DE19961275A1 - Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Automatgetriebe für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Das Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Anfahrelement, mit einer Antriebswelle, mit einer Abtriebswelle und mit Radsätzen zur Bestimmung der Übersetzungsverhältnisse weist ein Planetenwendegetriebe für die Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle auf. Im Planetenwendegetriebe ist ein Hohlrad angeordnet, das aus einem Ring (1) mit Innenverzahnung und mit glatter Außenwand und aus einem am Ring segmentweise angeschweißten Lamellenträger (2) besteht.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automatge
triebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Anfahrelement,
mit einer Antriebswelle, mit einer Abtriebswelle, mit
Radsätzen, deren selektives paarweises Eingreifen ver
schiedene Übersetzungsverhältnisse bestimmt und mit einem
Planetenwendegetriebe für die Drehrichtungsumkehr der An
triebswelle zur Ermöglichung der Rückwärtsfahrt des Fahr
zeugs, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Automatgetriebe sind als Stufenautomatgetriebe oder
als stufenlose Automatgetriebe, auch CVT genannt, ausgebil
det. Letztere bestehen dabei aus einer Anfahreinheit, einer
Vorwärts-/Rückwärtsfahreinheit, einem Variator, einer Zwi
schenwelle und einem Differential. Üblicherweise werden
diese Automatgetriebe von einer Brennkraftmaschine über
eine Antriebswelle, z. B. der Kurbelwelle, angetrieben. Als
Anfahreinheit dient entweder eine Anfahrkupplung oder ein
hydrodynamischer Wandler. Die Vorwärts-/Rückwärtsfahrein
heit dient der Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle für
die Rückwärtsfahrt. Diese Einheit ist meist als Planeten
wendegetriebe ausgeführt. Dieses besteht aus mindestens
einem Sonnenrad, mehreren Planetenrädern, einem Hohlrad,
einer Bremse und einer Kupplung der Lamellenbauart. Der
Variator besteht aus zwei Kegelscheibenpaaren und einem
Umschlingungsorgan, wobei jedes Kegelscheibenpaar wiederum
aus einer in axialer Richtung feststehenden ersten Kegel
scheibe und aus einer in axialer Richtung verschiebbaren
zweiten Kegelscheibe besteht. Zwischen diesen Kegelschei
benpaaren läuft das Umschlingungsorgan, z. B. ein Schub
gliederband. Über die Verstellung der zweiten Kegelscheibe
ändert sich der Laufradius des Umschlingungsorgans und so
mit die Übersetzung des stufenlosen Getriebes.
Aus der Automobiltechnischen Zeitschrift 96 (1994)
Nr. 6, Seite 380 ist ein stufenloses Getriebe mit einer
Vorwärts-/Rückwärtsfahreinheit bekannt. Hierbei treibt eine
vom Pumpenrad des hydrodynamischen Wandlers angetriebene
erste Welle die über einen gemeinsamen ersten Planetensteg
verbundenen Planetenräder an. Jedes Planetenrad ist drehbar
auf einem Bolzen gelagert. Die Planetenräder kämmen zum
einem mit einem Sonnenrad, welches sich auf einer zweiten
Welle befindet und zum anderen mit einem Hohlrad. Das Hohl
rad kann über eine Bremse in Lamellenbauart gegen eine
ortsfeste Wand festgesetzt werden, z. B. dem Getriebegehäu
se. Der zweite Planetensteg ist über eine Kupplung in La
mellenbauart mit der ersten Kegelscheibe verbunden. Bei
geschlossener Kupplung läuft das Planetenwendegetriebe als
ganzes mit der Übersetzung 1 und der gleichen Drehrichtung
wie die erste Welle um. Bei geschlossener Bremse erfolgt
eine Drehrichtungsumkehr für die Rückwärtsfahrt.
Aus der DE A 195 15 616 der Anmelderin ist eine Vor
wärts-/Rückwärtsfahreinheit bekannt, die aus einer ersten
Welle und einer zweiten Welle, einem Planetengetriebe, ei
ner Bremse und einer Kupplung besteht. Das Planetengetriebe
weist ein Sonnenrad, mehrere Planetenräder und ein Hohlrad
auf. Die Planetenräder sitzen jeweils drehbar auf einem
Bolzen und werden über einen gemeinsamen ersten Planeten
steg angetrieben, wobei dieser Planetensteg einstückig mit
der ersten Welle ausgeführt ist. Ein zweiter Planetensteg
führt auf den Innenlamellenträger der Kupplung, wobei der
erste und zweite Planetenträger einstückig ausgeführt sein
können. Das Hohlrad ist mit einem Innenlamellenträger der
Bremse verbunden. Die Bremse besteht aus dem Innenlamellen
träger, den Innenlamellen, Außenlamellen, einem Außenlamel
lenträger und einer Endlamelle sowie aus einer Verzahnung
und einem Kolben mit Rückstelleinrichtung.
Das Hohlrad ist mit einer Anlaufscheibe einstückig
verbunden und stützt sich somit über die Anlaufscheibe ent
weder an einer ortsfesten Wand oder am ersten Planetensteg
ab. Im Vorwärtsfahrbereich besteht zwischen Hohlrad und dem
ersten Planetensteg kein Drehzahlunterschied. Lediglich im
Rückwärtsfahrbereich mit einem Fahranteil von ca. 0,5%
besteht ein Drehzahlunterschied zwischen diesen beiden Tei
len.
Die Anlaufscheibe stützt sich in radialer Richtung an
einer Fläche der ortsfesten Wand ab. Als Abstützung kann
auch ein drehendes Teil die Welle oder dgl. in Betracht
kommen. Die radiale Abstützung der Anlaufscheibe kann auch
mittels einer Lageranordnung erfolgen.
Üblicherweise ist das Hohlrad des Planetenwendesatzes
auf seiner Außenseite mit einer Verzahnung versehen, die
den Belag der Lamellen aufnimmt. Die Kühlölversorgung der
Lamellen erfolgt dabei über Bohrungen, die zum Teil schräg
in die Lamellenverzahnung eingebracht sind. Die Fertigung
dieser Schmierölbohrungen und auch diejenige der Mitnahme
verzahnung ist aufwendig und damit teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Planetenwendesatz
als Vorwärts-/Rückwärtsfahreinheit eines Automatgetriebes,
insbesondere eines stufenlosen Automatgetriebes, in seinem
Aufbau zu vereinfachen, so dass bei gleicher Funktion eine
kostengünstigere Fertigung bei optimierter Funktion gewähr
leistet ist und zugleich die Ölversorgung der Lamellen un
ter allen Betriebsumständen gesichert ist.
Ausgehend von einem Automatgetriebe der eingangs näher
genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im
Anspruch 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestal
tungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass das Hohlrad
aus einem Ring mit Innenverzahnung und mit glatter Außenwand
und aus einem am Ring segmentweise angeschweißten Lamellen
träger besteht.
Der Lamellenträger läßt sich dabei preiswert als
Blechumformteil ohne weitere spanende Bearbeitung herstel
len. Da der Lamellenträger segmentweise an Ausprägungen,
die an der Fügestelle vorgesehen sind, mit dem Hohlrad ver
schweißt wird, entstehen zwischen dem Lamellenträger und
dem Hohlrad entlang den Bereichen zwischen den Ausprägungen
Spalte, durch die das Schmieröl aufgrund der Fliehkraft an
die Innenseite der Mitnahmeverzahnung des Lamellenträgers
geschleudert wird. Durch zwischen den Lamellen, d. h. in
der Lamellenverzahnung des Lamellenträgers angeordnete Öl-
durchlaßfenster kann das Schmieröl genau an die zu kühlen
den Reibflächen geleitet werden. Diese Öldurchlaßfenster
können mittels des Umformwerkzeugs kostenneutral in den
Lamellenträger eingearbeitet werden. Aufgrund der spanlosen
Bearbeitung können diese Öldurchlaßfenster in der optimalen
axialen Position angebracht werden, wohingegen beim Stand
der Technik die Positionen dieser Öldurchlaßfenster zum
Teil durch den möglichen Winkel und die Position der Boh
rung nur in eingeschränkter Weise vorgegeben sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung
näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbei
spiel dargestellt ist.
Die einzige Figur zeigt einen Teilschnitt durch die
als Planetenwendesatz ausgestaltete Vorwärts-/Rückwärts
fahreinheit eines vorzugsweise stufenlosen Automatgetrie
bes für Kraftfahrzeuge. Da derartige Getriebe dem Fach
mann bestens bekannt sind, sind nur die für das Verständ
nis der Erfindung notwendigen Bauteile mit Bezugszeichen
versehen.
Gemäß der Erfindung besteht das Hohlrad des Plane
tenwendesatzes aus einem Ring 1 mit innerer Laufverzah
nung und mit glatter Außenwand und aus einem mit dem
Ring 1 segmentweise verschweißten Lamellenträger 2. Der
Lamellenträger 2 läßt sich preiswert als Blechumformteil
ohne weitere spanende Bearbeitung herstellen.
Entlang seines Umfangs weist der Lamellenträger 2,
der die mit 3 bezeichneten Lamellen trägt, an der Füge
stelle Ausprägungen auf, an denen er mit dem Ring 1 seg
mentweise verschweißt ist. Dies bedeutet, dass in den Be
reichen zwischen den Ausprägungen entlang des Umfangs des
Lamellenträgers 2 zwischen diesem und dem Ring 1 Spalte 5
bestehen, durch die das Schmieröl unter Fliehkraft an die
Innenseite der Mitnahmeverzahnung des Lamellenträgers ge
schleudert wird.
In der Lamellenverzahnung sind ferner Öldurchlaßfen
ster 6 vorgesehen, durch die das Schmieröl genau an die
zu kühlenden Reibflächen geleitet wird. Diese Öldurchlaß
fenster können kostengünstig durch das Umformwerkzeug in
den Lamellenträger eingearbeitet werden. Da keine spanen
de Bearbeitung erforderlich ist, können diese Öldurchlaß
fenster an der optimalen, axialen Position vorgesehen
werden. Mit dem Pfeil F ist der Ölfluß durch die Spalte 5
und durch die Öldurchlaßfenster 6 angedeutet; mit 4 ist
eine der Schweißstellen bezeichnet, die an einer der Aus
prägungen des Lamellenträgers diesen mit dem Ring 1 ver
bindet.
Der Axialschub des aus Ring 1 und Lamellenträger 2
bestehenden Hohlrades kann über den als Anlaufscheibe
ausgeführten Boden 8 des Lamellenträgers 2 aufgenommen
werden. Dieser läuft je nach Kraftrichtung entweder an
einer beispielsweise Buntmetallscheibe oder an einer bei
spielsweise gehärteten Stahlwelle an.
Ist das aus Ring 1 und Lamellenträger 2 bestehende
Hohlrad in der Nähe der zur Öldruckversorgung im Automat
getriebe vorgesehenen als Radialkolbenpumpe ausgebildeten
Öldruckversorgung angeordnet, so entsteht prinzipbedingt
ein Ölstrom am Pumpenantrieb, dem sogenannten Exzenter
raum. Dieses Öl muß den Raum möglichst widerstandsarm
verlassen können und für Schmierzwecke zur Verfügung ste
hen. Um dies zu erleichtern, sind im Boden des Lamellen
trägers 2 Öffnungen 7 vorgesehen, die das Öl vom Exzen
terraum zur Innenseite des Lamellenträgers leiten. Auch
diese Öffnungen können spanlos mit dem Umformungswerkzeug
hergestellt werden, so dass sie bei der Herstellung des
Teils kostenneutral sind. Im Gegensatz zu gespanten Öff
nungen, die nur als runde Bohrungen ausgeführt werden
können, ist bei einem Stanzwerkzeug die Form beliebig
wählbar.
Des weiteren ist es möglich, dass der Lamellenträ
ger 2 auf der dem Motor abgewandten Seite des Getriebes
nach innen abgekantet ist, wodurch er eine Funktion ähn
lich derjenigen einer bekannten Stauscheibe erfüllt.
1
Ring
2
Lamellenträger
3
Lamellen
4
Schweißstelle
5
Spalt
6
Öldurchlaßfenster
7
Durchlaß
8
Anlaufboden
F Ölfluß
F Ölfluß
Claims (7)
1. Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem
Anfahrelement, mit einer Antriebswelle, mit einer Abtriebs
welle, mit Radsätzen, deren selektives paarweises Eingrei
fen verschiedene Übersetzungsverhältnisse bestimmt und mit
einem Planetenwendegetriebe für die Drehrichtungsumkehr der
Antriebswelle zur Ermöglichung der Rückwärtsfahrt des Fahr
zeugs, wobei das Planetenwendegetriebe ein Sonnenrad, meh
rere Planeten, ein Hohlrad, eine Bremse und eine Kupplung
in Lamellenbauart aufweist, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Hohlrad aus einem Ring (1) mit
Innenverzahnung und mit glatter Außenwand und aus einem am
Ring (1) segmentweise angeschweißten Lamellenträger (2)
besteht.
2. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Lamellenträger (2) an
der Fügestelle (4) mit Ausprägungen versehen ist, an denen
er mit dem Ring (1) verschweißt ist.
3. Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem
Lamellenträger (2) und dem Ring (1) in den Bereichen zwi
schen den Ausprägungen jeweils ein Spalt (5) vorgesehen
ist, durch den das Schmieröl zur Mitnahmeverzahnung des
Lamellenträgers gelangt.
4. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in
der Lamellenverzahnung Öldurchlaßfenster (6) vorgesehen
sind.
5. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im
Boden des Lamellenträgers (2) Öffnungen (7) vorgesehen
sind.
6. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Boden des Lamellenträgers als Anlaufscheibe (8) ausgebildet
ist.
7. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Lamellenträger auf seiner dem Motor des Fahrzeugs abgewand
ten Seite nach innen abgekantet ist und als Stauscheibe
wirkt.
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