DE102019210335A1

DE102019210335A1 - Switching element for a transmission and switching device

Info

Publication number: DE102019210335A1
Application number: DE102019210335.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Riedisser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltelement (2) für ein Getriebe, umfassend einen Außenlamellenträger (3) und einen Innenlamellenträger (4), welche zwischen sich ein Lamellenpaket (5) aufnehmen. Dabei ist der Innenlamellenträger (4) mit zumindest einem radialen Durchbruch (26) versehen, welcher einer Kühlmittelführung dient. Um einen kompakten Aufbau des Schaltelements (2) zu ermöglichen, überdeckt der zumindest eine Durchbruch (26) jeweils axial mit einer Endlamelle (8; 38) des Lamellenpakets (5). Des Weiteren weist die Endlamelle (8; 38) axial auf Höhe des zumindest einen Durchbruchs (26) eine Leitkontur (28; 39) auf, welche an einem Innendurchmesser der Endlamelle (8; 38) und axial an einem dem restlichen Lamellenpaket (5) abgewandt liegenden Ende der Endlamelle (8; 38) ausgebildet ist und die durch den zumindest einen, radialen Durchbruch (26) hindurchgelangtes Kühlmittel am restlichen Lamellenpaket (5) vorbeileitet.The invention relates to a shifting element (2) for a transmission, comprising an outer disk carrier (3) and an inner disk carrier (4) which accommodate a disk set (5) between them. The inner disk carrier (4) is provided with at least one radial opening (26) which is used to guide the coolant. In order to enable the switching element (2) to have a compact design, the at least one opening (26) axially overlaps with an end lamella (8; 38) of the lamella set (5). Furthermore, the end lamella (8; 38) has a guide contour (28; 39) axially at the level of the at least one opening (26), which on an inner diameter of the end lamella (8; 38) and axially on one of the remaining lamella pack (5) remote end of the end lamella (8; 38) is formed and the coolant that has passed through the at least one radial opening (26) bypasses the remainder of the lamella set (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltelement für ein Getriebe, umfassend einen Außenlamellenträger und einen Innenlamellenträger, welche zwischen sich ein Lamellenpaket aufnehmen, wobei der Innenlamellenträger mit zumindest einem radialen Durchbruch versehen ist, welcher einer Kühlmittelführung dient.The invention relates to a shifting element for a transmission, comprising an outer disk carrier and an inner disk carrier, which accommodate a disk pack between them, the inner disk carrier being provided with at least one radial opening which is used to guide coolant.

Bei Getrieben sind schaltbare, kraftschlüssige Schaltelemente bekannt, bei denen eine drehfeste Verbindung zwischen zu koppelnden Komponenten des Getriebes durch Reibschluss hergestellt werden kann. Üblicherweise sind kraftschlüssige Schaltelemente dabei als Lamellenschaltelemente ausgeführt, bei denen im betätigten Zustand eine Drehmomentübertragung durch Reibschluss zwischen Lamellen eines Lamellenpakets vollzogen wird. Im Zuge der Drehmomentübertragung bei geschlossenem Schaltelement wird dabei zumeist eine Kühlung des Lamellenpakets mit Schmiermittel vorgenommen, um einen Verschleiß der Lamellen zu minimieren. Ist das Lamellenschaltelement allerdings nicht betätigt und damit auch kein Reibschluss zwischen den Lamellen hergestellt, so würde eine Zuführung von Kühlmittel zum Lamellenpaket das Schleppmoment des Lamellenschaltelements erhöhen und damit den Wirkungsgrad verschlechtern. Aus diesem Grund wird eine Kühlmittelzuführung zum Lamellenpaket häufig in Abhängigkeit von einem Betätigungszustand des Schaltelements gesteuert.In the case of transmissions, switchable, non-positive shifting elements are known in which a non-rotatable connection between components of the transmission to be coupled can be established by frictional engagement. Usually, non-positive switching elements are designed as multi-disc switching elements, in which, in the actuated state, torque is transmitted by frictional engagement between the discs of a multi-disc set. In the course of the torque transmission when the shift element is closed, the disk pack is mostly cooled with lubricant in order to minimize wear on the disks. If, however, the multi-leaf switching element is not actuated and thus no frictional engagement is established between the multi-disc plates, supplying coolant to the multi-disc pack would increase the drag torque of the multi-leaf switching element and thus worsen the efficiency. For this reason, a coolant supply to the disk pack is often controlled as a function of an actuation state of the switching element.

So geht aus der DE 10 2017 218 035 A1 ein Schaltelement hervor, bei welchem ein Außenlamellenträger und ein Innenlamellenträger zwischen sich ein Lamellenpaket aufnehmen. Dabei ist im Innenlamellenträger ein radial verlaufender Durchbruch ausgebildet, welcher axial neben dem Lamellenpaket liegt und über den Kühlmittel am Lamellenpaket vorbeigeführt werden kann. Darüber hinaus verfügt der Innenlamellenträger noch über einen weiteren radialen Durchbruch, der einer Zuführung von Kühlmittel zum Lamellenpaket im betätigten Zustand des Schaltelements dient. Darüber hinaus ist noch ein Leitelement vorgesehen, über welchen gesteuert werden kann, zu welchem der beiden Durchbrüche das Kühlmittel geführt wird.So goes from the DE 10 2017 218 035 A1 a shift element emerges in which an outer disk carrier and an inner disk carrier accommodate a disk pack between them. In this case, a radially extending opening is formed in the inner disk carrier, which lies axially next to the disk set and can be guided past the disk set via the coolant. In addition, the inner disk carrier also has a further radial opening which is used to supply coolant to the disk pack when the switching element is actuated. In addition, a guide element is also provided, via which it can be controlled to which of the two openings the coolant is guided.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltelement für ein Getriebe zu schaffen, welches sich durch einen axial kompakten Aufbau auszeichnet.Starting from the prior art described above, the object of the present invention is to create a shift element for a transmission which is characterized by an axially compact structure.

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. Eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe ist zudem Gegenstand von Anspruch 10.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The subsequent dependent claims each reproduce advantageous developments of the invention. A shifting device for a transmission is also the subject matter of claim 10.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Schaltelement für ein Getriebe einen Außenlamellenträger und einen Innenlamellenträger, welche zwischen sich ein Lamellenpaket aufnehmen. Dabei ist der Innenlamellenträger mit zumindest einem radialen Durchbruch versehen, welcher einer Kühlmittelführung dient. Bei dem erfindungsgemäßen Schaltelement handelt es sich also um ein kraftschlüssiges Schaltelement, bei welchem eine Drehmomentübertragung durch Reibschluss im Lamellenpaket hergestellt wird. Je nach konkreter Anwendung des Schaltelements kann es sich bei diesem um eine Lamellenkupplung oder auch eine Lamellenbremse handeln.According to the invention, a shift element for a transmission comprises an outer disk carrier and an inner disk carrier, which accommodate a disk pack between them. The inner disk carrier is provided with at least one radial opening which is used to guide coolant. The shift element according to the invention is therefore a non-positive shift element in which torque is transmitted by frictional engagement in the disk pack. Depending on the specific application of the switching element, it can be a multi-disc clutch or a multi-disc brake.

Auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise setzt sich das Lamellenpaket aus Außenlamellen und Innenlamellen zusammen, die in axialer Richtung alternierend zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger angeordnet sind und von denen die Innenlamellen mit dem Innenlamellenträger drehfest verbunden sind, während die Außenlamellen drehfest mit dem Außenlamellenträger in Verbindung stehen.In a manner known in principle to the person skilled in the art, the disk pack is made up of outer disks and inner disks, which are alternately arranged in the axial direction between the outer disk carrier and the inner disk carrier and of which the inner disks are non-rotatably connected to the inner disk carrier, while the outer disks are rotationally fixed to the outer disk carrier stay in contact.

Erfindungsgemäß ist der Innenlamellenträger des Schaltelements mit zumindest einem radialen Durchbruch versehen, welche für die Führung von Kühlmittel vorgesehen ist. Dabei verläuft dieser zumindest eine Durchbruch im Wesentlichen radial, so dass Kühlmittel über diesen Durchbruch von einer radialen Innenseite des Innenlamellenträgers auf eine radiale Außenseite des Innenlamellenträgers gelangen kann. Dabei soll eine Zuführung von Kühlmittel zu dem radialen Durchbruch erfolgen, welches an dem Lamellenpakets des Schaltelements vorbeizuleiten ist, also diesem nicht zuzuführen ist. An dem Innenlamellenträger können im Rahmen der Erfindung mehrere radiale Durchbrüche ausgestaltet sein, die axial auf derselben Höhe liegen und in Umfangsrichtung verteilt sind.According to the invention, the inner disk carrier of the switching element is provided with at least one radial opening, which is provided for the guidance of coolant. This at least one opening runs essentially radially, so that coolant can pass through this opening from a radial inside of the inner disk carrier to a radial outside of the inner disk carrier. In this case, coolant is to be fed to the radial opening, which is to be guided past the disk set of the switching element, that is not to be fed to it. In the context of the invention, several radial openings can be configured on the inner disk carrier, which are axially at the same height and are distributed in the circumferential direction.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der zumindest eine Durchbruch axial mit einer Endlamelle des Lamellenpakets überdeckt. Dabei weist die Endlamelle axial auf Höhe des zumindest einen Durchbruchs eine Leitkontur auf, welche an einem Innendurchmesser der Endlamelle und axial an einem dem restlichen Lamellenpaket abgewandt liegenden Ende der Endlamelle ausgebildet ist und die durch den zumindest einen, radialen Durchbruch hindurch gelangtes Kühlmittel am restlichen Lamellenpaket vorbeileitet. Mit anderen Worten ist also im axialen Bereich des mindestens einen Durchbruchs eine Endlamelle des Lamellenpakets angeordnet, wobei diese Endlamelle axial auf Höhe des zumindest einen Durchbruchs mit einer Leitkontur versehen ist. Die Leitkontur ist dabei an einem Innendurchmesser der Endlamelle ausgebildet und axial dem restlichen Lamellenpaket abgewandt, so dass es bei einem Auftreffen von über den zumindest einen, radialen Durchbruch hindurchgelangtem Kühlmittel zu einem Vorbeileiten dieses Kühlmittels am restlichen Lamellenpaket kommt.The invention now includes the technical teaching that the at least one opening is axially covered with an end lamella of the lamella set. The end lamella has a guide contour axially at the level of the at least one opening, which is formed on an inner diameter of the end lamella and axially on an end of the end lamella facing away from the rest of the lamella set and the coolant that has passed through the at least one radial opening on the remaining lamella set passed by. In other words, an end lamella of the disk set is arranged in the axial area of the at least one opening, this end lamella being provided with a guide contour axially at the level of the at least one opening. The guide contour is on one Inner diameter of the end lamella and axially facing away from the rest of the lamella set, so that when coolant that has passed through the at least one radial opening hits, this coolant bypasses the remaining lamella set.

Eine derartige Ausgestaltung eines Schaltelements hat dabei den Vorteil, dass somit der zumindest eine radiale Durchbruch im Innenlamellenträger axial auch auf Höhe der Endlamelle des Lamellenpakets vorgesehen werden kann, ohne dass es zu einer ungewollten Zuführung des über den Durchbruch geströmten Kühlmittels zum Lamellenpaket kommen kann. Damit ist es möglich, den Innenlamellenträger axial kürzer bauend auszuführen, wodurch sich die axiale Baulänge des Schaltelements insgesamt reduzieren lässt.Such a configuration of a switching element has the advantage that the at least one radial opening in the inner disk carrier can also be provided axially at the level of the end disk of the disk pack without the coolant flowing through the opening being inadvertently supplied to the disk pack. It is thus possible to make the inner disk carrier axially shorter, so that the overall axial length of the shifting element can be reduced.

Bei dem Schaltelement der DE 10 2017 218 035 A1 muss der Innenlamellenträger hingegen von seinen axialen Abmessungen her so groß ausgeführt werden, dass der radiale Durchbruch in jeder Toleranzlage aller Bauteile des Schaltelements nicht mit der Endlamelle des Lamellenpakets überdeckt, da es ansonsten zu einer ungewollten Zuführung des über den Durchbruch geströmten Kühlmittels zum Lamellenpaket kommen könnte. Dies erhöht den axialen Bauraumbedarf des Schaltelements entsprechend.In the switching element of the DE 10 2017 218 035 A1 In contrast, the axial dimensions of the inner disk carrier must be made so large that the radial opening in every tolerance position of all components of the switching element does not overlap with the end lamella of the disk set, since otherwise the coolant that has flowed through the opening could be inadvertently supplied to the disk set . This increases the axial space requirement of the switching element accordingly.

Im Sinne der Erfindung ist mit „axial“ eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse gemeint, auf welcher das erfindungsgemäße Schaltelement koaxialliegend angeordnet ist. „Radial“ meint eine Orientierung in Durchmesserrichtung ausgehend von dieser Längsmittelachse.For the purposes of the invention, “axial” means an orientation in the direction of a longitudinal center axis on which the switching element according to the invention is arranged in a coaxial manner. “Radial” means an orientation in the diameter direction starting from this longitudinal center axis.

Dass die Leitkontur axial auf Höhe des zumindest einen Durchbruchs liegt, bedeutet erfindungsgemäß eine so weite axiale Überdeckung zwischen der Leitkontur und dem zumindest einen, radialen Durchbruch, dass es in jeder Toleranzlage der Bauteile des Schaltelements zu einem Auftreffen des über den zumindest einen Durchbruch geströmten Kühlmittels auf die Leitkontur kommen muss. Denn erfindungsgemäß ist sicherzustellen, dass das über den zumindest einen, radialen Durchbruch geströmte Kühlmittel auf jeden Fall zu der Leitkontur der Endlamelle gelangt und damit an dem restlichen Lamellenpaket vorbeigeführt wird. „Vorbeigeleitet“ bzw. „vorbeigeführt“ bedeutet im Sinne der Erfindung, dass das über die Leitkontur geführte Kühlmittel nicht das restliche Lamellenpaket durchströmt.According to the invention, the fact that the guide contour lies axially at the level of the at least one opening means such a large axial overlap between the guide contour and the at least one radial opening that the coolant that has flowed over the at least one opening occurs in every tolerance position of the components of the switching element must come to the guide contour. According to the invention, it must be ensured that the coolant which has flowed through the at least one radial opening in any case reaches the guide contour of the end lamella and is thus guided past the rest of the lamella set. “Passed by” or “passed by” means in the context of the invention that the coolant passed over the guide contour does not flow through the rest of the disk pack.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die Leitkontur als Stufe ausgeführt. In vorteilhafter Weise kann eine Stufe zum einen fertigungstechnisch auf einfache Art und Weise an der Endlamelle ausgebildet werden, wobei zum anderen über eine Stufe eine zuverlässige Vorbeileitung von Kühlmittel am restlichen Lamellenpaket bewerkstelligt werden kann. Ist die Endlamelle im Rahmen eines Stanzprozesses hergestellt worden, so wird die Stufe bevorzugt durch Abprägen gefertigt. Alternativ dazu ist auch eine Herstellung im Rahmen einer nachträglichen Drehbearbeitung denkbar. Weiter alternativ kann auch die komplette Endlamelle mit Stufe durch Sintern hergestellt worden sein.According to one embodiment of the invention, the guide contour is designed as a step. In an advantageous manner, a step can on the one hand be formed on the end lamella in a simple manner in terms of production technology, while on the other hand a reliable bypassing of coolant on the rest of the lamella pack can be achieved via a step. If the end lamella has been produced as part of a stamping process, the step is preferably produced by stamping. As an alternative to this, production in the context of subsequent turning is also conceivable. As a further alternative, the complete end lamella with a step can also have been produced by sintering.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform beträgt eine Stufentiefe der Stufe 40 % der Gesamtdicke der Endlamelle. Zudem weist eine noch verbleibende Stegdicke, also der nach der Stufe noch verbleibende Anteil der Gesamtdicke der Endlamelle, bevorzugt mindestens die axiale Dicke der Außenlamellen des Schaltelements auf.In a further development of the aforementioned embodiment, a step depth of the step is 40% of the total thickness of the end lamella. In addition, any remaining web thickness, that is to say the portion of the total thickness of the end disk that remains after the step, preferably has at least the axial thickness of the outer disks of the switching element.

Weiter alternativ oder ergänzend zu der vorgenannten Weiterbildung beträgt eine Stufenbreite der Stufe 1,5 bis 2,5 mm. Weiter alternativ oder ergänzend ist ein Übergang zwischen einer Stirnfläche und einer zylindrischen Fläche der Stufe als Radius gestaltet. Dabei kann dieser Radius bei spanender oder gesinterter Herstellung der Stufe R1 ±0,5 und R0,5 MAX bei Herstellung mittels Abprägen betragen.As an alternative or in addition to the aforementioned development, a step width of the step is 1.5 to 2.5 mm. As an alternative or in addition, a transition between an end face and a cylindrical face of the step is designed as a radius. This radius can be R1 ± 0.5 for machining or sintering production of the stage and R0.5 MAX for production by means of stamping.

Es ist eine alternative Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass die Leitkontur als Fase ausgeführt ist. Dies hat den Vorteil, dass sich auch hierdurch eine Leitkontur mit niedrigem Herstellungsaufwand ausbilden lässt, über die zugleich ein zuverlässiges Vorbeileiten von Kühlmittel am restlichen Lamellenpaket gewährleistet werden kann. Dabei kann die Fase bei Herstellung der Endlamelle im Rahmen eines Stanzprozesses durch Abprägen oder alternativ durch nachträgliche Drehbearbeitung gefertigt worden sein. Bei Sintern der Endlamelle wird die Fase hingegen direkt mitgefertigt.It is an alternative embodiment of the invention that the guide contour is designed as a bevel. This has the advantage that this also allows a guide contour to be formed with low manufacturing outlay, which at the same time ensures that coolant is reliably guided past the remaining disk pack. In this case, the bevel can have been produced during the production of the end lamella as part of a stamping process by embossing or, alternatively, by subsequent turning. When the end lamella is sintered, however, the bevel is also produced directly.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit beträgt eine Fasentiefe der Fase 40 % der Gesamtdicke der Endlamelle. Hierdurch ist eine Herstellung mittels Abprägen problemlos möglich. Bevorzugt weist ein Nennmaß der verbleibenden axialen Stegdicke, also des neben der Fase verbleibenden Rests der Gesamtdicke der Endlamelle, mindestens die axiale Dicke von Außenlamellen des Schaltelements auf.In a further development of the aforementioned configuration option, a bevel depth of the bevel is 40% of the total thickness of the end lamella. This enables production by means of embossing without any problems. A nominal dimension of the remaining axial web thickness, that is to say the remainder of the total thickness of the end lamella that remains next to the bevel, preferably has at least the axial thickness of the outer lamellae of the switching element.

Weiter alternativ oder ergänzend ist ein Fasenwinkel der Fase kleiner oder gleich 60°. Besonders bevorzugt beträgt der Fasenwinkel dabei genau 45°, was einen geeigneten Kompromiss zwischen einer definierten Fluidführung und einer axialen Steifigkeit der Endlamelle darstellt.As an alternative or in addition, a bevel angle of the bevel is less than or equal to 60 °. The bevel angle is particularly preferably exactly 45 °, which represents a suitable compromise between a defined fluid flow and an axial rigidity of the end lamella.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Endlamelle an einem Außendurchmesser und axial an einen dem restlichen Lamellenpaket abgewandt liegenden Ende mit zumindest einer Stufe ausgeführt. Hierdurch wird durch Erhöhung der axialen Dicke der Endlamelle trotz identischem Bauraumbedarf eine höhere axiale Steifigkeit gegen Schiefstellung des Lamellenpakets unter Kolbenkraft und eine damit einhergehende verbesserte Pressungsverteilung des Lamellenschaltelements gegenüber einer planen und dünneren Endlamelle erreicht. Gleichzeitig wird durch die außenliegende Stufe ein Sprengring des Lamellenpakets radial gegen Austritt gesichert.According to a further embodiment of the invention, the end lamella is on one Outer diameter and carried out axially at an end facing away from the rest of the disk pack with at least one step. As a result, by increasing the axial thickness of the end lamella, despite identical installation space requirements, a higher axial rigidity against inclination of the lamella set under piston force and an associated improved pressure distribution of the lamellae switching element compared to a flat and thinner end lamella is achieved. At the same time, a snap ring of the disk pack is secured against leakage radially by the step on the outside.

Ein erfindungsgemäßes Schaltelement ist insbesondere Teil einer Schaltvorrichtung für ein Getriebe, welche neben dem erfindungsgemäßen Schaltelement dann noch bevorzugt eine Betätigungseinrichtung aufweist. Diese Betätigungseinrichtung umfasst dabei insbesondere einen hydraulisch betätigbaren Kolben, über den das Lamellenpaket zur Betätigung des Schaltelements gegen einen Anschlag, bevorzugt einen Sprengring, zusammengedrückt werden kann. Eine Bewegung des Kolbens entgegen einem Federelement wird dabei bevorzugt durch Druckbeaufschlagung eines Betätigungsraumes herbeigeführt. Eine Kühlmittelführung wird dabei insbesondere in Abhängigkeit einer Stellung des Kolbens und damit eines Betätigungszustandes des Schaltelements vorgenommen, indem das Kühlmittel in der Betätigungsstellung des Kolbens über entsprechende Durchbrüche bzw. Bohrungen zum Lamellenpaket strömen kann, während in einer Grundstellung des Kolbens, in der das Schaltelement nicht betätigt ist, im Wesentlichen ein Strömen über den zumindest einen radialen Durchbruch im Innenlamellenträger unter Vorbeileitung am restlichen Lamellenpaket stattfindet.A shifting element according to the invention is in particular part of a shifting device for a transmission, which in addition to the shifting element according to the invention then preferably has an actuating device. This actuating device comprises, in particular, a hydraulically actuatable piston, by means of which the disk pack can be compressed against a stop, preferably a snap ring, for actuating the switching element. A movement of the piston against a spring element is preferably brought about by the application of pressure to an actuating chamber. A coolant is guided in particular as a function of a position of the piston and thus an actuation state of the switching element, in that the coolant can flow in the actuating position of the piston via corresponding openings or bores to the disk pack, while in a basic position of the piston in which the switching element is not is actuated, essentially a flow takes place via the at least one radial opening in the inner disk carrier with bypassing the remaining disk pack.

Ein vorgenanntes Schaltelement bzw. eine dieses aufweisende Schaltvorrichtung ist insbesondere Teil eines Getriebes, bei welchem es sich um ein Kraftfahrzeuggetriebe und hier insbesondere um ein Automatikgetriebe handeln kann.An aforementioned shifting element or a shifting device having it is in particular part of a transmission, which can be a motor vehicle transmission and, in this case, in particular an automatic transmission.

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 einer bevorzugten Ausführungsform 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.The invention is not restricted to the specified combination of the features of the main claim or the claims dependent thereon. In addition, there are possibilities of combining individual features with one another, also insofar as they emerge from the claims, the following description of a preferred embodiment of the invention or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings through the use of reference signs is not intended to limit the scope of protection of the claims.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine Schnittansicht einer Schaltvorrichtung eines Getriebes mit einem Schaltelement entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung, gezeigt in einem unbetätigten Zustand des Schaltelements;
2 eine Schnittansicht einer Endlamelle des Schaltelements aus 1;
3 eine weitere Schnittansicht der Schaltvorrichtung aus 1, gezeigt in einem betätigten Zustand des Schaltelements;
4 eine Schnittdarstellung einer Schaltvorrichtung eines Getriebes mit einem Schaltelement gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, gezeigt in einem unbetätigten Zustand des Schaltelements; und
5 eine Schnittansicht einer Endlamelle des Schaltelements aus 4.

An advantageous embodiment of the invention, which is explained below, is shown in the drawings. It shows:

1 a sectional view of a switching device of a transmission with a switching element according to a first embodiment of the invention, shown in a non-actuated state of the switching element;
2 a sectional view of an end lamella of the switching element 1 ;
3 a further sectional view of the switching device 1 , shown in an actuated state of the switching element;
4th a sectional view of a switching device of a transmission with a switching element according to a second embodiment of the invention, shown in an unactuated state of the switching element; and
5 a sectional view of an end lamella of the switching element 4th .

Aus 1 geht eine Schnittansicht einer Schaltvorrichtung 1 eines Getriebes hervor, welche ein kraftschlüssiges Schaltelement 2 in Form eines Lamellenschaltelements umfasst. Dabei verfügt das Schaltelement 2 über einen Außenlamellenträger 3 und einen Innenlamellenträger 4, die radial zwischen sich ein Lamellenpaket 5 aufnehmen. Das Lamellenpaket 5 umfasst dabei mehrere Außenlamellen 6 und mehrere Innenlamellen 7, die in axialer Richtung alternierend angeordnet sind und von denen die Außenlamellen 6 drehfest mit dem Außenlamellenträger 3 verbunden sind, während die Innenlamellen 7 drehfest mit dem Innenlamellenträger 4 in Verbindung stehen. Axiale Enden des Lamellenpakets 5 werden durch eine Endlamelle 8 und durch eine am Kolben 13 wahlweise direkt angebrachte Wellfeder 9 gebildet, die jeweils drehfest mit dem Außenlamellenträger 3 verbunden sind. Die nur optional vorgesehene Wellfeder 9 erhöht die axiale Elastizität des Lamellenpakets 5, wodurch die Steuerbarkeit des Schaltelements 2 verbessert wird.Out 1 is a sectional view of a switching device 1 of a transmission, which is a non-positive shifting element 2 comprises in the form of a lamellar switching element. The switching element has 2 via an outer disc carrier 3 and an inner disc carrier 4th with a disk pack radially between them 5 take up. The lamella pack 5 comprises several outer plates 6th and several inner discs 7th which are arranged alternately in the axial direction and of which the outer disks 6th non-rotatably with the outer disc carrier 3 are connected while the inner discs 7th non-rotatably with the inner disc carrier 4th stay in contact. Axial ends of the plate pack 5 are through an end lamella 8th and by one on the piston 13 optionally directly attached corrugated spring 9 formed, each rotatably with the outer disk carrier 3 are connected. The only optionally provided wave spring 9 increases the axial elasticity of the plate pack 5 , thereby increasing the controllability of the switching element 2 is improved.

Der Außenlamellenträger 3 ist im vorliegenden Fall drehfest mit einer Welle 10 des Getriebes verbunden. Ebenso steht auch der Innenlamellenträger 4 mit einer - vorliegend nicht weiter gezeigten - Komponente des Getriebes drehfest in Verbindung, wobei durch Betätigen des Schaltelements 2 eine drehfeste Verbindung zwischen der Welle 10 und dieser Komponente hergestellt wird. Eine Betätigung des Schaltelements 2 wird dabei durch axiales Zusammenschieben der Lamellen 6 sowie der Wellfeder 9 gegen einen Sprengring 11 realisiert, wodurch sich ein Reibschluss zwischen den Innenlamellen 7 einerseits und den Außenlamellen 6 sowie der Endlamelle 8 und der Wellfeder 9 andererseits ausbildet.The outer disc carrier 3 is in the present case rotatably with a shaft 10 of the transmission connected. The inner plate carrier is also there 4th non-rotatably connected to a component of the transmission - not shown any further here - by actuating the switching element 2 a non-rotatable connection between the shaft 10 and this component is manufactured. An actuation of the switching element 2 is done by axially pushing the slats together 6th as well as the wave spring 9 against a snap ring 11 realized, which creates a frictional connection between the inner plates 7th one hand and the outer lamellae 6th as well as the end lamella 8th and the wave spring 9 on the other hand trains.

Zur Betätigung des Schaltelements 2 ist diesem eine hydraulische Betätigungseinrichtung 12 zugeordnet, die einen axial verschiebbaren Kolben 13 umfasst. Der Kolben 13 definiert dabei gemeinsam mit dem Außenlamellenträger 3 und einer auf der Welle 10 vorgesehenen Hohlwelle 14 einen Betätigungsraum 15, der über Bohrungen 16 und 17 in der Hohlwelle 14 und der Welle 10 mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt werden kann. Dabei hat eine Druckbeaufschlagung des Betätigungsraumes 15 eine Verschiebung des Kolbens 13 und eines mit dem Kolben 13 verbundenen Leitelements 18 entgegen einem Federelement 19 zur Folge, wobei der Kolben 13 dabei auf das Lamellenpaket 5 des Schaltelements 2 einwirkt und dessen Zusammenschieben hervorruft.For actuating the switching element 2 this is a hydraulic actuator 12 associated with an axially displaceable piston 13 includes. The piston 13 defined together with the outer disk carrier 3 and one on the wave 10 provided hollow shaft 14th an operating room 15th that has holes 16 and 17th in the hollow shaft 14th and the wave 10 can be pressurized with hydraulic fluid. The actuating space is pressurized 15th a displacement of the piston 13 and one with the piston 13 connected guide element 18th against a spring element 19th result in the piston 13 at the same time on the plate pack 5 of the switching element 2 acts and causes it to be pushed together.

Auf einer dem Kolben 13 abgewandt liegenden Seite definiert das Leitelement 18 zudem gemeinsam mit der Hohlwelle 14 und einem Leitblech 20 einen Ausgleichsraum 21, welcher im Betrieb mit Kühlmittel befüllt wird und dem Ausgleich einer fliehkraftbedingten Druckerhöhung im Betätigungsraum 15 dient. Dabei erfolgt eine Zuführung von Kühlmittel zum Ausgleichsraum 21 über zumindest eine Bohrung 22 und - im unbetätigten Zustand des Schaltelements 2, wie in 1 dargestellt - zusätzlich über zumindest eine weitere Bohrung 23 in der Hohlwelle 14. Im Leitblech 20 ist zudem mindestens eine axial verlaufende Bohrung 24 ausgestaltet, über die das Kühlmittel aus dem Ausgleichsraum 21 austreten kann, wobei es in der Folge, wie über einen den Kühlmittelstrom 25 andeutenden Pfeil in 1 dargestellt, am Leitblech 20 entlang strömt und schließlich radial auf eine Innenseite des Innenlamellenträgers 4 trifft. Das sich in diesem Bereich sammelnde Kühlmittel wird dann zu mindestens einem radialen Durchbruch 26 im Innenlamellenträger 4 geleitet, wobei dies über einen nach radial innen vorstehenden Bund 27 des Innenlamellenträgers 4 unterstützt wird.On one of the flasks 13 remote side defines the guide element 18th also together with the hollow shaft 14th and a baffle 20th a compensation room 21st , which is filled with coolant during operation and the compensation of a centrifugal force-related pressure increase in the actuation area 15th serves. In this case, coolant is supplied to the compensation chamber 21st at least one hole 22nd and - in the inactivated state of the switching element 2 , as in 1 shown - additionally via at least one further hole 23 in the hollow shaft 14th . In the baffle 20th is also at least one axially extending bore 24 designed over which the coolant from the compensation chamber 21st can escape, with it as a consequence, as over a the coolant flow 25th suggestive arrow in 1 shown on the guide plate 20th flows along and finally radially to an inner side of the inner disk carrier 4th meets. The coolant that collects in this area then becomes at least one radial breakthrough 26th in the inner disc carrier 4th guided, this via a radially inwardly protruding collar 27 of the inner disc carrier 4th is supported.

Der zumindest eine radiale Durchbruch 26 ist axial auf Höhe der Endlamelle 8 am Innenlamellenträger 4 ausgestaltet, um den Innenlamellenträger 4 axial möglichst kompakt bauen ausführen zu können. Um nun zu verhindern, dass der Kühlmittelstrom 25 in das Lamellenpakets 5 zwischen die Innenlamellen 7 und die Außenlamellen 6 gelangt und hier im unbetätigten Zustand das Schleppmoment des Schaltelements 2 erhöht, ist die Endlamelle 8 als Besonderheit an einem Innendurchmesser und axial auf Höhe des zumindest einen Durchbruchs 26 mit einer Leitkontur 28 versehen, die im Detail besser in der Schnittansicht in 2 zu erkennen ist.The at least one radial breakthrough 26th is axially at the level of the end lamella 8th on the inner plate carrier 4th designed to the inner disc carrier 4th to be able to build axially as compact as possible. Now to prevent the coolant flow 25th in the lamella pack 5 between the inner plates 7th and the outer blades 6th arrives and here the drag torque of the switching element in the non-actuated state 2 increased, is the end lamella 8th as a special feature of an inner diameter and axially at the level of the at least one opening 26th with a guide contour 28 which are better detailed in the section view in 2 can be seen.

Wie in 2 zu sehen ist, ist diese Leitkontur 28 dabei als Stufe 29 ausgebildet die durch eine zylindrische Fläche 30 und eine Stirnfläche 31 begrenzt wird. Die beiden Flächen 30 und 31 definieren die Stufe 29 dabei derartig, dass in diesen Bereich auftreffendes Kühlmittel an der Endlamelle 8 auf einer dem restlichen Lamellenpaket 5 abgewandt liegenden Seite vorbeiströmt, wie in 1 anhand des Kühlmittelstroms 25 angedeutet. Die Endlamelle 8 ist hierbei bevorzugt im Rahmen eines Stanzprozesses hergestellt worden, wobei die Stufe 29 dabei durch Abprägen gebildet worden ist. Eine Stufentiefe T beträgt dabei bevorzugt 40 % der Gesamttiefe der Endlamelle 8, wobei eine axiale Stegdicke S der Endlamelle 8 dabei insbesondere so groß gewählt ist, dass sie zumindest die axiale Dicke der Außenlamellen 6 beträgt, zum Beispiel ≥ 2, 1 mm bei Stahllamellen. Eine radiale Stufenbreite B der Stufe 29 beträgt zudem insbesondere 1,5 bis 2,5 mm. Ein Übergang von der Stirnfläche 31 in die zylindrische Fläche 30 ist bevorzugt über einen Radius realisiert, welcher bevorzugt R1 ± 0,5 mm beträgt.As in 2 can be seen, is this guide contour 28 thereby as a stage 29 formed by a cylindrical surface 30th and an end face 31 is limited. The two surfaces 30th and 31 define the level 29 such that coolant hitting this area on the end lamella 8th on one of the remaining plate pack 5 opposite side flows past, as in 1 based on the coolant flow 25th indicated. The end lamella 8th is preferably produced in the context of a stamping process, the step 29 has been formed by stamping. A step depth T is preferably 40% of the total depth of the end lamella 8th , where an axial web thickness S. the end lamella 8th In particular, it is chosen so large that it at least the axial thickness of the outer disks 6th is, for example, ≥ 2.1 mm for steel lamellas. A radial step width B. the stage 29 is also in particular 1.5 to 2.5 mm. A transition from the face 31 into the cylindrical surface 30th is preferably implemented over a radius which is preferably R1 ± 0.5 mm.

Wie ebenfalls in 2 zu erkennen ist, ist die Endlamelle 8 an einem Außendurchmesser mit einer weiteren Stufe 32 versehen, in welcher im verbauten Zustand, wie in 1 dargestellt, der Sprengring 11 liegt. Hierüber wird ein radiales Auswandern des Sprengringes 11 verhindert.As in 2 can be seen is the end lamella 8th at an outer diameter with a further step 32 provided, in which in the installed state, as in 1 shown, the snap ring 11 lies. This causes a radial migration of the snap ring 11 prevented.

In 3 ist die Schaltvorrichtung 1 in einem betätigten Zustand des Schaltelements 2 dargestellt. Wie zu erkennen ist, ist der Kolben 13 dabei axial in eine Betätigungsstellung verschoben, in welcher er das Lamellenpakets 5 gegen den Sprengring 11 zusammenschiebt und damit eine drehfeste Verbindung über das Schaltelement 2 bewirkt. Gemeinsam mit dem Kolben 13 ist dabei auch das Leitelement 18 axial verschoben worden, so dass nun die zumindest eine Bohrung 23 mit einem Zwischenraum 33, welcher zwischen Leitelement 18 und Kolben 13 definiert ist, verbunden ist. Dabei wird das in diesem Zwischenraum 33 strömende Kühlmittel im Weiteren an den Innendurchmesser des Innenlamellenträgers 4 geleitet und gelangt axial in einen Bereich zwischen dem Bund 27 und einem radial nach innen vorstehenden Bund 34 am Innenlamellenträger 4. Dies bewirkt dabei ein Strömen des Kühlmittels zu mindestens einem radialen Durchbruch 35 im Innenlamellenträger 4, welcher axial in einem zwischen den Endlamellen 8 und 9 liegenden Bereich vorgesehen ist. Insofern wird das Kühlmittel zwischen die Lamellen des Lamellenpakets 5 geleitet, wie anhand des Pfeils angedeutet, der den Verlauf eines weiteren Kühlmittelstroms 36 zeigt. Über den Kühlmittelstrom 36 wird dabei eine Kühlung und im weiteren Sinne auch Schmierung des Lamellenpakets 5 im Zuge einer Drehmomentübertragung über das Schaltelement 2 bewerkstelligt.In 3 is the switching device 1 in an actuated state of the switching element 2 shown. As can be seen, the piston is 13 shifted axially in an actuating position in which he the disk pack 5 against the snap ring 11 pushes together and thus a non-rotatable connection via the switching element 2 causes. Together with the piston 13 is also the guiding element 18th axially moved so that now the at least one hole 23 with a space in between 33 , which between guide element 18th and piston 13 is defined, is connected. It will be in this space 33 flowing coolant to the inner diameter of the inner disk carrier 4th guided and axially reaches an area between the collar 27 and a radially inwardly protruding collar 34 on the inner plate carrier 4th . This causes the coolant to flow to at least one radial opening 35 in the inner disc carrier 4th which axially in one between the end lamellas 8th and 9 lying area is provided. In this respect, the coolant is between the lamellas of the lamella set 5 guided, as indicated by the arrow, the course of a further coolant flow 36 shows. Via the coolant flow 36 cooling and, in a broader sense, also lubrication of the disk pack is provided 5 in the course of a torque transmission via the switching element 2 accomplished.

Des Weiteren zeigt 4 eine Schnittansicht einer Schaltvorrichtung 1 mit einem Schaltelement 37, welches entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ausgebildet ist. Dabei entspricht das Schaltelement 37 im Wesentlichen dem Schaltelement 2 nach den 1 bis 3, mit dem Unterschied, dass eine Endlamelle 38 nun als Leitkontur 39 an einem Innendurchmesser eine Fase 40 aufweist. Dies ist dabei insbesondere aus der weiteren Schnittansicht in 5 ersichtlich, welche die Endlamelle 38 als Einzelteil zeigt. Eine Fasentiefe T' beträgt dabei bevorzugt 40 % der Gesamtdicke der Endlamelle 38, wobei eine neben der Fasentiefe T' noch verbleibende Stegdicke S zumindest der axialen Dicke der Außenlamellen 6 des Schaltelement 37 entspricht. Die Endlamelle 38 ist bevorzugt im Rahmen eines Stanzprozesses hergestellt worden, wobei die Fase 40 dabei insbesondere durch Abprägen definiert worden ist. Ein Fasenwinkel α beträgt dabei 45°. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach den 4 und 5 der vorhergehenden Variante nach den 1 bis 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Furthermore shows 4th a sectional view of a switching device 1 with a switching element 37 , which is designed according to a second embodiment of the invention. The switching element corresponds to 37 essentially the switching element 2 after the 1 to 3 , with the difference that an end lamella 38 now as a guide contour 39 a bevel on one inner diameter 40 having. This is in particular from the further sectional view in 5 can be seen which the end lamella 38 as item shows. A bevel depth T ' is preferably 40% of the total thickness of the end lamella 38 , with one next to the bevel depth T ' remaining web thickness S. at least the axial thickness of the outer disks 6th of the switching element 37 corresponds. The end lamella 38 is preferably produced in a stamping process, the bevel 40 has been defined in particular by stamping. A bevel angle α is 45 °. Otherwise, the design option corresponds to 4th and 5 the previous variant after the 1 to 3 , so that reference is made to what has been described in this regard.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausführungen kann ein axial kompakter Aufbau eines Schaltelements bei gleichzeitig geeigneter Fluidführung verwirklicht werden.By means of the embodiments according to the invention, an axially compact construction of a switching element can be realized with a suitable fluid guidance at the same time.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: SchaltvorrichtungSwitching device
22: SchaltelementSwitching element
33: AußenlamellenträgerOuter disc carrier
44th: InnenlamellenträgerInner disc carrier
55: LamellenpaketsLamella pack
66th: AußenlamellenOuter blades
77th: InnenlamellenInner lamellas
88th: EndlamelleEnd lamella
99: WellfederWave spring
1010: Wellewave
1111: SprengringSnap ring
1212: BetätigungseinrichtungActuator
1313: Kolbenpiston
1414th: HohlwelleHollow shaft
1515th: BetätigungsraumOperating room
1616: Bohrungdrilling
1717th: Bohrungdrilling
1818th: LeitelementGuiding element
1919th: FederelementSpring element
2020th: LeitblechBaffle
2121st: AusgleichsraumCompensation space
2222nd: Bohrungdrilling
2323: Bohrungdrilling
2424: Bohrungdrilling
2525th: KühlmittelstromCoolant flow
2626th: Durchbruchbreakthrough
2727: BundFederation
2828: LeitkonturGuide contour
2929: Stufestep
3030th: zylindrische Flächecylindrical surface
3131: StirnflächeFace
3232: Stufestep
3333: ZwischenraumSpace
3434: BundFederation
3535: Durchbruchbreakthrough
3636: KühlmittelstromCoolant flow
3737: SchaltelementSwitching element
3838: EndlamelleEnd lamella
3939: LeitkonturGuide contour
4040: Fase chamfer
TT: StufentiefeStep depth
SS.: StegdickeWeb thickness
BB.: Stufen breiteSteps wide
T'T ': FasentiefeBevel depth
αα: FasenwinkelBevel angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017218035 A1 [0003, 0011]

Claims

Shifting element (2; 37) for a transmission, comprising an outer disk carrier (3) and an inner disk carrier (4) which accommodate a disk pack (5) between them, the inner disk carrier (4) being provided with at least one radial opening (26), which serves to guide the coolant, characterized in that the at least one opening (26) axially overlaps with an end lamella (8; 38) of the lamella set (5), and that the end lamella (8; 38) axially at the level of the at least one opening ( 26) has a guide contour (28; 39) which is formed on an inner diameter of the end lamella (8; 38) and axially on an end of the end lamella (8; 38) facing away from the rest of the lamella pack (5) and which is formed by the at least one , radial opening (26) bypasses coolant that has passed the rest of the disk pack (5).

Switching element (2) after Claim 1 , characterized in that the guide contour (28) is designed as a step (29).

Switching element (2) after Claim 2 , characterized in that a step depth (T) of the step (29) is 40% of the total thickness of the end lamella (8).

Switching element (2) after Claim 2 or 3 , characterized in that a step width (B) of the step (29) is 1.5 to 2.5 mm.

Switching element (2) after one of the Claims 2 to 4th , characterized in that a transition between an end face (31) and a cylindrical surface (30) of the step (29) is designed as a radius.

Switching element (37) after Claim 1 , characterized in that the guide contour (39) is designed as a chamfer (40).

Switching element (37) after Claim 6 , characterized in that a bevel depth (T ') of the bevel (40) is 40% of the total thickness of the end lamella (38).

Switching element (37) after Claim 6 or 7th , characterized in that a bevel angle (a) of the bevel (40) is less than or equal to 45 °.

Switching element (2; 37) according to one of the preceding claims, characterized in that the end lamella (8; 38) is designed with at least one step (32) at an outer diameter and axially at an end facing away from the rest of the lamella set (5).

Switching device (1) for a transmission, comprising a switching element (2; 37) according to one or more of the Claims 1 to 9 .