DE102016217922A1

DE102016217922A1 - Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE102016217922A1
Application number: DE102016217922.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Margraf
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-09-19
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Es wird ein Automatikgetriebe mit in einem Gehäuse angeordneten Planetenradsätzen (2) und mehreren Schaltelementen (1, 8) zum Realisieren mehrerer Gangstufen vorgeschlagen, wobei einer der Planetenradsätze (2) eine Radsatzebene bildet, wobei antriebsseitig ein erstes Schaltelement (8) und abtriebsseitig ein zweites Schaltelement (1) zugewandt sind, wobei das erste Schaltelement (8) und das zweite Schaltelement (1) an dem zugeordneten Planetenradsatz (2) angebunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe in einem Gehäuse gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Fahrzeugtechnik sind Automatikgetriebe beispielsweise als Allradvarianten bekannt, die ein zusätzliches Verteilergetriebe aufweisen. Das Verteilergetriebe umfasst eine Verteilergetriebekupplung, welche zusätzlich eine Drehmomentübertragung zur Vorderachse ermöglicht. Diese Kupplung ist in einem separaten z. B. angeflanschten Gehäuse angeordnet. Somit ist die Verteilergetriebekupplung nicht mit der Hydraulikversorgung des Getriebegehäuses verbunden. Demzufolge wird diese Kupplung elektrisch aktuiert, welches zusätzlichen Bauaufwand bedeutet, da hierfür ein zusätzlicher E-Motor und weitere Betätigungselemente erforderlich sind. Aufgrund des angeflanschten Gehäuses ergeben sich zusätzliche Dichtungsstellen in nachteiliger Weise.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Automatikgetriebe der eingangs beschriebenen Gattung bauraumneutral ein zusätzliches Schaltelement innerhalb des Gehäuses unterzubringen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
Somit wird ein Automatikgetriebe mit mehreren in einem Gehäuse angeordneten Planetenradsätzen und mehreren in dem Gehäuse angeordneten Schaltelementen zum Realisieren mehrerer Gangstufen vorgeschlagen. Um ein zusätzliches Schaltelement bauraumneutral in das Gehäuse zu integrieren, ist vorgesehen, dass einer der Planetenradsätze eine Radsatzebene bildet, der antriebsseitig ein erstes Schaltelement und abtriebsseitig ein zweites Schaltelement zugewandt ist, wobei das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement an dem zugeordneten Planetenradsatz angebunden sind.
Auf diese Weise wird vorhandener Bauraum genutzt, um ein weiteres Schaltelement, zum Beispiel eine Kupplung in das Gehäuse des Zentralgetriebes zu integrieren. Dadurch, dass dieses zusätzliche Schaltelement ebenfalls in dem Gehäuse des Automatikgetriebes platziert ist, kann ohne weiteres eine Aktuierung durch die vorhandene Hydraulikmittelversorgung realisiert werden.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden der Planetenradsatzebene des Planetenradsatzes zugewandten Schaltelemente jeweils über Stegbleche oder dergleichen mit dem Planetenradträger des Planetenradsatzes verbunden sind. Dadurch wird eine konstruktiv besonders einfach gestaltete Anbindung realisiert. Wenn beispielsweise reibschlüssige Schaltelemente eingesetzt werden, wie zum Beispiel Lamellenkupplungen oder dergleichen, ist es weiterhin denkbar, dass die beiden Stegbleche jeweils den Außenlamellenträger des jeweiligen Schaltelements bilden oder mit diesem als separate Bauteile verbunden sind. Dadurch, dass die Schaltelemente mit der Hydraulikversorgung in dem Gehäuse des Automatikgetriebes verbunden sind, werden die beiden Schaltelemente bevorzugt hydraulisch betätigt.
Besonders vorteilhaft ist es bei der vorliegenden Erfindung, wenn die zweite Kupplung bzw. die abtriebsseitig an dem Planetenradsatz angeordnete Kupplung als Verteilergetriebekupplung eines Verteilergetriebes ausgeführt ist, um bei dem Automatikgetriebe eine Allradvariante auf konstruktiv einfachste und kostengünstige Weise vorzusehen. Hierbei dient die zweite Kupplung zur Antriebsübertragung beispielsweise auf eine Vorderachse eines Fahrzeuges. Dadurch, dass die zweite Kupplung abtriebsseitig angeordnet ist, kann der vorhandene Bauraum in dem Gehäuse genutzt werden und zudem die Ölzuführung und der Rückfluss des Öls zum Betätigen der Kupplung erleichtert werden.
Um die Antriebsübertragung von der zweiten Kupplung zur Vorderachse zu ermöglichen, ist ein Ketten-, Stirnradtrieb oder dergleichen notwendig, der ein Gelenk an einer Seitenwelle zum Antrieb der Vorderachse antreibt. Eine besonders konstruktiv vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Aktuierung der zweiten Kupplung in Abtriebsrichtung hinter dem Kettentrieb oder dem Stirnradtrieb verlegt wird und die zweite Kupplung über ein Ausrücklager hydraulisch betätigt wird, welches über einen drehfest bzw. gehäusefest jedoch axial verschiebbares Kolbenelement bzw. Hülsenelement betätigt wird. Um das axiale Durchgreifen des Hülsenelements bzw. des Kolbens durch den Kettentrieb oder dergleichen zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Hülse in axialer Richtung geteilt ausgeführt ist und somit in axialer Schließrichtung durch den Kettentrieb zum Beaufschlagen des Schaltelements bzw. des Kupplungspakets durchgreift.
Bei dieser Ausführung ergibt sich der Vorteil, dass die Aktuierung des zweiten Schaltelements getrennt von dem Schaltelement selbst angeordnet werden kann und somit vorhandener Bauraum hinter dem Kettentrieb bzw. Stirnradtrieb in dem Gehäuse in vorteilhafter Weise genutzt werden kann. Hierbei ergibt sich der weitere Vorteil, dass das von dem Kettentrieb angetriebene Gelenk weiter in Richtung Antrieb verlagert werden kann, um somit die axiale Länge der Seitenwelle zu verkürzen.
Eine besonders bevorzugte Anwendung der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass das erfindungsgemäße Automatikgetriebe als ein 8-Gang-Automatikgetriebe mit Allradantrieb ausgeführt ist, wobei der mit den beiden Schaltelementen zugeordnete Planetenradsatz dem vierten Planetenradsatz des 8-Gang-Automatikgetriebe entspricht. Bei dem vierten Planetenradsatz handelt es sich in Richtung Abtrieb um den letzten Planetenradsatz, so dass die zweite Kupplung abtriebsseitig bevorzugt als Verteilergetriebekupplung, wie vorher erläutert, verwendet werden kann.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht eines 8-Gang-Automatikgetriebes mit einem Planetenradsatz mit beidseitig zugeordneten Schaltelementen;
2 eine vergrößerte Teilansicht gemäß 1; und
3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Kettenantriebes gemäß 1.
In den 1 bis 3 ist eine mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Automatikgetriebes in einem Gehäuse 11 exemplarisch als 8-Gang-Automatikgetriebe mit Verteilergetriebe 12 zum Realisieren einer Allradvariante bei einem Fahrzeug dargestellt. Das an sich bekannte 8-Gang-Automatikgetriebe mit den dargestellten Bauteilen insbesondere mit den mehreren Planetenradsätze und Schaltelementen in dem Gehäuse 11 wird nicht weiter beschrieben. Vielmehr wird der für die Erfindung wesentliche Bereich erläutert, der insbesondere den beidseitig mit einem Schaltelement 1, 8 versehenen Planetenradsatz 2 betrifft.
Erfindungsgemäß ist nämlich vorgesehen, dass einer der Planetenradsätze 2 eine Radsatzebene bildet, der antriebsseitig ein erstes Schaltelement 8 und abtriebsseitig ein zweites Schaltelement 1 zugewandt ist, wobei das erste Schaltelement 8 und das zweite Schaltelement 1 an dem zugeordneten Planetenradsatz 2 angebunden sind.
Das erste Schaltelement 8 und das zweite Schaltelement 1 sind bei der dargestellten Ausführungsvariante beispielhaft als Lamellen-Kupplungen ausgeführt, wobei das Lamellenpaket jeweils aus einem Außenlamellenträger und einem Innenlamellenträger besteht, die hydraulisch derart aktuiert werden, dass die Lamellen der Außenlamellenträger und Innenlamellenträger miteinander in Reibkontakt gebracht werden.
Das erste Schaltelement 8 ist über ein erstes Stegblech 13 und das zweite Schaltelement 1 über ein zweites Stegblech 14 mit einem Planetenradträger 9 des zugeordneten Planetenradsatzes 2 verbunden. Bei der gezeigten Ausführung ist vorgesehen, dass die beiden Stegblech 13, 14 jeweils den Außenlamellenträger des jeweiligen Schaltelements 1, 8 bilden. Es ist auch möglich, dass die Stegbleche 13, 14 und die Außenlamellenträger als separate Bauteile ausgeführt werden.
Beide Schaltelemente 1, 8 werden hydraulisch betätigt, wobei die Schaltelemente 1, 8 derart dem Planetenradsatz 2 zugeordnet sind, dass die Schließrichtung der beiden Schaltelemente 1, 8 identisch ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zweite Kupplung 1 als Verteilergetriebekupplung des Verteilergetriebes 12 ausgeführt, wobei im geschlossenen Zustand der Kupplung 1 ein Innenlamellenträger 15 der zweiten Kupplung 1 über einen Kettentrieb 5 mit dem Verteilergetriebe 12 zum Antrieb der Vorderachse des Fahrzeuges verbunden ist.
Bei dem beispielhaft gezeigten 8-Gang-Automatikgetriebe ist die erste Kupplung 8 als vierte Kupplung des 8-Gang-Automatikgetriebes vorgesehen und in der Zeichnungsebene links bzw. antriebsseitig neben dem Planetenradträger bzw. Steg 9 des Planetenradsatzes 2 und die zweite als Verteilergetriebekupplung ausgeführte Kupplung 1 in der Zeichnungsebene rechts bzw. abtriebsseitig vom Planetenradträger 9 angeordnet. Zum Vorderachsantrieb ist der Innenlamellenträger 15 mit einem Antriebsrad 17 des Kettenantriebes 5 verbunden, wobei der Kettentrieb 5 quasi den Vorderachsabtrieb des Verteilergetriebes 12 bildet. Der Innenlamellenträger 15 ist über die Lagerung 3A im Gehäuse 11 gelagert.
Der Planetenradträger 9 des Planetenradsatzes 2 ist mit einer Abtriebswelle 16 zum Antrieb einer Hinterachse des Fahrzeuges verbunden. Demzufolge bildet die Abtriebswelle 16 bzw. Stegwelle den Hinterachsabtrieb. Der Innenlamellenträger 15 ist über die Lagerung 3B auch auf der Abtriebswelle 16 gelagert.
Sowohl das erste Schaltelement 8 als auch das zweite Schaltelement 1 werden hydraulisch betätigt. Das erste Schaltelement 8 wird über einen Kolben betätigt, der axial verschiebbar am Planetenträger 9 angeordnet ist, wodurch dieser Kolben mit Drehzahl des Planetenträgers 9 rotiert. Das zweite Schaltelement 1 hingegen ist hydraulisch über ein Ausrücklager 7 betätigbar. Dieses Ausrücklager 7 ist über eine drehfest jedoch axial verschiebbar angeordnete Hülse 6 hydraulisch betätigbar, wobei die Hülse 6 in axialer Richtung geteilt ausgeführt ist, so dass die Hülse 6 in axialer Schließrichtung durch den Kettentrieb 5 durchgreift. Dies ist insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich.
Demzufolge ist die Aktuierung bzw. die Hülse 6 abtriebsseitig neben dem Kettentrieb 5 in dem Gehäuse 11 des Automatikgetriebes angeordnet, so dass die Druckmittelzuführung zur Aktuierung des zweiten Schaltelementes 8 und die Kühlmittelzuführung zur Kühlung des ersten Schaltelementes 1 über die Stegwelle bzw. Abtriebswelle 16 erfolgen kann. Der Rückfluss des Öls in den Ölsumpf erfolgt am Gehäuseboden 4 des Gehäuses 11 des Automatikgetriebes. Ferner sind Drehdurchführungen 10 zur Schaltelementbetätigung an einem Ende der Abtriebswelle 16 vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: zweites Schaltelement
2: Planetenradsatzes
3A: Lagerung
3B: Lagerung
4: Gehäuseboden
5: Kettentrieb
6: Hülse
7: Ausrücklager
8: erstes Schaltelement
9: Planetenradträger
10: Drehdurchführungen
11: Gehäuse
12: Verteilergetriebe
13: Stegblech
14: Stegblech
15: Innenlamellenträger des zweiten Schaltelements
16: Abtriebswelle
17: Antriebsrad des Kettentriebes

Claims

Automatikgetriebe, umfassend mehrere in einem Gehäuse (11) angeordnete Planetenradsätze (2) und mehreren in einem Gehäuse (11) angeordnete Schaltelemente (1, 8) zum Realisieren mehrerer Gangstufen, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Planetenradsätze (2) eine Radsatzebene bildet, der antriebsseitig ein erstes Schaltelement (8) und abtriebsseitig ein zweites Schaltelement (1) zugewandt ist, wobei das erste Schaltelement (8) und das zweite Schaltelement (1) an dem zugeordneten Planetenradsatz (2) angebunden sind.
Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (8) über ein erstes Stegblech (13) und das zweite Schaltelement (1) über ein zweites Stegblech (14) mit dem Planetenradträger (9) des Planetenradsatzes (2) verbunden sind.
Automatikgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltelemente (1, 8) als Lamellen-Kupplungen ausgeführt sind, wobei die beiden Stegbleche (13, 14) jeweils den Außenlamellenträger des jeweiligen Schaltelementes (1, 8) bilden oder mit diesem verbunden sind.
Automatikgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (8) und das zweite Schaltelement (1) hydraulisch betätigbar sind, wobei die Schließrichtung der beiden Schaltelemente (1, 8) identisch ist.
Automatikgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (1) als Verteilergetriebekupplung eines Verteilergetriebes (12) ausgeführt ist, wobei im geschlossenen Zustand ein Innenlamellenträger (15) der zweiten Kupplung (1) über einen Kettentrieb (5) mit dem Verteilergetriebe (12) zum Antrieb einer Vorderachse eines Fahrzeuges verbunden ist.
Automatikgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (9) des Planetenradsatzes (2) mit einer Abtriebswelle (16) zum Antrieb einer Hinterachse des Fahrzeuges verbunden ist.
Automatikgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (1) über ein Ausrücklager (7) betätigbar ist.
Automatikgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrücklager (7) über eine drehfest und axial verschiebbar angeordnete Hülse (6) hydraulisch betätigbar ist.
Automatikgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) in axialer Richtung geteilt ausgeführt ist, so dass die Hülse (6) in axialer Schließrichtung durch den Kettentrieb (5) durchgreift.
Automatikgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein 8-Gang-Automatikgetriebe mit Allradantrieb vorgesehen ist, wobei der Planetenradsatz (2) dem vierten Planetenradsatz des 8-Gang-Automatikgetriebes entspricht.