DE10248172A1

DE10248172A1 - Kupplungsanordnung für ein Getriebe

Info

Publication number: DE10248172A1
Application number: DE10248172A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. Biermann; Peter Dipl.-Ing. Tiesler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: US7001298B2; DE10248172B4; US20040077449A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für ein Getriebe, mit einer Kupplung (1), die einen Lamellenträger (3) und eine innerhalb des Lamellenträgers (3) angeordnete Servoeinrichtung (10) mit dynamischem Druckausgleich zur Betätigung der Kupplung (1) aufweist, sowie mit einem Planetenträger eines Planetenradsatzes (26), dessen Stegblech (27) in axialer Richtung an einen Druckausgleichsraum (15) des dynamischen Druckausgleichs der Servoeinrichtung (10) angrenzt. Es wird vorgeschlagen, daß das Stegblech (27) mit dem Lamellenträger (3) verdrehfest verbunden ist und über ein Sicherungselement (31) an dem Lamellenträger (3) axial derart fixiert ist, daß die Servoeinrichtung (10) gegen den Lamellenträger (3) durch die axiale Fixierung des Stegblechs (27) vorgespannt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für ein Getriebe, mit einer Kupplung, die einen Lamellenträger und eine innerhalb des Lamellenträgers angeordnete Servoeinrichtung mit dynamischem Druckausgleich zur Betätigung der Kupplung aufweist, sowie mit einem Planetenträger eines Planetenradsatzes, dessen Stegblech in axialer Richtung an einen Druckausgleichsraum des dynamischem Druckausgleichs der Servoeinrichtung angrenzt.

Bauteilanordnungen von Getrieben mit einer Kupplung und einem dazu benachbart angeordneten Planetenradsatz sind aus dem Stand der Technik vielfältig bekannt. Beispielsweise offenbart die US 6,120,410 eine im Detail auskonstruierte Kupplungsanordnung mit einer Lamellenkupplung, in derem topfförmigen Außenlamellenträger Lamellen, eine Servoeinrichtung mit einem Kolben, einem Ringfederpaket zur Rückstellung des Kolbens, sowie einer Stauscheibe eines dynamischen Druckausgleichs angeordnet sind. Radial unterhalb des Lamellenpaketes ist ein Planetenradsatz angeordnet. Ein Druckausgleichsraum des dynamischen Druckausgleichs der Kupplung wird dabei aus der Stauscheibe und dem Kolben gebildet. Ein Druckraum der Kupplung ist entsprechend auf der dem Planetenradsatz gegenüberliegenden Seite des Kolbens angeordnet. Die Rückstellkraft des zwischen Kolben und Stauscheibe eingespannten Ringfederpaketes stützt sich an einem Sicherungsring ab, der die Stauscheibe axial gegenüber dem Außenlamellenträger fixiert. Eine Schmiermittelzufuhr zu dem Druckausgleichsraum erfolgt über eine Schmierbohrung im Nabenbereich des Außenlamellenträgers.

Ein Stegblech eines Planetenträgers des Planetenradsatzes grenzt axial an den Druckausgleichsraums der Kupplung an. Dabei ist das Stegblech an seinem Außendurchmesser mit einem Innenlamellenträger der Kupplung kraftschlüssig fest verbunden. In das Stegblech sind Planetenbolzen eingesetzt, auf denen Planetenräder gelagert sind. Zur Planetenradschmierung weisen die Planetenbolzen jeweils eine als Sackloch ausgebildete Zentralbohrung und eine zur Mitte des jeweiligen Planetenrades hin gerichtete radiale Bohrung auf. Das Schmiermittel wird den Planetenbolzen von der Seite des Stegblechs her zugeleitet, die an den Druckausgleichsraum der Kupplung axial angrenzt. Zur Verbesserung der axialen Einleitung des Schmiermittels in die Zentralbohrung der Planetenbolzen ist ein Schmiermittelfangblech vorgesehen, das an dem Stegblech auf einem Durchmesser oberhalb der Planetenbolzen befestigt ist, auf der dem Druckausgleichsraum der Kupplung zugewandten Seite des Stegblechs. Die Schmiermittelzuführung für die Planetenradschmierung erfolgt nicht über die Schmierbohrung des Lamellenträgers, über den der Druckausgleichsraum mit Schmiermittel versorgt wird, sondern über ein Gleitlager, über das der Lamellenträger an einer feststehenden Getriebegehäusewand gelagert ist. Die den Planetenrädern zugeführte Schmiermittelmenge ist also annähernd die Leckagemenge dieses Gleilagers.

Bei dieser Kupplungsanordnung der US 6,120,410 bilden Außenlamellenträger, Kolben, Ringfederpaket, Stauscheibe und Lamellen der Kupplung eine vormontierbare Kupplungsbaugruppe, die als ganzes in das Getriebe einbaubar ist. Der mit Planetenbolzen, Planetenrädern, Stegblech und einem Innenlamellenträger vorkomplettierte Planetenradsatz bildet eine separate Baugruppe, die erst nach der Montage der Kupplungsbaugruppe in das Getriebe auch in das Getriebe montierbar ist. Zur Einhaltung eines definierten Einbaumaßes des Planetenträgers relativ zu der Stauscheibe der Kupplung ist ein Abstandselement vorgesehen, welches wegen der möglichen Relativdrehzahl zwischen Innenlamellenträger und Stauscheibe als Lagerscheibe ausgebildet ist. Der Planetenträger selber ist nicht an dem Außenlamellenträger axial fixiert.

Der benötigte axiale Bauraum der in der US 6,120,410 offenbarten Kupplungsanordnung ist aufgrund der speziellen Bauteilanordnung von Kupplung und benachbartem Planetenradsatz sowie der ausgeführten Schmiermittelzuführung für den dynamischen Druckausgleich der Kupplung und für die Planetenradschmierung relativ groß.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend von dem Stand der Technik, eine Kupplungsanordnung für ein Getriebe, die eine Kupplung mit einem Lamellenträger und einer innerhalb des Lamellenträgers angeordneten Servoeinrichtung mit dynamischem Druckausgleich, sowie einen Planetenträger eines Planetenradsatzes, dessen Stegblech in axialer Richtung an einen Druckausgleichsraum des dynamischem Druckausgleichs der Servoeinrichtung angrenzt, aufweist, hinsichtlich axialer Baulänge und hinsichtlich Montagefreundlichkeit weiterzuentwickeln.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Demnach weist die Kupplungsanordnung für ein Getriebe, eine Kupplung mit einem Lamellenträger und einer innerhalb des Lamellenträgers angeordneten Servoeinrichtung mit dynamischem Druckausgleich zur Betätigung der Kupplung auf, sowie einem Planetenträger eines Planetenradsatzes, dessen Stegblech in axialer Richtung an einen Druckausgleichsraum des dynamischem Druckausgleichs der Servoeinrichtung angrenzt. Erfindungsgemäß ist dabei das Stegblech mit dem Lamellenträger verdrehfest verbunden und über ein Sicherungselement an dem Lamellenträger axial derart fixiert, daß die Servoeinrichtung gegen den Lamellenträger durch die axiale Fixierung des Stegblechs vorgespannt wird.

In einer ersten Ausgestaltung der axialen Fixierung des Stegblechs stützt sich eine auf einen Kolben der Servoeinrichtung wirkende Rückstellfeder der Servoeinrichtung direkt an dem Stegblech ab.

In einer zweiten Ausgestaltung der axialen Fixierung des Stegblechs stützt sich die auf den Kolben der Servoeinrichtung wirkende Rückstellfeder der Servoeinrichtung direkt an einer relativ zum Stegblech ortsfesten Stauscheibe des Druckausgleichsraums ab, wobei sich die Stauscheibe wiederum direkt an dem Stegblech abstützt.

Vorzugsweise bilden Lamellen, Lamellenträger, Servoeinrichtung und Druckausgleichsraum der Kupplung zusammen mit einem vorkomplettierten Planetenträger des Planetenradsatzes eine vormontierbare Bauguppe, die als ganzes in das Getriebe einbaubar ist, wobei der vorkomplettierte Planetenträger das Stegblech, in das Stegblech eingesetzten Planetenbolzen und auf den Planetenbolzen gelagerte Planetenräder aufweist. Der Lamellenträger ist vorzugsweise als Außenlamellenträger ausgebildet, kann aber auch als Innenlamellenträger ausgeführt sein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zur Schmiermittelversorgung des Druckausgleichsraums und einer Planetenradschmierung eine gemeinsame Schmiermittelzuführung vorgesehen. Dabei ist auf der dem Druckausgleichsraum zugewandten Seite des Stegblechs, axial zwischen dem Stegblech und einer Anlagefläche des Lamellenträgers, eine profilierte Distanzscheibe eingespannt, welche den Druckausgleichraum räumlich von einer stegseitigen Schmiermittelkammer der Planetenradschmierung trennt und zur Bildung dieser Schmiermittelkammer auf einem Radius oberhalb der Planetenbolzen gegenüber dem Stegblech zumindest weitgehend schmiermitteldicht anliegt. Zur Realisierung einer möglichst kurzen axialen Baulänge weist die profilierte Distanzscheibe auf ihrem Umfang verteilt axial geprägte Wellungen radialer Richtung auf, deren durch die axiale Prägung gebildeteten Nuten entweder mit dem Druckausgleichsraum oder mit der Schmiermittelkammer in Verbindung stehen. Die gemeinsame Schmiermittelzuführung für den dynamischen Druckausgleich der Kupplung und für die Planetenradschmierung erfolgt in einem Bereich des Innendurchmessers der profilierten Distanzscheibe, wobei Schmiermittel zur Planetenradschmierung aus der Schmiermittelkammer den Planetenrädern über in das Stegblech eingesetzte Planetenbolzen zugeleitet wird.

In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung des Druckausgleichsraum wird dieser durch die profilierte Distanzscheibe als axial feststehende Stauscheibe und durch einen topfförmigen Abschnitt des axial verschiebbaren Kolbens der Servoeinrichtung gebildet.

In einer zweiten konstruktiven Ausgestaltung des Druckausgleichsraum kann dieser auch durch eine axial feststehende Wand, die aus der profilierten Distanzscheibe und einem zylindrischen Abschnitt des Stegblechs besteht, und durch einen topfförmigen Abschnitt des axial verschiebbaren Kolbens der Servoeinrichtung, gebildet werden.

Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten vorgeschlagenen konstruktiven Ausgestaltung des Druckausgleichsraums kann dabei die profilierte Distanzscheibe eine zwischen Druckausgleichsraum und Schmiermittelkammer wirkende Überlaufkante aufweisen und relativ zu der gemeinsamen Schmiermittelzuführung derart angeordnet sein, daß das am Innendurchmesser der profilierten Distanzscheibe angeströmende Schmiermittel zumindest weitgehend zuerst den Druckausgleichsraum der Kupplung befällt, und daß das Schmiermittel erst bei befülltem Druckausgleichsraum über die Überlaufkante der axial profilierten Distanzscheibe in die Schmiermittelkammer der Planetenradschmierung geleitet wird.

In einer anderen Ausgestaltung der Verteilung des zugeführten Schmiermittels zwischen Druckausgleichraum und Planetenradschmierung kann sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten vorgeschlagenen konstruktiven Ausgestaltung des Druckausgleichsraums vorgesehen sein, daß die profilierte Distanzscheibe relativ zu der gemeinsamen Schmiermittelzuführung derart angeordnet ist, daß das am Innendurchmesser der profilierten Distanzscheibe angeströmende Schmiermittel teilweise dem Druckausgleichsraum der Kupplung und teilweise der Schmiermittelkammer der Planetenradschmierung zugeleitet wird.

In einer dritten konstruktiven Ausgestaltung des Druckausgleichsraum wird vorgeschlagen, daß der Druckausgleichsraum durch das Stegblech als axial feststehende Wand und durch einen topfförmigen Abschnitt des axial verschiebbaren Kolbens der Servoeinrichtung gebildet wird, wobei die profilierte Distanzscheibe entfällt. In diesem Fall wird die von der gemeinsamen Schmiermittelzuführung für den dynamischen Druckausgleich und die Planetenradschmierung zugeführte gesamte Schmiermittelmenge zunächst in den Druckausgleichraum geleitet. Das Schmiermittel für die Planetenradschmierung gelangt direkt aus dem Druckausgleichsraum über Bohrungen der jeweiligen in das Stegblech eingesetzte Planetenbolzen, auf denen die Planetenräder gelagert sind, zu den Planetenrädern. Zur Erzielung einer definierten Schmiermittelverteilung kann in eine Zentralbohrung der jeweiligen Planetenbolzen beispielsweise eine Blende eingesetzt sein oder diese Zentralbohrung als Stufenbohrung ausgeführt sein.

Anhand der folgenden 1 bis 6 wird die Erfindung nun näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer beispielhaften ersten erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung;
2 einen Schnitt „X-X" gemäß 1;
3 eine Schmiermittelzuführungs-Variante der ersten Kupplungsanordnung;
4 eine Schnittdarstellung einer beispielhaften zweiten erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung;
5 einen Schnitt „Y-Y" gemäß 4; und
6 eine Schnittdarstellung einer beispielhaften dritten erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
Bauelement gleicher Bauart bzw. vergleichbarer Funktion sind auch mit gleichen Bezugszeichens versehen.
In 1 ist eine beispielhafte erste erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung im Schnitt dargestellt, mit einer Kupplung 1 und einem benachbart zur Kupplung 1 angeordnetem Planetenradsatz 26. Als Außen- und Belaglamellen ausgebildete Lamellen 2 der Kupplung 1 sind innerhalb eines topfförmigen, als Außenlamellenträger ausgebildeten Lamellenträgers 3 der Kupplung 1 angeordnet. Der im dargestellten Beispiel mehrstückig ausgebildete Lamellenträger 3 kann selbstverständlich auch einstückig ausgeführt sein. Ebenfalls innerhalb der topfförmigen Lamellenträgers 3 angeordnet ist eine Servoeinrichtung 10 der Kupplung 1 zur Betätigung der Lamellen 2. Hierzu weist die Servoeinrichtung 10 einen Kolben 11, der zusammen mit einer entsprechend ausgebildeten Wand des Lamellenträgers 3 einen Druckraum 14 bildet. Eine Druckbeaufschlagung dieses Druckraums 14 über eine Druckzuführbohrung 7 des Lamellenträgers 3 bewirkt nach Überwindung einer Rückstellkraft einer beispielhaft als Tellerfeder ausgebildeten Rückstellfeder 13 eine axiale Verschiebung des Kolbens 11 gegen die Lamellen 2. Auf der dem Druckraum 14 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 11 ist ein auf den Kolben 11 wirkender Druckausgleichsraum 15 angeordnet, über den ein infolge Kupplungsrotation auftretender dynamischer Druck der Kupplung 1 zumindest annähernd ausgeglichen wird. Hierzu wird der Druckausgleichsraum 15 mit Schmiermittel befüllt, welches über eine in einer Nabe 5 des Lamellenträgers 3 angeordnete Schmierbohrung 6 zugeführt wird. Der im dargestellten Beispiel in baulängensparender Bauweise radial unterhalb der Lamellen 2 angeordnete Druckausgleichsraum 15 wird durch eine profilierte Distanzscheibe 16 als axial feststehende Stauscheibe und durch einen topfförmigen Abschnitt 12 des axial verschiebbaren Kolbens 11 der Servoeinrichtung 10 gebildet. An ihrem Außendurchmesser ist die profilierte Distanzscheibe 16 über einen Dichtring 17 gegen den topfförmigen Abschnitt 12 des Kolbens 11 axial verschiebbar abgedichtet.
Auf der der Servoeinrichtung 10 zugewandten Seite der Kupplung 1 ist ein Stegblech 27 eines Planetenträgers des Planetenradsatzes 26 angeordnet, axial unmittelbar angrenzend an die den Druckausgleichsraum 15 bildende profilierte Distanzscheibe. Erfindungsgemäß ist das Stegblech 27 dabei über ein Mitnahmeprofil 4 des Lamellenträgers 3 im Bereich der Nabe 5 mit dem Lamellenträger 3 verdrehfest (formschlüssig) verbunden und über ein Sicherungselement 31 an dem Lamellenträger 3 axial derart fixiert ist, daß die Servoeinrichtung 10 gegen den Lamellenträger 3 durch die axiale Fixierung des Stegblechs 27 vorgespannt wird. Erfindungsgemäß stützt sich dabei die auf den Kolben 11 der Servoeinrichtung 10 wirkende Rückstellfeder 13 der Servoeinrichtung 10 direkt an der relativ zum Stegblech 27 ortsfesten profilierten Distanzscheibe 16 ab, wobei sich die profilierte Distanzscheibe 16 wiederum direkt an dem Stegblech 27 abstützt. Das beispielsweise als Sicherungsring oder als geteilte Sicherungsscheibe ausgebildete Sicherungselement 31 greift in eine radiale Nut 9 der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 ein. Die Federkraft der Rückstellfeder 13 der Servoeinrichtung 10 erzeugt also die axiale Vorspannung des Stegblechs 27.
Planetenräder 32 des Planetenradsatzes 26 auf der der Kupplung 1 abgewandten Seite des Stegblechs 27 angeordnet. Zur Lagerung der Planetenräder 32 sind in das Stegblech 27 eingesetzte Planetenbolzen 33 vorgesehen. Infolge dieser Anordnung des Planetenradsatzes 26 relativ zur Kupplung 1 und der Ausbildung des Lamellenträgers 3 als Außenlamellenträger wirkt die Betätigungskraft der Servoeinrichtung 10 vom Druckraum 14 der Kupplung 1 aus gesehen axial in Richtung des Planetenradsatzes 26.
In einer anderen Ausgestaltung kann der Lamellenträger auch als Innenlamellenträger ausgeführt sein, wobei das Stegblech unverändert mit der Nabe des Lamellenträgers verdrehfest verbunden ist und an den Druckausgleichsraum axial angrenzt. In diesem Fall wirkt die Betätigungskraft der Servoeinrichtung 10 vom Druckraum 14 der Kupplung 1 aus gesehen axial in zum Planetenradsatzes 26 entgegengesetzter Richtung.
Zur Planetenradschmierung weisen die Planetenbolzen 33 jeweils eine Zentralbohrung 34 auf, in die Schmiermittel von der dem Druckausgleichsraum 15 der Kupplung 1 zugewandten Seite her geleitet wird. Über mindestens eine – nicht näher dargestellte – radial gerichtete Bohrung des jeweiligen Planetenbolzens gelangt das Schmiermittel von der jeweiligen Zentralbohrung 34 zu der Lagerung der Planetenräder 32.
Wie in 1 ersichtlich, trennt die profilierte Distanzscheibe 16 den Druckausgleichraum 15 räumlich von einer stegblechseitigen Schmiermittelkammer 25 der Planetenradschmierung. Zur Bildung dieser Schmiermittelkammer 25 liegt die profilierte Distanzscheibe 16 auf einem Radius oberhalb der Planetenbolzen 33 gegenüber dem Stegblech 27 zumindest weitgehend schmiermitteldicht an. Im dargestellten Beispiel ist an dieser Dichtfläche 18 der Distanzscheibe 16 eine Dichtung 19 vorgesehen, die beispielsweise als Runddichtring, Lippendichtring oder Flachdichtung ausgebildet und auch auf die Distanzscheibe 16 oder auf das Stegblech 27 aufgeklebt bzw. aufvulkanisiert sein kann. Das in der Schmiermittelkammer 25 befindliche Schmiermittel wird über die Zentralbohrungen 35 der Planetenbolzen 33 (und die nicht dargestellten radial gerichteten Bohrungen der Planetenbolzen) der Lagerung der Planetenräder 32 zugeführt.
Für den dynamischen Kupplungsdruckausgleich und die Planetenradschmierung ist eine gemeinsame Schmiermittelzuführung A vorgesehen, die im Bereich des Innendurchmessers der profilierten Distanzscheibe 16 angeordnet ist und über die bereits erwähnte Schmierbohrung 6 des Lamellenträgers 3 erfolgt. Der Schmiermittelfluß in den Druckausgleichsraum 15 ist dabei mit B bezeichnet, der Schmiermittelzufluß zur Schmiermittelkammer 25 der Planetenradschmierung mit C. Zur Erzielung einer möglichst kurzen axialen Baulänge der Kupplungsanordnung weist die profilierte Distanzscheibe 16 erfindungsgemäß auf ihrem Umfang verteilt axial geprägte Wellungen radialer Richtung auf, deren durch die axiale Prägung gebildeteten Nuten entweder mit der Schmiermittelkammer 25 oder mit dem Druckausgleichsraum 15 in Verbindung stehen.
Zur besseren Verständlichkeit ist in 2 ein Schnitt „X-X" durch die Nabe 5 gemäß 1 dargestellt, mit der profilierten Distanzscheibe 16 und dem Stegblech 27, wobei die profilierte Distanzscheibe 16 schmiermittelkammerseitige Nuten 20 und druckausgleichsraum seitigen Nuten 21 der geprägten Wellung, sowie die Anlagefläche 18 am Stegblech 27 aufweist.
In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die profilierte Distanzscheibe 16 relativ zu der Schmierbohrung 6 des Lamellenträgers 3 derart angeordnet, daß das zugeführte Schmiermittel zunächst zumindest weitgehend über die druckausgleichsraumseitigen Nuten 21 der geprägten Wellung der Distanzscheibe 16 in den Druckausgleichsraum 15 gefördert wird (Schmiermittelfluß A). Erst wenn der Druckausgleichsraum 15 befällt ist, strömt Schmiermittel radial unterhalb einer Überlaufkante 22 der profilierten Distanzscheibe 16 von dem Druckausgleichsraum 15 hinüber in die schmiermittelkammerseitigen Nuten 20 der geprägten Wellung der Distanzscheibe 16 und somit in die Schmiermittelkammer 25 (Schmiermittelfluß B). Auf diese Weise wird eine funktionsmäßig höhere Priorität des dynamischen Kupplungsdruckausgleichs gegenüber der Planetenradschmierung sichergestellt. Eine derartige Anordnung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine kurzfristige Mangelschmierung des Planetenradsatzes unkritisch ist, eine Funktionsstörung der Kupplung jedoch unbedingt vermieden werden soll.
In vorteilhafter Weise bilden bei der beschriebenen beispielhaften ersten Kupplungsanordnung die Lamellen 2, der Lamellenträger 3, die Servoeinrichtung 10 und die den Druckausgleichsraum bildende profilierte Distanzscheibe 16 zusammen mit dem vorkomplettierten Planetenträger des Planetenradsatzes 26 eine vormontierbare Bauguppe minimierter axialer Baulänge, die als ganzes in das Getriebe einbaubar ist. Dabei weist der vorkomplettierte Planetenträger das Stegblech 27, die in das Stegblech 27 eingesetzten Planetenbolzen 33 und die auf den Planetenbolzen 33 gelagerte Planetenräder 32 auf und spannt – wie beschrieben – die Servoeinrichtung 10 gegenüber dem Lamellenträger 3 vor.
Zur Erhöhung der Sicherheit – insbesondere bei hohen Drehzahlen der Kupplung – weist das Sicherungselement 31, über welches das Stegblech 27 gegenüber der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 vorgespannt ist, zusätzliche eine radial wirkende Sicherung auf. Hierzu ist an dem Stegblech 27 eine axiale Durchstellung 30 vorgesehen, die sich auf einem Durchmesser unmittelbar oberhalb des Sicherungselementes 31 axial in Richtung des Sicherungselementes 31 erstreckt. Im montierten Zustand der Baugruppe greift die Durchstellung 30 axial derart über das Sicherungselement 31, daß das Sicherungselement 31 in der Nut 9 der Nabes 5 des Lamellenträgers 3 in radialer Richtung fixiert ist. Eine derartige axiale Durchstellung 30 des Stegblechs 27 kann beispielsweise durch einen einfachen Preßvorgang hergestellt werden. Um das Sicherungselement 31 in die Nut 9 zu montieren, wird das Stegblechs 27 auf der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 in Richtung Servoeinrichtung 10 um einen definierten Weg über die Nut 9 hinaus verschoben und hierdurch der für das Einsetzen des Sicherungselementes 31 in die korrespondierende Nut 9 erforderliche Freigang hergestellt. Nach der Montage drückt die Rückstellfeder 13 der Servoeinrichtung 10 das Stegblech 27 zurück gegen das Sicherungselement 31.
3 zeigt eine Variante für die Schmiermittelzuführung zum Druckausgleichsraum 15 der Kupplung 1 und zur Schmiermittelkammer 25 der Planetenradschmierung. Bis auf die konstruktive Ausgestaltung der profilierten Distanzscheibe 16 und die räumliche Lage der Schmierbohrung 6 im Bereich der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 entspricht die in 3 dargestellte Kupplungsanordnung der anhand 1 zuvor erläuterten ersten beispielhaften Kupplungsanordnung. Unverändert ist eine gemeinsame Schmiermittelzuführung A für den dynamischen Kupplungsdruckausgleich und die Planetenradschmierung vorgesehen. Das Schmiermittel wird über die Schmierbohrung 6 des Lamellenträgers 3 im Bereich des Innendurchmessers des profilierten Distanzscheibe 16 zuführt. Im Unterschied zu 1 ist die profilierte Distanzscheibe 16 nunmehr relativ zu der Schmierbohrung 6 des Lamellenträgers 3 derart angeordnet, daß das am Innendurchmesser der profilierten Distanzscheibe 16 angeströmende Schmiermittel teilweise dem Druckausgleichsraum 15 der Kupplung 1 (Schmiermittelfluß B) und teilweise der Schmiermittelkammer 25 der Planetenradschmierung des Planetenradsatzes 26 (Schmiermittelfluß C) zugeleitet wird.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß dynamischer Kupplungsdruckausgleich und Planetenradschmierung mit gleicher Priorität mit Schmiermittel versorgt werden.
In einer anderen Ausgestaltung der Schmiermittelzuführung mit gleicher Priorität für dynamischen Kupplungsdruckausgleich und Planetenradschmierung können in der Nabe des Lamellenträgers beispielsweise auch mehrere Schmierbohrungen vorgesehen sein, die derart angeordnet sind, daß eine erste Schmierbohrung in den Druckausgleichsraum des dynamischen Kupplungsdruckausgleich mündet und eine zweite Schmierbohrung in die Schmiermittelkammer der Planetenradschmierung.
Anhand 4 wird nun eine zweite beispielhafte Kupplungsanordnung gemäß der Erfindung erläutert. Hinsichtlich prinzipiellem und funktionsmäßigem Aufbau entspricht diese zweite Kupplungsanordnung im wesentlichen der zuvor anhand
1 detailliert beschriebenen ersten Kupplungsanordnung. Unverändert grenzt das Stegblech 27 des Planetenradsatzes 26 an den Druckausgleichsraum 15 der Kupplung 1 an. Im Unterschied zu 1 wird der Druckausgleichsraum 15 nunmehr gebildet durch den topfförmigen Abschnitt 12 des axial verschiebbaren Kolbens 11 der Servoeinrichtung 10 und eine axial feststehende Stauscheibe, welche aus der profilierten Distanzscheibe 16 und einen zylindrischen Abschnitt 28 des Stegblechs 27 besteht. Dabei ist der zylindrische Abschnitt 28 des Stegblechs 27 an seinem Außendurchmesser über einen Dichtring 29 gegen den topfförmigen Abschnitt 12 des Kolbens 11 axial verschiebbar abgedichtet. Die profilierte Distanzscheibe 16 bildet eine dem Kolben 11 gegenüberliegende weitgehend senkrechte Wand, die axial unmittelbar an das Stegblech 27 angrenzt und gegenüber dem Stegblech 27 auf einem Durchmesser oberhalb der Planetenbolzen 33 zumindest weitgehend schmiermitteldicht abgedichtet ist (Dichtfläche 18, Dichtung 19). Die profilierte Distanzscheibe trennt – wie in 1 – den Druckausgleichsraum 15 räumlich von der stegblechseitigen Schmiermittelkammer 25.
Unverändert ist das Stegblech 27 über das Mitnahmeprofil 4 des Lamellenträgers 3 im Bereich der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 mit dem Lamellenträger 3 verdrehfest (formschlüssig) verbunden und über das Sicherungselement 31 an dem Lamellenträger 3 axial derart fixiert ist, daß die Servoeinrichtung 10 gegen den Lamellenträger 3 durch die axiale Fixierung des Stegblechs 27 vorgespannt wird. Im Unterschied zu 1 stützt sich die auf den Kolben 11 der Servoeinrichtung 10 wirkende Rückstellfeder 13 der Servoeinrichtung 10 nunmehr direkt an dem Stegblech 27 ab. Die Federkraft der Rückstellfeder 13 der Servoeinrichtung 10 erzeugt dabei unverändert die axiale Vorspannung des Stegblechs 27.
Zur axialen Fixierung der profilierten Distanzscheibe 16 gegenüber dem Stegblech 27 ist in dem in 4 dargestellten Beispiel eine Vernietung 24 vorgesehen, jedoch können auch andere bekannte Befestigungen wie federelastische Clipse oder eine Verklebung vorgesehen sein.
wie bei der zuvor anhand 1 beschriebenen ersten erfindungsbemäßen Kupplungsanordnung ist zur Erhöhung der Sicherheit insbesondere bei hohen Drehzahlen der Kupplung auch bei der zweiten erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung zusätzliche eine radial wirkende Sicherung für das Sicherungselement 31, über welches das Stegblech 27 gegenüber der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 vorgespannt ist, vorgesehen. Wie in 4 ersichtlich, ist hierzu an dem Stegblech 27 eine axiale Durchstellung 30 vorgesehen, die sich auf einem Durchmesser unmittelbar oberhalb des Sicherungselementes 31 axial in Richtung des Sicherungselementes 31 erstreckt. Im montierten Zustand der Baugruppe greift die Durchstellung 30 axial derart über das Sicherungselement 31, daß das Sicherungselement 31 in dessen korrespondierender Nut der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 in radialer Richtung fixiert ist. Um das Sicherungselement 31 in die Nut 9 zu montieren, weist die profilierte Distanzscheibe 16 - im Unterschied zu 1 – im Bereich ihres Innendurchmessers einen in axialer Richtung federnden Abschnitt 23 auf, der an der Anlagefläche 8 der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 anliegt. Bei der Montage des Stegblechs 27 auf der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 wird dieser federnde Abschnitt 23 der profilierten Distanzscheibe 16 reversibel zusammengedrückt und der für das Einsetzen des Sicherungs elementes 31 in die korrespondierende Nut 9 erforderliche Freigang durch die axiale Verschiebung des Stegblechs 27 in Richtung Servoeinrichtung 10 um einen definierten Weg über die Nut 9 hinaus hergestellt. Nach der Montage drückt die Rückstellfeder 13 der Servoeinrichtung 10 das Stegblech 27 zurück gegen das Sicherungselement 31.
Zur besseren Verständlichkeit ist in 5 ein Schnitt „Y-Y" durch die Nabe 5 des Lamellenträgers 3 gemäß 4 dargestellt, mit der profilierten Distanzscheibe 16, mit den schmiermittelkammerseitigen Nuten 20 und dem Stegblech 27, wobei die profilierte Distanzscheibe 16 die Anlagefläche 18 am Stegblech 27, die schmiermittelkammerseitigen Nuten 20 und die druckausgleichsraumseitigen Nuten 21 der geprägten Wellung, sowie den an der Anlagefläche 8 der Nabe 5 anliegenden federnden Abschnitt 23 aufweist.
Das Schmiermittel wird dem Druckausgleichsraum 15 und der Schmiermittelkammer 25 über die in der Nabe 5 angeordnete Schmierbohrung 6 des Lamellenträgers 3 als gemeinsame Schmiermittelzuführung A zugeführt, im Bereich des Innendurchmessers der profilierten Distanzscheibe 16. Dabei teilt die profilierte Distanzscheibe 16 den zugeführtem Schmiermittelstrom in den Schmiermittelfluß B für den dynamischen Kupplungsdruckausgleich und in den Schmiermittelfluß C für die Planetenradschmierung. Die entsprechenden Nuten der axialen Wellung der profilierten Distanzscheibe 16 sind wieder mit 21 (druckausgleichsraumseitige Nut) und 20 (schmiermittelkammerseitige Nut) bezeichnet.
Je nach erforderlicher Priorität der Schmiermittelversorgung zwischen dynamischen Kupplungsdruckausgleich und Planeteneradschmierung wird der Fachmann bedarfsweise die zuvor anhand 1 und 3 beschrieben Varianten der Schmiermittelverteilung sinnvoll mit der Ausbildung des Druckausgleichsraums gemäß 4 kombinieren.
Anhand 6 wird nun eine dritte beispielhafte Kupplungsanordnung gemäß der Erfindung erläutert. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen konstruktiven Ausgestaltungen wird der Druckausgleichsraum 15 der Kupplung 1 nunmehr durch den topfförmigen Abschnitt 12 des Kolbens 11 der Kupplungs-Servoeinrichtung 10 und dem mit dem Lamellenträger 3 der Kupplung 1 verdrehfest verbundenen Stegblech 27 des Planetenradsatzes 26 gebildet. Dabei weist das Stegblech im Bereich seines Außendurchmessers – also auf einem Durchmesser oberhalb der in das Stegblech 27 eingesetzten Planetenbolzen 33 – einen zylindrischen Abschnitt 28 auf, der sich axial in Richtung der Kupplungs-Servoeinrichtung 10 erstreckt und gegenüber dem topfförmigen Abschnitt 12 des Kolbens 11 durch einen Dichtring 29 axial verschiebbar schmiermitteldicht abgedichtet ist.
Erfindungsgemäß stützt sich die Rückstellfeder 13 der Servoeinrichtung 10 axial an dem zylindrischen Abschnitt 28 des Stegblechs 27 an, wobei sich das Stegblech 27 wiederum über das in die Nut 9 der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 eingreifende Sicherungselement 31 an dem Lamellenträger 3 der Kupplung 1 abstützt.
Zur Schmiermittelversorgung des dynamischen Druckausgleichs der Kupplung 1 und der Planentenradschmierung des Planetenradsatzes 26 ist – wie bei den konstruktiven Ausgestaltungen gemäß 1 bis 5 – eine gemeinsame Schmiermittelzuführung A vorgesehen, die über mindestens eine in der Nabe 5 des Lamellenträgers 3 angeordnete Schmierbohrung 6 erfolgt. Das gesamte Schmiermittelmenge wird dabei in den Druckausgleichsraum 15 gefördert (Schmiermittelfluß B). Der Schmiermittelfluß C zu der Planetenradschmierung erfolgt aus dem Druckausgleichsraum 15 heraus über die in Richtung des Druckausgleichsraums 15 hin offenen Zentralbohrungen 34 der Planetenbolzen 33. Zur Einstellung der Schmierölmenge der Planetenradschmierung sind in die Zentralbohrungen 34 der Planetenbolzen 33 jeweils eine Blende 35 eingesetzt. In einer anderen Ausgestaltung können die Zentralbohrungen 34 der Planetenbolzen 33 jeweils auch als Stufenbohrungen ausgebildet sein.
Wie bei den beispielhaften Kupplungsanordnungen gemäß 1 bis 5 bilden auch bei der dritten erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung gemäß 6 die Lamellen 2 der Kupplung 1, der Lamellenträger 3, die Servoeinrichtung 10, der Druckausgleichsraum 15 zusammen mit dem vorkomplettierten Planetenträger des Planetenradsatzes 26 eine vormontierbare Bauguppe, die als ganzes in das Getriebe einbaubar ist, wobei der vorkomplettierte Planetenträger das Stegblech 27, in das Stegblech 27 eingesetzten Planetenbolzen 33 und die auf den Planetenbolzen 33 gelagerten Planetenräder 32 aufweist.

1: Kupplung
2: Lamellen der Kupplung
3: Lamellenträger der Kupplung
4: Mitnahmeprofil des Lamellenträgers
5: Nabe des Lamellenträgers
6: Schmierbohrung des Lamellenträgers
7: Druckzuführbohrung des Lamellenträgers
8: Anlagefläche des Lamellenträgers
9: Nut des Lamellenträgers
10: Servoeinrichtung der Kupplung
11: Kolben der Servoeinrichtung
12: topfförmiger Abschnitt des Kolbens
13: Rückstellfeder der Servoeinrichtung
14: Druckraum der Kupplung
15: Druckausgleichsraum der Kupplung
16: profilierte Distanzscheibe
17: Dichtring der Distanzscheibe
18: Dichtfläche der Distanzscheibe
19: Dichtung der Distanzscheibe
20: schmiermittelkammerseitige Nut der Distanzscheibe
21: druckausgleichsraumseitige Nut der Distanzscheibe
22: Überlaufkante der Distanzscheibe
23: federnder Abschnitt der Distanzscheibe
24: Vernietung der Distanzscheibe am Stegblech
25: Schmiermittelkammer der Planetenradschmierung
26: Planetenradsatz
27: Stegblech des Planetenradsatzes
28: zylindrischer Abschnitt des Stegblechs
29: Dichtring des Stegblechs
30: axiale Durchstellung des Stegblechs
31: Sicherungselement
32: Planetenrad des Planetenradsatzes
33: Planetenbolzen des Planetenradsatzes
34: Zentralbohrung des Planetenbolzens
35: Blende
A: Schmiermittelzuführung
B: Schmiermittelfluß zum Druckausgleichsraum
C: Schmiermittelfluß zur Schmiermittelkammer

Claims

Kupplungsanordnung für ein Getriebe, mit einer Kupplung (1), die einen Lamellenträger (3) und eine innerhalb des Lamellenträgers (3) angeordnete Servoeinrichtung (10) mit dynamischem Druckausgleich zur Betätigung der Kupplung (1) aufweist, sowie mit einem Planetenträger eines Planetenradsatzes (26), dessen Stegblech (27) in axialer Richtung an einen Druckausgleichsraum (15) des dynamischem Druckausgleichs der Servoeinrichtung (10) angrenzt, dadurch gekennzeichnet , daß das Stegblech (27) mit dem Lamellenträger (3) verdrehfest verbunden ist und über ein Sicherungselement (31) an dem Lamellenträger (3) axial derart fixiert ist, daß die Servoeinrichtung (10) gegen den Lamellenträger (3) durch die axiale Fixierung des Stegblechs (27) vorgespannt ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine auf einen Kolben (11) der Servoeinrichtung (10) wirkende Rückstellfeder (13) der Servoeinrichtung (10) direkt an dem Stegblech (27) abstützt.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine auf einen Kolben (11) der Servoeinrichtung (10) wirkende Rückstellfeder (13) der Servoeinrichtung (10) direkt an einer relativ zum Stegblech (27) ortsfesten Stauscheibe des Druckausgleichsraums (15) abstützt, wobei sich die Stauscheibe direkt an dem Stegblech (27) abstützt.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Lamellen (2) der Kupplung (1), Lamellenträger (3), Servoeinrichtung (10) und Druckausgleichsraum (15) zusammen mit dem vorkomplettierten Planetenträger des Planetenradsatzes (26) eine vormontierbare Bauguppe bilden, die als ganzes in das Getriebe einbaubar ist, wobei der vorkomplettierte Planetenträger das Stegblech (27), in das Stegblech (27) eingesetzten Planetenbolzen (33) und auf den Planetenbolzen (33) gelagerte Planetenräder (32) aufweist.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Druckausgleichsraum (15) zugewandten Seite des Stegblechs (27), axial unmittelbar an das Stegblech (27) angrenzend, eine profilierte Distanzscheibe (16) angeordnet ist, welche den Druckausgleichraum (15) räumlich von einer stegblechseitigen Schmiermittelkammer (25) einer Planetenradschmierung trennt und zur Bildung dieser Schmiermittelkammer (25) auf einem Radius oberhalb der Planetenbolzen (33) gegenüber dem Stegblech (27) zumindest weitgehend schmiermitteldicht anliegt, daß die profilierte Distanzscheibe (16) auf ihrem Umfang verteilt axial geprägte Wellungen radialer Richtung aufweist, deren durch die axiale Prägung gebildeteten Nuten (21, 20) entweder mit dem Druckausgleichsraum (15) oder mit der Schmiermittelkammer (25) in Verbindung stehen, und daß eine in einem Bereich des Innendurchmessers der profilierten Distanzscheibe (16) angeordnete gemeinsame Schmiermittelzuführung (A) für den dynamischen Druckausgleich der Kupplung (1) und für die Planetenradschmierung des Planetenradsatzes (26) vorgesehen ist, wobei Schmiermittel zur Planetenradschmierung aus der Schmiermittelkammer (25) den Planetenrädern über Bohrungen der in das Stegblech (27) eingesetzten Planetenbolzen (33) zugeleitet wird.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichsraum (15) durch die profilierte Distanzscheibe (16) als axial feststehende Stauscheibe und durch einen topfförmigen Abschnitt (12) des axial verschiebbaren Kolbens (11) der Servoeinrichtung (10) gebildet wird.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichsraum (15) durch eine axial feststehende Wand, die aus der profilierten Distanzscheibe (16) und einem zylindrischen Abschnitt (28) des Stegblechs (27) besteht, und durch einen topfförmigen Abschnitt (12) des axial verschiebbaren Kolbens (11) der Servoeinrichtung (10) gebildet wird.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Distanzscheibe (16) eine zwischen Druckausgleichsraum (15) und Schmiermittelkammer (25) wirkende Überlaufkante (22) aufweist und relativ zu der gemeinsamen Schmiermittelzuführung (A) derart angeordnet ist, daß das am Innendurchmesser der profilierten Distanzscheibe (16) angeströmende Schmiermittel zumindest weitgehend zuerst den Druckausgleichsraum (15) der Kupplung (1) befällt und erst bei befülltem Druckausgleichsraum (15) über die Überlaufkante (22) der profilierten Distanzscheibe (16) in die Schmiermittelkammer (25) der Planetenradschmierung geleitet wird.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Distanzscheibe (16) relativ zu der gemeinsamen Schmiermittelzuführung (A) derart angeordnet ist, daß das am Innendurchmesser der profilierten Distanzscheibe (16) angeströmende Schmiermittel teilweise dem Druckausgleichsraum (15) der Kupplung (1) und teilweise der Schmiermittelkammer (25) der Planetenradschmierung zugeleitet wird.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichsraum (15) durch das Stegblech (27) als axial feststehende Wand und durch einen topfförmigen Abschnitt (12) des axial verschiebbaren Kolbens (11) der Servoeinrichtung (10) gebildet wird.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Schmiermittelzuführung (A) für den dynamischen Druckausgleich der Kupplung (1) und für die Planetenradschmierung des Planetenradsatzes (26) vorgesehen ist, wobei das Schmiermittel für die Planetenradschmierung direkt aus dem Druckausgleichsraum (15) den Planetenrädern (32) über Bohrungen der jeweiligen Planetenbolzen (33) zugeleitet wird.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (31) zur axialen Fixierung des Stegblechs (27) an dem Lamellenträger (3) radial gesichert ist durch eine Durchstellung (30) des Stegblechs (27), die sich auf einem Durchmesser unmittelbar oberhalb des Sicherungselementes (31) axial in Richtung des Sicherungselementes (31) erstreckt.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 12 und einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Distanzscheibe (16) elastisch derart verformbar ist, daß das Stegblech (27) zur Montage des Sicherungselementes (31) an dem Lamellenträger (3) axial verschiebbar ist, wobei das Stegblech (27) nach der Montage des Sicherungselements (31) durch die Rückstellfeder (13) der Servoeinrichtung (10) gegen das Sicherungselement (31) zurückgedrückt wird.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenbolzen (33) jeweils eine Zentralbohrung (34) aufweisen, in die eine Blende (35) eingesetzt ist.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenbolzen (33) jeweils eine Zentralbohrung (34) aufweisen, die als Stufenbohrung ausgebildet ist.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellenträger (3) mindestens eine in einer Nabe (5) des Lamellenträgers (3) angeordnete Schmierbohrung (6) aufweist für die gemeinsame Schmiermittelzuführung (A) des dynamischen Druckausgleichs der Kupplung (1) und der Planetenradschmierung des Planetenradsatzes (26).
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellenträger (3) als Außenlamellenträger ausgebildet ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung (10) bei einer Betätigung der Kupplung (1) von einem Druckraum (14) der Kupplung (1) aus gesehen in Richtung des Planetenradsatzes (26) wirkt.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellenträger als Innenlamellenträger ausgebildet ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung bei einer Betätigung der Kupplung von einem Druckraum der Kupplung aus gesehen in zum Planetenradsatz entgegengesetzter Richtung wirkt.