EP2401528A1 - Getriebe mit mehreren reibschlüssigen schaltelementen - Google Patents

Getriebe mit mehreren reibschlüssigen schaltelementen

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Publication number
EP2401528A1
EP2401528A1 EP10704548A EP10704548A EP2401528A1 EP 2401528 A1 EP2401528 A1 EP 2401528A1 EP 10704548 A EP10704548 A EP 10704548A EP 10704548 A EP10704548 A EP 10704548A EP 2401528 A1 EP2401528 A1 EP 2401528A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elements
friction surfaces
transmission
transmission according
shutdown
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10704548A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Ziemer
Gerhard Gumpoltsberger
Mark Mohr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2401528A1 publication Critical patent/EP2401528A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/3023—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by fluid pressure
    • F16H63/3026—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by fluid pressure comprising friction clutches or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D13/68—Attachments of plates or lamellae to their supports
    • F16D13/683—Attachments of plates or lamellae to their supports for clutches with multiple lamellae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/10—Surface characteristics; Details related to material surfaces

Definitions

  • the invention relates to a transmission with several frictional shaft elements according to ⁇ er in the preamble of claim 1 defined in more detail
  • DE 102 44 023 A1 discloses a transmission, in particular an automatic transmission, with a plurality of shifting elements and a plurality of gear wheels which can be switched into a power flow via the shifting elements.
  • the switching elements, which are connected in upshifting, are designed as frictionally engaged switching elements, while the switching elements, which in the case of upshifts represent only one switching element to be disconnected, are designed as form-locking switching elements.
  • the present invention is therefore based on the object » Ge
  • the permissible surface pressure is in the range of meanings to the figure, less than the permissible F of
  • Circuits for displaying translations are only opened in each case.
  • shut-off elements designed as positive-locking switching elements.
  • the shutdown elements as betose friction shift elements, which are formed in comparison with Reibschalt- elements with lining blades with a much larger clearance, which is known a non-negligible EIr occurring in the region of a frictional switching element! has moments.
  • the cut-off elements are designed as lamellar switching elements, and outer lamellae are respectively formed in their outer rim region and inner lamellae in each case
  • the plate-spring-like edge regions of the inner and outer elements of the shut-off elements overhang the friction surfaces of the inner and outer lamelies in an advantageous development of the transmission according to the invention in different axial directions, whereby a mounting of the transmission or the Abschaitimplantation in a simple way and Way is simplified.
  • At least the friction surfaces of the shut-off elements are produced in further advantageous embodiments of the transmission according to the invention from materials with a high coefficient of friction, such as steel, grit, molybdenum, ceramic, aluminum or the like, in order to represent in the region of Abschaitiata each case
  • At least one of the lamellar shut-off elements is of conical design, in which the friction torques available in comparison with friction surfaces which have just been designed have the same friction force.
  • Fig. 3 is a single view of an exterior and a
  • the switch-off element A is designed both with coating-less B 3, while Mets B and C are also guided in a manner. Dami friction engagement mitei chen of I ⁇ enlamelle ⁇ 2 of strictlylamelle ⁇ 3 from /! ⁇ Üit, lamellen 2 are made of steel.
  • Regions 5 of the outer rods 3 are in ⁇ er manner shown in Fig. 3 manner with driving teeth 6, 7, soft in the manner shown in Fig. 2, preferably alternately in the axial direction in s Ric the inner cables 2 or, respectively, the outer wires 3 each to adhere to each other and in the operating state of the Abschafeiementes ⁇
  • the transmission according to the invention can be carried out, for example, with wheelsets described in more detail in DE 102 44 023 A1.
  • wheelsets described in more detail in DE 102 44 023 A1.

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Abstract

Es wird ein Getriebe (1) mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen (A, bis C), die zur Darstellung verschiedener Übersetzungen geschlossen oder geöffnet werden, beschrieben. Die zulässige Flächenpressung ist im Bereich von miteinander in Reibeingriff bringbaren Reibflächen von Zuschaltelementen (B, C), welche bei Hochschaltungen zur Darstellung einer Übersetzung geschlossen werden, kleiner als die zulässige Flächenpressung im Bereich von miteinander in Reibeingriff bringbaren Reibflächen von Abschaltelementen (A), welche bei Hochschaltungen zur Darstellung von Übersetzungen jeweils nur geöffnet werden.

Description

Getriebe mit mehreren reibschlüssiqen Schaltelementen
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit mehreren reibschlüssigen Schaftelementen gemäß όer im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Aus der DE 102 44 023 A1 ist ein Getriebe, insbesondere ein Automat- getriebe, mit mehreren Schaltelementen und mehreren über die Schaltelemen- te in einen Leϊstungsfluss schaltbaren Zahnrädern bekannt. Zur Einstellung einer Übersetzung ist jeweils wenigstens eines der Schaltelemente geschlossen. Die Schaltelemente, welche bei Hochschaltung hinzugeschaltet werden, sind als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet, während die Schaltetemen- te, welche bei Hochschaltungen jeweils nur ein abzuschaltendes Schaltelement darstellen, als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind.
Durch äen Einsatz von formschlüssigen Schaltelementen bzw. Klauen- schaiteiementen anstelle von Reibschaltelementen, die bei Zughochschaftun- gen geöffnet werden und bei keiner weiteren Zughochschaltung wieder geschlossen werden, sollen einen Wirkungsgrad des Getriebes beeinträchtigende Schleppmomente sowie durch hohe Belastungen gekennzeichnete Schlupfphasen von Schaitelementen verringert werden und die Ansteuerung des Ge-
Dem Austausch von reibschlüssigen Schaltelement durch formschlüssi- ge im Gegensatz zu form- jsssgen mente komfortable Schaltungen in durch einen definiert darstellbaren elastoπqen im
schlüssigen Schaltelementes verkürzenden Verschleiß ausgesetzt sind. Darüber hinaus ist im Bereich der Belaglamellen von reibschlüssigeπ
t, womit die Reibschalteiemente mit entsprechend jnd, um die jeweils anliegendes i, im Bereich der entsprechend groß zu dir entstehen im Gegensatz zu formschlüssigen Schalte! im g
Formschlüssige Schaltelemeπte sind im Gegensatz zu reibschlüssigen Schalteiementen jedoch im Wesentlichen nur nahe ihres Synchronpunktes und während wenigstens annähernd lastfreien Betriebszuständeπ schaltbar. Damit sind verschiedene Radsatzsysteme ohne eine zusätzliche Treππkupplung zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe nicht in gewünschtem Umfang betreibbar. Darüber hinaus sind Drehzahldifferenzeπ in Getrieben im Bereich von formschlüssigen Schaltetementen nicht wie mit reibschlüssigeπ Schaltelementen während eines Schlupfbetriebes innerhalb vordefinierter Schaltzeiten ausgleichbar. Deshalb sind formschlüssige Schaitelemente in Getrieben nur in Getriebebereichen einsetzbar, in welchen die während Schaltungen zu erzeugende Reibleistung bzw. die zu verrichtende Reibarbeit im Wesentlichen gleich Null ist, womit die Funktionalität der Getriebe mit form- schlüssigen Schaltelementen nur in einem unerwünscht eingeschränkten Betriebsbereich zur '
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde» ein Ge¬
betreibbar ist und dessen Funktionalität im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Getrieben In einem größeren Betriebsbereich zur Verfügung Erfind ungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Getriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
iiung
Erfindungsgemäß ist die zulässige Flächenpressung im Bereich von mit- ιn ungen zur Darsts den, kleiner ais die zulässige F von
Schaltungen zur Darstellung von Übersetzungen jeweils nur geöffnet werden.
Die Abschaitelemente, we igen jeweils nur geringen thermischen Belastunge che, dass während Hochschaltun
Dadurch bietet sich die Möglichkeit, im Bereich der Reibflächen der Ab-
am zu dimensionieren zu age Schalte te ausgeführten Abschaltelemente geringe Schleppmomente vorliegen und das Getriebe mit hohem Wirkungsgrad betreibbar ist.
Bei dem erfind ungsgemäßen Getriebe besteht im Bereich der Abschalt- eterπeπte im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Getrieben, welche als formschlüssige Schaltelemeπte ausgeführte Abschaltelemeπte auf-
ZU
und Drehzahldifferenzen im Getriebe im Bereich der Abschaltelemente bedarfsweise wenigstens annähernd ausgleichbar sind. Damit ist eine Funktionaii- gleich zu
So besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Abschaltelemente als betose Reibschaltelemente auszuführen, welche im Vergleich zu Reibschalt- elementen mit Belagiamellen mit einem deutlich größeren Lüftspiel ausbildbar sind, welches bekannterweise einen nicht zu vernachlässigenden EIr die im Bereich eines reibschlüssigen Schaltelementes auftretende! momente hat.
Aufgrund der im Vergleich zu den Zuschaltelementen wesentlich geringeren thermischen Belastung im Bereich der Abschaftelemente sind die mit den Reibflächen ausgeführten Bauelemente der Abschaltelemente bauraum- und
Aufgrund der im Vergleich zu öen Zuschaltelementen geringeren thermischen Belastungen kann in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Aπwen- dungsfalles im Bereich der Abschaltelemente auch auf einen definierten Öl- Hydraulikfluidvo s mit einer gerirv betreibbar ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Getriebes nach der Erfindung sind die Abschaltetemeπte als Lamellenschaltelemeπte ausgebildet und Außen- lamellen jeweils in ihrem äußeren Raπdbereich sowie Innenlamellen jeweils in
führt. Damit werden die Innen- bzw. die Außeniameilen der Abschaltelemente auf konstruktiv einfache Art und Weise im geöffneten Betriebszustand der Ab-
■sin Mi
Die tellerfederartigen Randbereiche der Innen- und der Außeniameüen der Abschaltelemente überkragen die Reibflächen der Innen- und der Außen- lamelien bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Getriebes nach der Erfindung jeweils in unterschiedlicher axialer Richtung, womit eine Montage des Getriebes bzw. der Abschaitelemente auf einfache Art und Weise vereinfacht ist.
Zumindest die Reibflächen der Abschaltelemente sind bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes aus Werkstoffen mit hohem Reibkoeffizient, wie Stahl, Streusinter, Molybdän, Keramik, Aluminium oder dergleichen herstellt, um im Bereich der Abschaitelemente jeweils äsung darstellen zu
Erfindung ist wenigstens eines der lamellenförmig ausgeführten Abschaltelemente konisch ausgebildet, bei welcher die zur Verfügung stellbaren Reibmomente im Vergleich zu eben ausgeführten Reibflächen bei gleich großer Reib-
die miteinander in Eingriff bringbaren Reibflächen eines Abschaltelementes bei πgstahsg eines Getriebes beeinträchtigenden Schieppmomente weiter herabzusetzen.
Weitere Vorteile und vorteilha sich aus den Patentansprüchen und
Übersichtlichkeit in der Beschreibung ΪISDI€ für bau- und funktionsgleiche Bauteil
zesgt:
. 1 eine
Getriebes gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine Einzelansicht einer Außen- und einer
ten A5 B und C, die zur Darstellung verschiedener Übersetzung geschlossen reibschlüssigen Schaltelemente A gend als wobei das Seh Abschält rend Zughochschaltungen ung von igen jeweils nur Zughochschaitunc
Schaltelemente B und zur
geschlossen werden. Zusätzlich ist das Abschaltelement A bei dem in Fig. 1 dargestellten Aus- führungsbeispiel sowohl mit belagloseπ BΠ 3 ausgebildet, während meπte B und C in Art und Weise mit führt sind. Dami Reibeingriff mitei chen der Iππenlamelleπ 2 der Außenlamelleπ 3 aus /!Θ Üit, lamellen 2 gend aus Stahl hergestellt sind.
Die im Bereich der miteinander in Reibeingriff bringbaren Reibflächen
ge Flächenpressung im Bereich der miteinander in Reibeingriff bringbaren
mit Beiagiamellen und verursacht in geöffnetem Betriebszustand somit geringe-
meπtes A dargestellt, bei welcher die Innenlamellen 2 jeweils in ihrem inneren Randbereich 4 und die Außenlamellen 3 Jeweils in ihrem äußeren Randbereich 5 zumindest abschnittsweise telierfederartig ausgeführt sind. Die tellerfederarti- gen Randbereiche 4, 5 der Innen- und der Außenlamellen 2, 3 des Abschaltelementes A gemäß Fig. 2 überkragen die Reibflächen der Innen- und der Außenflächen 2, 3 jeweiis in unterschiedlichen axialen Richtungen, um eine beliebige Montage der Innen- und Außenlamellen 2, 3 des Abschaltelementes
bereiche 5 der Außeniamellen 3 sind in άer in Fig. 3 näher dargestellten Art und Weise mit Mitnahmezähnen 6, 7 ausgebildet, weiche in der in Fig. 2 näher dargestellten Art und Weise vorzugsweise abwechselnd in axialer Richtung in s Ric die lnneniameilen 2 bzw, dse Außenlameüen 3 Jeweils zueinander auf zu haften und in geöffnetem Betriebszustand des Abschafeiementes ι
Das erfindungsgemäße Getriebe ist beispielsweise mit in der DE 102 44 023 A1 näher beschriebenen Radsätzen ausführbar. Darüber hin-
synchroner Bereichsumschaitung mit reibschlüsskjen Zuschaltetementen und reibschlüsssgen Abschalteiementen auszubiideπ.
innerer Randbereich der mπeπlamelieπ äußerer Ranclbereich der AußenlameHen

Claims

1. Getriebe (1 } mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen (A, B, C die zur Darstellung verschiedener Übersetzungen geschlossen oder geöffnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zulässige Fiächeπpressuπg Im Bereich von miteinander in Reibeingriff bringbaren Reibflächen von Zuschaltelementen (B, C), welche bei Hochschaltungen zur Darstellung einer Übersetzung geschlossen werden, kleiner ist als die zulässige Flächenpressung im Bereich von miteinander in Reibeingriff bringbaren Reibflächen von Abschalt¬
gen jeweils nur geöffnet werden.
2. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ab- schaltelemente (A) als Lamellenscha melien (3) jeweils in ihrem äußeres ihrem inneren Randbereich (4) zum
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die teller- federartigen Randbereiche (4, 5) der Innen- und der Außenlamelien (2, 3) die Reibflächen der Innen- und der Außenlamellen (2, 3) jeweils in unterschied Ii-
4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Reibflächen der Innen- und Außenlamellen (2, 3) der Ab- schaiteiemente (A) aus Stahl hergestellt sind.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Reibflächen der Innen- und Außenlamellen der Abschaltelemente aus Streusinter hergestellt sind.
6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Reibflächen der Innen- und AußenlameHen der Abschalt-
1 dass zumindest die Reibflächen der Innen- und Außenlameiien der Abschalt-
nach einem der Ansprüche 1 die Reibflächen der Innen- und uminium hergestellt sind.
9, Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
konisch ausgebildet ist.
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