DE19958370B4

DE19958370B4 - Vorrichtung zur Rückstellung von Betätigungselementen kraftschlüssiger Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen

Info

Publication number: DE19958370B4
Application number: DE19958370A
Authority: DE
Inventors: Tillmann Dr. Körner; Achim Paul Schieder
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2019-12-04
Also published as: DE19958370A1

Abstract

Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Rückstellung von Betätigungselementen kraftschlüssiger Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen (1) mit wenigstens zwei reibflächentragenden Elementen (2, 3), die über ein weiteres reibflächentragendes Zwischenelement(6) reibschlüssig miteinander koppelbar sind;
1.1 den reibflächentragenden Elementen (2, 3) ist wenigstens ein Führungselement (9) zur Führung dieser in axialer Richtung und Begrenzung der Bewegbarkeit in radialer Richtung zugeordnet;
1.2 zwischen wenigstens zwei einander benachbarten reibflächentragenden Elementen (2, 3) ist wenigstens eine Federeinheit (15, 16) vorgesehen, welche von den Führungselementen (9) geführt und bei Erzeugung des Reibschlusses zwischen den reibflächentragenden Elementen (2, 3) und dem Zwischenelement (6) vorspannbar ist;
1.3 die Federeinheit (15, 16) umfaßt wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete Wellenfederringe mit radialer Wellung in Form von zusammenhängenden Wellenfederringwindungen oder einzelnen Wellenfederringen

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Rückstellung von Betätigungselementen kraftschlüssiger Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch Kraftschluß wirkende Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen sind in einer Vielzahl von Ausführungen und beispielsweise für den Einsatzfall in Getrieben in einer Vielzahl von Anordnungsmöglichkeiten hinlänglich bekannt. Die Verwendung derartiger Bauelemente als Schalteinrichtungen in Lamellenbauart ist aus den nachfolgenden Druckschriften bekannt:

1. "Dreiganggetriebe für Stadtbus MB W3 E 110 R", Förster, Seite 491.
2. ZF-Ecomat HP 500; Lohmann, Seite 255.
3. Allison B 300 R TC 41.

Bei den in diesen Druckschriften beschriebenen Getriebeausführungen handelt es sich um hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebe. Die Betätigung der einzelnen Schalteinrichtungen erfolgt in der Regel durch Druckbeaufschlagung über hydraulische Kolben. Zur Rückstellung beim Lösen der Brems- oder Kupplungseinrichtungen sind bei diesen Systemen entweder jeweils eine große Tellerfeder vorgesehen, welche am Kolben wirksam wird, oder eine Vielzahl einzelner Druckfedern, die auf einem Trägerblech angeordnet sind und wiederum auf den Kolben wirken. Die Druckfedern sind dabei entweder in radialer Richtung betrachtet in einem Bereich außerhalb der radialen Erstreckung der Brems- bzw. Kupplungseinrichtungen angeordnet oder im Bereich des Außenumfanges bzw. erstrecken sich in axialer Richtung in einem Bereich, welcher radial innerhalb des durch die Kupplungs- bzw. Bremseinrichtungen vorgegebenen Bauraumes liegt.
Der Nachteil der bisher bekannten Systeme besteht im wesentlichen darin, daß diese sehr bauraumintensiv sind und einen starken Einfluß auf die Abmessungen der Getriebebaueinheit in radialer und/oder axialer Richtung besitzen. Des weiteren sind die Ausführungen mit einer Vielzahl von einzelnen Druckfedern auf einem Trägerblech durch eine Vielzahl erforderlicher Bauelemente gekennzeichnet. Die Zuordnung der Rückstellelemente zur Rückstellung des beispielsweise hydraulisch wirkenden Kolbens in Form der Druckfedern zum Kolben bedingt eine entsprechende Lagerung bzw. Führung im Getriebegehäuse. Die Gestaltung der Innenkontur des Getriebegehäuses ist dementsprechend anzupassen. Dies bedeutet, daß für eine bestimmte Getriebeausführung mit entsprechender Zuordnung der Schaltelemente zu den einzelnen Getriebeelementen immer ein entsprechend gestaltetes Gehäuse bereitgestellt werden muß. Erfolgt die Realisierung der Kolbenrückstellung mittels einer einzigen Tellerfeder, können zwar konstante Kraftverhältnisse über dem Hub sowie eine einfache und schnelle Montage ermöglicht werden, jedoch sind hin und wieder Federbrüche festzustellen, da die auftretenden Spannungen sehr hoch sind. Des weiteren ist die Ausführung mit einer Tellerfeder sehr bauraumintensiv, und für jeden Kolbentyp muß die Feder aufgrund der Geometrieverhältnisse neu ausgelegt werden. Erfolgt die Kolbenrückstellung durch mehrere Schraubendruckfedern, welche direkt auf den Kolben drücken, sind als wesentliche Nachteile neben dem erhöhten Platzbedarf in radialer sowie axialer Richtung die hohe Anzahl der Einzelteile sowie eine zeit- und kostenintensive Trägerblechherstellung mit Federmontage zu nennen. Ein wesentlicher Nachteil beider Kolbenrückstellungsprinzipien besteht darin, daß die einzelnen reibflächentragenden Elemente beim Lösen der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung sich erst freigleiten müssen, ehe eine vollständige Aufhebung des Reibschlusses zwischen den einzelnen Elemente erfolgt, was sich wiederum negativ auf den Gesamtwirkungsgrad einer Getriebebaueinheit auswirkt.
Zur Realisierung des Freigleiten der Lamellen von Lamellenkupplungen sind Lösungen bekannt, welche die Anordnung von Federeinheiten zwischen den einzelnen miteinander in Wirkverbindung bringbaren Lamellen beinhalten. Stellvertretend wird dabei auf die nachfolgend genannten Druckschriften verwiesen:

1. US-PS 3,444,971
2. DE-PS 819 187
3. US-PS 3,157,257
4. DE-AS 1 020 496.
5. DE-OS 1 600 150

Bei der in diesen Druckschriften beschriebenen Ausführungen umfassen die zwischen den Lamellen wirksam werdenden Federeinheiten jeweils einen Wellenfederring, welcher als gewellte oder andersartig verformte Ringscheibenfeder ausgeführt sind, die im Querschnitt betrachtet in radialer Richtung in axialer Richtung ausgerichtete Wellenberge und Wellentäler aufweisen. Die Anordnung der Wellenfederringe ist dabei derart gewählt, daß zwischen zwei einander benachbarten Reibflächen-tragendenden Elementen bzw. zwei voneinander zu lösenden Elementen jeweils ein Wellenfederring angeordnet ist, wobei die Ausrichtung der Wellenberge und Wellentäler derart erfolgt, dass in den einander benachbarten Zwischenräumen zwischen den einzelnen Lamellen jeweils ein Wellental und ein Wellenberg einander in axialer Richtung betrachtet gegenüberliegen bzw. nebeneinanderliegend, getrennt durch eine Lamelle, angeordnet sind. Die Rückstellung des Betätigungselementes erfolgt dabei in der Regel bei diesen Ausführungen durch Ausübung eines Druckes mittels einer Federeinheit, welche zwischen Betätigungselement und den äußeren Lamellen der Lamellenkupplung angeordnet ist oder aber indirekt über die zwischen den einzelnen Lamellen angeordneten Federeinheiten, welche über die äußere mit dem Betätigungselement in Wirkverbindung stehende Lamelle am Betätigungselement wirksam werden. Auch bei diesen Ausführungen kann die notwendige Federrate oft nicht passend erreicht werden. Des weiteren sind die Ausführungen mit einander gegenüberliegenden Wellentälern und Wellenbergen an Wellenfederringen sehr bauintensiv und erzeugen lediglich nur eine geringe Vorspannkraft. Die Auslegung der Federeinheiten muß für jeden Kolbentyp aufgrund der Geometrieverhältnisse neu erfolgen. Auch erfordert der erforderliche Versatz der Wellenberge und Wellentäler in Umfangsrichtung zweier einander benachbart angeordneter Federeinheiten einen entsprechend zusätzlichen Aufwand. Üblicherweise werden die Federeinheiten diese Lage nicht zwangsläufig einnehmen, so dass entsprechende Zentriereinrichtungen erforderlich wären bzw. ein gegenüberliegend von Wellenbergen und Wellentälern zwischen zwei einander benachbarten Zwischenräumen nicht zwangsläufig gegeben ist.
Ein Verrutschen bzw. eine Veränderung der Phasenlage ergibt andere Federraten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Rückstellung von Betätigungselementen kraftschlüssiger Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Der Schwerpunkt liegt auf einer Minimierung des Einflusses der Anordnung und Abmessungen der Vorrichtung zur Rückstellung von Betätigungselementen kraftschlüssiger Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen auf die Abmessungen einer Getriebebaueinheit in axialer und radialer Richtung sowie der Gestaltung der Getriebeinnenkontur. Diese sollte wenn möglich nicht nur für eine konkrete Ausführungsform einer speziellen Getriebebaueinheit konzipiert werden müssen. Des weiteren wird neben einer Verringerung der Bauteilanzahl sowie des Fertigungs- und Montageaufwandes eine Erhöhung des Getriebewirkungsgrades angestrebt.

Des weiteren sollte die Ausführung der Vorrichtung hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraumes möglichst unabhängig von der Größe der erforderlichen zu erzeugenden Rückstellkraft sein.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Eine Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Rückstellung von Betätigungselementen kraftschlüssiger Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen mit wenigstens zwei reibflächentragenden Elementen, deren Reibflächen über ein weiteres reibflächentragendes Zwischenelement reibschlüssig koppelbar sind, dahingehend modifiziert, daß lediglich den reibflächentragenden Elementen wenigstens ein Führungselement zur Führung in axialer Richtung, bezogen auf einen möglichen Einbau in einem Getriebe und zur Begrenzung der Bewegbarkeit in radialer Richtung zugeordnet ist. Unter reibflächendtragend werden dabei Ausführungen von Elementen und Zwischenelementen verstanden, welche wenigstens eine Teilfläche aufweisen, die zur Realisierung eines Reibschlusses geeignet ist bzw. verwendet werden kann. Bei dieser Teilfläche kann es sich um die Oberfläche eines, als integrales Bauelement ausgebildeten Zwischenelementes bzw. Elementes handeln. Denkbar ist auch die Erzeugung durch

a) Oberflächenbehandlung und/oder
b) Beschichtung.

Die durch zusätzliche Maßnahmen gebildeten Reibflächen können einseitig oder zweiseitig an den einzelnen Elementen angeordnet sein. Des weiteren können die unterschiedlichen Varianten der Gestaltung der Reibflächen zweier reibschlüssig miteinander verbindbaren Elemente bzw. Zwischenelemente miteinander kombiniert werden. Dies bedeutet, daß beispielsweise ein Element keine speziell als Reibfläche ausgebildete Fläche enthält und das andere mit diesem Element reibschlüssig direkt koppelbare eine speziell als Reibfläche ausgebildete Fläche, beispielsweise mittels eines Belages realisiert, enthält. Der Begriff "Reibfläche" ist daher nicht dahingehend zu verstehen, daß es sich dabei um einen speziell dafür ausgestalteten und präparierten Flächenbereich handeln muß, sondern "Reibfläche" beschreibt lediglich den Teilbereich des entsprechenden Bauelementes, welcher tatsächlich am Reibschluß beteiligt ist.

Die Zuordnung erfolgt in einem Bereich der reibflächentragenden Elemente, welcher frei von einem möglichen Zusammenwirken mit einem reibflächentragenden Zwischenelement ist. Zwischen wenigstens zwei einander benachbarten reibflächentragenden Elementen ist des weiteren eine Federspeichereinrichtung vorgesehen, welche ebenfalls über die Führungselemente geführt ist und die derart ausgelegt ist, daß diese bei Erzeugung des Reibschlusses zwischen den reibflächentragenden Elementen und dem Zwischenelement vorspannbar ist. Die Federspeichereinheit umfaßt desweiteren erfindungsgemäß wenigstens zwei, eine hohe Vorspannkraft erfordernde und parallel zueinander angeordnete Wellenfederringe oder Wicklungen von Wellenfederringen.

Dies bedeutet, dass die in radialer Richtung betrachtet in axialer Richtung ausgerichteten Wellentäler und Wellenberge zweier nebeneinander angeordneter Wellenfederringe oder bei Kopllung dieser zweier Wicklungen der Wellenfederringe parallel zueinander angeordnet sind, d.h. der Wellenberg des zweiten Wellenfederringes oder der zweiten Wicklung mit seiner zum ersten Wellenfederring ausgerichteten Oberfläche in der Innenfläche des Wellenberges des ersten Wellenfederringes bzw. der ersten Wicklung zum Anliegen kommt. Mehrere Wicklungen oder einzelne Wellenfederringe beschreiben damit einen kompakten, eine größere Breite aufweisenden Gesamtwellenfederring, der in radialer Richtung betrachtet in axialer Richtung sich erstreckende Wellenberge und Wellentäler aufweist. D.h. dass die Wellenberge und Wellentäler zweier benachbarter Wellenringe gleich bzw. in gleicher Richtung und nicht entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.

Unter dem Erfordernis einer hohen Vorspannkraft sind dabei Wellenfederringe bzw. einzelne Wicklungen dessen zu subsummieren, welche bereits aufgrund der Materialauswahl eine hohe Eigensteifigkeit aufweisen. Der Gesamtwellenfederring ist dabei hinsichtlich der erforderlichen Vorspannkraft derart auszulegen, dass diese durch die erforderliche Kraft zur Rückstellung wenigstens einer Lamelle und des Betätigungselementes beschreibbar ist. Durch die parallele Anordnung der einzelnen Wellenfederringe oder bei Kopplung dieser der einzelnen Wicklungen kann dabei auf einfache Art und Weise mit minimalem Bauraumaufwand eine Erhöhung der erforderlichen Vorspannkraft durch das Vorsehen weiterer Wellenfederringe oder einzelner Wicklungen erfolgen. Der erforderliche Bauraum bei der Vergrößerung oder Verringerung ist dabei lediglich durch die zusätzliche Breite eines Wellenfederringes bzw. einer Wicklung eines Wellenfederrings beschreibbar.

Unterschiedliche Federraten können durch eine Lage mehr oder weniger bei minimalen zusätzlichen axialen Bauraum erreicht werden. Die phasengleiche Anordnung oder Stapelung der einzelnen Wellenfederringe ermöglicht hinsichtlich gewünschter Federratenänderungen geringe Änderungen der Bauhöhe des Federpaketes.

Die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung ist vorzugsweise in Lamellenbauart ausgeführt. Die Funktionen von reibflächentragenden Elementen und Zwischenelementen werden von den Außen- oder Innenlamellen übernommen.

Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß aufgrund der Wirkung der Federeinheit zwischen den einzelnen reibflächentragenden Elementen auf diese jeweils entgegengesetzt gerichtete Kräfte wirken, so daß eine schnelle Trennung unter vollständiger Auflösung des Reibschlusses möglich ist. Die Federspeichereinrichtungen wirken somit mittelbar über die reibflächentragenden Elemente auf das Betätigungselement. Dieses ist vorzugsweise als Kolben ausgeführt, welcher beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt werden kann. Die einzelnen reibflächentragenden Elemente und Zwischenelemente müssen sich nunmehr nicht mehr freigleiten. Es erfolgt eine Zwangstrennung zumindest in dem Bereich, in welchem die Federeinheit angeordnet ist, und damit eine Unterbrechung der Leistungsübertragung im Gesamtsystem.

Die Anordnung der Federeinheiten zwischen den einzelnen reibflächentragenden Elementen bietet des weiteren den Vorteil, daß die Abmessungen der reibflächentragenden Elemente in radialer Richtung nicht mehr durch die Größe der Innenabmessungen des Getriebegehäuses unter Berücksichtigung des erforderlichen Bauraumes für die Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Rückstellung von Betätigungselementen abhängig ist. Die Anordnung von Federeinheiten zwischen den reibschlüssig über ein Zwischenelement miteinander verbindbaren reibflächentragenden Elementen bietet des weiteren den Vorteil einer platzsparenden Ausführung der Rückstellvorrichtung in axialer Richtung, welche sich wiederum auf die Getriebebaulänge beim Einsatz der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen in einem Getriebe niederschlägt.

Das erfindungsgemäße Prinzip der Realisierung einer Rückstellvorrichtung ist sowohl für kraftschlüssige Kupplungen als auch Bremseinrichtungen mit geringfügiger Modifikation einsetzbar. Während die Führungselemente beim Einsatz in einer kraftschlüssigen Kupplung bei Rotation in Umfangsrichtung mitumlaufen, dienen die Führungselemente beim Einsatz in Bremseinrichtungen vorzugsweise zur gehäusefesten Anordnung bzw. Fixierung entweder der reibflächentragenden Elemente oder der Zwischenelemente, um eine Umwandlung von Fremdenergie in Wärme durch Reibschluß zu ermöglichen. Vorzugsweise werden eine Vielzahl von reibflächentragenden Elementen zur Anwendung gebracht. Bezüglich der Anordnung der Federeinheiten zwischen den reibflächentragenden Elementen sind eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar:

a) Anordnung von Federeinheiten zwischen jedem der beiden benachbart angeordneten reibflächentragenden Elementen;
b) Anordnung von Federeinheiten zwischen einzelnen einander benachbart angeordneten reibflächentragenden Elementen; b1) Anordnung der Federeinheiten in Kraftflußrichtung zwischen den reibflächentragenden Elementen im Bereich der Krafteinleitung (im Bereich der jeweils außenliegenden reibflächentragenden Elemente bezogen auf die Einbaulage Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung in einer Getriebebaueinheit); b2) Anordnung der Federeinheit bzw. Federeinheiten zwischen zwei einander benachbarten reibflächentragenden Elementen, bezogen auf die axiale Erstreckung der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung im Mittenbereich dieser; b3) Anordnung gemäß b1) in Kombination mit b2).
c) Anordnung entsprechend den Ausführungen von a-b3 zwischen den Zwischenelementen und zusätzlich in Kombination mit a-b3.

Die reibflächentragenden Elemente sind vorzugsweise als scheibenförmige Elemente ausgeführt. Diese bilden zusammen mit den Zwischenelementen eine Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung in Lamellenbauart. Bezüglich der Zuordnung der Funktionen können ebenfalls unterschiedliche Möglichkeiten unterschieden werden, wobei zusätzlich jedoch auf den Anwendungsfall Kupplungseinrichtung oder Bremseinrichtung abzustellen ist:

a) Ausführung der Außenlamellen als reibflächentragende Elemente und Ausführung der Zwischenelemente als Innenlamellen;
b) Ausführung der reibflächentragenden Elemente als Innenlamellen und der Zwischenelemente als Außenlamellen.
c) Ausführung als Lamellen, die jeweils auf einer Seite Reibelemente aufweisen (single side).

Beide Varianten eignen sich sowohl für Kupplungs- als auch Bremseinrichtungen. Es sind lediglich geringfügige Modifikationen vorzunehmen, insbesondere hinsichtlich der Anbindung der Führungselemente. Die Anordnung der Führungselemente und Federeinheiten erfolgt in radialer Richtung in einem Zwischenraum, welcher sich durch die Außendurchmesser der Außen- und Innenlamellen oder die Innendurchmesser der Außen- und Innenlamellen beschreiben läßt. Das heißt, der Zwischenraum wird durch die radiale Erstreckung der einzelnen Elemente bestimmt.

Beim Anwendungsfall kraftfschlüssige Kupplungseinrichtung sind in beiden Fällen a) und b) vorzugsweise lamellentragende Einrichtungen vorgesehen, welche drehbar gelagert sind und im Betrieb in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung mitrotieren. Im Fall a) trägt vorzugsweise die die Außenlamellen tragende Einrichtung das Führungselement, im Fall b) die die Innenlamellen tragende Einrichtung. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß im Fall b) die axiale Erstreckung von innenlamellentragender Einrichtung und Führungselement nicht größer sein darf als die axiale Erstreckung der außenlamellentragenden Einrichtung, unter dieser Voraussetzung kann a) auch mit b) kombiniert werden.

Wird bei kraftschlüssigen Bremseinrichtungen die Funktion der reibflächentragenden Elemente von den Außenlamellen übernommen, so sind diese in Umfangsrichtung hinsichtlich ihrer Lage durch die Führungselemente fixiert. Lediglich die Zwischenelemente, welche als Innenlamellen ausgeführt sind, sind drehfest mit dem abzubremsenden Getriebeteil wenigstens mittelbar verbunden. In diesem Fall sind die Führungselemente vorzugsweise im äußeren Bereich des Getriebegehäuses angeordnet. Im Fall b) erfolgt die Abstützung der Führungselemente vorzugsweise ebenfalls im Gehäuse, allerdings über eine Gehäusezwischenwand, während die Außenlamellen bzw. die die Außenlamelle tragende Einrichtung drehfest mit dem abzubremsenden Getriebe verbunden sind. Auch hier besteht unter Berücksichtigung der konstruktiven Gegebenheiten die Möglichkeit, beide Varianten miteinander zu kombinieren.

Die Führungselemente sind jeweils im Bereich außerhalb der Symmetrieachse der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung und vorzugsweise im Bereich vom Außen- oder Innenumfang der reibflächentragenden Elemente angeordnet. Bei den verwendeten Einrichtungen, Kupplungs- oder Bremseinrichtung, kann es sich, wie bereits erwähnt, auch um kombinierte Kupplungs- bzw. Bremseinrichtungen handeln, wobei die Funktion wahlweise einstellbar ist.

Die Führungselemente, welche vorzugsweise im Bereich des Außen- oder Innenumfanges der reibflächentragenden Elemente angeordnet sind, können dabei entweder im Bereich der radialen Erstreckung der reibflächentragenden Elemente oder außerhalb dieser, wobei jedoch darauf zu achten wäre, daß wenigstens ein Teil der Wirkfläche der Federspeichereinrichtungen auf die reibflächentragenden Elemente wirkt, angeordnet werden.

Für die Ausführung der Führungselemente sind eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar. Diese können beispielsweise hinsichtlich ihres Querschnittes wie folgt ausgeführt werden:

a) kreisförmiger Querschnitt;
b) rechteckiger Querschnitt;
c) beliebiger Querschnitt.

Die Führungselemente können stabförmig oder als Vollprofileinheit ausgebildet sein.

Über die axiale Erstreckung können die Führungselemente des weiteren unterschiedliche Querschnitte aufweisen, so daß Bereiche mit Querschnittsänderungen entstehen. So ist es beispielsweise denkbar, daß durch einen Absatz ein Anschlag gebildet wird. Bezüglich der Form können die Führungselemente beispielsweise als Stab, Stift, Rohr oder Bolzen ausgeführt werden. Die axiale Erstreckung der Führungselemente erfolgt entweder

a) nur im Bereich der axialen Erstreckung der Kupplungseinrichtung und/oder Bremseinrichtung, wobei als axiale Erstreckung wenigstens die Anordnung der einzelnen reibflächentragenden Elemente in axialer Richtung im gelösten Zustand als Grundlage gewählt wird;
b) im wesentlichen über die axiale Erstreckung von Kupplungseinrichtung und Bremseinrichtung, oder
c) über die gesamte Getriebeeinheit, wobei die Führungselemente gleichzeitig Aufhängemittel für die Getriebeelemente sind.

Die minimale Erstreckung in axialer Richtung ist durch die axiale Abmessung der Kupplungseinrichtung oder Bremseinrichtung bestimmt, welche sich ergibt, wenn sich die einzelnen Lamellen der Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung im ungelösten Zustand befinden.

Vorzugsweise sind einer Kupplungseinrichtung und/oder Bremseinrichtung wenigstens zwei Führungselemente zugeordnet. Dies ermöglicht eine symmetrische Beaufschlagung des Betätigungselementes.

Vorzugsweise sind eine Mehrzahl von Führungselementen vorgesehen, welche mit gleichem Abstand in Umfangsrichtung zueinander auf einem Durchmesser der reibflächentragenden Elemente angeordnet sind. Diese Aussage gilt in Analogie auch für die Federspeichereinrichtungen. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, daß jedem Führungselement auch eine Federspeichereinrichtung zugeordnet ist. Es besteht theoretisch auch die Möglichkeit, daß Führungselemente vorgesehen sind, welche jedoch nicht der Führung einer Federeinheit dienen. Vorzugsweise wird jedoch immer darauf geachtet, daß die Anordnung der Federeinheiten derart erfolgt, daß, über den Umfang verteilt, eine möglichst symmetrische Kraftaufteilung erzielt wird.

Insbesondere für Bremseinrichtungen, bei welchen ein Führungselement gestellfest mit dem Gehäuse gekoppelt ist, ist es von besonderem Vorteil, wenn das Führungselement sich über die gesamte Getriebeeinheit erstreckt. Das Führungselement kann in diesem Fall zur Aufhängung der einzelnen Getriebeelemente genutzt werden. Vorzugsweise sind die Führungselemente in diesem Fall bei Ausführung des Getriebegehäuses mit im wesentlichen konstantem Innendurchmesser und rechteckiger Außenkontur in den Eckenbereichen, welche zwischen Innendurchmesser und den Ecken des Rechteckes gebildet werden, angeordnet. Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß eine Getriebebaueinheit mit gleichbleibender Innenkontur und möglichst konstanten Abmessungen geschaffen werden kann.

Die Führungselemente sind dabei bei Kupplungseinrichtungen derart gegenüber den Außen- oder Innenlamellen in radialer Richtung angeordnet, daß diese Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Führungselemente aufweisen müssen. Um eine optimale Funktion zu gewährleisten, bedeutet dies im Falle der Ausbildung der reibflächentragenden Elemente als Außenlamellen, daß die Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Führungselemente auf einem Radius bzw. Durchmesser der Außenlamellen angeordnet werden, welcher größer ist als der Außendurchmesser der Innenlamellen bzw. außerhalb des Außendurchmessers der Innenlamellen liegt. In Analogie gilt diese Aussage für die Ausbildung der reibflächentragenden Elemente als Innenlamellen, jedoch ist in diesem Fall darauf zu achten, daß die Durchgangsöffnungen auf einem Durchmesser, bezogen auf die Symmetrieachse der Innenlamellen angeordnet sind, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser der Außenlamellen. In beiden Fällen ist darauf zu achten, daß die Zwischenelemente hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen nicht mit den Führungselementen kollidieren. Die reibflächentragenden Elemente sind vorzugsweise derart ausgeführt, daß diese jeweils nur über einen Teil ihrer Gesamtfläche, in radialer Richtung betrachtet, eine Reibfläche bilden, welche mit den Zwischenelementen zusammenwirkt. Im von Reibflächen freien Bereich sind die Führungselemente angeordnet. Diese Aussagen sind auch auf kraftschlüssige Bremseinrichtungen übertragbar. Dabei besteht jedoch noch eine weitere Möglichkeit der Anordnung der Führungselemente im Fall der Ausbildung der Außenlamellen als reibflächentragende Elemente. Die Führungselemente können dann im Bereich des Außenumfanges der Außenlamellen angeordnet sein, wobei keine Durchgangsöffnungen durch die Außenlamellen vorgesehen werden, sondern lediglich randoffene Schlitze, in welche die Führungselemente eingreifen.

Unter Außenlamellen werden im vorliegenden Fall immer scheibenförmige Elemente verstanden, welche den größeren Außendurchmesser aufweisen, während mit Innenlamellen die scheibenförmigen Elemente bezeichnet werden, die einen geringeren Außendurchmesser aufweisen.

Als Federeinheiten finden vorzugsweise Federelemente Verwendung, welche eine Kennliniencharakteristik mit einem im wesentlichen kostanten Kraftverlauf über einen bestimmten Federweg aufweisen.

Für Kupplungs- und Bremseinrichtungen ist zwar aus der WO 95/25230 eine Ausführung zum Abstandhalten bekannt, welche einteilig aus einem elastischen Material gefertigt ist und den Außenlamellen zugeordnet ist. Dieser Abstandshalter hat jedoch keine Führungsfunktion und kann aufgrund seiner elastischen Eigenschaften nur ein bestimmtes Rückstellvermögen ermöglichen und ist daher nicht universell einsetzbar. Des weiteren gestaltet sich die Montage sehr aufwendig und an die Fertigung werden ebenfalls erhöhte Anforderungen gestellt.

Die verwendeten Betätigungseinrichtungen können als Zylinder-Kolbeneinrichtungen ausgeführt sein, welche hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar sind. Entsprechend der Anordnung des Kolbens wird die Rückstellvorrichtung über die reibflächentragenden Elemente, insbesondere Lamellen am Kolben entweder im Bereich der Kolbenfläche oder außerhalb der Kolbenfläche wirksam. Für die Ausführung der Zylinder-Kolbeneinheiten sind wiederum eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar.

Hinsichtlich der Gestaltung des Kolbens werden Ausführungen mit

a) einem Kolben,
b) einer Vielzahl von Kolben

unterschieden. Die zugehörigen Zylinder können dabei von einem zylindertragenden Element oder einer Vielzahl von zylindertragenden Elementen gebildet werden.

Für den Einsatz in Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen gleichfalls geeignet sind Ausführungen mit einem Kolben, wobei der Kolben einen Außenumfang aufweist, welcher sich durch einen Radius beschreiben läßt, der kleiner ist als der Abstand zwischen Symmetrieachse und Führungselement in radialer Richtung, wobei immer der kürzeste Abstand in radialer Richtung gemeint ist. Dieser kann im Falle der Kupplungseinrichtung und der Bremseinrichtung drehfest mit dem rotierbaren Bauelement gekoppelt sein, während im Falle der Bremseinrichtung zusätzlich noch die Möglichkeit besteht, die Zylinder-Kolbeneinheit gestellfest am Gehäuse anzuordnen. Eine weitere Möglichkeit besteht dabei darin, daß das zylindertragende Element und/oder der Kolben selbst durch die Führungselemente geführt werden.

Im zweiten Fall, beim Vorsehen einer Vielzahl von Kolben und einem zylindertragenden Element, sind diese für den Fall einer Kupplungs- oder Bremseinrichtung drehfest mit dem rotierbaren Bauelement koppelbar, während im Fall einer Bremseinrichtung für das zylindertragende Element oder den Kolben alternativ auch die Möglichkeit besteht, diese am Führungselement anzubinden.

Eine erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Rückstellung von Betätigungselementen bietet den Vorteil, daß bei Integration in eine Getriebebaueinheit diese sehr kompakt ausgeführt werden kann, da die einzelnen Federeinheiten kaum Einfluß auf die axiale Baulänge besitzen und damit die Getriebebaueinheit in ihrer Gesamtheit kürzer gegenüber Getriebeausführungen mit konventionellen Kolbenrückstellungen bauen kann. Des weiteren wird durch die Zwangstrennung der einzelnen Elemente, insbesondere der Reiblamellen ein höherer Getriebewirkungsgrad erzielt, da kein Freigleiten einzelner reibflächentragender Elemente mehr nötig ist. Da die Führungselemente vorzugsweise in Stabform ausgeführt sind, gestaltet sich die Montage ebenfalls relativ einfach, da die Federeinheiten und die reibflächentragenden Elemente in der Regel nur aufgefädelt werden müssen. Die Rückstellvorrichtung ist sowohl für Kupplungs- als auch Bremseinrichtungen verwendbar. Kostengünstig gestaltet sich, daß Standardfedern einsetzbar und eine hohe Betriebssicherheit sowie einfache Montage gewährleistet sind.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.
Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht schematisch anhand eines Ausschnittes aus einer Getriebebaueinheit eine erfindungsgemäß gestaltete Kolbenrückstellung;
2 verdeutlicht eine Ausführung gemäß 1 mit einem Kolben, welcher zusätzlich am Führungselement geführt ist;
3a verdeutlicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Kolbenrückstellung am Beispiel in einer Getriebebaueinheit anhand des Getriebeschemas;
3b zeigt einen Ausschnitt aus der Getriebebaueinheit gemäß 3a;
3c verdeutlicht eine mögliche Seitenansicht auf eine Getriebebaueinheit entsprechend 3a.
Die 1 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes aus einer Getriebebaueinheit eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Gestaltung einer Rückstellvorrichtung für die Betätigungselemente einer Kupplungs- oder Bremseinrichtung. Die Kupplungs- oder Bremseinrichtung 1 ist in Lamellenbauart ausgeführt. Diese umfaßt wenigstens zwei reibflächentragende Elemente, hier beispeilhaft die Elemente 2, 3, wobei die Reibflächen für das reibflächentragende Element 2 mit 4 und für das reibflächentragende Element 3 mit 5 bezeichnet sind, die über ein Zwischenelement 6 aneinander angepreßt und somit indirekt reibschlüssig miteinander gekoppelt werden. Das Zwischenelement 6 trägt dazu ebenfalls Reibflächen, diese sind hier mit 7 und 8 bezeichnet. Die reibflächentragenden Elemente 2 und 3 sind dabei als Außenlamellen ausgeführt, während das reibflächentragende Zwischenelement 6 als Innenlamelle ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind den reibflächentragenden Elementen zur Führung in axialer Richtung und Begrenzung der Bewegbarkeit in radialer Richtung Führungselemente zugeordnet. Diese sind dabei bezogen auf die Symmetrieachse S auf einem bestimmten Durchmesser d_FE angeordnet. Das Führungselement ist im dargestellten Fall mit 9 bezeichnet und in Stabform ausgeführt. Der Durchmesser d_FE ist in radialer Richtung in einem Zwischenraum angeordnet, welcher sich durch die Differenz der beiden Durchmesser d_AI und d_AA ergibt. Die Bezeichnung d_AI beschreibt dabei den Außendurchmesser der Innenlamellen 6 und der Durchmesser d_AA den Außendurchmesser der Außenlamellen 1 und 3. Das Führungselement erstreckt sich dabei durch die Durchgangsöffnungen 11 des reibflächentragenden Elementes 2 bzw. 12, des reibflächentragenden Elementes 3 und 13 eines Anschlages 14, welcher die Funktion der Begrenzung der Bewegung in axialer Richtung übernimmt. Zwischen den reibflächentragenden Elementen 2 und 3 sowie dem Anschlag 14 sind Federeinheiten 15 und 16 angeordnet. Diese sind vorzugsweise als Wellenfederringeinheit 23 und 28 ausgeführt und weisen vorzugsweise eine Kennliniencharakteristik konstanter Federkraft über einen bestimmten definierten Federweg auf. Die Federeinheiten 15 und 16 werden ebenfalls vom Führungselement 9 im wesentlichen geführt und ihre Bewegung in radialer Richtung begrenzt. Diese bilden jeweils einen Gesamtwellenfederring und umfassen eine Mehrzahl, wenigstens jedoch zwei Wellenfederringe 26 und 27 oder bei Verbindung die Wicklungen 26 und 27, die parallel angeordnet sind. Jede Wicklung bzw. jeder Wellenfederring 26 und 27 weist in radialer Richtung betrachtet in axialer Richtung ausgerichtete Wellenberge 29 und Wellentäler 24 auf. Jedes Wellental 24 und jeder Wellenberg 29 zweier einander benachbart angeordneter Wellenfederringe 26 und 27 bzw. Wicklungen sind parallel zueinander angeordnet, d.h. jeder Wellenberg 29 greift in den durch den Wellenberg 29 des vorgeordneten Wellenfederringes 26 bedingten Vorsprung ein. Zur Herstellung einer reibschlüssigen Verbindung, wie in der 1 dargestellt, ist der Kupplungs- oder Bremseinrichtung 1 wenigstens eine Zylinder-Kolbeneinheit 17 zugeordnet. Diese umfaßt einen Zylinder 18 und einen Kolben 19. Der Kolben wird dabei beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt. Ihm ist dazu im Zylinder ein sogenannter Druckraum 20 zugeordnet, welcher mit einer Druckmittelversorgungsleitung 21 koppelbar ist, die wiederum an entsprechende Einrichtungen zur Beaufschlagung der Zylinder-Kolbeneinheit koppelbar ist. Der Kolben wirkt dabei mit seiner Kolbenwirkfläche 22 auf das reibflächentragende Element 2. Die Kolbenwirkfläche 22 ist dabei in Einbaulage in radialer Richtung in einem Bereich angeordnet, welcher sich innerhalb des Durchmessers d_FE befindet. Vorzugsweise ist die Zylinder-Kolbeneinheit 17 rotationssymmetrisch ausgeführt. Dies bedeutet, daß lediglich ein kolbentragendes Element 10 vorgesehen werden muß. Unter Einwirkung der Druckkraft durch Beaufschlagung der Verbindungsleitung 21 mit einem Druckmittel wird der Reibschluß zwischen den Elementen 2, 6 und 3 herbeigeführt. Bei Ausbildung der Einrichtung als Kupplungseinrichtung ist das Führungselement 9 nicht gehäusefest gelagert. In diesem Fall läuft das Führungselement 9 bei Herstellung des Reibschlusses in Umfangsrichtung mit um. Bei Ausführung der Einrichtung als Bremseinrichtung sind vorzugsweise die Außenlamellen 2 und 3 gehäusefest, wobei dies durch die gehäusefeste Lagerung des Führungselementes 9 gewährleistet wird.
Die Federeinheiten 15 und 16 sind derart ausgelegt, daß diese bei Herstellung des Reibschlusses zwischen den reibflächentragenden Elementen und den Zwischenelementen vorgespannt werden. Im Auslösefall, d.h. bei Lösen der Kupplungs- oder Bremseinrichtung 1 wird der Druck im Druckraum 20 der Zylinder-Kolbeneinheit 17 reduziert und aufgrund der Vorspannkraft der Federeinheiten 15 und 16 eine Kraft auf die reibflächentragenden Elemente 2 und 3 bzw. den Anschlag 14 ausgeübt. Diese Kraft F_R ist der durch den Kolben aufgebrachten Kraft entgegengesetzt gerichtet. Die Kräfte sind einander entgegengesetzt und wirken auf unterschiedlichen Kraftwirkungslinien. Im dargestellten Fall wirkt die durch die Federeinheiten 15 bzw. 16 auf die reibflächentragenden Elemente 2 bzw. 3 ausgeübte Kraft über das reibflächentragende Element 2 auf die Kolbenfläche 22, wobei das reibflächentragende Element 2 als Hebel fungiert. Dabei wird eine Rückstellung des Kolbens 19 gewährleistet.
Die 2 verdeutlicht eine Ausführung entsprechend der 1 mit Modifikation der Zylinder-Kolbeneinheit 17, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Diese Ausführung eignet sich ebenfalls entsprechend der Ausführung und Anordnung der Führungselemente 9 bzw. deren Befestigung für Kupplungs- oder Bremseinrichtungen. Die Zylinder-Kolbeneinheit 17 ist im dargestellten Fall derart ausgeführt, daß auch der Kolben vom Führungselement 9 geführt wird. Der den Zylinder bildende Teil 18 ist dabei als rotationssymmetrisches Element ausgeführt, welches einen Außendurchmesser d_ZA aufweist. Dieser ist derart gewählt, daß der Zylinder 18 keine Kollision mit dem Führungselement in radialer Richtung ermöglicht. Der axial verschiebbar im Zylinder 18 und dichtend geführte Kolben 19 ist derart ausgeführt, daß dessen Anpreßfläche 22 auf die reibflächentragenden Elemente 2 und 3 nicht nur im Bereich der Reibflächen wirkt, sondern auch im gesamten restlichen Bereich bzw. dem Bereich, in welchem die Rückstellkräfte wirken. Die durch die Federeinheiten 15 bzw. 16 aufgebrachten Kräfte wirken direkt auf die Kolbenfläche 22. Im dargestellten Fall ist auch der Kolben als rotationssymmetrisches Bauteil ausgeführt, welcher einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser d_FE, auf welchem die Führungselemente angeordnet sind. Diese Ausführung ermöglicht eine einfache Gestaltung der Zylinder-Kolbeneinheit 17.
Die Innenlamelle 6 wird von einem Lamellenträger 25 getragen. Der Anschlag 14 und auch der Zylinder 18 können ebenfalls vom Führungselement geführt werden bzw. an diesem angelenkt werden.
Eine andere in den 1 und 2 nicht dargestellte Möglichkeit besteht darin, viele einzelne Zylinder-Kolbeneinheiten vorzusehen, welche den einzelnen Führungselementen 9 zugeordnet sind. Denkbar ist es jedoch auch, lediglich eine Vielzahl von Kolben von einem Zylinder beaufschlagen zu lassen.
Die 3a verdeutlicht anhand eines Schemas einer Getriebebaueinheit 100 die Möglichkeit des Einsatzes einer mit einer erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung zur Rückstellung der Betätigungselemente von Kupplungs- oder Bremseinrichtungen. Das Getriebe ist als hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe 100 ausgeführt. Dieses umfaßt einen ersten hydrodynamischen Getriebeteil 102 in Form eines hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 103 und einen zweiten mechanischen Getriebeteil 104. Der mechanische Getriebeteil 104 umfaßt einen mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 105 und einen diesem in Kraftflußrichtung und Traktionsbetrieb nachgeschalteten Gruppensatz. Der mechanische Drehzahl-/Drehmomentenwandler 105 ist als abgewandelter Ravigneu-Planetenradsatz ausgeführt. Dieser umfaßt einen ersten Planetenradsatz 107 und einen zweiten Planetenradsatz 108, welche einen gemeinsam genutzten Planetenradträger 9 aufweisen. Dieser stellt die Kopplung zwischen einem Getriebeelement des ersten und des zweiten Planetenradsatzes dar. Der erste Planetenradsatz 107 umfaßt ein Sonnenrad 107.1, Planetenräder 107.2 und ein Hohlrad 107.3. Der zweite Planetenradsatz 108 umfaßt ein Sonnenrad 108.1, Planetenräder 108.2 und ein Hohlrad 108.3. Der Gruppensatz 106 umfaßt wenigstens einen Planetenradsatz 110, welcher ein Sonnenrad 110.1, Planetenräder 110.2, ein Hohlrad 110.3 und einen Steg 110.4 aufweist.
Der hydrodynamisch-mechanische Drehzahl-/Drehmomentenwandler 103 umfaßt ein Turbinenrad T, ein Pumpenrad P, ein erstes Leitrad L1 und ein zweites Leitrad L2 und ist durch ein Gehäuse 111 abgedeckt. Das Pumpenrad P ist mit einer Getriebeeingangswelle E, welche wenigstens mittelbar mit einer dem Antrieb dienenden Antriebsmaschine koppelbar ist, vorzugsweise mit einem Schwungrad 112 einer Verbrennungskraftmaschine, derart verbunden, daß die Kraft vom Schwungrad 112 auf das Pumpenrad P übertragen wird. Das Turbinenrad T ist mit einer Turbinenradwelle 113 drehfest verbunden. Um die Vorteile der hydrodynamischen Drehmomentenübertragung mit Überbrückungskupplung zu nutzen, welche im folgenden wären:

– selbsttätige stufenlose Einstellung des Verhältnisses zwischen der An- und Abtriebsdrehzahl entsprechend der Belastung auf der Abtriebsseite;
– Zurverfügungstellen des maximalen Drehmomentes für einen Anfahrvorgang mit hoher Beschleunigung;
– Möglichkeit der Wärmeabfuhr durch Fremd- oder Oberflächenkühlung;
– Trennung des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers vom Abtrieb, insbesondere vom Fahrzeug bei kleinen Antriebsdrehzahlen und Übertragung eines geringen Restmomentes, so daß ein Abwürgen der Antriebsmaschine von der Abtriebsseite her nicht möglich ist;
– verschleißfreie Leistungsübertragung;

103

112

114

Das erste Leitrad L1 ist auf der Turbinenseite zwischen dem Turbinenrad T und dem Pumpenrad P angeordnet und durch ein Lager reversibel gelagert. Das erste Leitrad L1 ist mit einer ersten Leitradwelle 115 drehfest verbindbar, wobei zwischen dem ersten Leitrad L1 und der Leitradwelle 115 ein Freilauf 116 vorgesehen ist, welcher derart ausgelegt wird, daß er ein Moment auf die erste Leitradwelle 115 überträgt, wenn sich das erste Leitrad in umgekehrter Richtung, d.h. entgegengesetzter Drehrichtung zum Turbinenrad T dreht, und welcher leerläuft, wenn das erste Leitrad L1 in normaler Richtung, d.h. in gleicher Rotationsrichtung wie das Turbinenrad T rotiert. Das zweite Leitrad L2 ist zwischen dem Turbinen T und dem Pumpenrad P auf der Pumpenseite angeordnet und über eine zweite Leitradwelle 117 mit dem Gehäuse 111 koppelbar. Zwischen dem zweiten Leitrad L2 und der zweiten Leitradwelle 117 ist ein zweiter Freilauf 118 angeordnet, mittels welchem das zweite Leitrad L2 mit der zweiten Leitradwelle 117 gekoppelt werden kann, jedoch nur dann, wenn sich das zweite Leitrad L2 in entgegengesetzter Richtung zum Turbinenrad T dreht. Das Pumpenrad P ist mit der Pumpenradwelle 119 drehfest verbunden, welche über ein Lager im Gehäuse 111 drehbar gelagert ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, auf das zweite Leitrad zu verzichten und lediglich das erste Leitrad L1 mit der beschriebenen Anbindung vorzusehen.
Zur Realisierung der einzelnen Gangstufen und Auslegung der einzelnen Gänge sind den einzelnen Elementen des hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetriebes 100 Schaltelemente zugeordnet. Zwischen dem hydrodynamischen Getriebeteil 102 und dem mechanischen Getriebeteil 104 sind eine erste Kupplungseinrichtung K1 und eine erste Bremsrichtung B1 vorgesehen.
Das Turbinenrad T und die mit diesem drehfest koppelbare Turbinenradwelle 113 ist mit dem Sonnenrad 108.1 des zweiten Planetenradsatzes 108 des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 gekoppelt. Vorzugsweise sind das Turbinenrad T und das Sonnenrad 108.1 des zweiten Planetenradsatzes 108 auf einer gemeinsamen Welle, hier der Turbinenradwelle 113 angeordnet. Die Turbinenradwelle 113 trägt dabei auch eine Kupplungsscheibe 120 der ersten Kupplung K1. Die erste Kupplung K1 weist des weiteren eine Kupplungsscheibe 121 auf, welche mit der ersten Leitradwelle 115 gekoppelt ist. Des weiteren ist das erste Leitrad L1 über die erste Leitradwelle 115 mit dem Sonnenrad 107.1 des ersten Planetenradsatzes 107 des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 verbindbar. Die Kupplungsabdeckung 121 ist dabei vorzugsweise einstückig mit der ersten Leitradwelle 115 verbunden. Die erste Leitradwelle 115 ist als Hohlwelle ausgeführt, welche die Leitradwelle 113 in Umfangsrichtung umschließt.
Mit der Kupplungsabdeckung 121 der ersten Kupplung K1 ist ein vorzugsweise scheibenförmiges Element 122 verbunden und bildet mit dieser eine bauliche Einheit, an deren äußerem Umfangsbereich 123 die erste Bremseinrichtung B1 angreifen kann. Die erste Bremseinrichtung B1 dient dabei zum Festsetzen des ersten Leitrades L1 über die Leitradwelle 115 und/oder des ersten Sonnenrades 7.1 des ersten Planetenradsatzes 107 des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105. Weitere Schaltelemente, hier die Schaltelemente in Form von Bremseinrichtungen B2 und B3, sind den einzelnen Planetenradsätzen 107 bzw. 108 des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 zugeordnet. Im dargestellten Fall ist das zweite Bremselement B2 dem Hohlrad 107.3 des ersten Planetenradsatzes 107 und das dritte Bremselement B3 dem Hohlrad 108.3 des zweiten Planetenradsatzes 108 des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 zugeordnet. Die Kopplung des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 mit der Getriebeeingangswelle E über den hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 103 bzw. dessen Überbrückung über die Überbrückungskupplung 114 erfolgt dabei durch Kopplung des Turbinenrades T bzw. der Turbinenradwelle 113 mit einem ersten Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 und des ersten Leitrades L1 mit einem weiteren zweiten Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105. Als erstes Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 fungiert hier das Sonnenrad 108.1 des zweiten Planetenradsatzes 108. Als zweites Getriebeelement fungiert das Sonnenrad 107.1 des ersten Planetenradsatzes 107. Die mit den beiden Sonnenrädern 107.1 bzw. 108.1 gekoppelten Wellen, hier die erste Leitradwelle 115 und die Turbinenradwelle 113, fungieren als Eingangswellen des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105. Ein weiteres drittes Getriebeelement ist über den Gruppensatz 106 mit der Getriebeausgangswelle A verbunden. Als drittes Getriebeelement fungiert der Planetenträger 109, welcher von beiden Planetenradsätzen 107 und 108 gemeinsam genutzt wird. Das dritte Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 ist mit dem Eingang, welcher von einem ersten Getriebeelement des Gruppensatzes 106 gebildet wird, verbunden. Vorzugsweise wird diese Verbindung über eine drehfeste Kopplung vom dritten Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 und ersten Getriebeelement des Gruppensatzes 106 realisiert. Beide sind vorzugsweise auf einer gemeinsamen Verbindungswelle 124 angeordnet. Das erste Getriebeelement des Gruppensatzes 106 wird von dessen Planetenträger 100.4 gebildet. Ein zweites Getriebeelement des Gruppensatzes 106 ist drehfest mit der Getriebeausgangswelle A des hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetriebes 101 verbunden. Als zweites Getriebeelement fungiert im dargestellten Fall das Hohlrad 110.3 des Planetenradsatzes 110 des Gruppensatzes 106. Während der mechanische Drehzahl-/Drehmomentenwandler 105 in Kombination mit dem hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 103 der Realisierung von drei Gangstufen dient, können durch Kombination des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 103, des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 105 mit dem Gruppensatz 106 im dargestellten Fall sechs Gangstufen realisiert werden. Zu diesem Zweck sind dem Gruppensatz 106 jeweils eine weitere Kupplungseinrichtung, hier die zweite Kupplungseinrichtung K2 und eine weitere Bremseinrichtung, hier die vierte Bremseinrichtung B4, zugeordnet. Das vierte Bremselement dient dabei der Feststellung des Sonnenrades 110.1 des Gruppensatzes 106. Die zweite Kupplungseinrichtung K2 ermöglicht die starre Kopplung zwischen dem Planetenträger 110.4 und dem Sonnenrad 110.1 des Planetenradsatzes 110 des Gruppensatzes 106.
Im dargestellten Fall weist das Getriebegehäuse 111 eine im wesentlichen konstante Innenkontur über den gesamten mechanischen Getriebeteil 104 auf. Die einzelnen Bremseinrichtungen B1 bis B4 sind, wie in 4b als Ausschnitt aus einer möglichen konstruktiven Ausführung der Anbindung der einzelnen Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen am Getriebegehäuse 104 für eine Getriebeausführung gemäß 4a dargestellt, an stabförmigen Führungselementen 142, welche sich übenden gesamten mechanischen Getriebeteil 104 in axialer Richtung erstrecken, aufgehängt. Der Ausschnitt aus dem Bereich der Getriebegehäusewand verdeutlicht die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückstellung der Betätigungselemente, insbesondere der Kolbeneinrichtung der einzelnen Bremselemente. Ersichtlich sind dabei die einzelnen Federeinheiten, welche zwischen den Außenlamellen, welche am stabförmigen Führungselement 142 aufgehängt sind, angeordnet sind. Die einzelnen Bremseinrichtungen B1 bis B4 sind hier ebenfalls in Lamellenbauart ausgeführt. Den einzelnen Bremseinrichungen B1 bis B4 sind hier ebenfalls Zylinder-Kolbeneinheiten 164, 165, 166 und 167 zugeordnet. Diese sind beispielsweise wie in der 1 beschrieben ausgeführt. Die einzelnen Kolben sind hier für die Bremseinrichtung B1 mit 164.1, die Bremseinrichtung B2 mit 164.2, die Bremseinrichtung B3 mit 166.1 und die Bremseinrichtung B4 mit 167.1 bezeichnet. Diese werden über Druckkammern der Zylinder 168, 169 und 170 beaufschlagt. Dabei ist den beiden Bremseinrichtungen B1 und B2 ein Zylinder 168 zugeordnet, welcher gleichzeitig als Trennwnd 160 ausgeführt ist und von Führungselement 142 geführt wird. Der Zylinder 168 trägt dabei die beiden Kolben 164.1 und 165.1. Die Zylinder- Kolbeneinheit 166, 167 sind einfache Zylinder- Kolbeneinheiten, d.h. jeder Zylinder 169 bzw. 170 trägt nur einen Kolben. Auch die Zylinder 169 und 170 können gleichzeitig als Trennwände ausgeführt sein, wie sie hier mit 161 und 162 bezeichnet sind. Des weiteren sind die einzelnen reibflächentragenden Elemente der einzelnen Bremseinrichtungen jeweils mit B_n1–B_nn bezeichnet, während die Zwischenelemente der einzelnen Bremseinrichtungen mit B_n1, bis B_nz bezeichnet sind.
Des weiteren verdeutlicht 3c eine Ansicht von rechts auf die Getriebebaueinheit. Daraus wird ersichtlich, daß die Anbindung in allen vier möglichen Eckenbereichen erfolgt. Das Getriebegehäuse 111 ist im dargestellten Fall beispielsweise in zwei Teilbereiche 111.1 und 111.2 unterteilbar. Der erste Teilbereich 111.1 bildet dabei den in Einbaulage oberen Gehäuseteil, der zweite Teilbereich 111.2 den in Einbaulage unterhalb der Getriebesymmetrieachse S angeordneten Gehäuseteil. Das Getriebegehäuse 111 weist einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum 141 auf. Dieser kann durch den Durchmesser d beschrieben werden. Vorzugsweise weist die gesamte Getriebebaueinheit 100 bzw. das Getriebegehäuse 111 über ihre Erstreckung in axialer Richtung einen konstanten Innendurchmesser d für die Aufnahme der Getriebeelemente auf. Dem Innendurchmesser d bzw. dem Innenraum sind Mittel zur Aufnahme und Anbindung der Getriebeelemente in radialer Richtung zugeordnet. Diese Mittel sind dem durch den Durchmesser d beschriebenen Innenumfang 143 derart zugeordnet, daß diese in Einbaulage der Getriebebaueinheit 100 jeweils auf einer Höhe h₁ bis h₄ angeordnet sind, welche bezüglich der Abmessungen kleiner als die durch die maximale Erstreckung des Innenraumes 141 in Einbaulage in Höhenrichtung beschriebenen Abmessung h₅ sind. Vorzugsweise sind jedoch die Mittel in den Eckenbereichen 144, 145, 146 bzw. 147 angeordnet, wobei die Eckenbereiche sich durch eine Zuordnung eines Quadrates oder Rechteckes zur Innenkontur 141 beschreiben lassen. Die Eckenbereiche werden dabei in Einbaulage durch Zuordnung des Viereckes V_theoretisch beschrieben, indem der von der Innenkontur 141 umschriebene Durchmesser d in dem Viereck V_theoretisch angeordnet ist, und beide – das theoretisch zur Betrachtung herangezogene Viereck sowie der Innendurchmesser d der Innenkontur 141 des Gehäuses 111 – die gleichen Symmetrieachsen S1 bzw. S2 aufweisen. Die Führungselemente, welche in den Eckenbereichen 144 bis 147 angeordnet sind, sind mit 109.1, 109.2, 109.3 und 109.4 bezeichnet. Diese sind jeweils in Ausnehmungen 151.1, 151.2 und 151.3 sowie 151.4 im Getriebegehäuse 111, welche die sogenannten Eingriffstaschen bilden, angeordnet.
Über die Führungselemente 109 werden auch Zwischenwände 160, 161, 162 geführt. Die einzelnen Getriebeelemente können jedoch auch auf die vier oder mehrere Führungselemente aufgefädelt werden. Es entfällt somit gänzlich die Notwendigkeit eines Inneneinsatzes. Des weiteren bietet diese Ausführung auch den Vorteil, daß die Anordnung der einzelnen. Getriebeelemente, bezogen auf die axiale Baulänge der Getriebebaueinheit 100 nicht von vornherein starr festgelegt ist, sondern frei variiert werden kann. Die mittels der Führungselemente 109 geführten Getriebeelemente bedürfen lediglich einer Sicherung in axialer Richtung.
Die in der 3 dargestellte Getriebebaueinheit stellt lediglich einen möglichen Anwendungsfall für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kolbenrückstellung dar.

1: Kupplungs- oder Bremseinrichtung
2: Reibflächentragendes Element
3: Reibflächentragendes Element
4: Reibfläche
5: Reibfläche
6: Zwischenelement
7: Reibfläche des Zwischenelementes
8: Reibfläche des Zwischenelementes
9: Führungselement
10: Kolbentragende Element
11: Durchgangsöffnung
12: Durchgangsöffnung
13: Durchgangsöffnung
14: Anschlag
15: Federeinheit
16: Federeinheit
17: Zylinderkolbeneinheit
18: Zylinder
19: Kolben
20: Druckraum
21: Druckmittelversorgungsleitung
22: Kolbenwirkfläche
23: Wellenfederringeinheit
24: Wellental
25: Lamellenträger
26: Wellenfederring
27: Wellenfederring
28: Wellenfederingeinheit
29: Wellenberg
100: Verbundgetriebe
102: Hydrodynamischer Getriebeteil
103: Hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentenwandler
104: Mechanischer Getriebeteil
105: Mechanischer Drehzahl-/Drehmomentenwandler
106: Gruppensatz
107: Erster Planetenradsatz
108: Zweiter Planetenradsatz
107.1: Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
107.2: Planetenräder des ersten Planetenradsatzes
107.3: Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
108.1: Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
108.2: Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes
108.3: Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
109.1: Führungselemente
109.2: Führungselemente
109.3: Führungselemente
109.4: Führungselemente
110: Planetenradsatz
110.1: Sonnenrad des Planetenradsatzes 110
110.2: Planetenräder des Planetenradsatzes 110
110.3: Hohlrad des Planetenradsatzes 110
110.4: Steg des Planetenradsatzes 110
111: Gehäuse
112: Schwungrad
113: Turbinenradwelle
114: Überbrückungskupplung
115: Leitradwelle
116: Freilauf
117: Zweite Leitradwelle
118: Zweiter Freilauf
120: Kupplungsscheibe
121: Kupplungsscheibe
141: Innenkontor
142: Führungselemente
143: Innenumfang
144: Eckenbereich
145: Eckenbereich
146: Eckenbereich
147: Eckenbereich
151.1: Ausnehmung
151.2: Ausnehmung
151.3: Ausnehmung
154.4: Ausnehmung
160: Zwischenwand
161: Zwischenwand
162: Zwischenwand
164: Zylinderkolbeneinheit
165: Zylinderkolbeneinheit
166: Zylinderkolbeneinheit
167: Zylinderkolbeneinheit
164.1: Kolben
165.1: Kolben
166.1: Kolben
167.1: Kolben
168: Zylinder
169: Zylinder
170: Zylinder
T: Turbinenrad
P: Pumpenrad
L1: Erstes Leitrad
L2: Zweites Leitrad
A: Getriebeausgangswelle
E: Getriebeeingangswelle
S: Symmetrieachse
G_FE: Durchmesser des Führungselementes
d_AI: Außendurchmesser der Innenlamellen
d_AA: Außendurchmesser der Außenlamellen
B1: Bremseinrichtung
B2: Bremseinrichtung
B3: Bremseinrichtung
B4: Bremseinrichtung
K1: Kupplungseinrichtung
K2: Kupplungseinrichtung
H1: Höhe
H2: Höhe
H3: Höhe
H4: Höhe

Claims

Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Rückstellung von Betätigungselementen kraftschlüssiger Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen (1) mit wenigstens zwei reibflächentragenden Elementen (2, 3), die über ein weiteres reibflächentragendes Zwischenelement(6) reibschlüssig miteinander koppelbar sind; 1.1 den reibflächentragenden Elementen (2, 3) ist wenigstens ein Führungselement (9) zur Führung dieser in axialer Richtung und Begrenzung der Bewegbarkeit in radialer Richtung zugeordnet; 1.2 zwischen wenigstens zwei einander benachbarten reibflächentragenden Elementen (2, 3) ist wenigstens eine Federeinheit (15, 16) vorgesehen, welche von den Führungselementen (9) geführt und bei Erzeugung des Reibschlusses zwischen den reibflächentragenden Elementen (2, 3) und dem Zwischenelement (6) vorspannbar ist; 1.3 die Federeinheit (15, 16) umfaßt wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete Wellenfederringe mit radialer Wellung in Form von zusammenhängenden Wellenfederringwindungen oder einzelnen Wellenfederringen
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinheit (15, 16) außerhalb der radial äußeren Abmessungen des reibflächentragenden Zwischenelementes (6) in radialer Richtung betrachtet angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 3.1 es ist eine Vielzahl von reibflächentragenden Elementen (2, 3) vorgesehen; 3.2 wenigstens zwischen den in Kraftflußrichtung ersten beiden einander benachbarten reibflächentragenden Elementen (2, 3) ist eine Federeinrichtung (15) vorgesehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Führungselement (9) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Führungselement (9) einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Führungselement (9) in axialer Richtung unterschiedliche Querschnitte aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der oder jeder Führungselemente (9) in axialer Richtung wenigstens der Abmessung in axialer Richtung der hintereinander angeordneten reibflächentragenden Elemente (2, 3) und Zwischenelemente (6) ohne Reibschluß entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinheit (15, 16) wenigstens eine Federeinrichtung mit einer Kennliniencharakteristik eines im wesentlichen konstanten Kraftverlaufes über einen bestimmten Federweg aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinheiten (15, 16) zu Federpaketen (23, 28) zusammengefaßt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Federeinheiten (15, 16) in bestimmten gewählten Abständen in Umfangsrichtung betrachtet auf einem bestimmten Durchmesser der reibflächentragenden Elemente (2, 3) in den von als Reibflächen wirkenden Flächen freien Bereichen angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Federeinheiten (15, 16) in Umfangsrichtung konstant ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem der einander benachbarten reibflächentragenden Elemente (2, 3) eine Federeinheit (15, 16) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 13.1 das Betätigungselement umfaßt wenigstens eine Zylinder-Kolbeneinheit (17); 13.2 die Zylinder-Kolbeneinheit (17) ist hydraulisch oder pneumatisch mit Druck beaufschlagbar.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Außenumfang des Kolbens 19 durch einen Radius beschreibbar ist, der geringer als der Radius, welcher der radialen Erstreckung zwischen Symmetrieachse der reibflächentragenden Elemente (2, 3) und dem Außenumfang des Führungselemente (9) entspricht, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: 15.1 der Kolben (19) ist in axialer und radialer Richtung am Führungselement (9) geführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben (19) für die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung (1) vorgesehen ist und der Zylinder (18) am Führungselement (9) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Kolben 19 vorgesehen ist, die in radialer Richtung betrachtet, im Bereich der Reibflächen an den reibflächentragenden Elementen (2, 3) wirksam werden.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne Kolben (19) an einem Führungselement (9) geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 19.1 die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung (1) ist in Lamellenbauart ausgeführt; 19.2 die reibflächentragenden Elemente (2, 3) sind als Außenlamellen ausgeführt; 19.3 die Zwischenelemente (6) sind als Innenlamellen ausgeführt.
Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 20.1 die reibflächentragenden Elemente (2, 3) und die Zwischenelemente (6) sind drehfest mit rotierbaren Bauelementen verbindbar; 20.2 die Führungselemente (1) sind an den äußeren Außenlamellen oder einer die Außenlamellen tragenden Einrichtung, welche ebenfalls drehfest mit einem rotierbaren Bauelement koppelbar ist, gelagert.
Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 21.1 die Innenlamellen sind mit einem rotierenden Bauelement drehfest verbindbar; 21.2 das oder die Führungselemente (9) sind gestellfest gelagert.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (9) wenigstens eine Abmessung in axialer Richtung aufweist, welche der Summe aus der axialen Erstreckung der hintereinander angeordneten reibflächentragenden Elemente (2, 3) und Zwischenelemente (16) im Zustand der Aufhebung des Reibschlusses und der erforderlichen Überlänge zur Realisierung der Lagerung in einem Gehäuse aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Führungselementes (9) sich wenigstens um die erforderliche Führungslänge des Kolbens (19) verlängert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (19) im Bereich des Außenumfanges der Außenlamellen angeordnet sind und in randoffene Schlitze oder Halbmonde im Bereich des Außenumfanges an den Außenlamellen einführbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 25.1 die Kupplungs- und/oder Bremseinrichtung (1) ist in Lamellenbauart ausgeführt; 25.2 die reibflächentragenden Elemente (2, 3) sind als Innenlamellen ausgeführt; 25.3 die Zwischenelemente (6) sind als Außenlamellen ausgeführt.
Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 26.1 die Außenlamellen und die Innenlamellen sind mit rotierbaren Bauelementen drehfest verbindbar; 26.2 den Außenlamellen und den Innenlamellen sind lamellentragende Einrichtungen zugeordnet, welche ebenfalls drehfest mit den rotierbaren Bauteilen koppelbar sind; 26.3 die axiale Erstreckung der innenlamellentragenden Einrichtung ist wesentlich geringer als die der außenlamellentragenden Einrichtung; 26.4 jedes Führungselement (9) ist an der innenlamellentragenden Einrichtung geführt und gelagert und erstreckt sich in axialer Richtung jeweils bis in den Zwischenraum zwischen der außenlamellentragenden Einrichtung und der innenlamellentragenden Einrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 27.1 den Außenlamellen ist eine drehfest mit einem rotierbaren Bauelement koppelbare lamellentragende Einrichtung zugeordnet; 27.2 den Innenlamellen ist eine gestellfest am Gehäuse angeordnete und die innenlamellentragende Einrichtung zugeordnet.