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Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Getriebe, umfassend ein Schaltelement und ein Lamellenschaltelement, welches einen ersten Lamellenträger und einen zweiten Lamellenträger aufweist, an welchen jeweils mehrere Lamellen drehfest aufgenommen sind, wobei die Lamellen der Lamellenträger alternierend angeordnet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Getriebe, bei welchem mindestens eine vorgenannte Schalteinrichtung zur Anwendung kommt.
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Bei Schaltgetrieben kommen zur Darstellung unterschiedlicher Gänge Schaltelemente zum Einsatz, die üblicherweise entweder als formschlüssige oder als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt werden. Bei Automatikgetrieben, bei welchen ein Wechsel zwischen den Gängen automatisch durch ein automatisiertes Betätigen der entsprechenden Schaltelemente vollzogen wird, werden Schaltelemente häufig als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt, da hierdurch ein Schließen des jeweiligen Schaltelements unter Last dargestellt und damit auch ein Gangwechsel unter Last vollzogen werden kann. Gegenüber formschlüssigen Schaltelementen haben kraftschlüssige Schaltelemente aber den Nachteil, dass in einem geöffneten Zustand ein Schleppmoment auftritt.
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Aus der
DE 10 2007 036 100 A1 geht eine Schalteinrichtung hervor, welche sich aus einem formschlüssigen Schaltelement in Form einer Klauenkupplung und einem Lamellenschaltelement zusammensetzt. Das Lamellenschaltelement und die Klauenkupplung sind dabei im Kraftfluss parallel zueinander angeordnet und weisen eine gemeinsame Betätigungseinrichtung auf, über welche im Zuge der Betätigung zunächst das Lamellenschaltelement betätigt wird und in der Folge Kupplungsseiten der Schalteinrichtung in ihren Drehzahlen synchronisiert werden. Im weiteren Verlauf der Betätigung wird dann die Klauenkupplung geschlossen und damit eine drehfeste Verbindung zwischen den Kupplungsseiten hergestellt.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schalteinrichtung zu schaffen, mittels welcher Schaltungen unter Last möglich sind, die sich aber gleichzeitig durch ein niedriges Schleppmoment im geöffneten Zustand auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Getriebe, bei welchem zumindest eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand der Ansprüche 9 und 10.
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Gemäß der Erfindung umfasst eine Schalteinrichtung ein Schaltelement und ein Lamellenschaltelement, welches einen ersten Lamellenträger und einen zweiten Lamellenträger aufweist, an denen jeweils mehrere Lamellen drehfest aufgenommen sind. Dabei sind die Lamellen der Lamellenträger alternierend angeordnet. Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung setzt sich also aus einem kraftschlüssigen Schaltelement in Form des Lamellenschaltelements und einem weiteren Schaltelement zusammen, wobei das Lamellenschaltelement durch zwei Lamellenträger gebildet ist, die jeweils mehrere Lamellen drehfest aufnehmen. Hierbei handelt es sich bevorzugt bei einem der Lamellenträger um einen Außenlamellenträger und bei dem anderen Lamellenträger um einen Innenlamellenträger, wobei sich die Lamellen radial zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger erstrecken und in axialer Richtung abwechselnd an dem ersten Lamellenträger und an dem zweiten Lamellenträger drehfest aufgenommen sind.
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Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung kann bei einem Getriebe prinzipiell als Kupplung oder als Bremse vorgesehen sein. Im erstgenannten Fall werden dann zwei unmittelbar an der Schalteinrichtung angebundene Komponenten des Getriebes bei Betätigung der Schalteinrichtung in ihren Drehzahlen synchronisiert und drehfest miteinander verbunden. Hingegen wird im Fall der Ausführung als Bremse über die Schalteinrichtung bei deren Betätigung ein Festsetzen einer rotierbaren, unmittelbar an der Schalteinrichtung angebundenen Komponente des Getriebes herbeigeführt, so dass die Komponente des Getriebes in der Folge an einer Drehbewegung gehindert wird.
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Im Sinne der Erfindung ist mit „axial“ eine Orientierung in Richtung einer Rotationsachse gemeint, um welche zumindest einzelnen Elementen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung rotieren bzw. rotieren können. Dagegen ist unter „radial“ eine Orientierung in Durchmesserrichtung der Elemente der Schalteinrichtung zu verstehen. Schließlich ist mit einer „Komponente“ eines Getriebes ein Teil eines Getriebes gemeint, welches über die erfindungsgemäße Schalteinrichtung angebunden werden kann, wie zum Beispiel eine Welle, ein Element (Hohlrad, Planetensteg, Sonnenrad) eines Planetenradsatzes, ein Stirnrad, ein Gehäuseteil oder ähnliches.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der zweite Lamellenträger in zwei Lamellenträgerteile unterteilt ist, zwischen welchen das Schaltelement angeordnet ist. Dabei sind die Lamellenträgerteile im betätigten Zustand des Schaltelements drehfest miteinander verbunden, wohingegen die Lamellenträgerteile in einem unbetätigten Zustand des Schaltelements zueinander verdreht werden können.
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Mit anderen Worten ist also bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung der zweite Lamellenträger des Lamellenschaltelements in zwei Einzelteile aufgeteilt, die prinzipiell zueinander verdrehbar sind und zwischen welchen das Schaltelement platziert ist. Wird nun das Schaltelement betätigt, so werden die beiden ansonsten frei zueinander verdrehbaren Lamellenträgerteile drehfest miteinander verbunden und rotieren in der Folge gemeinsam.
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Eine derartige Ausgestaltung einer Schalteinrichtung hat dabei den Vorteil, dass somit durch Öffnen des Schaltelements und die damit einhergehende Verdrehbarkeit der Lamellenträgerteile zueinander ein Teil des Lamellenpakets des Lamellenschaltelements abgekoppelt werden kann, was mit einer entsprechenden Reduzierung eines Schleppmoments des Lamellenschaltelements einhergeht. Gleichzeitig kann aber durch Schließen des Schaltelements wieder das volle Lamellenpaket zur Verfügung gestellt werden, so dass dann auch hohe zu schaltende Drehmomente unter Last geschaltet werden können. Insgesamt kann also die Schalteinrichtung bedarfsgerecht an das jeweils zu übertragende Drehmoment angepasst und im geöffneten Zustand das Schleppmoment der Schalteinrichtung reduziert werden. Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Schalteinrichtung zudem durch einen einfachen Aufbau und damit auch niedrigen Herstellungsaufwand aus.
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Unter einem „Schleppmoment“ ist dabei ein Verlustdrehmoment zu verstehen, welches über die Schalteinrichtung in deren geöffneten Zustand, d.h. in einem Zustand, in welchem eigentlich keine Verbindung über die Schalteinrichtung hergestellt sein soll, weitergeleitet wird.
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Bei einem Getriebe wird die erfindungsgemäße Schalteinrichtung dabei bevorzugt so betrieben, dass bei einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen des Getriebes, bei welchen über die Schalteinrichtung ein hohes Drehmoment zu übertragen ist, sich das Schaltelement der Schalteinrichtung in einem betätigten Zustand befindet und damit aufgrund der drehfesten Verbindung der Lamellenträgerteile das komplette Lamellenpaket des Lamellenschaltelements zur Verfügung steht. Ist das Lamellenschaltelement dann im Zuge von Gangwechseln zu öffnen, so wird nach dem Öffnen auch das Schaltelement geöffnet und damit aufgrund der freien Verdrehbarkeit der Lamellenträgerteile ein Teil des Lamellenpakets abgekoppelt, was eine Reduzierung des Schleppmoments zur Folge hat.
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Im Zuge von Rückschaltungen kann dann der abgekoppelte Teil des Lamellenpakets über das Schaltelement problemlos wieder zugeschaltet werden, da über den verbliebenen Teil des Lamellenpakets die beiden Lamellenträgerteile zueinander synchronisiert werden und damit auch eine drehfeste Verbindung der Lamellenträgerteile ohne erneutes Synchronisieren möglich wird.
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Zwar wird auch im Fall der
DE 10 2007 036 100 A1 eine Reduzierung eines Schleppmoments der Schalteinrichtung erreicht, das Lamellenschaltelement ist in diesem Fall aber so konzipiert, dass bei dem jeweiligen Getriebe das zu schaltende, höchste Drehmoment unter Last geschaltet werden kann. Eine Abkoppelung eines Teils des Lamellenpakets ist hier nicht realisierbar.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Schaltelement ein formschlüssiges Schaltelement, wobei es sich hierbei bevorzugt um eine Klauenkupplung handelt. Ein formschlüssiges Schaltelement und hierbei insbesondere eine Klauenkupplung hat den Vorteil, dass in deren geöffneten Zustand nahezu kein Schleppmoment auftritt, gleichzeitig aber im geschlossenen Zustand eine zuverlässige drehfeste Verbindung der Lamellenträgerteile dargestellt werden kann. Da zudem bei einem Schließen des Lamellenschaltelements bei reduziertem Lamellenpaket eine Synchronisierung der Lamellenträgerteile in ihren Drehzahlen stattfindet, kann problemlos eine Klauenkupplung ohne separate Synchronisierung zur Anwendung kommen. Anstelle einer Klauenkupplung kann aber auch ein schaltbarer Freilauf als Schaltelement zum Einsatz kommen.
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Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist dem Schaltelement eine Betätigungseinrichtung zugeordnet, über welche das Schaltelement zwischen dem betätigten Zustand und dem unbetätigten Zustand überführt werden kann. In Weiterbildung dieser Ausgestaltungsmöglichkeit umfasst die Betätigungseinrichtung einen Stellkolben, welcher entgegen einem Federelement in eine Betätigungsstellung bewegt werden kann, in der das Schaltelement über den Stellkonturen in dem betätigten Zustand überführt ist. In diesem Fall erfolgt eine Betätigung des Schaltelements bevorzugt hydraulisch, indem der Stellkolben bei Druckbeaufschlagung entgegen dem Federelement eine Betätigung des Schaltelements vornimmt. Alternativ dazu könnte eine Betätigungseinrichtung aber auch elektromechanisch oder elektromagnetisch realisiert sein.
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Es ist eine weitere denkbare Ausführungsform der Erfindung, dass die Betätigungseinrichtung, die für das Schaltelement vorgesehen ist, auch dem Lamellenschaltelemente zugeordnet ist und einer Betätigung des Lamellenschaltelements dient. In diesem Fall kann also eine Betätigungseinrichtung für das Lamellenschaltelement und auch für das Schaltelement zur Anwendung kommen, was die Anzahl an Bauteilen verringert und damit den Herstellungsaufwand mindert. Allerdings ist in diesem Fall zwischen einem Stellelement, wie beispielsweise einem Stellkolben, und dem Schaltelement ein Federelement vorzusehen, so dass das Schaltelement nicht den Stellbereich des Stellelements im Hinblick auf das Lamellenschaltelement begrenzt.
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Entsprechend einer hierzu alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist dem Lamellenschaltelement eine Betätigungseinrichtung zugeordnet, über welche das Lamellenschaltelement betätigt werden kann. In diesem Fall ist also dem Lamellenschaltelement eine separate Betätigungseinrichtung zugeordnet, so dass das Lamellenschaltelement und das Schaltelement unabhängig voneinander betätigt werden können. Es wäre in diesem Fall aber denkbar, eine gemeinsame Druckversorgung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung des Lamellenschaltelements und einer hydraulischen Betätigungseinrichtung des Schaltelements zu realisieren, wobei in diesem Fall dann ein Federelement, entgegen welchem ein Stellkolben der Betätigungseinrichtung des Schaltelements bewegt wird, so auszulegen ist, dass das Schaltelement unmittelbar vor dem Zeitpunkt schaltet, zu welchem das Lamellenschaltelement mit dem reduzierten Lamellenpaket beginnt durchzurutschen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Lamellenträger ein Innenlamellenträger oder ein Außenlamellenträger des Lamellenschaltelements. Erfindungsgemäß kann also bei dem Lamellenschaltelement entweder der Innenlamellenträger oder der Außenlamellenträger in zwei Teile unterteilt sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist axial zwischen den Lamellenträgerteilen eine Anlaufscheibe platziert. In vorteilhafter Weise kann über diese Anlaufscheibe ein axiales Spiel des im geöffneten Zustand des Schaltelements frei verdrehbaren Lamellenträgerteils eingestellt werden. Dabei kann ein Längenausgleich, welcher aufgrund der Anordnung der Anlaufscheibe notwendig ist, durch eine entsprechend dickere Ausführung von Lamellen oder durch zusätzliche Blindlamellen realisiert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung kann im Bereich des Schaltelements zudem eine Wegsensierung vorgesehen sein, bei welcher über einen Wegsensor erkannt werden kann, ob sich das Schaltelement in einem geöffneten oder geschlossenen Zustand befindet. Alternativ oder ergänzend dazu wäre es zudem im Rahmen der Erfindung denkbar, im Bereich der Lamellenträgerteile eine Sensorik zur Erfassung der Drehzahlen vorzusehen, um erkennen zu können, ob die Lamellenträgerteile mit gleicher oder voneinander abweichenden Drehzahlen laufen. Hierbei wäre es ausreichend, bei einem der beiden Lamellenträgerteile einen entsprechenden Sensor vorzusehen.
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Prinzipiell kann die Anzahl der seitens der beiden Lamellenträgerteile jeweils vorzusehenden Lamellen davon abhängig gemacht werden, welches Drehmoment im entkoppelten Zustand der Lamellenträgerteile bei reduziertem Lamellenpaket zumindest noch über das Lamellenschaltelement zu übertragen ist.
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Bevorzugt kommt zumindest eine vorgenannte Schalteinrichtung bei einem Getriebe zur Anwendung, bei welchem es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeuggetriebe handelt. Dabei verbindet die Schalteinrichtung dann im betätigten Zustand zwei Komponenten miteinander, wobei die eine Komponente drehfest mit dem ersten Lamellenträger und die andere Komponente mit einem der Lamellenträgerteile des zweiten Lamellenträgers drehfest verbunden ist. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei bei der einen Komponente um ein drehfestes Bauelement des Getriebes, wie beispielsweise ein Gehäuse des Getriebes oder einen Gehäuseteil, während die andere Komponente als Element eines Planetenradsatzes des Getriebes vorliegt. In diesem Fall fungiert die Schalteinrichtung dann also als Bremse.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine Schnittansicht eines Bereichs des Getriebes aus 1;
- 3 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit; und
- 4 eine Schnittansicht eines Bereichs des Getriebes aus 3.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei es sich bei dem Getriebe G hierbei bevorzugt um ein Kraftfahrzeuggetriebe handelt. Wie zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G vier Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4, welche sich jeweils aus je einem ersten Element E11 bzw. E12 bzw. E13 bzw. E14, je einem zweiten Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 sowie je einem dritten Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 zusammensetzen. Dabei ist das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 bzw. E13 bzw. E14 durch ein jeweiliges Sonnenrad SO1 bzw. SO2 bzw. SO3 bzw. SO4, das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 durch einen jeweiligen Planetensteg PT1 bzw. PT2 bzw. PT3 bzw. PT4 sowie das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 durch ein jeweiliges Hohlrad HO1 bzw. HO2 bzw. HO3 bzw. HO4 gebildet.
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Die Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4 sind vorliegend jeweils als Minus-Planetensatz gestaltet, bei welchem der jeweilige Planetensteg PT1 bzw. PT2 bzw. PT3 bzw. PT4 zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem jeweiligen, radial innenliegenden Sonnenrad SO1 bzw. SO2 bzw. SO3 bzw. SO4, als auch dem jeweiligen, radial umliegenden Hohlrad HO1 bzw. HO2 bzw. HO3 bzw. HO4 im Zahneingriff steht. Alternativ dazu könnten aber einzelne oder auch mehrere der Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4, sofern es die Anbindung ermöglicht, als Plus-Planetensätze ausgeführt sein, wobei in diesem Fall dann der jeweilige Planetenträger zumindest ein Planetenradpaar drehbar gelagert führt, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem jeweiligen Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem jeweiligen Hohlrad kämmt, sowie die Planetenräder untereinander im Zahneingriff stehen. Im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetensatz müssten dann die jeweilige Planetensteg- und die jeweilige Hohlradanbindung miteinander getauscht sowie eine Standübersetzung des jeweiligen Planetenradsatzes um eins erhöht werden.
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Wie aus 1 hervorgeht, verfügt das Getriebe G über fünf Schaltelemente A, B, C, D und E, von denen ein erstes Schaltelement A, ein drittes Schaltelement C, ein viertes Schaltelement D und ein fünftes Schaltelement E als kraftschlüssige Schaltelemente vorliegen. Hingegen ist ein zweites Schaltelement B als Schalteinrichtung SE gestaltet, die sich aus einem kraftschlüssigen Schaltelement und einem formschlüssigen Schaltelement zusammensetzt.
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Vorliegend sind bei dem Getriebe G das Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes P1 und das Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes P2 permanent drehfest miteinander verbunden und können gemeinsam durch Schließen des ersten Schaltelements A an einem drehfesten Bauelement GG festgesetzt werden, bei welchem es sich um ein Gehäuse des Getriebes G oder einen Teil dieses Gehäuses handelt. Ferner sind der Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes P1 und das Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes P4 ständig drehfest miteinander verbunden, wohingegen das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes P1 durch Schließen des zweiten Schaltelements B am drehfesten Bauelement GG festgesetzt wird.
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Eine Antriebswelle GW1 des Getriebes G ist ständig drehfest mit dem Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und kann durch Schließen des dritten Schaltelements C drehfest mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes P4 und dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes P3 in Verbindung gebracht werden, welche ständig drehfest miteinander verbunden sind. Außerdem ist eine Abtriebswelle GWA des Getriebes G permanent drehfest mit dem Planetenträger PT4 des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden und wird durch Betätigen des vierten Schaltelements D drehfest mit dem Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes P3 in Verbindung gebracht. Schließlich sind das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes P2 und das Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes P3 ständig drehfest miteinander verbunden und können gemeinsam durch Schließen des fünften Schaltelements E drehfest mit dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes P4 in Verbindung gebracht werden. Da hierdurch das Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes P3 und das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes P3 drehfest miteinander verbunden werden, hat dies ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 zur Folge.
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Sowohl die Antriebswelle GW1, als auch die Abtriebswelle GWA bilden jeweils je eine Anschlussstelle GW1-A bzw. GWA-A aus, welche der Einbindung des Getriebes G innerhalb eines Antriebsstranges dienen. Zudem sind die Antriebswelle GW1 und die Abtriebswelle GWA koaxial zueinander liegend angeordnet, wobei die Anschlussstellen GW1-A und GWA-A an einander entgegengesetzt liegenden, axialen Enden des Getriebes G vorgesehen sind. Des Weiteren sind auch die Planetenradsätze P1 bis P4 koaxial zu der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA platziert, wobei die Planetenradsätze P1 bis P4 hierbei auf die Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 axial in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2, dritter Planetenradsatz P3 und vierter Planetenradsatz P4 angeordnet sind.
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Bei dem Getriebe G ist nun aufgrund der besonderen Gestaltung des zweiten Schaltelements B als Schalteinrichtung SE der Wirkungsgrad verbessert, indem im geöffneten Zustand des Schaltelements B dessen Schleppmoment vermindert ist. Der genaue Aufbau und die Funktionsweise der Schalteinrichtung SE werden nun im Folgenden unter Zuhilfenahme der weiteren Darstellung aus 2 näher beschrieben:
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Wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, umfasst die das zweite Schaltelement B bildende Schalteinrichtung SE ein Lamellenschaltelement 1, welches sich aus einem ersten Lamellenträger 2 und einem zweiten Lamellenträger 3 zusammensetzt. Hierbei handelt es sich bei dem ersten Lamellenträger 2 um einen Außenlamellenträger 4 des Lamellenschaltelements 1, welcher drehfest mit dem drehfesten Bauelement GG in Form des umliegenden Gehäuses des Getriebes G verbunden ist, während der zweite Lamellenträgerteile als Innenlamellenträger 5 des Lamellenschaltelements 1 vorliegt. Sowohl der Außenlamellenträger 4, als auch der Innenlamellenträger 5 führen jeweils mehrere Lamellen 6 bzw. 7, die jeweils axial verschiebbar und drehfest durch den Außenlamellenträger 4 bzw. den Innenlamellenträger 5 aufgenommen sind. Dabei ragen die Lamellen 6 und 7 radial in den Zwischenbereich zwischen den Außenlamellenträger 4 und den Innenlamellenträger 5, wobei die Lamellen 6 und 7 hierbei in axialer Richtung alternierend aufeinanderfolgen.
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Wie zudem in 2 zu erkennen ist, ist dem Lamellenschaltelement 1 eine Betätigungseinrichtung 8 zugeordnet, die einen hydraulisch betätigbaren Stellkolben 9 umfasst. Durch Druckbeaufschlagung kann der Stellkolben 9 entgegen einem Federelement 10 bewegt werden und drückt hierbei das durch die Lamellen 6 und 7 gebildete Lamellenpaket des Lamellenschaltelements 1 zusammen, so dass eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Außenlamellenträger 4 und dem Innenlamellenträger 5 hergestellt wird.
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Als Besonderheit ist der Innenlamellenträger 5 mehrteilig ausgeführt, indem er sich aus einem ersten Lamellenträgerteil 11 und einem zweiten Lamellenträgerteil 12 zusammensetzt. Während der erste Lamellenträgerteil 11 drehfest mit dem Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden ist, ist der zweite Lamellenträgerteil 12 über ein Lager 13 drehbar auf dem ersten Lamellenträgerteil 11 gelagert. Zwischen den Lamellenträgerteilen 11 und 12 ist vorliegend ein Schaltelement 14 in Form einer Klauenkupplung 15 vorgesehen, die in einem betätigten Zustand die Lamellenträgerteile 11 und 12 drehfest miteinander verbindet, wohingegen in einem - in 2 dargestellten - unbetätigten Zustand der Klauenkupplung 14 die Lamellenträgerteile 11 und 12 relativ zueinander verdreht werden können. Eine Klaue 16 der Klauenkupplung 14 ist dabei seitens des zweiten Lamellenträgerteils 12 über eine Steckverzahnung 17 axial verschiebbar geführt und kann über eine zugehörige Betätigungseinrichtung 18 entgegen einem Federelement 19 aus dem unbetätigten Zustand in den betätigten Zustand überführt werden.
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Wie in 2 zu erkennen ist, umfasst die Betätigungseinrichtung 18 der Klauenkupplung 15 einen hydraulisch betätigbaren Kolben 20, welcher durch Druckbeaufschlagung entgegen einem Federelement 21 bewegbar ist, wobei eine Bewegung des Kolbens 20 über ein zwischenliegendes Axiallager auf die Klaue 16 der Klauenkupplung 15 übertragen wird.
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Ein axiales Spiel zwischen den Lamellenträgerteilen 11 und 12 ist über eine Anlaufscheibe 22 eingestellt, die zu diesem Zweck axial zwischen den Lamellenträgerteil in 11 und 12 platziert ist. Der aufgrund der Anlaufscheibe 22 notwendige Längenausgleich ist dabei durch eine breitere Ausführung einer der Lamellen 6 realisiert.
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In dem betätigten Zustand der Klauenkupplung 15 steht aufgrund der dann drehfesten Verbindung der Lamellenträgerteile 11 und 12 das komplette Lamellenpaket des Lamellenschaltelements 1 zum Abstützen eines Drehmoments des Hohlrades HO1 am drehfesten Bauelement GG zur Verfügung. In einem geöffneten Zustand des Lamellenschaltelements 1 hätte dies allerdings auch ein hohes Schleppmoment zur Folge. Aus diesem Grund wird nach einem Öffnen des Lamellenschaltelements 1 auch eine Betätigung der Klauenkupplung 15 über die Betätigungseinrichtung 18 beendet, wobei daraufhin die Klaue 16 über das Federelement 19 zurückbewegt wird und in der Folge die Lamellenträgerteile 11 und 12 relativ zueinander verdreht werden können. Eine Federkraft des Federelements 19 muss dabei ausreichend groß gewählt sein, um eine Reibkraft in der Steckverzahnung 17 und auch der Klauenverzahnung der Klauenkupplung 15 bei vollem Schleppmoment des Lamellenschaltelements 1 überwinden zu können.
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Aufgrund der freien Verdrehbarkeit des zweiten Lamellenträgerteils 12 gegenüber dem ersten Lamellenträgerteil 11 wird der zweite Lamellenträgerteil 12 aufgrund des auf ihn wirkenden Schleppmoments zunehmend die Drehzahl reduzieren und schließlich zum Stehen kommen. In der Folge ist dann ein wirksames Schleppmoment des Lamellenschaltelements 1 aufgrund der Abkoppelung eines Teils des Lamellenpakets reduziert, da seitens des ersten Lamellenträgerteils 11 eine geringere Anzahl an Lamellen 7 vorgesehen ist, als seitens des zweiten Lamellenträgerteils 12.
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3 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, wobei diese Ausgestaltungsmöglichkeit weitestgehend der Variante nach den 1 und 2 entspricht und sich nur durch die Gestaltung des zweiten Schaltelements B unterscheidet. Wie in 3 und auch in der weiteren Ansicht in 4 zu erkennen ist, ist auch in diesem Fall das zweite Schaltelement B durch eine Schalteinrichtung SE gebildet, wobei allerdings im Unterschied zu der Variante nach den 1 und 2 nun ein ungeteilter, erster Lamellenträger 2' als ein Innenlamellenträger 5' des Lamellenschaltelements 1' vorliegt, während es sich bei einem geteilten, zweiten Lamellenträger 3' um einen Außenlamellenträger 4' des Lamellenschaltelements 1' handelt. Der Innenlamellenträger 5' ist dabei drehfest mit dem Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden, während bei dem Außenlamellenträger 4' ein erster Lamellenträgerteil 11' permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, welcher zugleich auch die Funktion eines Drucktellers übernimmt, um eine gleichmäßige Pressungsverteilung zu gewährleisten. Ein hierzu relativ drehbar gelagert, zweiter Lamellenträgerteil 12' des Außenlamellenträgers 4' kann dann über ein Schaltelement 14' in Form einer Klauenkupplung 15' drehfest mit dem ersten Lamellenträgerteil 11' verbunden und damit ebenfalls festgesetzt werden. Prinzipiell ist also der Aufbau der Schalteinrichtung SE gegenüber der Variante nach den 1 und 2 lediglich gespiegelt worden, während die prinzipielle Funktionsweise der vorhergehenden Variante entspricht. Insofern wird hiermit auf das zu den 1 und 2 beschriebene Bezug genommen.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen einer Schalteinrichtung kann einerseits ein Lamellenschaltelement realisiert werden, über welches ein hohes Drehmoment übertragbar ist, wobei gleichzeitig aber in dessen geöffneten Zustand das Schleppmoment durch Abkoppeln eines Teils des Lamellenpakets minimiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- G
- Getriebe
- GG
- drehfestes Bauelement
- P1
- Erster Planetenradsatz
- E11
- Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
- E21
- Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
- E31
- Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
- SO1
- Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
- PT1
- Planetenträger des ersten Planetenradsatzes
- HO1
- Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
- P2
- Zweiter Planetenradsatz
- E12
- Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
- E22
- Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
- E32
- Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
- SO2
- Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
- PT2
- Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
- HO2
- Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
- P3
- Dritter Planetenradsatz
- E13
- Erstes Element des dritten Planetenradsatzes
- E23
- Zweites Element des dritten Planetenradsatzes
- E33
- Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
- SO3
- Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
- PT3
- Planetenträger des dritten Planetenradsatzes
- HO3
- Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
- P4
- Vierter Planetenradsatz
- E14
- Erstes Element des vierten Planetenradsatzes
- E24
- Zweites Element des vierten Planetenradsatzes
- E34
- Drittes Element des vierten Planetenradsatzes
- SO4
- Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes
- PT4
- Planetenträger des vierten Planetenradsatzes
- HO4
- Hohlrad des vierten Planetenradsatzes
- A
- Erstes Schaltelement
- B
- Zweites Schaltelement
- C
- Drittes Schaltelement
- D
- Viertes Schaltelement
- E
- Fünftes Schaltelement
- SE
- Schalteinrichtung
- GW1
- Antriebswelle
- GW1-A
- Anschlussstelle
- GWA
- Abtriebswelle
- GWA-A
- Anschlussstelle
- 1, 1'
- Lamellenschaltelement
- 2, 2'
- erster Lamellenträger
- 3, 3'
- zweiter Lamellenträger
- 4, 4'
- Außenlamellenträger
- 5, 5'
- Innenlamellenträger
- 6
- Lamellen
- 7
- Lamellen
- 8
- Betätigungseinrichtung
- 9
- Stellkolben
- 10
- Federelement
- 11, 11'
- Lamellenträgerteil
- 12, 12'
- Lamellenträgerteil
- 13
- Lager
- 14, 14'
- Schaltelement
- 15, 15'
- Klauenkupplung
- 16, 16'
- Klaue
- 17
- Steckverzahnung
- 18
- Betätigungseinrichtung
- 19, 19'
- Federelement
- 20
- Kolben
- 21
- Federelement
- 22
- Anlaufscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007036100 A1 [0003, 0015]
