WO2004048816A1

WO2004048816A1 - Vorrichtung zur druckmittelversorgung von stellmitteln eines automatisierten schaltgetriebes

Info

Publication number: WO2004048816A1
Application number: PCT/EP2003/013052
Authority: WO
Inventors: Otto Ebner; Klaus Schweiger; Matthias Winkel; Christoph RÜCHARDT; Andreas Schwenger; Markus Gansohr
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2004-06-10
Also published as: DE10255179A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Schaltgetriebe (1) mit einem Getriebegehäuse (2), mit einer elektrohydraulischen Steuerungsvorrichtung (3) sowie mit wenigstens einer Gangstellvorrichtung (4) und einer Kupplungsstellvorrichtung (5), bei dem diese Vorrichtungen (3, 4, 5) über Druckmittelleitungen (6, 7) miteinander verbunden sind. Zur Reduzierung des Montageaufwandes bei der Herstellung eines solchen Getriebes und zur optimalen Nutzung eines im Bereich des Getriebes knappen Fahrzeugbauraumes ist vorgesehen, dass die von der Steuerungsvorrichtung (3) zu den Gang- und Kupplungsstellvorrichtungen (4, 5) führenden Druckmittelleitungen (6, 7) in der Wand des Getriebes (2) ausgebildet sind.

Description

Vorrichtung zur Druckmittelversorgung von Stellmitteln eines automatisierten Schaltgetriebes

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Schaltgetriebe gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Getriebe ist aus der DE 19 30 046 AI bekannt ist. Zur Kupplungsbetätigung sowie zur Durchführung von Änderungen der Getriebeübersetzung verfügt dieses Getriebe über eine auf dem Getriebegehäuse befestigte Vorrichtung, die einen Druckmittelspeicher für ein Steuerdruckmedium, Steuerdruckventile sowie hydraulisch betätig- bare Kolben-Zylinder-Anordnungen umfasst, wobei letztere auf einen Kupplungsausrückhebel oder auf eine Getriebeschaltwelle wirken.

Die Steuerventile sowie die andere Bestandteile dieser Vorrichtung sind in einem dreiteiligen Gehäuse untergebracht, deren einzelne Gehäuseteile miteinander verschraubt sind. Soweit Steuerdruckleitungen von einem Teilgehäusebereich zu einem anderen Teilgehäusebereich weitergeführt werden, sind an den jeweils betroffenen Flanschflächen Dichtmittel angeordnet, die die Druckmittelleitungen leckagefrei abdichten.

Wenngleich diese Vorrichtung durch ihren sehr kompakten Aufbau einige Vorteile bietet, so ist sie dennoch nicht bei allen Typen von automatisierten Getrieben einsetzbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn kein ausreichend großer Bauraum für eine solche komplexe Vorrichtung am Getriebe vorhanden ist oder wenn die Kolben-Zylinder-Anordnungen für die Kupplungsbetätigung und die Betätigung der Getriebeschaltwelle vergleichsweise weit voneinander entfernt angeordnet sind. Bei solchen Getrieben werden die Vorrichtungen zur Druckmittelspeicherung und Druckmittelsteuerung mehr oder weniger weit entfernt von den jeweils zu steuernden Kolben-Zylinder-Anordnungen am oder in der Nähe des Getriebes befestigt.

Die hydraulische Verbindung der Kolben-Zylinder- Anordnungen mit den vorzugsweise elektrohydraulischen Schaltventilen sowie die Verbindung der Schaltventile mit dem Druckmittelbehälter erfolgt dabei üblicherweise mittels Rohrleitungen oder flexiblen Schlauchleitungen. Diese Rohr- oder Schlauchleitungen verursachen eine unerwünschte Erhöhung der Herstellkosten sowie wegen des Montageaufwandes eine Vergrößerung der Fertigungszeit.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe an die Er- findung darin, eine Vorrichtung zur Druckmittelversorgung von Stellvorrichtungen eines automatisierten Schaltgetriebes vorzustellen, die auch bei beengten Verhältnissen am Fahrzeuggetriebe eine kompakte und kostengünstige Bauweise ermöglicht, ohne gesonderte Schlauch- oder Rohrleitungen nutzen zu müssen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein automatisiertes Schaltgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs derart ausgebildet ist, dass die von der Steuerungsvorrichtung zu den Stellvorrichtungen der Kupplung und der Übersetzungsänderungsvorrichtung führenden Druckmittelleitungen in der Getriebegehäusewand ausgebildet sind.

Diese konstruktive Maßnahme ist mit dem Vorteil ver- bunden, dass die Stellmittel für die Kupplung und die Getriebeschaltwelle nicht mehr gesondert hergestellt und am Getriebe verlegt werden müssen, so dass sich die Herstellkosten in diesem Bereich deutlich reduzieren lassen. Darüber hinaus ist es möglich, die Stellvorrichtungen für die Kupplung sowie für die Getriebeschaltwelle und die e- lektrohydraulische Steuerungsvorrichtung an den Orten am Getriebegehäuse zu befestigen, die hinsichtlich der von diesen Komponenten zu erfüllenden Funktionen sowie im Hinblick auf den am Getriebe zur Verfügung stehenden Bauraum optimal sind.

Die Herstellung der Druckmittelleitungen in der Getriebegehäusewand kann beispielsweise durch das Einbringen von Bohrungen oder bereits beim Gießen des Getriebegehäuses erfolgen. Die Druckmittelkanäle weisen dabei vorzugsweise eine kreisförmige oder eine elliptische Querschnittsgeometrie auf.

Außerdem wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Getriebegehäuse im Bereich der Druckmittelkanäle eine größere Wandstärke aufweist als in den dazu benachbarten Getriebegehäusebereichen. Zur Vermeidung des Verlustes von Druckmittel aus den Druckmittelleitungen kann zudem vorgesehen sein, dass an den Anschlussbereichen der Druckmittelleitungen Dichtungs- mittel angeordnet sind. Diese Dichtungsmittel sind vorzugsweise als Dichtringe ausgebildet und in Nuten in der Getriebegehäusewand oder in Nuten der Gehäusewand der jeweiligen Stellvorrichtung eingelegt.

Die Stellvorrichtungen selbst sind vorzugsweise als Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgebildet, mit denen eine Getriebeschaltwelle zur Anwahl von Getriebeschaltgassen oder zum Einlegen von Getriebegängen axial verschiebbar oder um ihre Längsachse verdrehbar ist, oder mit dem ein Kupplungsausrückhebel in Ein- oder Ausrückrichtung betätigbar ist.

Schließlich wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Anflanschflächen der Druckmittelleitungen der Steue- rungsvorrichtung und der Gangstellvorrichtung bzw. der

Kupplungsstellvorrichtung in bezug auf das Getriebegehäuse vertikal auf gleich Höhe liegen.

Die Erfindung lässt sich am besten mittels eines kon- kreten Ausführungsbeispiels erläutern, zu dem der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt ist. In dieser Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines automatisierten Schaltgetriebes, Fig. 2 eine Querschnittsdetailansicht des Getriebegehäuses im Bereich von Druckmittelleitungen und

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch die Wand des Getriebegehäuses im Bereich AA der

Fig. 2.

Wie der nicht maßstabsgerechten Darstellung gemäß Fig. 1 deutlich entnehmbar ist, besteht das automatisierte Schaltgetriebe 1 im wesentlichen aus einem Getriebegehäuse 2, in dem drei Getriebewellen 17, 18, 28 mit darauf befindlichen Zahnrädern 22, 23, 24, 25 sowie eine Schalt- und Anfahrkupplung 19 angeordnet sind.

Darüber hinaus sind auf dem Getriebegehäuse 2 Vorrichtungen 3, 4, 5 befestigt, mit deren Hilfe in Abhängigkeit von Steuerungsbefehlen eines Steuerungscomputers die Schalt- und Anfahrkupplung 19 eingerückt oder geöffnet wird, einzelne Scha-ltgassen des Getriebes angewählt und Getriebegänge eingelegt werden.

Bei diesem Getriebe wird demnach die Getriebeeingangswelle 28 von der Kurbelwelle 16 eines hier nicht dargestellten Antriebsmotors angetrieben, der in der Regel als Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Kupplungsschaltzustand mit geöffneter Kupplung 19 dreht sich nur der mit der Kurbelwelle 16 fest verbundene Kupplungsteil 20, während die Getriebeeingangswelle 28 stillsteht.

Zum Schließen der Kupplung 19 ist eine Kupplungsstellvorrichtung 5 vorgesehen, die hier als hydraulisch betätig- bare Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet ist. Die Kolben- Zylinder-Anordnung steht mit einem Kupplungsausrückhebel 26 in Wirkverbindung, so dass letzterer zum Öffnen oder Schließen der Kupplung 19 ein auf der Getriebeeingangswel- le 28 axial verschiebbar gelagerter Kupplungsteil 21 zur

Anlage an den auf der Kurbelwelle 16 befestigten Kupplungsteil 20 bringbar ist.

Auf der Getriebeeingangswelle 28 ist darüber hinaus ein Zahnrad 22 befestigt, das zur Weiterleitung des Antriebsdrehmomentes mit einem Zahnrad 23 in Zahneingriff steht, dass seinerseits auf einer Vorgelegewelle 17 befestigt ist. Auf dieser Vorgelegewelle 17 sind weitere Gangzahnräder 24 aufgekeilt, die mit Losrädern 25 auf der Ge- triebeausgangswelle 18 kämmen.

Zur Anwahl einer bestimmten Schaltgasse und zum Einlegen eines bestimmten Getriebeganges wird eine Gangstellvorrichtung 4 genutzt, die in diesem Ausführungsbeispiel eben- falls als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet ist. Diese

Kolben-Zylinder-Anordnung steht mit einem Schaltgestänge 29 in Wirkverbindung, so dass bei einer Kolbenbewegung (oder bei feststehendem Kolben und beweglichem Zylinder bei einer Zylinderbewegung) ein hier als Schiebemuffe 27 ausgebilde- tes und auf der Getriebeausgangswelle 18 drehfest aber axial verschieblich angeordnetes Koppelmittel derart verschoben wird, dass das Losrad 25 drehfest mit dieser Getriebeausgangswelle 18 verbunden wird.

Zur Druckmittelversorgung der Kolben-Zylinder-Anordnungen der Gangstellvorrichtung 4 und der Kupplungsstellvorrichtung 5 ist an dem Getriebegehäuse 2 auch eine elek- trohydraulische Steuerungsvorrichtung 3 befestigt, die beispielsweise einen Druckmittelbehälter für das Steuerdruckmittel sowie elektrohydraulische Schaltventile zur Beaufschlagung der genannten Kolben-Zylinder-Anordnungen mit einem Steuerdruck umfasst.

Wie Fig. 2 in einer schematischen Querschnittsdarstellung der Wand des Getriebegehäuses 2 verdeutlicht, befinden sich die zu der Gangstellvorrichtung 4 und zu der Kupp- lungsstellvorrichtung 5 führenden Druckmittelleitungen 6, 7 erfindungsgemäß in der Getriebegehäusewand. Dies hat den großen Vorteil, dass sich der Montageaufwand deutlich reduzieren lässt . Zudem kann durch eine geschickte Verteilung der einzelnen Aggregate 3, 4, 5 auf dem Getriebegehäuse 2 ein knapper Bauraum im Fahrzeug optimal genutzt werden.

Die Druckmittelleitungen 6, 7 können unterschiedliche Leitungsquerschnitte haben, wenngleich kreisrunde oder elliptische Querschnittsgeometrien bevorzugt werden. Wie ins- besondere Fig. 3 in einer Querschnittsdarstellung entlang der Schnittebene AA gemäß Fig. 2 zeigt, ist das Getriebegehäuse 2 im Bereich der Druckmittelleitungen 6, 7 mit einer größeren Wandstärke versehen, so dass einerseits ausreichend Platz für den notwendigen Leitungsquerschnitt vorhan- den ist und andererseits nicht das gesamte Getriebegehäuse 2 eine in anderen Bereichen dann unnötig große Wandstärke aufweisen muss.

Wie Fig. 2 außerdem zeigt, sind an den Anschlussstel- len 12, 13, 14, 15 der Druckmittelleitungen 6, 7 Dichtmittel vorgesehen, die hier als Dichtringe 8, 9, 10, 11 ausgebildet sind. Zur Aufnahme dieser Dichtmittel sind entweder in den Gehäusen 30, 31 der Steuerungsvorrichtung 3 bzw. der Stellvorrichtungen 4, 5 oder an der Außenseite des Getriebegehäuses 2 Nuten ausgebildet. Durch diesen Aufbau können die Stellvorrichtungen 4, 5 und die Steuerungsvorrichtung 3 flächenbündig auf dem Getriebegehäuse 2 beispielsweise mittels Befestigungsschrauben lösbar befestigt sein.

Bezugszeichen

1 Getriebe

2 Getriebegehause 3 elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung

4 Gangstellvorrichtung

5 Kupplungsstellvorrichtung

6 Druckmittelleitung

7 Druckmittelleitung 8 Dichtring

9 Dichtring

10 Dichtring

11 Dichtring

12 Anschlussstelle 13 Anschlussstelle

14 Anschlussstelle

15 Anschlussstelle

16 Kurbelwelle

17 Vorgelegewelle 18 Getriebeausgangswelle

19 Kupplung

20 feststehender Kupplungsteil

21 axial verschiebbarer Kupplungsteil

22 Zahnrad 23 Zahnrad

24 Zahnrad

25 Zahnrad

26 Ausrückhebel der Kupplung

27 Koppelglied; Schiebemuffe 28 Getriebeeingangswelle

29 Schaltgestänge

30 Gehäuse der Steuerungsvorrichtung Gehäuse der Gangstellvorrichtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Automatisiertes Schaltgetriebe (1), mit in einem Getriebegehäuse (2) gelagerten Getriebewellen (17, 18, 28), auf denen miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder angeordnet sind, von denen Zahnräder (24) drehfest mit einer der Getriebewellen (17) verbunden sind und andere Zahnräder (25) drehbar auf einer anderen Getriebewellen (18) gelagert sind, bei dem die drehbar gelagerten Zahnräder (25) mit Hilfe von drehfest und axial verschieblich auf der Getriebewelle (18) angeordneten Koppelgliedern (27) mit eben dieser Welle (18) drehfest verbindbar sind, sowie mit einer Kupplung (19) , mit der eine Eingangswelle (28) des Getriebes (1) mit der Antriebswelle (16) einer ein Drehmoment erzeugenden Antriebsmaschine verbindbar ist, und bei dem die Koppelglieder (27) sowie die Kupplung (19) zur Durchführung von Anfahr- und/oder Übersetzungsänderungsvor- gängen mit Hilfe von druckmittelbetriebenen Stellvorrich- tungen (4, 5) und gesteuert von einer Steuerungsvorrichtung (3) betätigbar sind, wobei die Steuerungsvorrichtung (3) und die durch das Druckmittel betätigbaren Stellvorrichtungen (4, 5) über Druckmittelleitungen (6, 7) miteinander verbunden sind, dadurch g e k e n n z e i c h - n e t , dass die von der Steuerungsvorrichtung (3) zu den

Stellvorrichtungen (4, 5) für die Kupplung (19) und für die Koppelglieder (27) führenden Druckmittelleitungen (6, 7) in der Wand des Getriebegehäuses (2) ausgebildet sind.

2. Automatisiertes Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Druckmittelleitungen (6, 7) eine kreisförmige oder elliptische Querschnittsgeometrie aufweisen.

3. Automatisiertes Schaltgetriebe nach Anspruch 1 o- der 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das

Getriebegehäuse (2) im Bereich der Druckmittelleitungen (6, 7) eine größere Wandstärke aufweist als in anderen dazu benachbarten Getriebegehäusebereichen .

4. Automatisiertes Schaltgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an den Anschlussstellen der Druckmittelleitungen (6, 7) Dichtungsmittel (8, 9, 10, 11) angeordnet sind.

5. Automatisiertes Schaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dichtungsmittel (8, 9, 10, 11) als Dichtringe ausgebildet sind.

6. Automatisiertes Schaltgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dichtungsmittel (8, 9, 10, 11) in Nuten in der Wand des Getriebegehäuses (2) oder in den Wänden der Gehäuse (30, 31) der Stellvorrichtungen (4, 5) und/oder der Steuerungsvorrichtung (3) angeordnet sind.

7. Automatisiertes Schaltgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stellvorrichtungen (4, 5) als Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgebildet sind, mit denen eine Getriebeschaltwelle zur Anwahl von Getriebeschaltgassen oder zum Einlegen von Getriebegängen axial verschiebbar oder um ihre Längsachse verdrehbar ist, oder mit dem ein Kupplungsausrückhebel (26) betätigbar ist.

8. Automatisiertes Schaltgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anflanschflächen der Druckmittelleitungen (6, 7) der Steuerungsvorrichtung (3) und der Gangstellvorrichtung (4) bzw. der Kupplungsstellvorrichtung (5) in bezug auf das Getriebegehäuse (2) vertikal auf gleich Höhe liegen.

9. Automatisiertes Schaltgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuerungsvorrichtung (3) sowie die Gangstellvorrichtung (4) und/oder die Kupplungsstellvorrichtung (5) voneinander beabstandet am Getriebegehäuse befestigt sind.