DE102012202470B3

DE102012202470B3 - Lamellenschaltelement

Info

Publication number: DE102012202470B3
Application number: DE102012202470A
Authority: DE
Inventors: Derk Langenkämper; Harald Müller; Anton Fritzer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2032-02-18
Also published as: US20130213758A1; CN103256316B; US8960399B2; CN103256316A

Abstract

Es wird ein Lamellenschaltelement eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend mehrere Außenlamellen (2) und mehrere Belaglamellen (1), die axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wobei die Außenlamellen (2) mehrere plan ausgeführte Außenlamellen (AL1) und mehrere gewellt ausgeführte Außenlamellen (AL2, AL3) umfassen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lamellenschaltelement eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Lamellenschaltelement mehrere Außenlamellen und mehrere Belaglamellen umfasst, welche axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind.
Bei Lamellenschaltelementen ist das Lamellentaumeln ein bekanntes Problem, welches bei hohen Differenzdrehzahlen zwischen den Außen- und den Belaglamellen im geöffneten Zustand des Schaltelementes verstärkt wird, wobei bei Schaltelementen großen Durchmessers mit großen Umfangsgeschwindigkeiten insbesondere die Außenlamellen zum Taumeln neigen. Es handelt sich hierbei um Nutations- und Präzessionsbewegungen einzelner Lamellen, die mit ansteigender Drehzahl zu periodischen, axialen Schwingungen des gesamten Lamellenpakets führen. In nachteiliger Weise führt das Lamellentaumeln zu hohen Schleppmomenten und resultiert in einer Temperaturerhöhung. Das Lamellentaumeln kann auch bei betragsmäßig geringen Leerlaufdrehmomenten in sehr hohen Verlustmomenten resultieren, da einige Lamellen durch taumelnde Bewegungen eine vergrößerte Reibung gegen das umgebende Medium und/oder gegen benachbarte Lamellen erzeugen; ferner kann Lamellentaumeln zur Beschädigung bzw. Zerstörung des Lamellenschaltelementes führen.
Des Weiteren kann ein Haften der Belaglamellen an den Außenlamellen des Schaltelementes im geöffneten Zustand ebenfalls zu erhöhten Schleppmomenten und Temperaturen führen.
Um ein Lamellentaumeln und ein Haften der Belaglamellen an den Außenlamellen zu verhindern, ist aus dem Stand der Technik bekannt, Außenlamellen gewellt auszuführen. Hierbei wird durch die Wellung das Lamellentaumeln gedämpft bzw. verhindert; ferner werden durch die Wellung aneinander haftende Lamellen getrennt.
Beispielsweise ist aus der US 7,806,245 B2 ein Kupplungssystem bekannt, welches eine von einem Drehmoment rotierte Drehachse, wenigstens eine Druckplatte, die an einem Außenbereich der Drehachse angeordnet ist und die in axialer Richtung zur Drehachse bewegbar ist, wenigstens eine Scheibe, die abwechselnd mit der Druckplatte angeordnet ist und die in axialer Richtung zur Drehachse bewegbar ist, und einen Kolben, der an der Scheibe in axialer Richtung zur Drehachse eine Kraft aufbringt, so dass eine Reibungskraft zwischen der Druckplatte und der Scheibe erzeugt wird. Hierbei weist jede Scheibe wenigstens einen Knick bzw. eine Welle entlang ihrer radialen Richtung auf; eine weitere Lamellenkupplung mit gleichgerichtet gewellten Lamellen geht aus der US 2,927,673 A hervor.
Des Weiteren geht aus der US 1,340,885 A eine Lamellenkupplung mit gleichgerichtet gewellten Lamellen und gegengerichtet gewellten Lamellen hervor.
Aus der DE 102008063662 A1 ist eine weitere Lamellenkupplung mit mehreren Außenlamellen und mehreren Belaglamellen bekannt, die axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind. Dabei sind bis auf die beiden beidseits des Lamellenpaketes angeordneten und plan ausgeführten Endlamellen vorzugsweise alle Außenlamellen in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung gewellt ausgeführt.
Eine Wellung auf den Außenlamellen kann als geometrische Störung betrachtet werden, die in Verbindung mit den sich drehenden Belaglamellen zu einer Schwingung des Systems führt, welche durch die entsprechende Momentenübertragung über den Antriebsstrang bei den Schaltvorgängen spürbar ist. Eine Ausgestaltung einer Lamellenschaltelementes mit gegengerichtet gewellten Lamellen resultiert in einer Reduzierung der Schwingungen bei den Schaltvorgängen, führt aber dazu, dass die Elastizität des gesamten Lamellenpakets erhöht wird, was in nachteiliger Weise zu Problemen bei der Regelung der Schaltvorgänge führt, die sich in Form von spürbaren Momentenstößen bemerkbar machen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lamellenschaltelement eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei dem ein Lamellentaumeln und ein Haften der Belaglamellen an den Außenlamellen bei einer möglichst geringen Schwingungsanregung und bei einer geringen Elastizität des gesamten Lamellenpakets verhindert werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Lamellenschaltelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 2 bzw. des Patentanspruchs 3 bzw. Patentanspruchs 4 gelöst.
Demnach wird ein Lamellenschaltelement eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend mehrere Außenlamellen und mehrere Belaglamellen, die axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wobei die Außenlamellen mehrere plan ausgeführte Außenlamellen und mehrere gewellt ausgeführte Außenlamellen umfassen.
Die gewellten Außenlamellen können gleichgerichtet angeordnet sein oder Außenlamellen umfassen, die gegengerichtet zu den übrigen gewellten Außenlamellen angeordnet sind, wobei in diesem Fall die gewellt ausgeführten Außenlamellen axial betrachtet jeweils paarweise zueinander gegengerichtet angeordnet sein können.
Gemäß der Erfindung können die plan und die gewellt ausgeführten Außenlamellen beliebig angeordnet sein, so dass sämtliche Kombinationen möglich sind. Vorzugsweise sind die Außenlamellen im Lamellenpaket des Lamellenschaltelementes derart geschichtet, dass aneinander haftende Bereiche des Lamellenpakets beim Öffnen des Schaltelementes sicher getrennt werden und ein Lamellentaumeln weitgehend gedämpft wird.
Durch die unterschiedlich ausgeführten Außenlamellen des Lamellenpakets können hinsichtlich des Lamellentaumelns und/oder des Haftens der Belaglamellen an den Außenlamellen kritische Bereiche gezielt optimiert werden.
Bei hinsichtlich des Lamellentaumelns und/oder des Haftens der Belaglamellen an den Außenlamellen unkritischen Bereichen des Lamellenpakets werden vorzugsweise plan ausgeführte Außenlamellen eingesetzt, so dass die Elastizität des Lamellenpakets gezielt reduziert werden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung der unterschiedlichen Wellung von Außenlamellen zur Veranschaulichung der Anordnung gleichgerichtet und/oder gegengerichtet gewellter Außenlamellen;
2: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lamellenschaltelementes;
3: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lamellenschaltelementes; und
4: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lamellenschaltelementes.
Lamellenschaltelemente sind dem Fachmann bestens bekannt, so dass im Rahmen der folgenden Figurenbeschreibung nur die erfindungsrelevanten Bauteile dargestellt und erläutert werden.
Im linken Teil der 1 ist eine Anordnung von zwei Außenlamellen 2 und einer Belaglamelle 1 dargestellt, bei der die Außenlamellen 2 als gleichgerichtet gewellte Lamellen vom Typ AL2 ausgeführt und angeordnet sind. Im rechten Teil der 1 sind die Außenlamellen 2 als zueinander gegengerichtet gewellte Lamellen vom Typ AL2 bzw. AL3 ausgeführt und angeordnet.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 2 umfasst ein erfindungsgemäßes Lamellenschaltelement mehrere Außenlamellen 2 und mehrere Belaglamellen 1, wobei die Außenlamellen 2 mehrere plane und gewellte Außenlamellen umfassen. In 2 sind die plan ausgeführten Außenlamellen 2 mit dem Bezugszeichen AL1 versehen, wobei die mit dem Bezugszeichen AL2, AL3 bezeichneten Außenlamellen 2 den Lamellen vom Typ AL2 bzw. AL3 aus 1 entsprechen.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Außenlamellen 2 derart geschichtet, dass axial betrachtet nach vier plan ausgeführten Außenlamellen AL1 eine Außenlamelle vom Typ AL2, eine Außenlamelle vom Typ AL3 und eine Außenlamelle vom Typ AL2 angeordnet sind, so dass die gewellt ausgeführten Außenlamellen 2 zueinander jeweils paarweise gegengerichtet angeordnet sind.
Bezugnehmend auf 3 kann ein erfindungsgemäßes Lamellenschaltelement mehrere Außenlamellen 2 und mehrere Belaglamellen 1 aufweisen, wobei die Außenlamellen 2 mehrere plane Außenlamellen AL1 und mehrere gleichgerichtet angeordnete gewellte Lamellen AL2 umfassen.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel sind axial betrachtet nach vier plan ausgeführten Außenlamellen AL1 drei gleichgerichtet angeordnete gewellte Lamellen AL2 vorgesehen, d. h. die Außenlamellen 2 sind axial betrachtet in der Reihenfolge plan ausgeführte Außenlamellen AL1 – gewellt ausgeführte Außenlamellen AL2 angeordnet.
Durch diese Ausgestaltung wird die Elastizität des Lamellenpakets gezielt reduziert, wobei im hinsichtlich des Lamellentaumelns und/oder des Haftens der Belaglamellen an den Außenlamellen kritischen Bereich des Lamellenpakets die gewellt ausgeführten Außenlamellen AL2 eingesetzt sind.
Gegenstand der 4 ist eine Ausführungsform, bei der die plan ausgeführten Lamellen AL1 und die gewellt ausgeführte, gleichgerichtete Lamellen AL2 axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Belaglamelle
2: Außenlamelle
AL1: plan ausgeführte Außenlamelle
AL2: gewellt ausgeführte Außenlamelle
AL3: gewellt ausgeführte Außenlamelle

Claims

Lamellenschaltelement eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend mehrere Außenlamellen (2) und mehrere Belaglamellen (1), die axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wobei die Außenlamellen (2) mehrere plan ausgeführte Außenlamellen (AL1) und mehrere gewellt ausgeführte Außenlamellen (AL2), die in Bezug auf ihre Wellung gleichgerichtet angeordnet sind, umfassen und wobei die plan ausgeführten Lamellen (AL1) und die gewellt ausgeführten Lamellen (AL2) axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind, derart, dass zwischen einer plan ausgeführten Lamelle (AL1) und einer zu dieser benachbarten gewellt ausgeführten Lamelle (AL2) jeweils genau eine Belaglamelle (1) angeordnet ist.
Lamellenschaltelement eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend mehrere Außenlamellen (2) und mehrere Belaglamellen (1), die axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wobei die Außenlamellen (2) mehrere plan ausgeführten Außenlamellen (AL1) und mehrere gewellt ausgeführten Außenlamellen (AL2), die in Bezug auf ihre Wellung gleichgerichtet angeordnet sind, umfassen und wobei die gewellt ausgeführten Außenlamellen (AL2) axial betrachtet neben den plan ausgeführten Außenlamellen (AL1) angeordnet sind, derart, dass zwischen zwei benachbarten plan ausgeführten Lamellen (AL1) jeweils eine Belaglamelle (1) angeordnet ist und zwischen zwei benachbarten gewellt ausgeführten Lamellen (AL2) jeweils genau eine Belaglamelle (1) angeordnet ist.
Lamellenschaltelement eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend mehrere Außenlamellen (2) und mehrere Belaglamellen (1), die axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wobei die Außenlamellen (2) mehrere plan ausgeführten Außenlamellen (AL1) und mehrere gewellt ausgeführten Außenlamellen (AL2, AL3) umfassen, wobei die gewellten Außenlamellen Außenlamellen (AL3) umfassen, die in Bezug auf ihre Wellung derart gegengerichtet zu den übrigen gewellten Außenlamellen (AL2) angeordnet sind, dass die gewellt ausgeführten Außenlamellen (Al2, AL3) axial betrachtet jeweils paarweise zueinander gegengerichtet angeordnet sind, und wobei die plan ausgeführten Lamellen (AL1) und die gewellt ausgeführten Lamellen (AL2, AL3) axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind, derart, dass zwischen einer plan ausgeführten Lamelle (AL1) und einer zu dieser benachbarten gewellt ausgeführten Lamelle (AL2, AL3) jeweils genau eine Belaglamelle (1) angeordnet ist.
Lamellenschaltelement eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend mehrere Außenlamellen (2) und mehrere Belaglamellen (1), die axial betrachtet abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wobei die Außenlamellen (2) mehrere plan ausgeführten Außenlamellen (AL1) und mehrere gewellt ausgeführten Außenlamellen (AL2, AL3) umfassen, wobei die gewellten Außenlamellen Außenlamellen (AL3) umfassen, die in Bezug auf ihre Wellung derart gegengerichtet zu den übrigen gewellten Außenlamellen (AL2) angeordnet sind, dass die gewellt ausgeführten Außenlamellen (Al2, AL3) axial betrachtet jeweils paarweise zueinander gegengerichtet angeordnet sind, und wobei die gewellt ausgeführten Außenlamellen (AL2, AL3) axial betrachtet neben den plan ausgeführten Außenlamellen (AL1) angeordnet sind, derart, dass zwischen zwei benachbarten plan ausgeführten Lamellen (AL1) jeweils eine Belaglamelle (1) angeordnet ist und zwischen zwei benachbarten gewellt ausgeführten Lamellen (AL2, AL3) jeweils genau eine Belaglamelle (1) angeordnet ist.