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Die
Erfindung betrifft eine Schaltelementanordnung mit einem als Lamellenträger ausgebildeten Zylinder
eines ersten Schaltelementes und einem als Lamellenträger oder
Bandbremszylinder ausgebildeten Zylinder eines zweiten Schaltelementes,
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Anordnungen
mit zwei benachbarten Kupplungen, bei denen ein zylindrischer Lamellenträger der
ersten Kupplung räumlich
gesehen innerhalb eines Zylinderraums eines zylindrischen Lamellenträgers der
zweiten Kupplung angeordnet ist und eine Nabe des genannten Lamellenträgers der
ersten Kupplung an einer Welle oder an einem Gehäuse verdrehbar gelagert ist,
sind aus dem Getriebebau vielfältig
bekannt. Üblicherweise
weist dabei der genannte Lamellenträger der zweiten Kupplung eine Nabe
auf, die entweder an der Nabe des genannten Lamellenträgers der
ersten Kupplung oder ebenfalls am Gehäuse oder an der gleichen Welle
wie die Nabe des genannten Lamellenträgers der ersten Kupplung oder
an einer anderen Welle des Getriebes verdrehbar gelagert ist. Ein
entsprechendes Ausführungsbeispiel
ist beispielsweise aus der
DE
102 10 348 A1 bekannt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltelementanordnung
mit einem als Lamellenträger
ausgebildeten Zylinder eines ersten Schaltelementes, der eine an
einer Welle oder an einem Gehäuse
gelagerte antreibbare Nabe aufweist, sowie mit einem als Lamellenträger oder
Bandbremszylinder ausgebildeten Zylinder eines zweiten Schaltelementes,
der den Zylinder des ersten Schaltelementes radial umschließt und an
dem Zylinder des ersten Schaltelementes verdrehbar gelagert ist, zu
schaffen, bei der der Zylinder des zweiten Schaltelementes hinsichtlich
seiner Herstellbarkeit optimiert ist.
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Erfindungsgemäß gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Schaltelementanordnung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden
sich in den Unteransprüchen.
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Ausgehend
vom bekannten Stand der Technik weist die Schaltelementanordnung
einen als Lamellenträger
ausgebildeten Zylinder eines ersten Schaltelementes und einen als
Lamellenträger
oder Bandbremszylinder ausgebildeten Zylinder eines zweiten Schaltelementes
auf, wobei der Zylinder des ersten Schaltelementes eine an einer
Welle oder an einem Gehäuse
gelagerte antreibbare Nabe aufweist, und wobei der Zylinder des
zweiten Schaltelementes den Zylinder des ersten Schaltelementes
radial umschließt.
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Im
Unterschied zum gattungsgemäßen Stand
der Technik, bei dem der Zylinder des (radial äußeren) zweiten Schaltelementes
eine Nabe aufweist, die ihrerseits an der Nabe des Zylinders des (radial
inneren) ersten Schaltelementes verdrehbar gelagert ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Zylinder des (radial äußeren) zweiten
Schaltelementes am Außendurchmesser
des Zylinders des (radial inneren) ersten Schaltelementes verdrehbar gelagert
ist.
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Dabei
kann das zwischen dem Außendurchmesser
des Zylinders des (radial inneren) ersten Schaltelementes und einem
Innendurchmesser des Zylinders des (radial äußeren) zweiten Schaltelementes
vorgesehene Radiallager wahlweise mit dem Zylinder des ersten Schaltelementes
oder mit dem Zylinder des zweiten Schaltelementes verdrehfest verbunden
sein.
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In
einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung wird vorgeschlagen,
dass das Radiallager als Gleitlager mit voneinander getrennt am
Umfang verteilt angeordneten Lagersegmenten ausgebildet ist. Vorzugsweise
sind mindestens drei dieser Lagersegmente, die auch als Gleitschuhe
bezeichnet werden können,
vorgesehen. Zur Befestigung dieser Lagersegmente am Zylinder des
ersten bzw. zweiten Schaltelementes kann beispielsweise eine so
genannte Spreizzapfenbefestigung vorgesehen sein, bei der die Lagersegmente
in mit dem jeweiligen Lagersegment korrespondierende Durchbrüche oder Bohrungen
des entsprechenden Schaltelement-Zylinders eingeclipst sind.
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In
einer anderen konstruktiven Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass
das Radiallager als ringförmiges
Gleitlager ausgebildet ist.
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Vom
Werkstoff her kann das als Radiallager beispielsweise im wesentlichen
aus Kunststoff oder beispielsweise im wesentlichen aus Lagermetall
hergestellt sein.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren am Beispiel einer
ausgeführten
Konstruktion einer Schaltelementanordnung eines Automatgetriebes
näher erläutert, wobei
gleiche Bauteile auch mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Es
zeigen:
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1 einen
Axialschnitt eines Getriebes gemäß dem Stand
der Technik;
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2 einen
sektionalen Axialschnitt eines Getriebes mit einer beispielhaften
Schaltelementanordnung gemäß der Erfindung;
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3 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 2 im Bereich der erfindungsgemäßen Radiallagerung und
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4 einen
vergrößerten Radialschnitt
aus 2 im Bereich der erfindungsgemäßen Radiallagerung.
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Der
in 1 dargestellte Getriebeschnitt als Beispiel für den Stand
der Technik offenbart eine Schaltelementanordnung mit einer ersten
Kupplung 10 und einer zweiten Kupplung 20. Die
erste Kupplung 10 weist ein Lamellenpaket 11,
einen als Außenlamellenträger ausgebildeten
Zylinder 12 zur Aufnahme von außenverzahnten Lamellen dieses
Lamellenpaketes 11 sowie einen zylinderförmigen Innenlamellenträger 13 zur
Aufnahme von innenver zahnten Lamellen dieses Lamellenpaketes 11 auf.
Dabei ist eine Nabe 15 dieses Zylinders 12 bzw.
Außenlamellenträgers der
ersten Kupplung 10 über
ein Lager 41 verdrehbar auf einer Welle 40 der
Getriebes radial gelagert. Die zweite Kupplung 20 weist
ein Lamellenpaket 21, einen als Innenlamellenträger ausgebildeten
Zylinder 23 zur Aufnahme von innenverzahnten Lamellen dieses
Lamellenpaketes 21 sowie einen zylinderförmigen Außenlamellenträger 22 zur
Aufnahme von außenverzahnten
Lamellen dieses Lamellenpaketes 21 auf, wobei die erste
Kupplung 10 räumlich
gesehen vollständig
innerhalb eines Zylinderraums angeordnet ist, der durch diesen Zylinder 23 bzw.
Innenlamellenträger
der zweiten Kupplung 20 gebildet wird. Wie in dem mit A
bezeichneten Detail ersichtlich, weist er Zylinder 23 bzw.
Innenlamellenträger
der zweiten Kupplung 20 dabei eine Nabe 25 auf,
die über
ein Lager 42 verdrehbar auf der Nabe 15 des Zylinders 12 bzw.
Außenlamellenträgers der
ersten Kupplung 10 radial gelagert. Da einerseits die Lamellenpakete 11, 21 der
beiden Kupplungen räumlich
gesehen axial nebeneinander angeordnet sind und die Nabe 25 des
Zylinders 23 bzw. Innenlamellenträgers der zweiten Kupplung 20 räumlich gesehen
in etwa radial unterhalb des Lamellenpaketes 21 der zweiten Kupplung 20 angeordnet
ist, andererseits aber ein Abschnitt des Zylinders 23 bzw.
Innenlamellenträgers
der zweiten Kupplung 20 das Lamellenpaket 11 der
ersten Kupplung 10 radial umschließt, ist der Zylinder 23 bzw.
Innenlamellenträger
der zweiten Kupplung 20 als zweiteilige Schweißkonstruktion
ausgebildet.
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2 zeigt
nun eine beispielhafte Schaltelementanordnung gemäß der Erfindung,
mit einem beispielhaft als Lamellenkupplung ausgebildeten ersten Schaltelement 10 und
einem beispielhaft ebenfalls als Lamellenkupplung ausgebildeten
zweiten Schaltelement 20, beide angeordnet innerhalb eines
Getriebegehäuses 50.
Vergleichbar zum Stand der Technik gemäß 1 weist
gemäß 2 das
erste Schaltelement 10 einen Zylinder 12 auf,
der beispielhaft als Außenlamellenträger ausgebildet
ist zur Aufnahme von außenverzahnten
Lamellen 11a eines Lamellenpaketes 11 des ersten
Schaltelementes 10. Dabei weist der Zylinder 12 bzw.
Außenlamellenträger des
ersten Schaltelementes 10 eine Nabe 15 auf, die über ein
Lager 41 an einer Welle 40 des Getriebes verdrehbar
gelagert ist. Ein zur Aufnahme von innenverzahnten Lamellen 11i des
Lamellenpaketes 11 vorgesehener zylinderförmiger Innenlamellenträger des
ersten Schaltelementes 10 ist mit 13 bezeichnet.
Eine Servoeinrichtung des ersten Schaltelementes 10 zur
Betätigung
deren Lamellenpaketes 11 ist mit 14 bezeichnet.
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Wie
in 2 weiterhin ersichtlich, weist das zweite Schaltelement 20 einen
Zylinder 23 auf, der beispielhaft als Innenlamellenträger ausgebildet
ist zur Aufnahme von innenverzahnten Lamellen 21i eines
Lamellenpaketes 21 des zweiten Schaltelementes 20.
Dabei umschließt
dieses Zylinders 23 des zweiten Schaltelementes 20 das
erste Schaltelement 10 zumindest weitgehend, wobei das
Lamellenpaket 21 des zweiten Schaltelementes 20 räumlich gesehen
axial neben dem Lamellenpaket 11 des ersten Schaltelementes 10 angeordnet
ist. Ein zur Aufnahme von außenverzahnten
Lamellen 11a des Lamellenpaketes 21 vorgesehener
zylinderförmiger
Außenlamellenträger des
zweiten Schaltelementes 20 ist mit 22 bezeichnet.
Eine Servoeinrichtung des zweiten Schaltelementes 20 zur
Betätigung
deren Lamellenpaketes 21 ist mit 24 bezeichnet.
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Im
Unterschied zum Stand der Technik gemäß 1 ist gemäß 2 vorgesehen,
dass der Zylinder 23 des zweiten Schaltelementes 20 über ein Radiallager 30 am
Außendurchmesser
des (radial innerhalb dieses Zylinders 23 angeordneten)
Zylinders 12 des ersten Schaltelementes 10 gelagert
ist. Hierdurch entfällt
die im Stand der Technik vorgesehene Nabe des (radial äußeren) Zylinders 23 des
zweiten Schaltelementes 20; entsprechend einfach ist dieser Zylinder 23 bzw.
Innenlamellenträger
des zweiten Schaltelementes 20 nunmehr herstellbar, beispielsweise
als einteiliges Tiefzieh-Blechbauteil.
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In
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses erfindungsgemäße Radiallager 30 zwischen
dem Außendurchmesser
des Zylinders 12 des ersten Schaltelementes 10 und
einem Innendurchmesser des Zylinders 23 des zweiten Schaltelementes 20 räumlich gesehen
nahe dem Lamellenpaket 11 des ersten Schaltelementes 10 angeordnet, über so genannte
Spreizzapfen mit dem (radial inneren) Zylinder 12 verdrehfest
verbunden und beispielhaft als Segmentlagerung ausgebildet, was
nachfolgend anhand von 3 und 4 noch näher erläutert wird.
Selbstverständlich
kann in einer anderen konstruktiven Ausgestaltung vorgesehen sein,
dass das zwischen dem Außendurchmesser
des Zylinders 12 des ersten Schaltelementes 10 und
dem Innendurchmesser des Zylinders 23 des zweiten Schaltelementes 20 vorgesehene
Radiallager verdrehfest mit dem (radial äußeren) Zylinder 23 verbunden
ist. Auch kann in einer anderen konstruktiven Ausgestaltung vorgesehen
sein, und dass das zwischen dem Außendurchmesser des Zylinders 12 des
ersten Schaltelementes 10 und dem Innendurchmesser des Zylinders 23 des
zweiten Schaltelementes 20 vorgesehene Radiallager als
ringförmiges
Gleitlager (ohne oder auch mit offenem Ringstoß) ausgebildet ist. Als Werkstoff
für das
Radiallager 30 kann beispielsweise Kunststoff oder Lagermetall
vorgehen sein.
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In 3 ist
ein vergrößerten Ausschnitt
aus 2 im Bereich des erfindungsgemäßen Radiallagers 30 dargestellt.
Wie in 2 ist der (bezüglich der
erfindungsgemäßen Schaltelementanordnung radial
innenliegende) Zylinder des ersten Schaltelementes 10,
der hier als Außenlamellenträger ausgebildet
ist, in dessen Zylinderraum das Lamellenpaket 11 des ersten
Schaltelementes 10 angeordnet ist, mit 12 bezeichnet.
Die in ein entsprechendes Mitnahmeprofil dieses Zylinders 12 bzw.
Außenlamellenträgers des
ersten Schaltelementes 10 formschlüssig eingreifenden außenverzahnten
Lamellen 11a dieses Lamellenpaketes 11 sind beispielhaft
als Stahllamellen ausgebildet, die innenverzahnten Lamellen 11i dieses
Lamellenpaketes 11 sind beispielhaft als Belaglamellen
ausgebildet. Wie in 2 ist der (bezüglich der
erfindungsgemäßen Schaltelementanordnung
radial außenliegende)
Zylinder des zweiten Schaltelementes 20 mit 23 bezeichnet.
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Radial
zwischen dem Außendurchmesser des
radial inneren Zylinders 12 und dem Innendurchmesser des
radial äußeren Zylinders 23 ist
das erfindungsgemäße Radiallager 30 angeordnet,
welches hier beispielhaft als Gleitlager mit voneinander getrennt
am Umfang verteilt angeordneten Lagersegmenten 31 ausgebildet
ist. Zur verdrehfesten Verbindung der einzelnen Lagersegmente 31 am
radial inneren Zylinder 12 weist dieser Zylinder 12 an
seiner radial äußeren Mantelfläche am Umfang
verteilt Bohrungen 16 bzw. Durchbrüche auf, die mit dem jeweiligen
Lagersegment 31 korrespondieren. Die einzelnen Lagersegmente 31 weisen
an ihrem Innendurchmesser Spreizzapfen 33 auf, welche bei
der Montage der einzelnen Lagersegmente 31 an den radial
inneren Zylinder 12 in die genannten Bohrungen 16 bzw. Durchbrüche des
Zylinders 12 eingeclipst werden. Die Gleitfläche des
Radiallagers 30 bzw. der einzelnen Lagersegmente 31 ist
mit 32 bezeichnet. Rotieren die beiden Zylinder 12, 23 mit
unterschiedlicher Drehzahl, so entsteht zwischen dem Außendurchmesser
der Lagersegmente 31 und dem Innendurchmesser des radial äußeren Zylinders 23 eine
Relativbewegung.
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4 schließlich zeigt
einen vergrößerten Radialschnitt
im Bereich der erfindungsgemäßen Radiallagerung
gemäß 2.
Wie in 2 ist der bezüglich
der erfindungsgemäßen Schaltelementanordnung
radial innenliegende Zylinder mit 12 und der bezüglich der
erfindungsgemäßen Schaltelementanordnung
radial außenliegende
Zylinder mit 23 bezeichnet. Gut zu erkennen ist das Mitnahmeprofil
des radial inneren Zylinders 12, der den Außenlamellenträger des
ersten Schaltelementes 10 bildet, für die hier nicht sichtbaren
außenverzahnten
Lamellen 11a des Lamellenpaketes 11 des ersten
Schaltelementes 10. Radial zwischen dem Außendurchmesser
des radial inneren Zylinders 12 und dem Innendurchmesser des
radial äußeren Zylinders 23 ist
das erfindungsgemäße Radiallager 30 angeordnet,
welches hier beispielhaft als Gleitlager mit voneinander getrennt
am Umfang verteilt angeordneten Lagersegmenten 31 ausgebildet
ist. Wie in 4 weiterhin ersichtlich, weist
jedes dieser Lagersegmente 31 in dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel
zwei Spreizzapfen-Verbindungen 33 zum formschlüssigen Fixieren an
dem radial inneren Zylinder 12 auf.
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Bei
Bedarf wird der Fachmann diese Fixierung der Lagersegmente 31 beispielsweise
durch Verwendung von nur einem Spreizzapfen pro Lagersegment oder
durch Verwendung von mehr als zwei Spreizzapfen pro Lagersegment
oder durch eine andere geeignete formschlüssige Verbindung oder durch
eine geeignete kraftschlüssige
Verbindung wie beispielsweise eine Verklebung oder durch eine geeignete
stoffschlüssige
Verbindung modifizieren. Ebenso wird der Fachmann die Anzahl und
Geometrie und auch den Werkstoff der Lagersegmente des erfindungsgemäßen Radiallagers
an die tatsächlichen
Gegebenheiten anpassen, insbesondere unter Berücksichtigung der real auftretenden
Lagerbelastungen und Umweltparametern wie Gleitgeschwindigkeit,
Radiallast, Umgebungstemperatur, Schmiermitteltemperatur und Schmiermittelmenge.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf das anhand der Figuren beschriebene
Ausführungsbeispiel
beschränkt.
Wie auch die konstruktiven Modifikationen des erfindungsgemäßen Radiallagers,
so fallen auch andere Schaltelementanordnungen, bei denen beispielsweise
anstellen von Kupplungen Bremsen vorgesehen sind, oder bei denen
der (radial innere) Zylinder des ersten Schaltelementes nicht auf
einer Welle sondern an einem Gehäuseelement
gelagert ist, oder bei denen die Reibelemente der beiden Schaltelemente räumlich gesehen
eine andere Lage relativ zueinander haben, unter den Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung.
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- 10
- erstes
Schaltelement, erste Kupplung
- 11
- Lamellenpaket
des ersten Schaltelementes
- 11a
- Außenlamellen
des ersten Schaltelementes, Belaglamellen
- 11i
- Innenlamellen
des ersten Schaltelementes, Stahllamellen
- 12
- Zylinder,
Außenlamellenträger des
ersten Schaltelementes
- 13
- Innenlamellenträger des
ersten Schaltelementes
- 14
- Servoeinrichtung
des ersten Schaltelementes
- 15
- Nabe
des Zylinders des ersten Schaltelementes
- 16
- Bohrung
des Außenlamellenträgers
- 20
- zweites
Schaltelement, zweite Kupplung
- 21
- Lamellenpaket
des zweiten Schaltelementes
- 21a
- Außenlamellen
des ersten Schaltelementes, Stahllamellen
- 21i
- Innenlamellen
des ersten Schaltelementes, Belaglamellen
- 22
- Außenlamellenträger des
zweiten Schaltelementes
- 23
- Zylinder,
Innenlamellenträger
des zweiten Schaltelementes
- 24
- Servoeinrichtung
des zweiten Schaltelementes
- 25
- Nabe
des Zylinders des zweiten Schaltelementes
- 30
- Radiallager,
Gleitlager
- 31
- Lagersegment
- 32
- Gleitfläche
- 33
- Spreizzapfen
- 40
- Welle
- 41
- Lager
- 42
- Lager
- 50
- Gehäuse
- A
- Detail
des Getriebeschnitts