DE19734839A1

DE19734839A1 - Stufenloses Automatgetriebe mit Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE19734839A1
Application number: DE19734839A
Authority: DE
Inventors: Manfred Fischer; Gerald Rowe; Manfred Sulzmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1999-02-18

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenloses Automatgetriebe mit einer Lamellenkupplung nach der im Oberbegriff von An spruch 1 und 11 näher definierten Art.

Aus der ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 96 (1994), S. 378 ff, ist ein stufenloses Automatgetriebe mit einer Lamellenkupplung, welche mehrere in Reibeingriff bringbare Außen- und Innenlamellen aufweist, bekannt. Bei einem Schließen der Kupplung drückt ein Kolben die Innen- und Außenlamellen derart gegeneinander, daß ein Antriebsmoment der Antriebswelle über die Kupplung auf einen Scheibensatz übertragen wird. Die Außen- und Innenlamellen sind jeweils in einem Außen- und Innenlamellenträger angeordnet, wobei der Außenlamellenträger mit dem äußeren Randbereich einer mit einer Primärwelle einstückig ausgeführten Gegenscheibe des Scheibensatzes verbunden ist. In dem Scheibensatz ist ein Schubgliederband vorgesehen, welches das Antriebsmoment über weitere Getriebeelemente an ein Differential weiter leitet. Das Schubgliederband übt während des Betriebes des Getriebes einen Axialdruck auf den Scheibensatz aus, wobei es nur segmentförmig an der Gegenscheibe anliegt, so daß der äußere Bereich der Gegenscheibe stärker belastet ist als der innere Bereich.

Nachteilig ist dabei, daß der Scheibensatz durch den axialen Anpreßdruck des Schubgliederbandes ungleichmäßig belastet wird. Die ungleichmäßige Belastung bewirkt, daß die Gegenscheibe des Scheibensatzes eine leichte Verformung erfährt, welche auf den fest an der Gegenscheibe befestig ten Außenlamellenträger der Lamellenkupplung übertragen wird. Die axiale und leicht radial nach innen gerichtete Auslenkung des Außenlamellenträgers bewirkt, daß bei ge den schlossenem Lamellenpaket die Innenlamellen derart gegen inneren Lamellenträger gedrückt werden, daß es zu einem Abrieb und einer Eingrabung der Innenlamellen an der Lamel lenmitnahmeverzahnung des Innenlamellenträgers kommt.

Dies führt zu Schadens fällen an dem Innenlamellenträ ger und verkürzt somit die Lebensdauer der Lamellenkupp lung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Automatgetriebe mit einer Lamellenkupplung zu schaffen, welche einen geringen Bauraumbedarf und eine hohe Lebensdauer bei Vermeidung von Schadens fällen der oben ge nannten Art an dem Innenlamellenträger aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 oder Anspruch 11 genannten Merkmale gelöst.

Durch die Anordnung des Außenlamellenträgers gemäß den in den Ansprüchen 1 und 11 genannten Lösungen wird die Ge genscheibe von dem Lamellenpaket abgekoppelt, wodurch die axiale, radial leicht nach innen gerichtete Auslenkung der Gegenscheibe bei geschlossener Kupplung nicht mehr auf das Lamellenpaket übertragen wird.

Damit wird vorteilhafterweise ein Abrieb in dem Innen lamellenträger oder in dem Außenlamellenträger vermieden und die Lebensdauer der Lamellenkupplung erhöht.

Des weiteren haben die Lösungen gemäß der vorliegenden Erfindung den Vorteil, daß diese trotz der Auflösung der einteiligen Ausführung von Gegenscheibe und Kupplung auf geringem Bauraum ohne Bauraumvergrößerung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen realisierbar sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen La mellenkupplung, welche ein Lamellenpaket mit Innen- und Außenlamellen aufweist;

Fig. 2 eine Darstellung einer weiteren Ausführung einer Lamellenkupplung mit Lamellenpaket, welche konstruktiv ähnlich der in Fig. 1 dar gestellten ist;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt eines Siche rungsbleches, welches an einem Innenlamellen träger des Lamellenpaketes gemäß Fig. 2 ange ordnet ist und

Fig. 4 eine alternative Ausführungsform der Lamel lenkupplungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2.

Fig. 1 zeigt eine Lamellenkupplung 1 eines CVT- Getriebes, welche eine Kupplung zur Vorwärtsfahrt mit vier Innenlamellen 2 und drei Außenlamellen 3 darstellt. Die Außenlamellen 3 sind in einem Außenlamellenträger 4 mit ihrem äußeren Durchmesser angeordnet. Die Innenlamellen 2 sind an ihrem inneren Durchmesser in einem Innenlamellen träger 5 angeordnet. Der Innenlamellenträger 5 ist über eine Verzahnung 6 mit einer Primärwelle 7 drehfest verbun den. Der Außenlamellenträger 4 ist mit einer Platte 8 ver schweißt, wobei über weitere Elemente einer Schalteinrich tung des CVT-Getriebes ein Antriebsmoment einer nicht näher dargestellten Antriebswelle von der Platte 8 auf den Außen lamellenträger 4 übertragbar ist.

Des weiteren ist in Fig. 1 ein Scheibensatz 9 darge stellt, wobei an einer Gegenscheibe 10 des Scheibensatzes 9 ein Kolben 11 vorgesehen ist. Der Kolben 11 ist unter Zu führung von Drucköl durch einen Ölkanal 12 axial verschieb bar an der Gegenscheibe 10 angebracht und wird von einer Tellerfeder 13, welche an dem Kolben 11 und dem Innenlamel lenträger 5 anliegt, in einer Ruheposition gehalten.

Der korbartig ausgebildete Außenlamellenträger 4 ist auf der dem Scheibensatz 9 abgewandten Seite des Kolbens 11 auf Abstand zu dem Scheibensatz 9 angeordnet. Darüber hin aus ist der Außenlamellenträger 4 auf seiner dem Kolben 11 zugewandten Seite offen ausgebildet und über eine Verzah nung 14 der Lamellenkupplung 1 kraftschlüssig mit einer Antriebswelle verbunden.

Die Anordnung des Außenlamellenträgers 4 und des In nenlamellenträgers 5 ermöglicht es, einen Momentenfluß bei geschlossenem Lamellenpaket 15 von der Antriebswelle über Außenlamellenträger 4, die Außenlamellen 3, die Innen lamellen 2, den Innenlamellenträger 5, und die Verzahnung 6 der Primärwelle 7 mit dem Innenlamellenträger 5 zu dem Scheibensatz 9 zu führen.

Damit das Moment der Antriebswelle auf den Scheiben satz 9 übertragen werden kann, müssen die Innenlamellen 2 und die Außenlamellen 3 in einen Reibeingriff zueinander gebracht werden. Dies erfolgt dadurch, daß der Kolben 11 unter Zuführung von Drucköl durch den Ölkanal 12 axial der art verschoben wird, daß der Kolben 11 die Innenlamellen 2 und die Außenlamellen 3 durch seine axiale Verschiebung aneinander preßt.

Die durch den Kolben 11 auf das Lamellenpaket 15 ein wirkende Axialkraft wird von einem auf der dem Kolben 11 abgewandten Seite des Lamellenpaketes 15 in dem Innenlamel lenträger 5 angeordneten Sprengring 16 aufgenommen und in den Innenlamellenträger 5 weitergeleitet, welcher auf nicht näher dargestellte Art und Weise an der Primärwelle 7 gegen axiale Verschiebung gesichert ist.

Zur radialen Sicherung des Sprengringes 16 weist eine als Endlamelle 17 ausgebildete Innenlamelle auf der dem Kolben 11 abgewandten Außenseite des Lamellenpaketes 15 einen Absatz 18 auf, der den Sprengring 16 während der Ro tation des Innenlamellenträgers 5 in seinem Sitz, welcher in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem kragenar tigen Absatz 19 des Innenlamellenträgers 5 vorgesehen ist, arretiert. Die Endlamelle 17 ist dabei steif ausgeführt, um die Durchbiegung des Lamellenpaketes 15 so gering wie mög lich zu halten.

Während des Schließvorganges des Lamellenpaketes 15 wird Öl zur Kühlung der in Reibeingriff gebrachten Innenla mellen 2 und der Außenlamellen 3 über Zuführleitungen 20 und 21 in einen Raum 22, welcher von dem Innenlamellenträ ger 5 und dem Kolben 11 begrenzt wird, und von dort durch Durchbrüche 23 in einen weiteren Raum 24, an welchen sich kanalartiger Bereich 25 anschließt, geführt. Während der Rotation des Innenlamellenträgers 5 wird das Öl mittels Fliehkraft durch den kanalartigen Bereich 25 und mit diesem räumlich verbundenen Rillen 26, welche in dem Innenlamel lenträger 5 ausgeformt sind, zu dem Lamellenpaket 15 ge führt.

Weiterhin sind in dem Innenlamellenträger 5 drei Bohrungen 33 zur Einführung eines Montagewerkzeuges 34 vor gesehen, so daß das Lamellenpaket 15 mit dem zweckmäßiger weise hakenartigen Montagewerkzeug festgehalten und als Paket eingesetzt werden kann, wobei das Werkzeug nach der Montage wieder problemlos entfernbar ist.

Bezug nehmend auf Fig. 2 ist eine weitere Ausführungs form der Lamellenkupplung 1 gemäß dem Prinzip der in Fig. 1 dargestellten ersichtlich, wobei die Bezugszeichen funktio nal gleicher Bauteile übernommen wurden.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Sprengring 16 direkt in dem Innenlamellenträger 5, der in dieser Ausführungsform keinen Absatz 19 aufweist, einge setzt. Der Sprengring 16 wird durch ein an dem Innenlamel lenträger 5 angebrachtes Sicherungsblech 27 in radialer Richtung gegen ein Herausrutschen aus seiner Führungsnut während der Rotation des Innenlamellenträgers 5 gesichert. Der Sprengring 16 ist auf der dem Kolben 11 abgewandten Seite des Lamellenpaketes 15 an dem Innenlamellenträger 4 angeordnet und liegt an einer als Endlamelle 17 ausgebilde ten Innenlamelle an. Überschüssiges Öl aus dem Raum 22 wird über den Durchbruch 23, den kanalartigen Bereich 25 mittels Bohrungen 35 und 36 zu den Lamellen geführt.

Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt III aus Fig. 2, welcher die Anordnung des Sprengringes 16 und des Sicherungsbleches 27 an dem Innenlamellenträger 5 dar stellt.

Das Sicherungsblech 27 bedeckt teilweise den Spreng ring 16 und wird treppenartig über eine Kante des Innenla mellenträgers 5 geführt. Damit sich das Sicherungsblech 27 während des Betriebes bzw. der Rotation des Innenlamellen trägers 5 nicht von diesem ablöst, wird das Sicherungs blech 27 mit einem geeigneten Werkzeug an mehreren Stellen radial am Umfang des Innenlamellenträgers 5 in eine Nut 28 des Innenlamellenträgers 5 eingeschlagen. Damit wird eine Klemmwirkung des Sicherungsbleches 27 an dem Innenlamellen träger 5 erreicht.

Bezug nehmend auf Fig. 4 ist eine von den Ausführungs formen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 abweichende Variante des Schaltelementes 1 dargestellt, wobei funktional gleiche Bauteile wiederum mit den in den Fig. 1 bis 3 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet sind.

Bei dieser Ausführungsform ist der Außenlamellenträ ger 4 zwischen dem Kolben 11 und der Gegenscheibe 10 ange ordnet, wobei der Außenlamellenträger 4 in einem Bereich nahe der Primärwelle 7 mit der Gegenscheibe 10 fest verbun den ist. Zwischen dem Außenlamellenträger 4 und der Gegen scheibe 10 ist von einem Außendurchmesser der Gegenschei be 10 ausgehend bis zu der Verbindungsstelle zwischen dem Außenlamellenträger 4 und der Gegenscheibe 10 ein spaltar tiger Zwischenraum 29 ausgebildet, womit axiale Verschie bungen bzw. Durchbiegungen in einem der äußeren Bereiche der Gegenscheibe 10 nicht auf den Außenlamellenträger 4 übertragbar sind.

Der Innenlamellenträger 5 ist mit der Platte 8 der Lamellenkupplung 1 verbunden, womit ein Momentenfluß bei geschlossenem Lamellenpaket 15 von der Antriebswelle über den Innenlamellenträger 5, die Innenlamellen 2, die Außen lamellen 3 und den Außenlamellenträger 4 zu dem Scheiben satz 9 führbar ist.

In dem Außenlamellenträger 4 ist auf der dem Kolben 11 abgewandten Seite des Lamellenpaketes 15 ein Sprengring 30 gelagert, der an eine als Endlamelle 31 ausgebildete Außen lamelle angrenzt und das Lamellenpaket 15 in axialer Rich tung in dem Außenlamellenträger 4 abstützt.

Die Endlamelle 31 ist wie die Endlamelle 17 gemäß Fig. 1 und 2 breiter ausgeführt als die restlichen Innenla mellen und Außenlamellen des Lamellenpaketes 15, um eine höhere Steifigkeit zur Aufnahme der von dem Kolben 11 auf das Lamellenpaket 15 aufgebrachten Axialkraft aufzuweisen.

Bei einem Schließvorgang eines Lamellenpaketes 15 wird der Kolben 11 durch den Ölkanal 12 mit Drucköl beaufschlagt und erfährt dadurch eine axiale Verschiebung von dem Außen lamellenträger 4 zu dem Lamellenpaket 15 hin. Dadurch wer den die Außenlamellen 3 und die Innenlamellen 4 miteinander verpreßt, wobei das Lamellenpaket 15 in axialer Richtung derart abgestützt ist, daß die von dem Kolben 11 auf das Lamellenpaket 15 aufgebrachte Axialkraft über den Spreng ring 30 in den Außenlamellenträger 5 eingeleitet wird.

Die Ölführung zur Schmierung und Kühlung des Lamellen paketes 15 erfolgt bei dieser Ausführungsvariante analog wie bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 und 2 durch die Zu führleitungen 20, 21 in einen Stauraum 22, der hier von dem Kolben 11 und einem Abschlußblech 32 begrenzt ist. Von dem Raum 22 gelangt das Öl durch eine Öffnung 33 des Abschluß bleches 32 in einen kanalartigen Bereich 25, welcher von dem Abschlußblech 32 und dem Innenlamellenträger 5 begrenzt wird. Während der Rotation wird das Öl durch den kanalarti gen Bereich 25 mittels Fliehkraft zu dem Lamellenpaket 15 geführt.

Bezugszeichenliste

1

Lamellenkupplung

2

Innenlamelle

3

Außenlamelle

4

Außenlamellenträger

5

Innenlamellenträger

6

Verzahnung

7

Primärwelle

8

Platte

9

Scheibensatz

10

Gegenscheibe

11

Kolben

12

Ölkanal

13

Tellerfeder

14

Verzahnung

15

Lamellenpaket

16

Sprengring des Innenlamellenträgers

17

Endlamelle

18

Absatz der Endlamelle

19

Absatz des Innenlamellenträgers

20

Zuführleitung

21

Zuführleitung

22

Raum

23

Durchbruch

24

Raum

25

kanalartiger Bereich

26

Rille

27

Sicherungsblech

28

Nut

29

Zwischenraum

30

Sprengring

31

Endlamelle

32

Abschlußblech

33

Bohrung

34

Montagewerkzeug

35

Bohrung

36

Bohrung

Claims

1. Stufenloses Automatgetriebe mit einer Lamellenkupp lung und einem auf einem mit einer Primärwelle fest verbun denen Scheibensatz geführten Schubgliederband, wobei die Lamellenkupplung ein Lamellenpaket mit Innenlamellen und Außenlamellen aufweist, und wobei die Innenlamellen in ei nem Innenlamellenträger und die Außenlamellen in einem Au ßenlamellenträger geführt sind, und das Lamellenpaket von einem Kolben zusammenpreßbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Außenlamellenträger (4) korbar tig ausgebildet ist und auf der dem Scheibensatz (9) abge wandten Seite des Kolbens (11) auf Abstand zu dem Scheiben satz (9) angeordnet ist, wobei der Außenlamellenträger (4) auf seiner dem Kolben (11) zugewandten Seite offen ausge bildet ist und über eine Verzahnung (14) kraftschlüssig mit einer Antriebswelle verbunden ist.

2. Stufenloses Automatgetriebe nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß ein Momenten fluß bei geschlossenem Lamellenpaket (15) von einer An triebswelle über den Außenlamellenträger (4), die Außenla mellen (3), die Innenlamellen (2), den Innenlamellenträ ger (5) und eine Verzahnung (6) der Primärwelle (7) mit dem Innenlamellenträger (5) zu dem Scheibensatz (9) führbar ist.

3. Stufenloses Automatgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Kolben (11) abgewandten Seite des Lamellenpaketes (15) in Innenlamellenträger (5) ein Sprengring (16) vorgesehen ist, mittels dem das Lamellenpaket (15) in dem Innenlamel lenträger (5) in axialer Richtung abstützbar ist.

4. Stufenloses Automatgetriebe nach einem der Ansprü che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Innenlamellen (2), welche auf der dem Kolben (11) abgewandten Außenseite des Lamellenpaketes (15) angeordnet ist, als Endlamelle (17) ausgebildet ist und einen Ab satz (18) aufweist.

5. Stufenloses Automatgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreng ring (16) in einer Aussparung in einem kragenartigen Ab satz (19) des Innenlamellenträgers (5) gelagert ist.

6. Stufenloses Automatgetriebe nach einem der Ansprü che 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengring (16) in radialer Richtung mittels des Absat zes (18) in der Endlamelle (17) gesichert ist.

7. Stufenloses Automatgetriebe nach einem der Ansprü che 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Innenlamellenträger (5) ein Sicherungsblech (27) vorgesehen ist, mittels dem der Sprengring (16) in radialer Richtung gesichert ist.

8. Stufenloses Automatgetriebe nach Anspruch 7, da durch gekennzeichnet, daß das Sicherungs blech (27) in einer Nut (28) des Innenlamellenträgers (5) befestigt ist.

9. Stufenloses Automatgetriebe nach einem der Ansprü che 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Innenlamellenträger (5) wenigstens eine Bohrung (33) zur Einführung eines Montagewerkzeuges (34) vorgesehen ist.

10. Stufenloses Automatgetriebe nach einem der Ansprü che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Innenlamellenträger (5) mehrere Durchbrüche (23) zur Durchführung von Öl vorgesehen sind.

11. Stufenloses Automatgetriebe mit einer Lamellen kupplung und einem auf einem mit einer Primärwelle fest verbundenen Scheibensatz geführten Schubgliederband, wobei die Lamellenkupplung ein Lamellenpaket mit Innenlamellen und Außenlamellen aufweist, und wobei die Innenlamellen in einem Innenlamellenträger und die Außenlamellen in einem Außenlamellenträger geführt sind, und das Lamellenpaket von einem Kolben zusammenpreßbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Außenlamellenträger (4) zwi schen dem Kolben (11) und einer Gegenscheibe (10) des Scheibensatzes (9) angeordnet ist, wobei der Außenlamellen träger (4) mit der Gegenscheibe (10) in einem Bereich nahe der Primärwelle (7) fest verbunden ist, und wobei zwischen dem Außenlamellenträger (4) und der Gegenscheibe (10) ein Zwischenraum (29) ausgebildet ist.

12. Stufenloses Automatgetriebe nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß ein Momenten fluß bei geschlossenem Lamellenpaket (15) von der Antriebs welle über den Innenlamellenträger (4), die Innenlamel len (2), die Außenlamellen (3) und den Außenlamellenträ ger (4) zu dem Scheibensatz (9) führbar ist.

13. Stufenloses Automatgetriebe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Außenlamellen (3), welche auf der dem Kolben (11) abge wandten Außenseite des Lamellenpaketes (15) angeordnet ist, als Endlamelle (31) ausgebildet ist.

14. Stufenloses Automatgetriebe nach einem der An sprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Kolben (11) abgewandten Seite des Lamellen paketes (15) in dem Außenlamellenträger (4) ein Spreng ring (30) vorgesehen ist, mittels dem das Lamellenpa ket (15) in axialer Richtung in dem Außenlamellenträger (4) abstützbar ist.

15. Stufenloses Automatgetriebe nach Anspruch 4, 6 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlamelle (17, 31) breiter ausgeführt ist als die restli chen Innenlamellen (2) und Außenlamellen (3) des Lamellen paketes (15).