WO2007138077A1 - Anordnung der hydraulischen komponenten in einem automatgetriebe - Google Patents

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WO2007138077A1
WO2007138077A1 PCT/EP2007/055255 EP2007055255W WO2007138077A1 WO 2007138077 A1 WO2007138077 A1 WO 2007138077A1 EP 2007055255 W EP2007055255 W EP 2007055255W WO 2007138077 A1 WO2007138077 A1 WO 2007138077A1
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transmission
hydraulic
hydraulic control
control device
transmission device
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PCT/EP2007/055255
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Bernhard Sich
Wolfgang Rieger
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Zf Friedrichshafen Ag
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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
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0003—Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox
    • F16H61/0009—Hydraulic control units for transmission control, e.g. assembly of valve plates or valve units
    • 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
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/30—Hydraulic or pneumatic motors or related fluid control means therefor
    • 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
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    • F16H2061/308—Modular hydraulic shift units, i.e. preassembled actuator units for select and shift movements adapted for being mounted on transmission casing

Definitions

  • the invention relates to a transmission device of a vehicle with a controllable by a hydraulic control device for setting different gear ratios according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • a hydraulic switching device of a hydraulic control device is arranged in each case on the outer circumference of a transmission housing in the region of an oil sump.
  • Other components of the hydraulic control device such as a pump device or an electrical control unit, are either arranged in a radial region about a transmission input shaft of the transmission device or provided at another suitable location in or on the transmission housing and hydraulic and electrical lines in each case with the other components of the control device operatively connected,
  • Such transmission devices are characterized by the arrangement of the hydraulic switching device on the transmission housing disadvantageously in the radial direction by a large space requirement.
  • the hydraulic control device for connecting the provided at different positions in and on the transmission housing components of the hydraulic control device undesirably long electrical and hydraulic lines are required, both high electrical than also cause hydraulic power losses, which reduce the efficiency of the transmission devices.
  • a hydraulic control device provided for actuating and cooling a variator and a starting device with a hydrodynamic torque converter and a converter lockup clutch is positioned within a transmission housing in a cross-sectional area arranged perpendicular to a longitudinal axis of the transmission device.
  • the cross-sectional area is located on a side facing the gearbox output side of the variable ratio setting means, while the starting means is positioned on a side of the variator facing the transmission input
  • the latter transmission device is also characterized by high hydraulic power losses, since the starting device can be acted upon by the hydraulic control device only by bypassing the variator on the outer circumference of the variator or via in a part of the variator bearing shaft extending hydraulic line with the hydraulic fluid flow required for control and cooling.
  • a pump device provided for generating the control pressure is arranged in the region of the variator, which is likewise connected via at least one hydraulic line to the hydraulic switching device, which due to its line length causes undesirably high flow losses. The flow losses increase a power consumption of the pump device during operation of the transmission device in a deteriorating the efficiency of the transmission device circumference.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a transmission device of a vehicle of the type mentioned above, which are characterized by high efficiency and low space requirements. Friedrichshafen 2006-05-24
  • a transmission device in particular a stepped automatic transmission ; a proposed vehicle with a arranged in the range of a transmission input pump means and with a controllable by a hydraulic control device for setting different gear ratios, wherein the hydraulic control device is formed with at least one hydraulic switching device, an electric transmission control unit and controllable by these control valve devices.
  • the pump device and the hydraulic switching device of the hydraulic control device are positioned in a cross-sectional area arranged perpendicular to a longitudinal axis of the transmission device, which is arranged between the transmission input and the device for setting the ratios.
  • a transmission device also has a smaller space requirement compared to known transmission devices, at least in the circumferential direction. because the control device is displaced from the peripheral region of the transmission housing into the interior of the transmission housing.
  • the adjacent arrangement according to the invention of the pump device and the hydraulic switching device of the hydraulic control device can be implemented in a simple manner as a preassembled module whose operation can be checked before installation in the transmission housing with little effort and in a single assembly step in the transmission housing of the transmission device can be used. This advantageously leads to a simplification of the assembly and, moreover, to a reduction of the storage costs, since only a single compact module component has to be provided.
  • At least one starting device is provided in an adjacent region of the cross-sectional region, which is assigned as a frictionally engaged shifting element, preferably as a multi-disc clutch, as a hydraulic shifting element, such as a hydrodynamic clutch or a hydrodynamic oil-torque converter, or as a hydrodynamic shifting element to which a frictionally engaged clutch is bridged, can be trained : then Friedrichshafen 2006-05-24
  • the arrangement of the hydraulic control device according to the invention is particularly advantageous, since the hydraulic lines required for the hydraulic supply of the Anfahrein and the device for setting different translation stages are optimized in length and thus the line resistances and the power losses acting therein are minimized ,
  • the starting device is arranged between the hydraulic control device and the device for setting different transmission stages.
  • the starting device is designed with both a wet-running clutch or a dry clutch frictional shift element or with a hydrodynamic torque converter, which is designed with or without lock-up clutch, executed.
  • the transmission device is also optimized in terms of the length of the hydraulic lines when the hydraulic control device between the Anfahr pain and the means for setting different gear ratios is arranged directly adjacent to each other.
  • 1 is a highly schematic schematic diagram of a transmission device with a starting device and a hydraulic control device and
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the transmission device corresponding to FIG. 1 with an alternative arrangement of the hydraulic control device.
  • a highly schematic transmission device 1 is shown, which is designed for use in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • a drive torque of a drive machine 3 is introduced by means of a transmission input shaft 2 into the drive device 1.
  • the transmission device 1 has a gear housing 4, in which in addition to a device 5 for setting different gear ratios, a starting device 6, which is presently designed as a wet-running friction clutch and a hydraulic control device 7 are provided.
  • the wet-running frictional coupling 6 is arranged between the device 5 for setting different gear ratios and the hydraulic control device 7.
  • the transmission device 1 is presently designed as a stepped automatic transmission, wherein the various gear ratios in the area of the device 5 by a hydraulic control of various and not shown in detail in the drawing switching elements by means of the hydraulic control device 7 can be adjusted and the drive torque of Friedrichshafen 2006-05-24
  • Drive machine 3 is converted accordingly via an output shaft 8 converted in the direction of an output of the vehicle.
  • Circuits in the transmission device 1 are performed by appropriate control device side pressurization of the switching elements of the device 5.
  • the hydraulic pressure required for the operation of the transmission device 1 is generated by a pump device 10 of the hydraulic control device 7.
  • the pump pressure is converted in the region of a hydraulic switching device 13 in the respectively required for the circuits control pressures, which are then applied via hydraulic lines to the respective controlled switching elements of the device 5 for setting different gear ratios.
  • the hydraulic fluid used to drive the switching elements met in addition to the lubrication of the switching elements of the device 5 for setting different gear ratios and the function of cooling the switching elements.
  • the pump unit 10 for actuation, lubrication and cooling with hydraulic pressure or hydraulic fluid is supplied by the pump unit 10 for actuation, lubrication and cooling with hydraulic pressure or hydraulic fluid.
  • the pressure generated by the pump unit 10 by means of an electric transmission control 11 of the hydraulic control device 7 controllable and in the present case designed as solenoid valves control valves 12 of the hydraulic control device 7 in the respectively required for the operation of the transmission device 1 height both the switching elements of the device 5 for adjusting various gear ratios and the wet-running clutch 8 supplied.
  • an intermediate plate 14 is arranged in order to forward the hydraulic fluid located in the control channel system of the channel plate 13A to the various valves 12 at defined transfer points.
  • the intermediate plate 14 is designed with a plurality of holes through which the control channel system of the channel plate 13A is in each case in communication with the valves 12.
  • the Purnpen worn 10 the electric transmission control 11, the valves 12, the hydraulic switching device 13 and the intermediate plate 14 of the hydraulic control device 7 are all arranged in a direction perpendicular to a longitudinal axis X of the transmission device 1 cross-sectional area 16 of the transmission input shaft 2 and at least partially not closer shown screws connected.
  • the cross-sectional area 16 is arranged as shown in Fig. 1 in the region of the transmission input 18 between the engine 3 and the wet-running clutch 6 and surrounds the transmission input shaft 2 as an annular space in the radial direction.
  • the pump device 10 is arranged directly on the transmission input shaft 2 and of the hydraulic switching device 13, d. H. at least from the channel plate 13A and from the valves 12, again directly surrounded, whereby the hydraulic line between the pump device and the hydraulic switching device 13 of the hydraulic control device 7 has only a small length with a low flow resistance.
  • the hydraulic control device 7 is advantageously designed as a prefabricated module, which can be easily installed as a structural unit in a single assembly process in the transmission housing 4 of the transmission device 1 and whose operation is verifiable before installation in the transmission housing 4 in a suitable test device. Friedrichshafen 2006-05-24
  • starting devices designed as frictionally engaged couplings are characterized in the radial direction by smaller dimensions in comparison to starting devices designed with hydrodynamic switching elements or torque converters. For this reason, when using a hydrodynamic switching element or torque converter as a starting device in the region of the transmission input gearbox housing in comparison with transmission concepts, which are designed with frictional clutches as starting devices, designed with larger external dimensions.
  • a starting device designed as a frictional clutch is installed in a transmission housing designed for a hydrodynamic shifting element or starting element, it can be arranged lower in the transmission housing in the axial direction in relation to the transmission input in comparison with the torque converter of smaller diameter.
  • the cross-sectional area then remaining free in the area of the transmission input is available for the arrangement of the hydraulic control device 7 without having to constructively change a transmission housing of an existing transmission concept.
  • a designed as frictional clutch starting device in a dimensioned for a Drehmomentwancller gear housing between the outer periphery of the frictional clutch and the transmission housing a free space 16A available, in which at least parts of the hydraulic control device can be arranged.
  • Such a procedure offers in a simple way the possibility to reduce a space requirement of the hydraulic control device 7 in the axial extent of the transmission device 1 and to be able to execute a transmission device 1 according to the invention in the axial direction with at least the same length compared to conventionally designed transmission devices.
  • valves 12 of the hydraulic control device 7 it is possible to position the valves 12 of the hydraulic control device 7 in the free space around the friction clutch 6 around in the manner of a revolver drum with a parallel with respect to the longitudinal axis X of the transmission device 1 orientation, wherein such valves arranged in the drawing are shown in more detail under the reference numeral 12. It can also be provided that only a part of the valves or all valves are arranged in the free space and / or that the pump device 10 and / or the electric transmission control 11 are positioned in this area.
  • valves 12 In addition to the revolver-drum-like arrangement of the valves 12, the person skilled in the art can also vary the orientation with respect to the longitudinal axis X of the transmission device 1 such that the valves are star-shaped relative to the transmission input shaft 2 or parallel to each other in a horizontal or vertical position in a plane perpendicular to the transmission input shaft are arranged, with valves having such orientations in the drawing by the reference numeral 12 'are shown in more detail. Friedrichshafen 2006-05-24
  • valves obliquely with respect to the longitudinal axis X, wherein provided in the latter arrangement valves are shown in more detail in the drawing by the reference numeral 12 ".
  • FIG. 2 shows an alternative arrangement of the hydraulic control device 7 in the transmission device 1, in which the hydraulic control device 7 is positioned between the device 5 for setting different transmission stages and the clutch 6.
  • the hydraulic lines for supplying the device 5 for setting different gear ratios and for supplying the wet-running clutch ⁇ are optimized in length, whereby the power losses due to flow resistance are minimized and an efficiency of the transmission device compared to itself known transmission concepts is improved.
  • the above-described arrangement of the hydraulic control device 7 is also advantageous in a transmission device in which one of the clutches of the device for displaying various translations assumes the functionality of a starting device, so that the transmission device is designed without a separate starting device.
  • the starting device instead of a wet-running friction clutch with a dry clutch.
  • frictional clutches can of course also be provided as a starting device, a hydrodynamic Drehmornentwandler or a Föttinger coupling, which can also be used to reduce power losses together with a lock-up clutch. Friedrichshafen 2006-05-24

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Abstract

Es wird eine Getriebevorrichtung, insbesondere ein Stufenautomatgetriebe, eines Fahrzeugs mit einer im Bereich eines Getriebeeinganges (18) angeordneten Pumpeneinrichtung (10) und mit einer von einer hydraulischen Steuereinrichtung (7) ansteuerbaren Einrichtung (5) zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen vorgeschlagen, wobei die hydraulische Steuereinrichtung (7) mit wenigstens einem hydraulischen Schaltgerät (13), einem elektrischen Getriebesteuergerät (11 ) und von diesen ansteuerbaren Steuerventileinrichtungen (12) ausgebildet ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die hydraulische Steuereinrichtung (7) in einem senkrecht zur Längsachse (X) der Getriebevorrichtung (1 ) angeordneten Querschnittsbereich (16) vorgesehen ist, der zwischen dem Getriebeeingang (18) und der Einrichtung (5) zum Einstellen der Übersetzungen angeordnet ist.

Description

Friedrichshafen 2006-05-24
Anordnung der hydraulischen Komponenten in einem Aufomatαetriebe
Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung eines Fahrzeugs mit einer von einer hydraulischen Steuereinrichtung ansteuerbaren Einrichtung zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Praxis sind als Stufenautomatgetriebe ausgebildete Getriebe- vorrichtungen bekannt, bei welchen ein hydraulisches Schaltgerät einer hydraulischen Steuereinrichtung jeweils am äußeren Umfang eines Getriebegehäuses im Bereich eines Ölsumpfes angeordnet ist. Andere Bauteile der hydraulischen Steuereinrichtung, wie eine Pumpeneinrichtung oder ein elektrisches Steuergerät, sind entweder in einem radialen Bereich um eine Getriebeeingangswelle der Getriebevorrichtung angeordnet oder an einer anderen geeigneten Stelle im oder am Getriebegehäuse vorgesehen und über hydraulische sowie elektrische Leitungen jeweils mit den anderen Bauteilen der Steuereinrichtung wirkverbunden,
Derartige Getriebevorrichtungen sind durch die Anordnung des hydraulischen Schaltgerätes am Getriebegehäuse nachteilhafterweise in radialer Richtung durch einen großen Bauraumbedarf gekennzeichnet Zusätzlich sind zur Verbindung der an verschiedenen Positionen im und am Getriebegehäuse vorgesehenen Bauteile der hydraulischen Steuereinrichtung unerwünscht lange elektrische und hydraulische Leitungen erforderlich, die sowohl hohe elektrische als auch hydraulische Verlustleistungen verursachen, welche einen Wirkungsgrad der Getriebevorrichtungen herabsetzen.
Darüber hinaus ist aus der Praxis eine als sogenanntes CVT-Gefriebe (Cσntinuously-yariable-Iransmission-Getriebe) ausgeführte Getriebevorrich- Friedrichshafen 2006-05-24
tung bekannt, bei welcher eine zur Betätigung und Kühlung eines Variators und einer mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einer Wandler- überbrückungskupplung ausgeführten Anfahreinrichtung vorgesehene hydraulische Steuereinrichtung innerhalb eines Getriebegehäuses in einem senkrecht zu einer Längsachse der Getriebevorrichtung angeordneten Querschnittsbereich positioniert ist. Der Querschnittsbereich befindet sich auf einer dem Getriebeausgang zugewandten Seite des eine Einrichtung zum Einstellen von Übersetzungen darstellenden Variators, während die Anfahreinrichtung auf einer dem Getriebeeingang zugewandten Seite des Variators positioniert ist
Letztgenannte Getriebevorrichtung ist ebenfalls durch hohe hydraulische Verlustleistungen gekennzeichnet, da die Anfahreinrichtung von der hydraulischen Steuervorrichtung nur unter Umgehung des Variators am äußeren Umfang des Variators oder über in einer einen Teil des Variators tragenden Welle verlaufenden Hydraulikleitung mit dem zur Ansteuerung und Kühlung erforderlichen Hydraulikfluidvolumenstrom beaufschlagbar ist. Des Weiteren ist eine zur Erzeugung des Steuerdruckes vorgesehene Pumpeneinrichtung im Bereich des Variators angeordnet, die ebenfalls über zumindest eine Hydraulikleitung mit dem hydraulischen Schaltgerät verbunden ist, welche aufgrund ihrer Leitungslänge unerwünscht hohe Sfrömungsverluste verursacht. Die Strömungsverluste erhöhen eine Leistungsaufnahme der Pumpeneinrichtung im Betrieb der Getriebevorrichtung in einem den Wirkungsgrad der Getriebevorrichtung verschlechternden Umfang.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die durch einen hohen Wirkungsgrad und einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichnet sind. Friedrichshafen 2006-05-24
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst,
Es wird eine Getriebevorrichtung, insbesondere ein Stufenautomat- getriebe; eines Fahrzeugs mit einer im Bereich eines Getriebeeingangs angeordneten Pumpeneinrichtung und mit einer von einer hydraulischen Steuereinrichtung ansteuerbaren Einrichtung zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen vorgeschlagen, wobei die hydraulische Steuereinrichtung mit wenigstens einem hydraulischen Schaltgerät, einem elektrischen Getriebesteuergerät und von diesen ansteuerbaren Steuerventileinrichtungen ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind zumindest die Pumpeneinrichtung und das hydraulische Schaltgerät der hydraulischen Steuereinrichtung in einem senkrecht zu einer Längsachse der Getriebevorrichtung angeordneten Querschnittsbereich positioniert, der zwischen dem Getriebeeingang und der Einrichtung zum Einstellen der Übersetzungen angeordnet ist.
Dadurch sind sowohl die zur Ansteuerung der Einrichtung zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen als auch die hydraulische Leitung, über welche die Pumpeneinrichtung und das hydraulische Schaltgerät wirkverbunden sind, im Vergleich zu den bekannten Getriebevorrichtungen kürzer ausführbar und die den Wirkungsgrad einer Getriebevorrichtung verschlechternden hydraulischen Verlustleistungen auf einfache und kostengünstige Art und Weise reduziert. Des Weiteren weist eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung im Vergleich zu bekannten Getriebevorrichtungen zumindest in Umfangs- richtung auch einen geringeren Bauraumbedarf auf. da die Steuereinrichtung aus dem Umfangsbereich des Getriebegehäuses in den Innenraum des Getriebegehäuses verlagert ist.
Zusätzlich besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, die hydraulische Steuereinrichtung im Bereich des Getriebeeingangs zur Abdichtung Friedrichshafen 2006-05-24
des Getriebegehäuseinnenraumes zu verwenden, womit ein Dichtaufwand gegenüber herkömmlich ausgeführten Getriebevorrichtungen, die hierfür im Bereich des Getriebeeingangs mit zusätzlichen Bauteilen in Form von Dichtplatten ausgeführt sind, herabgesetzt ist. Dadurch werden die Herstellungskosten und ein Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung gegenüber herkömmlichen Lösungen reduziert und die Anforderungen an eine kompakte Bauweise von Getriebevorrichtungen zunehmend umgesetzt. Zusätzlich wird ein axialer Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Getriebevor- richtung in einem Fahrzeug im Vergleich zu herkömmlichen Getriebevorrichtungen durch die Anordnung des hydraulischen Schaltgerätes im Querschnittsbereich aufgrund der nicht mehr erforderlichen Bauteile zur Abdichtung des Getriebegehäuseinnenraumes bei geringerem radialem Bauraumbedarf im Wesentlichen nicht erhöht oder sogar verringert.
Durch die erfindungsgemäße benachbarte Anordnung der Pumpeneinrichtung und des hydraulischen Schaltgerätes der hydraulischen Steuereinrichtung sind diese auf einfache Art und Weise als vormontierbares Modul ausführbar, dessen Funktionsweise vor der Montage in das Getriebegehäuse mit geringem Aufwand überprüfbar ist und das in einem einzigen Montageschritt in das Getriebegehäuse der Getriebevorrichtung einsetzbar ist. Dies führt vorteilhafterweise zu einer Vereinfachung der Montage und darüber hinaus zu einer Reduzierung der Lagerhaltungskosten, da nur ein einziges kompaktes Modulbauteil vorgehalten werden muss.
Wird in einem benachbarten Bereich des Querschnittsbereichs wenigstens eine Anfahreinrichtung vorgesehen, welche als reibschlüssiges Schaltelement, vorzugsweise als Lamellenkupplung, als hydraulisches Schaltelement, wie eine hydrodynamische Kupplung oder ein hydrodynamischer örehmo- mentwandler, oder als hydrodynamisches Schaltelement, dem eine reibschlüssige Kupplung zum Überbrücken zugeordnet ist, ausgebildet sein kann: dann Friedrichshafen 2006-05-24
ist die erfindungsgemäße Anordnung der hydraulischen Steuereinrichtung besonders vorteilhaft, da die für die hydraulische Versorgung der Anfahrein rieh- tung und der Einrichtung zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen erforderlichen hydraulischen Leitungen hinsichtlich ihrer Länge optimiert sind und somit die darin wirkenden Leitungswiderstände und die Verlustleistungen auf ein Minimum herabgesetzt sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der Erfindung ist die Anfahreinrichtung zwischen der hydraulischen Steuereinrichtung und der Einrichtung zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen angeordnet. Dabei ist die Anfahreinrichtung mit sowohl mit einem als nasslaufende Kupplung oder als Trockenkupplung ausgeführten reibschlüssigen Schaltelement oder mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, der mit oder ohne Wandlerüberbrückungskupplung ausgebildet ist, ausführbar. Auch bei dieser Ausführung der Getriebevorrichtung nach der Erfindung besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit auf zusitzliche Bauteile im Eingangsbereich der Getriebevorrichtung zum Abdichten von nicht geschlossenen bzw. nicht öldichten reibschlüssigen Schaltelementen zu verzichten, da diese durch die hydraulische Steuereinrichtung abgedichtet werden können.
Die Getriebevorrichtung ist hinsichtlich der Länge der Hydraulikleitungen auch optimiert, wenn die hydraulische Steuereinrichtung zwischen der Anfahreinrichtung und der Einrichtung zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen direkt benachbart zueinander angeordnet ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Übersichtlichkeit Friedrichshafen 2006-05-24
halber für bau- und funktionsgleiche Baufeile dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Es zeigt
Fig. 1 eine stark schematisierte Prinzipskizze einer Getriebevorrichtung mit einer Anfahreinrichtung und einer hydraulischen Steuereinrichtung und
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Prinzipskizze der Getriebevorrieh- tung mit einer alternativen Anordnung der hydraulischen Steuereinrichtung.
In Fig. 1 ist eine stark schematisierte Getriebevorrichtung 1 dargestellt, welche zum Einsatz in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, ausgelegt ist.
Ein Antriebsmoment einer Antriebsmaschine 3 wird mittels einer Getriebeeingangswelle 2 in die Gefriebevorrichtung 1 eingeleitet. Die Getriebevorrichtung 1 weist ein Getriebegehäuse 4 auf, in dem neben einer Einrichtung 5 zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen eine Anfahreinrichtung 6, welche vorliegend als nasslaufende reibschlüssige Kupplung ausgebildet ist und eine hydraulische Steuereinrichtung 7 vorgesehen sind. Die nasslaufende reibschlüssige Kupplung 6 ist zwischen der Einrichtung 5 zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen und der hydraulischen Steuereinrichtung 7 angeordnet.
Die Getriebevorrichtung 1 ist vorliegend als Stufenautomatikgetriebe ausgebildet, wobei die verschiedenen Übersetzungsstufen im Bereich der Einrichtung 5 durch eine hydraulische Ansteuerung verschiedener und in der Zeichnung nicht näher dargestellter Schaltelemente mit Hilfe der hydraulischen Steuereinrichtung 7 eingestellt werden können und das Antriebsmoment der Friedrichshafen 2006-05-24
Antriebsmaschine 3 über eine Abtriebswelle 8 entsprechend gewandelt in Richtung eines Abtriebes des Fahrzeuges weitergeleitet wird.
Schaltungen in der Getriebevorrichtung 1 werden dabei durch entsprechende steuereinrichtungsseitige Druckbeaufschlagung der Schaltelemente der Einrichtung 5 durchgeführt. Der für den Betrieb der Getriebevorrichtung 1 erforderliche hydraulische Druck wird von einer Pumpeneinrichtung 10 der hydraulischen Steuereinrichtung 7 erzeugt. Der Pumpendruck wird im Bereich eines hydraulischen Schaltgerätes 13 in die für die Schaltungen jeweils erforderlichen Steuerdrücke umgewandelt, die anschließend über hydraulische Leitungen an den jeweilig anzusteuernden Schaltelementen der Einrichtung 5 zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen angelegt werden. Das zur Ansteuerung der Schaltelemente verwendete Hydraulikfluid erfüllt neben der Schmierung der Schaltelemente der Einrichtung 5 zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen auch die Funktion der Kühlung der Schaltelemente.
Ebenso wie die Einrichtung 5 zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen wird auch die nasslaufende Kupplung 6 von der Pumpeneinheit 10 zur Betätigung, Schmierung und Kühlung mit hydraulischem Druck bzw. Hydraulikfluid versorgt.
Dabei wird der von der Pumpeneinheit 10 erzeugte Druck mittels von einer elektrischen Getriebesteuerung 11 der hydraulischen Steuereinrichtung 7 ansteuerbaren und vorliegend als Magnetventile ausgebildeten Steuerventileinrichtungen 12 der hydraulischen Steuereinrichtung 7 in der für den Betrieb der Getriebevorrichtung 1 jeweils erforderlichen Höhe sowohl den Schaltelementen der Einrichtung 5 zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen als auch der nasslaufenden Kupplung 8 zugeführt. Innerhalb der Steuereinrichtung 7 wird das von der Pumpeneinrichtung 10 verdichtete Hydraulikfluid über eine Kanalplatte 13A des hydraulischen Schaltgerätes 13, die mit einem an Friedrichshafen 2006-05-24
sich bekannten Steuerkanalsystem ausgebildet ist, in Richtung der Ventile 12 geführt. Zwischen dem Steuerkanalsystem der Kanalplatte 13A und den Ventilen 12 ist ein Zwischenblech 14 angeordnet, um das im Steuerkanalsystem der Kanalplatte 13A befindliche Hydraulikfluid an definierten Übergabestellen an die verschiedenen Ventile 12 weiterleiten zu können. Dazu ist das Zwischenblech 14 mit mehreren Bohrungen ausgeführt, über die das Steuerkanalsystem der Kanalplatte 13A jeweils mit den Ventilen 12 in Verbindung steht.
Die Purnpeneinrichtung 10, die elektrische Getriebesteuerung 11. die Ventile 12, das hydraulische Schaltgerät 13 sowie das Zwischenblech 14 der hydraulischen Steuereinrichtung 7 sind alle in einem senkrecht zu einer Längsachse X der Getriebevorrichtung 1 angeordneten Querschnittsbereich 16 der Getriebeeingangswelle 2 angeordnet und wenigstens teilweise mit nicht näher dargestellten Schrauben miteinander verbunden. Der Querschnittsbereich 16 ist wie in Fig. 1 dargestellt im Bereich des Getriebeeinganges 18 zwischen der Antriebsmaschine 3 und der nasslaufenden Kupplung 6 angeordnet und umgibt die Getriebeeingangswelle 2 als Ringraum in radialer Richtung. Dabei ist die Pumpeneinrichtung 10 direkt auf der Getriebeeingangswelle 2 angeordnet und von dem hydraulischen Schaltgerät 13, d. h. zumindest von der Kanalplatte 13A und von den Ventilen 12, wiederum direkt umgeben, womit die hydraulische Leitung zwischen der Pumpeneinrichtung und dem hydraulischen Schaltgerät 13 der hydraulischen Steuereinrichtung 7 nur eine geringe Länge mit einem niedrigen Strömungswiderstand aufweist.
Die hydraulische Steuereinrichtung 7 ist in vorteilhafter Weise als vorgefertigtes Modul ausgeführt, das als Baueinheit in einem einzigen Montage- prozess einfach in das Getriebegehäuse 4 der Getriebevorrichtung 1 einbaubar ist und dessen Funktionsweise vor dem Einbau in das Getriebegehäuse 4 in einer geeigneten Prüfeinrichtung überprüfbar ist. Friedrichshafen 2006-05-24
Aufgrund der offenen Bauart der nasslaufenden reibschlüssigen Kupplung 6 ist eine Abdichtung der Getriebevorrichtung 1 im Bereich des Getriebeeinganges 18 notwendig, welche bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung 1 durch die hydraulische Steuereinrichtung 7 realisiert ist. Somit sind separate Bauteile zur Abdichtung des Getriebeinnenraumes nicht erforderlich, wodurch ein axialer Bauraumbedarf der Getriebevorrichtung 1 gering gehalten wird.
Grundsätzlich sind als reibschlüssige Kupplungen ausgebildete Anfahreinrichtungen im Vergleich zu mit hydrodynamischen Schaltelementen bzw. Drehmomentwandlern ausgeführte Anfahreinrichtungen in radialer Richtung durch geringere Abmessungen gekennzeichnet. Aus diesem Grund sind Getriebegehäuse bei der Verwendung eines hydrodynamischen Schaltelementes oder Drehmomentwandlers als Anfahreinrichtung im Bereich des Getriebeeingangs im Vergleich zu Getriebekonzepten, welche mit reibschlüssigen Kupplungen als Anfahreinrichtungen ausgebildet sind, mit größeren äußeren Abmessungen ausgeführt.
Wird in ein für ein hydrodynamisches Schaltelement bzw. Anfahrelement ausgelegtes Getriebegehäuse eine als reibschlüssige Kupplung ausgeführte Anfahreinrichtung eingebaut, ist diese aufgrund ihres im Vergleich zum Dreh- momentwandier geringeren Durchmessers in Bezug auf den Getriebeeingang in axialer Richtung tiefer im Getriebegehäuse anordenbar. Der dann im Bereich des Getriebeeinganges freibleibende Querschnittsbereich steht für die Anordnung der hydraulischen Steuereinrichtung 7 zur Verfügung, ohne ein Getriebegehäuse eines bestehenden Getriebekonzeptes konstruktiv verändern zu müssen.
Durch den im Vergleich zu einem Drehmomentwandler geringeren radialen Bauraumbedarf einer als reibschlüssige Kupplung ausgeführten Anfahr- Friedrichshafen 2006-05-24
einrichtung steht beim Einbau einer als reibschlüssige Kupplung ausgeführten Anfahreinrichtung in einem für einen Drehmomentwancller dimensionierten Getriebegehäuse zwischen dem äußeren Umfang der reibschlüssigen Kupplung und dem Getriebegehäuse ein freier Bauraum 16A zur Verfügung, in welchem zumindest Teile der hydraulischen Steuereinrichtung anordenbar sind. Eine derartige Vorgehensweise bietet auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, einen Bauraumbedarf der hydraulischen Steuereinrichtung 7 in axialer Erstreckung der Getriebevorrichtung 1 zu verringern und eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung 1 in axialer Richtung mit im Vergleich zu herkömmlich ausgeführten Getriebevorrichtungen zumindest gleicher Länge ausführen zu können.
So besteht beispielsweise die Möglichkeit die Ventile 12 der hydraulischen Steuereinrichtung 7 in dem freien Bauraum um die reibschlüssige Kupplung 6 herum in der Art einer Revolvertrommel mit einer in Bezug auf die Längsachse X der Getriebevorrichtung 1 parallelen Orientierung zu positionieren, wobei derart angeordnete Ventile in der Zeichnung unter dem Bezugszeichen 12 näher dargestellt sind. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Ventile oder alle Ventile im freien Bauraum angeordnet sind und/oder dass die Pumpeneinrichtung 10 und/oder die elektrische Getriebesteuerung 11 in diesem Bereich positioniert sind.
Neben der revolvertrommelähnlichen Anordnung der Ventile 12 kann der Fachmann deren Orientierung bezüglich der Längsachse X der Getriebevorrichtung 1 auch dahingehend variieren, dass die Ventile sternförmig zur Getriebeeingangswelle 2 bzw. jeweils parallel zueinander in einer liegenden oder einer stehenden Position in einer senkrecht zu der Getriebeeingangswelle stehenden Ebene angeordnet sind, wobei Ventile mit derartigen Orientierungen in der Zeichnung unter dem Bezugszeichen 12' näher dargestellt sind. Friedrichshafen 2006-05-24
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit die Ventile in Bezug auf die Längsachse X schräg anzuordnen, wobei in der letztgenannten Anordnung vorgesehene Ventile in der Zeichnung unter dem Bezugszeichen 12" näher gezeigt sind.
In Fig. 2 ist eine alternative Anordnung der hydraulischen Steuereinrichtung 7 in der Getriebevorrichtung 1 gezeigt, bei der die hydraulische Steuereinrichtung 7 zwischen der Einrichtung 5 zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen und der Kupplung 6 positioniert ist. Bei dieser Anordnung sind die hydraulischen Leitungen zur Versorgung der Einrichtung 5 zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen als auch zur Versorgung der nasslaufenden Kupplung δ hinsichtlich ihrer Länge optimiert, wodurch die Verlustleistungen aufgrund von Strömungswiderständen auf ein Minimum reduziert sind und ein Wirkungsgrad der Getriebevorrichtung im Vergleich zu an sich bekannten Getriebekonzepten verbessert ist.
Die vorbeschriebene Anordnung der hydraulischen Steuereinrichtung 7 ist auch bei einer Getriebevorrichtung vorteilhaft, bei welcher eine der Schaltkupplungen der Einrichtung zur Darstellung verschiedener Übersetzungen die Funktionalität einer Anfahreinrichtung übernimmt, so dass die Getriebevorrichtung ohne eine separate Anfahreinrichtung ausgeführt ist.
Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, die Anfahreinrichtung anstatt mit einer nasslaufenden reibschlüssigen Kupplung mit einer Trockenkupplung auszuführen. Neben reibschlüssigen Kupplungen kann selbstverständlich auch ein hydrodynamischer Drehmornentwandler bzw. eine Föttinger-Kupplung als Anfahreinrichtung vorgesehen werden, wobei diese zur Reduzierung von Verlustleistungen auch zusammen mit einer Überbrückungskupplung eingesetzt werden können. Friedrichshafen 2006-05-24
Friedrichshafen 2006-05-24
Bezugszeichen
1 Getriebevorrichtuπg
2 Getriebeeingangswelle
3 Antriebsmaschine
4 Getriebegehäuse
5 Einrichtung zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen
6 Anfahreinrichtung
7 hydraulische Steuereinrichtung
8 Abtriebswelle
10 Pumpeneinheit
11 elektrische Getriebesteuerung
12, 12', 12" Ventile
13 hydraulisches Schaltgerät
13A Kanalplatte
14 Zwischenblech
16 Querschnittsbereich
16A Bau räum
18 Eingangsbereich
X Längsachse

Claims

Friedrichshafen 2006-05-24Patentansprüche
1. Getriebevorrichtung, insbesondere Stufenautomatgetriebe, eines Fahrzeugs mit einer im Bereich eines Getriebeeinganges angeordneten Pumpeneinrichtung (10) und mit von einer hydraulischen Steuereinrichtung (7) ansteuerbaren Einrichtung (5) zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen, wobei die hydraulische Steuereinrichtung (7) mit wenigstens einem hydraulischen Schaltgerät (13). einem elektrischen Getriebesteuergerät (11 ) und von diesen ansteuerbaren Steuerventileinrichtungen (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Steuereinrichtung (7) in einem senkrecht zur Längsachse (X) der Getriebevorrichtung (1 ) angeordneten Querschnittsbereich (16) vorgesehen ist, welcher zwischen dem Getriebeeingang (18) und der Einrichtung (5) zum Einstellen der Übersetzungen angeordnet ist.
2. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem benachbarten Bereich des Querschnittsbereichs (16) wenigstens eine Anfahreinrichtung (6) vorgesehen ist,
3. Getriebevorrichfung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahreinrichtung (6) mit einem reibschlüssigen Schaltelement ausgebildet ist.
4. Getriebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahreinrichtung mit einem hydrodynamischen Schaltelement, insbesondere einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer hydrodynamischen Kupplung, ausgebildet ist. Friedrichshafen 2006-05-24
5. Getriebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahreinrichtung mit einem hydrodynamischen Schaltelement, insbesondere einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer hydrodynamischen Kupplung, und einem zugeordneten reibschlüssigen Schaltelement zum Überbrücken des hydrodynamischen Schaltelementes ausgebildet ist.
6. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahreinrichtung (6) zwischen der hydraulischen Steuereinrichtung (7) und der Einrichtung (5) zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen angeordnet ist
7. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Steuereinrichtung (7) zwischen der Anfahreinrichtung (6) und der Einrichtung (5) zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen angeordnet ist.
8. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Steuereinrichtung (7) mit einer Kanalplatte (13A) und mit einem Zwischenblech (14) mit Übergabestellen für Hydraulikfluid zwischen der Kanalplatte (13A) und den Steuerventileinrichtungen (12) ausgebildet ist
9. Getriebevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (10 bis 14) der hydraulischen Steuereinrichtung (7) wenigstens teilweise mittels Schrauben miteinander verbunden sind und ein vorfertigbares Modul ausbilden.
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