereinfacht werden.
Vorteilhafterweise kann der Innenlamellenträger der radial äußeren Kupplung gleichzeitig der Außenlamellenträger der radial inneren Kupplung sein. Durch die Doppelbelegung kann ein Lamellenträger komplett eingespart werden. Dies ist möglich, obwohl die Kupplungen voneinander völlig unabhängig sind. Selbst wenn beide Kupplungen geschlossen sind, übertragen sie das Drehmoment von der Eingangswelle weiter, was keinerlei völlig unabhängig voneinander betreibbare Kupplungen erfordert.
Vorteilhafterweise kann der Innenlamellenträger der radial äußeren Kupplung drehfest mit einer Antriebswelle des Getriebes verbunden sein. Ist der Innenlamellenträger der radial äußeren Kupplung gleichzeitig der Außenlamellenträger der radial inneren Kupplung, so gilt dies dann automatisch auch für den Außenlamellenträger. Der Innenlamellenträger der radial äußeren Kupplung ist damit ein eingangsseitiger oder antriebsseitiger Lamellenträger.
Vorteilhafterweise kann der Innenlamellenträger der radial inneren Kupplung drehfest mit einer Hohlwelle, insbesondere einer Hohlwelle des ersten Planetensatzes, verbunden sein. Besonders bevorzugt kann der Innenlamellenträger der radial inneren Kupplung drehfest mit dem Steg des ersten Planetensatzes verbunden sein. Wie bereits mehrfach ausgeführt dienen die Kupplungen auch dem Schalten von Gängen. Dementsprechend müssen sie Wellen miteinander verbinden, so dass hierüber Drehmomente übertragen wird. Bei der beschriebenen Anordnung wird das Drehmoment von der Eingangswelle über eine Kupplung auf den Steg des ersten Planetensatzes verbunden.
Vorteilhafterwiese kann der Außenlamellenträger der radial äußeren Kupplungen drehfest mit einer Hohlwelle, insbesondere einer Hohlwelle des ersten Planetensatzes, verbunden sein. Besonders bevorzugt kann der Außenlamellenträger drehfest mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes verbunden sein. Über die Kupplungen kann der erste Planetensatz also entweder über den Steg und/oder das Sonnenrad mit der Antriebswelle verbunden werden.
Vorteilhafterweise kann ein drehbarer Abschnitt der Betätigungseinheit einen Lamellenträger durchgreifen. Sind zwei Kupplungen vorhanden, die radial ineinander geschachtelt sind, greift bevorzugt der drehbare Abschnitt der Betätigungseinheit der radial inneren Kupplung durch den Außenlamellenträger der radial inneren Kupplung hindurch. Dieser kann, wie oben beschrieben, gleichzeitig der Innenlamellenträger der radial äußeren Kupplung sein. Die Betätigungseinheit bzw. der drehbare Abschnitt der Betätigungseinheit der radial inneren Kupplung und der Außenlamellenträger der radial inneren Kupplung drehen sich also gleichförmig.
Vorzugsweise kann ein Rückstellelement die Betätigungseinheit in Richtung Ausrücken vorspannen. Besonders bevorzugt kann das Rückstellelement als Tellerfeder ausgebildet sein. Mit der Tellerfeder wird die Betätigungseinheit zurückgestellt, sobald der Betätigungsdruck des Betätigungsmediums nachlässt.
Vorteilhafterweise kann das Automatgetriebe einer Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors, insbesondere eines Elektromotors oder eines Verbrennungsmotors, an ein Getriebeelement, insbesondere einer Antriebswelle des Automatgetriebes aufweisen. Eine Kupplung zum Anbinden eines Verbrennungsmotors an den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist grundsätzlich bekannt. Die Kupplung wird dabei benötigt, um die Last vom Getriebe nehmen zu können.
Wie weiter oben bereits beschrieben, können die beschriebenen Ausgestaltungen nicht nur für die Kupplungen zum Schalten von Gängen verwendet werden, sondern bevorzugt auch für die Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors. Dementsprechend kann auch die Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors eine Betätigungseinheit mit einem Betätigungslager besitzen.
Vorteilhafterweise kann die Einrückbewegung der Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors und der wenigstens einer Kupplung zum Schalten von Gängen in axial entgegengesetzter Richtung verlaufen. Die Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors und die Kupplung oder Kupplungen zum Schalten von Gängen sind üblicherweise räumlich beabstandet. Weiterhin ist bei mehreren Kupplungen zum Schalten von Gängen zumeist lediglich eine eingerückt, im Gegensatz zur Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors, die fast durchgehend eingerückt sein kann. Durch die beschriebene Anordnung können die im Getriebe axial wirkenden Kräfte zumindest teilweise gegeneinander abgestützt werden, da sowohl die Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors als auch die Kupplung zum Schalten von Gängen beim Einrücken Axialkräfte auf die sie lagernden Bauteile ausüben. Durch eine Lagerung derart, dass die Einrückbewegung in entgegengesetzten Richtung verlaufen, kann eine Kompensation der Axialkräfte zumindest teilweise erreicht werden. Dies ist besonders dann gegeben, wenn die Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors an dem gleichen Getriebebauteil gelagert ist wie die wenigstens eine Kupplung zum Schalten von Gängen. Insbesondere kann die Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors an einer Wand des Getriebes gelagert sein. Hierbei kann es sich um die oben beschriebene Wand zur Lagerung der gehäusefesten Abschnitte der Betätigungseinheiten der Kupplung zum Schalten von Gängen handeln.
Vorteilhafterweise kann eine Welle, insbesondere einer Antriebswelle, an der Wand über ein Lager, insbesondere ein Rillenkugellager abgestützt sein. Gerade bei einer Abstützung über ein Lager ist die teilweise Aufhebung der Axialkräfte der Betätigungseinheiten der Kupplungen besonders vorteilhaft.
Vorzugsweise kann ein drehbarer Abschnitt der Betätigungseinheit der Kupplung zum Anbinden eines Verbrennungsmotors einen Rotorträger eines Elektromotors durchgreifen. Dies kann in einem Hybridfahrzeug vorkommen, bei dem ein Rotor einer elektrischen Maschine an der Sekundärseite der Kupplung zum Anbinden und Trennen des Verbrennungsmotors drehfest angebunden ist. D. h., dass der Rotorträger und der drehbare Abschnitt der Betätigungseinheit der Kupplung drehverbunden sind. Dementsprechend wird eine Verschiebung des Rotorträgers gegenüber der Betätigungseinheit bzw. dem drehbaren Abschnitt vermieden.
Weiterhin kann auch die Betätigungseinheit der Kupplung zum Schalten von Gängen drehfest mit einem Lamellenträger verbunden sein. In einer ersten Ausgestaltung kann die Verbindung durch Formschluss erfolgen, beispielsweise in dem der drehbare Abschnitt einer Betätigungseinheit einen Lamellenträger durchgreift, wie oben beschrieben. Alternativ kann die Verbindung mittels einer Verzahnung erfolgen.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass bei zwei Kupplungen zum Schalten von Gängen, die radial geschachtelt angeordnet sind, der drehbare Abschnitt der Betätigungseinheit der äußeren Kupplung mit einer Verzahnung drehfest an den Innenlamellenträger der radial äußeren Kupplung angebunden ist, während der drehbare Abschnitt der Betätigungseinheit der radial inneren Kupplung dann eben an diesen Lamellenträger durch Formschluss über den Durchgriff angebunden ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Betätigungseinheit der Kupplung zum Schalten von Gängen in Richtung Abtrieb einrückt. Dem gegenüber kann die Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors in Richtung Antrieb einrücken.
Wie beschrieben weist das Automatgetriebe bevorzugt genau zwei Kupplungen zum Schalten von Gängen auf. Diese lassen sich dann radial ineinander schachteln, wodurch der axiale Bauraum minimiert wird. Weiterhin kann das Automatgetriebe drei Bremsen aufweisen.
Die Kupplung oder die Kupplungen und/oder die Bremsen sind bevorzugt als Lamellenkupplungen ausgeführt. Der Unterschied zwischen einer Bremse und einer Kupplung liegt darin, dass ein Kupplung zwei Wellen miteinander verbindet, während eine Bremse eine Welle und ein Gehäuse verbindet.
Bevorzugt ist die Kupplung oder sind die Kupplungen nasslaufend.
Bevorzugt kann das Automatgetriebe wenigstens eine gehäusenahe Welle aufweisen und wenigstens ein Lamellenträger an der Welle abgestützt und/oder drehfest angebunden sein. Die beschriebene Anordnung ist besonders einfach an einer gehäusenahen Welle zu realisieren. Die Welle kann selbst an der beschriebenen Wand abgestützt sein.
Daneben betrifft die Erfindung eine vormontierte Baueinheit für ein Automatgetriebe. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass es wenigstens eine Wand, wenigstens zwei Betätigungseinheiten und wenigstens einen Lamellenträger umfasst. Bevorzugt umfasst die Baueinheit wenigstens zwei Lamellenpakete. Die Lamellenpakete können grundsätzlich auch an einem anderen Getriebeabschnitt vormontiert sein.
Besonders bevorzugt weist die Baueinheit drei Betätigungseinheiten und drei Lamellenpakete auf. Die Lamellenpakete umfassen dabei die Innenlamellen wie auch die Außenlamellen.
Weiterhin kann die Baueinheit zumindest einen Teil der Kupplung zum Anbinden eines Antriebsmotors, insbesondere Verbrennungsmotors, und zumindest einen Teil eines Elektromotors umfassen. Vorteilhafterweise kann die vormontierte Baueinheit alle gehäusefesten Abschnitte der Betätigungsseiten aller Kupplungen sowie aller Lamellenpakete aller Kupplungen des Automatgetriebes umfassen.
Vorzugsweise kann die Wand wenigstens zwei Teile aufweisen, die miteinander verschraubt sind. Dadurch lassen sich die Versorgungsleitungen für die Betätigungseinheiten besonders einfach einbringen.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug. Dieses weist ein Automatgetriebe wie beschrieben oder eine vormontierte Baueinheit wie beschrieben auf.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
1 ein Radsatzschema,
2 einen ersten Teil eines Automatgetriebes,
3 einen zweiten Teil eines Automatgetriebes
4 den ersten Teil und den zweiten Teil in Zusammenschau,
5 eine vormontierte Baueinheit, und
6 einen alternativen ersten Teil eines Automatgetriebes.
1 zeigt ein Radsatzschema 1 für ein Automatgetriebe, das für das beschriebene Automatgetriebe passend ist. Dieses ähnelt dem aus der DE 199 12 480 A1 bekannten Schema, weist jedoch auch einige Abweichungen auf. Der Radsatz umfasst einen ersten Planetensatz 2, einen zweiten Planetensatz 3 und einen dritten Planetensatz 4. Als Schaltelemente sind Kupplungen 5 und 6 sowie Bremsen 7, 8 und 9 vorgesehen. Dabei sind insbesondere nicht nur die Kupplungen 5 und 6 zum Schalten von Gängen sondern auch die Kupplung 10 zum Anbinden eines Antriebsmotors in Form eines Verbrennungsmotors außerhalb der Planetensätze 2, 3 und 4 angeordnet. Außerhalb der Planetensätze 2, 3 und 4 bedeutet dabei, dass die Kupplungen, insbesondere die Kupplungen 5 und 6, nicht zwischen den Planetensätzen 2 und 3 oder 3 und 4 liegen. Dies trifft sowohl für die räumliche Anordnung zu, im Schema könnte die Kupplung 6 oder auch die Kupplung 5 innerhalb der Planetensätze gezeichnet sein, ohne dass sich ihre Platzierung verändert. In 1 ist die Kupplung 6 aber auch außerhalb der Planetensätze 2, 3 und 4 dargestellt.
2 zeigt einen ersten für die Erfindung relevanten Teil des Automatgetriebes 11, dabei sind die Planetensätze 2, 3 und 4 nicht mehr dargestellt. Und auch von den Bremsen ist lediglich die Bremse 7 zu erkennen. Die Kupplungen 5 und 6 sind radial ineinander geschachtelt. Das heißt, sie sind koaxial angeordnet und in axialer Richtung zumindest teilweise überlappend. Die radial äußere Kupplung 5 umfasst einen Lamellenträger 14 als Innenlamellenträger, einen Außenlamellenträger 16, ein Lamellenpaket 18 umfassend abwechselnd Innen- und Außenlamellen sowie eine Betätigungseinheit 20. Die Betätigungseinheit 20 umfasst einen gehäusefesten Abschnitt 22 bestehend aus einem Betätigungskolben 24 sowie einem tellerartigen Kolbenabschnitt 26. An den gehäusefesten Abschnitt 22, und zwar an den tellerartigen Kolbenabschnitt 26, schließt ein Betätigungslager 28 als Einrücklager an. Weiterhin umfasst die Kupplung 5 einen drehbaren Abschnitt 30, der aus einem Verbindungsteller 32 und einem Druckteller 34 besteht. Der Lamellenträger 14 weist an seinem wellenabgewandten Ende gleichzeitig einen Anschlag für das Lamellenpaket 18 auf.
Der Lamellenträger 14 ist gleichzeitig der Außenlamellenträger der Kupplung 6. Weiterhin umfasst die Kupplung 6 analog zu Kupplung 5 einen Innenlamellenträger 36, ein Lamellenpaket 38, eine Betätigungseinheit 39 umfassend einen gehäusefesten Abschnitt 40 mit Betätigungskolben 42 und tellerartigen Kolbenabschnitt 44, ein Betätigungslager 46 sowie ein drehbarer Abschnitt 48. Der drehbare Abschnitt 48 weist einen Druckteller 50 auf, der analog zu Kupplung 5 einen außenliegenden Verbindungsteller kontaktiert.
Die Innen- und Außenringe der Lager 28 und 46 werden dabei durch den Verbindungsteller 32 und den tellerartigen Kolbenabschnitt 26 bzw. den Verbindungsteller 34 und den tellerartigen Kolbenabschnitt 44 gebildet. Diese Bauteile haben somit eine Doppelfunktion, dadurch ist das Lager 28 bzw. 46 integral in der Betätigungseinheit 20 bzw. 39 ausgebildet ist. Als Rückstellelemente weist das Automatgetriebe 11 Rückstellfedern 52 und 54 auf. Die gehäusefesten Abschnitte 22 und 40 sind in der Wand 12 gelagert und in dieser axial beweglich. In der Wand 12 sind dementsprechend Versorgungsleitungen 56 und 58 für die Kupplungen 5 und 6 bzw. deren Betätigungseinheiten 20 und 39 vorgesehen. Weiterhin kann in der Wand 12 auch eine Versorgungsleitung 60 für die Bremse 7 vorgesehen sein.
3 zeigt einen zweiten Teil des Automatgetriebes 11, und zwar denjenigen, der links an der Wand 12 nach 2 anschließt. Das Automatgetriebe 11 kann ferner eine Kupplung 64 zum Ankuppeln eines Verbrennungsmotors aufweisen. Die Kupplung 64 trägt in 1 das Bezugszeichen „10“. Die Kupplung 64 liegt innerhalb eines Elektromotors 66. Der Elektromotor 66 umfasst insbesondere einen Rotor 68 und einen Stator 70. Analog zu den Kupplungen 5 und 6 umfasst die Kupplung 64 einen Innenlamellenträger 72, einen Lamellenpaket 74, einen Außenlamellenträger 76 sowie eine Betätigungseinheit 78. Die Betätigungseinheit 78 weist einen gehäusefesten Abschnitt 80 mit Betätigungskolben 82 und tellerartigen Kolbenabschnitt 84 auf. Weiterhin umfasst die Betätigungseinheit 78 ein Betätigungslager 86 sowie einen drehbaren Abschnitt 88 mit einem Verbindungsteller 90 und einem Druckteller 92. Auch eine Rückstellfeder 94 ist vorhanden.
Der Außenlamellenträger 76 der Kupplung 64 zum Anbinden eines Verbrennungsmotors ist gleichzeitig der Rotorträger des Elektromotors 66. D.h. dass der Rotor 68 direkt drehfest auf dem Außenlamellenträger 76 angebunden ist Somit ist die Kupplung 64 in den Elektromotor 66 integriert.
Der Kolben 82 der Kupplung 64 ist in der Wand 12 gehäusefest gelagert und dabei axial beweglich.
Die Betätigungseinheit 78 der Kupplung 64 rückt in Richtung Antriebseinheit oder Antrieb ein, während die Kupplungen 5 und 6 in Richtung Abtrieb einrücken. Die Einrückrichtungen der Kupplungen 5 oder 6 und 64 sind damit entgegengesetzt. Die Einrückrichtungen der Kupplungen 5 und 6 sind selbstverständlich in der gleichen Richtung.
Auch die Versorgungsleitung 95 der Betätigungseinheit 78 führt durch die Wand 12.
Die Antriebswelle 98 ist über ein Rillenkugellager 96 auf der Wand 12 abgestützt. Dadurch dass die Kupplungen 5 und 6 eine andere Einrückrichtung aufweisen als die Kupplung 64 können so die Axialkräfte auf das Rillenkugellager 96 minimiert werden. Das Rillenkugellager 98 ist vorzugsweise als Vierpunktlager mit geringem Axialspiel ausgeführt.
Die drehbaren Abschritte 30, 48 und 88 und insbesondere jeweils die Druckteller 34, 50 und 92 sind mit dem Lamellenträger 14 bzw. dem Außenlamellenträger 76 drehfest verbunden. Der Drehteller 34 ist dabei mit einer Verzahnung mit dem Lamellenträger 14 verbunden, während der Drehteller 50 und der Drehteller 92 in den Lamellenträger 14 bzw. 76 eingreifen bzw. diese mittels mehreren axial ausgeformten Fingern durchgreifen. Der Lamellenträger 14 wird dabei ohne den Vorsatz „Innen-“ oder „Außen-“ bezeichnet, da er beide Funktionen erfüllt.
Der Außenlamellenträger 76 ist gleichzeitig der Rotorträger des Rotors 68.
Statt eines Verbrennungsmotors kann die Kupplung 64 auch einen Elektromotor 66 anbinden. Dies ist im gezeigten Ausführungsbeispiel zwar nicht der Fall, es sind jedoch auch Konstruktionen mit derartigen Kupplungen bekannt. Es können auch mehrere Kupplungen zum Anbinden von Antriebsmotoren vorhanden sein, bspw. eine für einen Verbrennungsmotor und eine für einen Elektromotor.
4 zeigt einen größeren Teil des Automatgetriebes 11 umfassend die in den 2 und 3 gezeigten Teile. Die Bezugszeichen wurden dabei der Übersichtlichkeit halber zu einem großen Teil weggelassen. Ansonsten zeigen die 2 und 3 Bauteile, die zu denen in 4 identisch sind. Aus 4 geht insbesondere die Wand 12 insgesamt sowie die Lage der Kupplungen 5 und 6 im Vergleich zu Kupplung 64 hervor.
5 zeigt eine vormontierte Baueinheit 100, die zum Einbau in das Automatgetriebe 11 bestimmt ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird dabei auf die Beschreibung sowie die 2 bis 4 verwiesen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche Bauteile. Dabei kann man erkennen, dass die Kupplungen 5, 6 und 64 nicht vollständig in der vormontierten Baueinheit 100 enthalten sind, beispielsweise fehlt bei der Kupplung 64 der Innenlamellenträger 72. Bei der Kupplung 5 ist in der vormontierten Baueinheit 100 der Außenlamellenträger 16 nicht enthalten und bei der Kupplung 6 der Innenlamellenträger 36.
Allgemein ausgedrückt kann man sagen, dass die vormontierte Baueinheit 100 bevorzugt alle antriebsseitigen Bauteile der Kupplungen 5, 6 und/oder 64 umfasst. Weiter bevorzugt umfasst sie die Betätigungseinheiten 20, 39 und 78. Die Innen- und Außenlamellen der Lamellenpakete sind jeweils als Lamellenpaket ganz oder nicht enthalten. Die Lamellen können also als antriebsseitiges Bauteil fehlen.
Man erkennt, dass die Wand aus zwei miteinander verschraubten Teilen 102 und 104 besteht. Die Betätigungseinheiten 20, 39 und 78 sind dagegen vollständig in der Baueinheit 100 erhalten. Auch die Antriebswelle 98 ist vorzugsweise Teil der vormontierten Baueinheit 100.
6 zeigt eine alternative Lagerausgestaltung. Dabei ist das Betätigungslager 28 der radial äußeren Kupplung 5 als Axialnadellager ausgebildet. Der Druckteller 34 ist am betätigungslagerseitigen Ende wulstförmig mit lagermittigem Anlagepunkt ausgeführt. Bevorzugt kann eine Lageranlaufscheibe vorgesehen sein. Dadurch bleibt der Kraftangriffspunkt entlang des Wulstradius auf konstanten singulärem Wirkdurchmesser.
Grundsätzlich kann jede der Kupplungen 5, 6 oder 64 oder jede andere Kupplung mit einem Axialnadellager oder einem Schrägkugellager ausgestattet werden. Verschiedene Kupplungen können mit unterschiedlichen Betätigungslagern ausgestattet sein, es kann auch vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Betätigungseinheiten 20, 39 und 78 der Kupplungen 20, 39 und 78 mit einem Betätigungslager versehen ist. Bei der in 6 gezeigten Ausgestaltung handelt es sich aber um eine von zwei bevorzugten Alternativen.
Der Übersichtlichkeit halber wurden in 6 nur die wichtigsten Bezugszeichen verwendet. 6 zeigt jedoch abgesehen von der Art des Betätigungslagers 28 die gleichen Bauteile wie 2, weswegen auf die Beschreibung dort verwiesen wird.
Bezugszeichenliste

1: Radsatz
2: Planetensatz
3: Planetensatz
4: Planetensatz
5: Kupplung
6: Kupplung
7: Bremse
8: Bremse
9: Bremse
10: Kupplung
11: Automatgetriebe
12: Wand
14: Lamellenträger
16: Außenlamellenträger
18: Lamellenpaket
20: Betätigungseinheit
22: gehäusefester Abschnitt
24: Betätigungskolben
26: tellerartiger Kolbenabschnitt
28: Betätigungslager
30: drehbarer Abschnitt
32: Verbindungsteller
34: Druckteller
36: Innenlamellenträger
38: Lamellenpaket
39: Betätigungseinheit
40: gehäusefester Abschnitt
42: Betätigungskolben
44: tellerartiger Kolbenabschnitt
46: Betätigungslager
48: drehbarer Abschnitt
50: Druckteller
52: Rückstellfeder
54: Rückstellfeder
56: Versorgungsleitung
58: Versorgungsleitung
60: Versorgungsleitung
62: Versorgungsleitung
64: Kupplung
66: Elektromotor
68: Rotor
70: Stator
72: Innenlamellenträger
74: Lamellenpaket
76: Außenlamellenträger
78: Betätigungseinheit
80: gehäusefester Abschnitt
82: Betätigungskolben
84: tellerartiger Kolbenabschnitt
86: Betätigungslager
88: drehbarer Abschnitt
90: Verbindungsteller
92: Druckteller
94: Rückstellfeder
95: Versorgungsleitung
96: Rillenkugellager
98: Antriebswelle
100: vormontierte Baueinheit
102: Teil
104: Teil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19912480 A1 [0005, 0051]
DE 10333429 A1 [0005]

Claims

Automatgetriebe (11) mit wenigstens zwei Planetensätzen (2, 3, 4), aufweisend wenigstens eine Kupplung (5, 6, 64) insbesondere zum Schalten von Gängen, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (20, 39, 78) der Kupplung (5, 6, 64) ein Betätigungslager (28, 46, 86) aufweist.
Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungslager (28, 46, 86) als Kugellager ausgebildet ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungslager (28, 46, 86) zwischen einem gehäusefesten Abschnitt (22, 40, 80) und einem drehbaren Abschnitt (30, 48, 88) der Betätigungseinheit angeordnet ist.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gehäusefester Abschnitt (22, 40, 80) der Kupplung (5, 6, 64) an einer Wand (12) des Automatgetriebes (11) gelagert ist.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versorgungsleitung (56, 58, 95) der Betätigungseinheit (20, 39, 78) zumindest in dem Abschnitt vor der Betätigungseinheit (20, 39, 78) durch eine Wand (12) des Automatgetriebes (11) führt.
Automatgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (12) im Getriebeinnenraum angeordnet ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitungen (56, 58, 95) wenigstens zweier Betätigungseinheiten (20, 39, 78) wenigstens zweier Kupplungen (5, 6, 64) und/oder wenigstens einer Bremse (7) durch die Wand (12) führen.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (56, 58, 95) die Wand (12) senkrecht zur Längsachse des Automatgetriebes (11) durchquert.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatgetriebe (11) wenigstens zwei Kupplungen (5, 6) zum Schalten von Gängen aufweist.
Automatgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheiten (20, 39) wenigstens zweier Kupplungen (5, 6) ein Betätigungslager (28, 46) aufweisen.
Automatgetriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der antriebsseitige Lamellenträger (14) der einen, insbesondere einer radial äußeren Kupplung (5) gleichzeitig der antriebsseitige Lamellenträger (14) der anderen, insbesondere einer radial inneren, Kupplung (6) ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der antriebsseitige Lamellenträger (14) der einen, insbesondere einer radial äußeren, Kupplung (5) und der antriebsseitige Lamellenträger (14) der anderen, insbesondere einer radial inneren, Kupplung (6) drehfest miteinander verbunden sind.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (14) der einen, insbesondere einer radial äußeren, Kupplung (5) gleichzeitig der Außenlamellenträger der anderen, insbesondere einer radial inneren, Kupplung (6) ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der antriebsseitige Lamellenträger (14) wenigstens einer Kupplung (5, 6) drehfest mit einer Antriebswelle (98) des Automatgetriebes (11) verbunden ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Kupplungen (5, 6) koaxial und axial zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der abtriebsseitige Lamellenträger (36) einer Kupplung (6), insbesondere der Innenlamellenträger (36) der der radial inneren Kupplung (6), drehfest mit einer Hohlwelle, insbesondere einer Hohlwelle des ersten Planetensatzes (2), verbunden ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (36) der radial inneren Kupplung (6) drehfest mit dem Steg des ersten Planetensatzes (2) verbunden ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der abtriebsseitige Lamellenträger (36) einer Kupplung (6), insbesondere der Innenlamellenträger (36) der der radial inneren Kupplung (6), drehfest mit zwei Hohlwellen, insbesondere einer Hohlwelle des ersten Planetensatzes (2) und einer Hohlwelle des zweiten Planetensatzes (3), verbunden ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (16) der radial äußeren Kupplung (5) drehfest mit einer Hohlwelle, insbesondere einer Hohlwelle des ersten Planetensatzes (2), verbunden ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (16) der radial äußeren Kupplung (5) drehfest mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes (2) verbunden ist.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drehbarer Abschnitt (48, 88) der Betätigungseinheit (39, 78) einen Lamellenträger (14, 76) durchgreift.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückstellelement (52, 54, 94) die Betätigungseinheit (20, 39, 78) in Richtung Ausrücken vorspannt.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatgetriebe (11) eine Kupplung (64) zum Anbinden eines Antriebsmotors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, an ein Getriebeelement, insbesondere eine Antriebswelle (98) des Automatgetriebes (11), aufweist.
Automatgetriebe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die die Betätigungseinheit (78) der Kupplung (64) ein Betätigungslager (86) aufweist
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrückbewegung der Kupplung (64) zum Anbinden eines Antriebsmotors und der wenigstens einen Kupplung (5, 6) zum Schalten von Gängen in axial entgegengesetzte Richtungen verläuft.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein drehbarer Abschnitt (88) der Betätigungseinheit (78) der Kupplung (64) zum Anbinden eines Antriebsmotors einen Rotorträger (76) des Elektromotors (66) durchgreift.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein gehäusefester Abschnitt (80) der Betätigungseinheit (78) der Kupplung (64) an einer Wand (12) des Automatgetriebes (11) gelagert ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 8 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle des Automatgetriebes (11), insbesondere einer Antriebswelle (98), an der Wand (12) über ein Lager, insbesondere ein Rillenkugellager (96), abgestützt ist.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drehbarer Abschnitt (30, 48, 88) der Betätigungseinheit (20, 39, 78) der Kupplung (5, 6, 64) drehfest mit einem Lamellenträger (14, 76) verbunden ist.
Automatgetriebe nach 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch Formschluss erfolgt.
Automatgetriebe nach 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mittels einer Verzahnung erfolgt.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (20, 39) der Kupplung (5, 6) zum Schalten von Gängen in Richtung Abtrieb einrückt.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatgetriebe (11) genau zwei Kupplungen (5, 6) zum Schalten von Gängen aufweist.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatgetriebe (11) drei Bremsen (7, 8, 9) aufweist.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung oder die Kupplungen und/oder die Bremsen als Lamellenkupplungen ausgeführt sind.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatgetriebe (11) wenigstens eine gehäusenahe Welle (98) aufweist und eine Wand (12) und/oder wenigstens ein Lamellenträger (14, 76) an der Welle (98) abgestützt ist.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kupplungen (5, 6, 64) außerhalb der Planetensätze angeordnet sind.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kupplungen (5, 6, 64) an einer Wand (12) angeordnet sind.
Automatgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungslager (28, 46, 86) als Axialnadellager ausgebildet ist.
Vormontierte Baueinheit (100) für ein Automatgetriebe (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (100) eine Wand (12), wenigstens zwei Betätigungseinheiten (20, 39, 78) und wenigstens einen Lamellenträger (14, 76) umfasst.
Vormontierte Baueinheit nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (100) wenigstens zwei Lamellenpakete (18, 38, 76) umfasst.
Vormontierte Baueinheit nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (100) zumindest einen Teil einer Kupplung (64) zum Anbinden eines Antriebsmotors und zumindest einen Teil des Elektromotors (66) umfasst.
Vormontierte Baueinheit nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (12) wenigstens zwei Teile (102, 104) aufweist, die miteinander verschraubt sind.
Vormontierte Baueinheit nach einem der Ansprüche 40 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (100) eine Antriebswelle (98) umfasst.
Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe (11), dadurch gekennzeichnet, dass das Automatgetriebe (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 39 ausgebildet ist und/oder eine vormontierte Baueinheit nach einem der Ansprüche 40 bis 44 aufweist.