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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lamellenseparierung der Lamellen von Lamellenschaltelementen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Im geöffneten Zustand eines Lamellenschaltelementes liegen die Stahl- und Belaglamellen auseinander, so dass ein Kühl- und Schmiermittel das Lamellenpaket durchströmen kann. In nachteiliger Weise kann jedoch vorkommen, dass sich im geöffneten Zustand des Lamellenschaltelementes die Stahllamellen und die Belaglamellen nicht vollständig voneinander lösen, so dass in nachteiliger Weise Schleppmomente vom Antriebselement auf das Abtriebselement übertragen werden und ein Teil der Rotationsenergie in Wärmeenergie übergeführt wird, wodurch der Verschleiß erhöht und der Wirkungsgrad des Getriebes verschlechtert wird. Des Weiteren können im geöffneten Zustand uneinheitliche Abstände der Lamellen zueinander zu einem Stoß beim Schließen des Lamellenschaltelementes führen, wodurch der Schaltkomfort beeinträchtigt wird.
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Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Lamellenseparierung bekannt. Sie werden eingesetzt, um im geöffneten Zustand des Schaltelementes einen vorgegebenen Abstand zwischen den Stahllamellen zu gewährleisten, wodurch die Belaglamellen radial mit kleinerem Durchmesser als die Stahllamellen ausgeführt sind.
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In der Regel bestehen diese Vorrichtungen zur Lamellenseparierung aus Vollmaterial und werden in einer vorgegebenen Anzahl am Umfang des Lamellenpakets verteilt. Dies resultiert jedoch in dem Nachteil, dass ein größerer radialer Bauraum benötigt wird, da beim Schließen des Lamellenschaltelementes und somit beim Zusammendrücken der Vorrichtungen zur Lamellenseparierung das Material radial ausweicht. Bedingt durch diesen hohen Bauraumbedarf, können diese Vorrichtungen zur Lamellenseparierung bei herkömmlichen Getriebeschaltelementen nicht verwendet werden, da durch den erhöhten radialen Bauraumbedarf die Lamellen radial betrachtet kleiner dimensioniert werden müssten. Dies würde wiederum dazu führen, dass durch den Verlust von Reibdurchmesser und somit von Reibfläche die beim Schließen eines Lamellenschaltelementes entstandene Wärme schlechter abgeführt werden kann. Ferner würden Hotspots auf dem Reibbelag entstehen, durch die sich der Reibwert verringert, was zum Rutschen und durch die dadurch entstehende zusätzliche thermische Belastung zu einem Ausfall des Schaltelements führen würde.
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Aus der
DE 44 08 666 A1 der Anmelderin ist ein Lamellenschaltelement mit Innen-und Außenlamellen bekannt, wobei bei geschlossenem Lamellenschaltelement die Innen-und Außenlamellen aneinander anliegen und bei geöffnetem Lamellenschaltelement die die Innen-und Außenlamellen voneinander beabstandet angeordnet sind. Hierbei ist vorgesehen, dass bei geöffnetem Lamellenschaltelement die Außenlamellen durch einen Abstandshalter auseinandergedrückt werden, wobei der Abstandshalter einstückig und elastisch ausgeführt ist. Insbesondere kann der Abstandshalter aus einem elastomeren Material gefertigt sein und einen stangenförmigen Grundkörper und mehrere scheibenförmige Elemente aufweisen, welche am äußeren Umfang in radialer Richtung Einschnürungen aufweisen.
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Ferner ist aus der
DE 10 2015 222 136 A1 ein Lamellenschaltelement für ein Kraftfahrzeug bekannt, umfassend ein Lamellenpaket, welches mehrere mit einem Antriebselement drehfest verbundene erste Lamellen und mehrere mit einem Abtriebselement drehfest verbundene zweite Lamellen aufweist, wobei innerhalb des Lamellenpakets jeweils eine erste Lamelle und jeweils eine zweite Lamelle alternierend in Reihe angeordnet sind, wobei die ersten Lamellen und die zweiten Lamellen kraftschlüssig verbindbar sind. Das bekannte Lamellenschaltelement weist zumindest ein Trennelement, um die ersten Lamellen und die zweiten Lamellen in einem entkoppelten Zustand der Reibungskupplung zu trennen, welches schienenförmig ausgebildet ist und derart in einer radialen Ausnehmung an dem Außenumfang des Lamellenpakets anordenbar ist, dass es sich zumindest teilweise in Außenumfangsrichtung des Lamellenpakets in einen Freiraum zwischen zwei zweite Lamellen erstreckt.
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Ferner geht aus der
JP10122258 A2 ein Element zur Lamellenseparierung für Lamellenschaltelemente in Form eines elastischen Metallbauteils hervor, welches vier Flügelelemente aufweist, die sich sternförmig von einem mittleren Befestigungsteil, der mit Rastnasen versehen ist, nach außen erstrecken.
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Aus der
JP2248720 A2 sind elastische, X-förmige Lamellenseparierer bekannt, welche zwischen den Lamellen eines Lamellenschaltelements angeordnet werden. Ferner beschreibt die
JP2010090933 A2 Lamellenseparierer für Lamellenschaltelemente, die durch ein Federelement mit U-förmigen, federnden Abschnitten gebildet werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Lamellenseparierung der Lamellen von Lamellenschaltelementen anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird eine Vorrichtung zur Lamellenseparierung der Lamellen von Lamellenschaltelementen umfassend axial betrachtet alternierend in Reihe angeordnete Stahllamellen und radial mit kleinerem Durchmesser als die Stahllamellen ausgeführte Belaglamellen vorgeschlagen, welche n-1 im montierten Zustand sich jeweils zwischen zwei Stahllamellen in Umfangsrichtung erstreckende und in axialer Richtung elastisch verformbar ausgeführte Elemente aufweist, die im montierten Zustand axial betrachtet hintereinander angeordnet sind, derart dass axial betrachtet zwischen jeweils zwei benachbarten Stahllamellen jeweils ein Element angeordnet ist, wobei n die Anzahl der Stahllamellen ist, wobei jeweils zwei benachbarte Elemente durch ein axial elastisch ausgeführtes und im montierten Zustand axial verlaufendes Verbindungsglied miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsglieder eine gemeinsame Mittelängsachse aufweisen, welche die Mittelängsachse der Vorrichtung zur Lamellenseparierung bildet. Die Länge der Verbindungsglieder entspricht im montierten Zustand vorzugsweise der Dicke der Stahllamellen. Die Vorrichtung ist beispielsweise aus einem Elastomer einstückig hergestellt.
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Die Elemente sind derart ausgeführt, dass sie zumindest ein Teilelement umfassend eine sich radial erstreckende Aussparung aufweisen, wobei die Aussparung beispielsweise kreisförmig, polygonförmig oder ellipsenförmig sein kann und eine axiale elastische Verformung des Teilelementes ohne einen radialen Verformungsanteil ermöglicht. Die im montierten Zustand den Stahllamellen zugewandte Seiten des zumindest eines Teilelementes können in Richtung auf die jeweiligen Stahllamellen und optional in Umfangsrichtung konvex ausgeführt sein.
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Vorzugsweise weist jedes Element eine ungerade Anzahl von Teilelementen gleicher Form und Dimensionierung auf, wobei die Längsachse des in Umfangsrichtung betrachtet mittig angeordneten Teilelementes mit der Längsachse der Vorrichtung zur Lamellenseparierung übereinstimmt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Teilelemente zylinderförmig ausgeführt und weisem jeweils eine sich radial erstreckende kreisförmige Aussparung auf.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lamellenseparierung ist radial betrachtet von außen in die Stahllamellen vorgespannt montierbar, wobei die Verbindungsglieder zum Zweck einer Sicherung gegen radiales Austreten formschlüssig mit der Verzahnung der Stahllamellen verbindbar sind. Die formschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch eine Schwalbenschwanzkontur oder eine T-Form-Kontur der Verzahnung erfolgen.
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Hierbei wird je nach Bedarf die Verzahnung der Stahllamellen modifiziert und mit einer zum Zweck der Herstellung der formschlüssigen Verbindung geeigneten Geometrie versehen.
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Die Anzahl der bei einem Lamellenschaltelement verwendeten erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die Anzahl der Teilelemente pro Element der Vorrichtungen, der elastische Werkstoff, aus dem die Vorrichtungen hergestellt sind und die Härte der Elemente ist je nach Einsatzfall individuell zu wählen.
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Die Rückstellkraft der Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird so bestimmt, dass die Lamellen in jedem Fall separiert werden, wobei die Rückstellkraft bei voller axialer Verpressung der Vorrichtung möglichst gering sein soll, damit das Lamellenschaltelement problemlos geschlossen werden kann. Hierbei multipliziert sich die gegen einen Schließvorgang wirkende Kraft mit der Anzahl der Elemente.
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Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine Lamellenseparierung ohne die Notwendigkeit des Vorsehens von radialem Bauraum und folglich ohne Verlust von Reibdurchmesser und Reibfläche gewährleistet, so dass die Vorrichtung bei Lamellenschaltelementen eines Getriebes unabhängig von der Leistungsklasse eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1: Eine perspektivische Ansicht einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lamellenseparierung im entlasteten Zustand;
- 2: Eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Lamellenseparierung gemäß 1 im montierten Zustand;
- 3: Eine schematische Schnittansicht eines Teiles eines Lamellenschaltelementes umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lamellenseparierung; und
- 4: Perspektivische Ansichten eines Teiles eines Lamellenschaltelementes umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lamellenseparierung gemäß 2.
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Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügten Figuren weist die Vorrichtung 1 zur Lamellenseparierung der Lamellen von Lamellenschaltelementen, umfassend axial betrachtet alternierend in Reihe angeordnete Stahllamellen 7 und Belaglamellen 8, vier im montierten Zustand sich jeweils zwischen zwei Stahllamellen in Umfangsrichtung erstreckende und in axialer Richtung elastisch verformbar ausgeführte Elemente 2 auf, die im montierten Zustand axial betrachtet hintereinander angeordnet sind, derart dass axial betrachtet zwischen jeweils zwei benachbarten Stahllamellen 7 jeweils ein Element 2 angeordnet ist. Die gezeigte Vorrichtung 1 kann in einem Lamellenschaltelement umfassend fünf Stahllamellen verwendet werden.
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Gemäß der Erfindung sind jeweils zwei benachbarte Elemente 2 durch ein axial elastisch ausgeführtes und im montierten Zustand, wie gemäß 5 veranschaulicht, axial verlaufendes Verbindungsglied 3 miteinander verbunden, wobei die Verbindungsglieder 3 eine gemeinsame Mittelängsachse 4 aufweisen, welche die Mittelängsachse 4 der Vorrichtung 1 zur Lamellenseparierung bildet. Die gezeigte Vorrichtung 1 ist aus einem Elastomer einstückig hergestellt. Wie aus 4 ersichtlich, entspricht bei dem gezeigten Beispiel die Länge der Verbindungsglieder 3 im montierten Zustand der Dicke der Stahllamellen 7.
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Die Elemente 2 sind derart ausgeführt, dass sie jeweils drei zylinderförmig ausgeführte Teilelemente 5 gleicher Form und Dimensionierung, umfassend jeweils eine sich radial erstreckende kreisförmige Aussparung 6 aufweisen, wobei die Aussparung 6 bei dem gezeigten Beispiel kreisförmig ist.
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Durch die Aussparung 6 wird eine axiale elastische Verformung des Teilelementes 5 ohne einen radialen Verformungsanteil ermöglicht. Bezugnehmend auch auf den rechten Teil der 4 sind die im montierten Zustand den Stahllamellen 7 zugewandten Seiten der Teilelemente 5 in Richtung auf die jeweiligen Stahllamellen 7 und in Umfangsrichtung konvex ausgeführt.
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Die Vorrichtung 1 ist bezugnehmend auf 2 und 4 radial betrachtet von außen in die Stahllamellen 7 vorgespannt montierbar, wobei die Verbindungsglieder 3 zum Zweck einer Sicherung gegen radiales Austreten formschlüssig mit der Verzahnung 9 der Stahllamellen 7 verbindbar sind. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel erfolgt die formschlüssige Verbindung durch eine Schwalbenschwanzkontur 10 der Verzahnung 9 der Stahllamellen 7.
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Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Lamellenseparierung können die Belaglamellen in radialer Richtung mit größerem Durchmesser als bei der Verwendung von Vorrichtungen zur Lamellenseparierung nach dem Stand der Technik ausgeführt werden, da die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bedingt durch die lediglich axiale Verformung im Betrieb keinen radialen Bauraum benötigt und somit ohne Verlust von Reibdurchmesser und Reibfläche eingebaut werden kann. Der dadurch gewonnene radiale Bauraum für die Belaglamellen ist in 2 mit dem Bezugszeichen 11 veranschaulicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Lamellenseparierung
- 2
- Element
- 3
- Verbindungsglied
- 4
- Mittelängsachse
- 5
- Teilelement
- 6
- Aussparung
- 7
- Stahllamelle
- 8
- Belaglamelle
- 9
- Verzahnung 9 der Stahllamellen
- 10
- Schwalbenschwanzkontur
- 11
- radialer Bauraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4408666 A1 [0005]
- DE 102015222136 A1 [0006]
- JP 10122258 A2 [0007]
- JP 2248720 A2 [0008]
- JP 2010090933 A2 [0008]
