DE19961275C2

DE19961275C2 - Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19961275C2
Application number: DE19961275A
Authority: DE
Inventors: Manfred Sulzmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-12-18
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2019-12-19
Also published as: US20010039229A1; US6540638B2; DE19961275A1

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 Umschlingungssorgan, 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 195 15 616 A1 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 Plantensteg 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, sodass bei gleicher Funktion eine kostengünstigere Fertigung bei optimierter Funktion gewährleistet 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 Innenverzahung 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 sparende 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, sodass sie bei der Herstellung des Teils kostenneutral sind. Im Gegensatz zu gespannten 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.

Bezugszeichen

1

Ring

2

Lamellenträger

3

Lamellen

4

Schweißstelle

5

Spalt

6

Öldurchlaßfenster

7

Durchlaß

8

Anlaufboden
F Ölfluß

Claims

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, wobei das Hohlrad aus einem Ring (1) mit Innenverzahnung und mit glatter Außenwand und aus einem am Ring (1) segmentweise angeschweißten Lamellen träger (2) besteht, dadurch gekennzeichnet dass der Lamellenträger (2) an der Fügestelle (4) mit Aus prägungen versehen ist, an denen er mit dem Ring (1) ver schweißt ist und dass zwischen dem Lamellenträger (2) und dem Ring (1) in den Bereichen zwischen den Ausprägungen jeweils ein Spalt (5) vorgesehen ist, durch den das Schmieröl zur Mitnahmeverzahnung des Lamellenträgers ge langt.

2. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Lamellenverzahnung Öldurchlaßfenster (6) vorgesehen sind.

3. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden des Lamellenträgers (2) Öffnungen (7) vorgesehen sind.

4. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Lamellenträgers als Anlaufscheibe (8) ausgebildet ist.

5. 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.