DE2127827B2 - Automatisches Schaltgetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

55

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Schaltgetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem älteren, nicht vorveröffentlichten Schaltgetriebe dieser Art (DT-PS 21 31 483) sind die beiden die Reibscheiben tragenden Glocken koaxial und entgegengerichtet derart angeordnet, daß die zylindrische Wand der inneren Glocke teilweise von dem zylindrischen längsgenuteten Wandteil der äußeren Glocke übergriffen wird. Der im wesentlichen radial ausgerichtete Boden der äußeren Glocke ist an der die Freilaufnabe trasenden Hohlwelle befestigt und steht über diese mit einem inneren Zentralrad des Umlaufgetriebes in Antriebsverbindung. Im Hochleistungsbetrieb haben sich bei dieser Getriebeausführung einige Nachteile ergeben, die die Lebensdauer herabsetzten. Der flucht: und im wesentlichen radial verlaufende Boden der äußeren Glocke kann sich unter den hohen Druckmittelkräften verformen, was unter anderem zu einem ungleichmäßigen und damit erhöhten Verschleiß der Kupplungs-Reibscheiben führt. Da eine Verkleinerung des Glockendurchmessers zwangsläufig eine unzulässige Verkleinerung der Reibflächen nach sich zieht, wurde versucht, den Druckverformungen durch eine andere Formgebung des Glockenbodens zu begegnen. Eine derartige Änderung des Glockenbodens ergibt jedoch den insbesondere für moderne Kraftfahrzeuge mit Vorderradantrieb und querliegendem Motor-Getriebeblock entscheidenden Nachteil einer Vergrößerung der Axialabmessungtn. Ein weiterer Nachteil dieser Getriebeausführung ist die übermäßige Beanspruchung der Verbindung des Glockenbodens mit der Hohlwelle, die einmal dem hydraulischen Druck ausgesetzt ist und die auch noch die von der Glocke auf die Hohlwelle übertragenen Drehmomente aufnehmen muß. Insbesondere bei durch den hydraulischen Druck bereits mehr oder weniger vcrformtem Glockenboden können in diesem Bereich lokale Spannungsspitzen auftreten. die zum Bruch der Verbindung führen können.

Aus der FR-PS 20 18 066 ist ein automatisch schaltendes Getriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem die jeweils aus einem Bodenteil und einer Zylinderwand zusammengesetzten Glocken koaxial ineinander angeordnet und gleichsinnig ausgerichtet sind. Der zylindrische Teil der äußeren Glocke von beträchtlicher axialer Länge trägt an seinem Innenumfang einen Stützring und an seinem freien Ende einen Zahnkranz. der mit mindestens einem Umlaufrad des Umlaufgetriebes kämmt. Im Innenraum der äußeren Glocke ist ein Freilauf vorgesehen, dessen Außenring mit dem zylindrischen Mantel der Innenglocke verbunden ist und dessen Nabe mit dem inneren Zentralrad des Umlaufgetriebes kämmt. Der im wesentlichen radial verlaufende Boden dei äüucii-n Glocke ist an einer Buchse befestigt, die auf einem Axialansatz des Gehäuses gelagert ist. Die besonderen Nachteile dieser Getriebeausführung sind einmal die erheblichen Axialabmessungen, die eine Verwendung dieses Getriebes in einem Vorderrad-Antriebsblock ausschließen, und zum anderen die vergleichsweise geringe Stabilität der Außenglocke, die insbesondere auf den großen axialen Abstand zwischen den Reibscheiben und dem Zahnkranz zurückzuführen ist. Die Beanspruchungen dieses Bauteils setzen sich einmal aus dem zu übertragenden Drehmoment, das im dritten Gang den l,5fachen des Motor-Drehmoments entspricht, und zum anderen aus Fliehkräften bei hohen Drehzahlen zusammen, denen dieser lang zylindrische Bauteil ohne Verformungen nicht widerstehen kann. Zwar ist bei dieser Ausführung der Glockenboden keinen Torsionsbeanspruchungen ausgesetzt, eine durch Fliehkräfte bei hohen Drehzahlen und einem hohen Drehmoment erzeugte Beanspruchung wirkt jedoch auf den zylindrischen Glockenmantel.

Bei einem andersartigen Schaltgetriebe mit nur einer Kupplung, einer Bremse und zwei Planetenradsätzcn (US-PS 30 48 055) ist es bekannt, die als Bremstrommel ausgebildete Betätigungsvorrichtung füi die Reibclemente an ihrem einen axialen Ende durch einen auf einem Gehäuseteil gelagerten deckeiförmigen Bauteil

gn ihrem anderen Ende durch eine Ringplatte abzustützen. Bei dieser Getriebeausführung kann jedoch durch die gleichzeitige Funktion des zylindrischen Körpers als Bremstrommel und als Halterung der Kupplungspeibscheiben sowie eines äußeren Zentralrades des Umlaufgetriebes das Auftreten von Spannungsspitzen nicht vermieden werden.

Andere bekannte Ausführungen (US-PS 30 53 115; 30 35 457) enthalten Planetenradgetriebc mit zwei äu-Seren Zentralrädern und zwei Planetenradträgern (Stege), von denen der eine Steg und ein äußeres Zentralrad mit der Ausgangswelle verbunden sind. Ein die Reibscheiben tragender napfförmiger Bauteil ist mit dem das erste Planetengetriebe tragenden Wellenteil verbunden, wobei das Verbindungsglied glockenförmig ausgebildet ist. Die Kupplungen liegen konzentrisch axial hintereinander, wodurch sich eine erhebliche Länge des Gesamtgetriebes ergibt. Durch die Verbindung des napfförmigen Bauteils mit dem glockenförmigen Verbindungsglied können Torsionsspannungen nur in begrenztem Maße übertragen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem automatiichen Schaltgetriebe der eingangs genannten Art ohne Vergrößerung seiner Abmessungen die auf die äußere Glocke einwirkenden Druck-, Torsions- und Fliehkräfte so zu verteilen, daß unerwünschte Spannungsspitzen zwischen Welle und dem Glockenboden der äußeren Glocke vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Glocken in an sich bekannter Weise gleichgerichtet sind und daß die äußere Glocke durch eine am Ende ihres Mantels neben einer Kupplungs-Druckscheibe festgelegte mit der Hohlwelle verbundenen Ringplatte und durch eine mit dem Glockenboden fest verbundene Buchse direkt auf der Eingangswelle drehbar gelagert ist.

Durch die neben der Druckscheibe am Glockenmantel festgelegte und mit der Hohlwelle vorzugsweise verschweißte Ringplatte wird eine stabile Verbindung zwischen dem offenen Glockenende und dem einen infieren Zentralrad des Umlaufgetriebes geschaffen. Durch den geringen Abstand zwischen den Rcibungselementen und der Halterung des äußeren Ringplattenrandes werden Verwindungen dieses Mantelabschnitts ebenso wie drehzahlbedingte Verformungen sicher vermieden. Da ferner die Ringplatte ke^:nem hydraulischen Druck ausgesetzt ist, treten an der Verbindung zwischen der mit ihrem Boden drehbar auf der Eingangswelle gelagerten Glocke und der Hohlwelle keine Spannungskonzentrationen auf.

Durch die gegenüber bekannten Ausführungen geringen axialen Längen der längsgeniiteten T^rommelwandabschnitte ergibt sich eine vorteilhafte Vereinfachung der Glockenherstellung und beim Zusammenbau des Schaltgetriebes eine genauere Zentrierung der einzelnen Bauteile.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus einer anderen Aiisfüh rung des Schaltgetriebes.

Das in F i g. 1 dargestellte Schaltgetriebe umfaßi die folgenden Haupt-Baugruppen: Ein Gehäuse C. eine Eingangswelle 1, eine Ausgangswelle 2 mit einem Zahnrad 3, ein Umlaufgetriebe P, zwei Kupplungen /:i, C2, zwei Bremsen Fi, F2 und einen Freilauf R.

Auf der Eingangswelle 1 ist eine innere Glocke 4 von U-förmigem Querschnitt z. B. durch Elektronenstrahlschweißung befestigt, die aus einem Boden 5 und einem Glockenmantel 6 besteht. Im Mantel 6 sind innen; Längsnuren 7 eingearbeitet, in denen Reibscheiben 10 /-wischen zwei Druckscheiben 8 und 9 gehalten und durch einen Sprengring 11 gesichert sind. Eine an der inneren Mantelfläche im Übergangsbereich zum Glockenboden 5 angebrachte Buchse 12 begrenzt einen Zylinder für einen an der Eingangswelle 1 geführten Betätigungskolben 13. Eine Tellerfeder 14 drückt den Kolben 13 von der Scheibe 8 weg. Die innere Glocke 4 und der Betätigungskolben 13 begrenzen einen Arbeitsraum 15, der über einen Anschluß 16 und Kanäle 17, 18,19 mit Druckflüssigkeit gespeist wird. Weitere, mit den Reibscheiben 10 abwechselnde Reibscheiben 20 sind drehfest an einer Zwischenwelle 21 befestigt, die ein erstes inneres Zentralrad P\ des Umlaufgetriebes P trägt. Diese Anordnung bildet die Kupplung £1.

Die Eingangswelle 1 ist drehbar in einer Buchse 22 gelagert, die an ihrem Außenumfang einen Radialflansch 23 trägt, an dem eine äußere Glocke 24 befestigt ist. Diese die innere Glocke 4 umgebende äußere Glocke 24 besteht aus einem annähernd kegelstunipfförmigen Boden 25 und aus einem zylindrischen Mantel 26 und dient als Zylinder für einen an der Buchse 22 geführten Betätigungskolbcn 27, an dem sich eine Tellerfeder 28 abstützt. Dieser Kolben und die äußere Glocke 24 begrenzen eine Arbeitskammer 29, die von einem Anschluß 30 über Kanäle 31. 32. 33 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Der zylindrische Mantel 26 weist an seinem Innenumfang Längsnuten 34 auf. in denen Reibscheiben 27 zwischen zwei Druckscheiben 35, 36 gehalten sind, die mit drehfest am inneren Glockenmantel 6 befestigten Reibscheiben 28 abwechseln. Diese Anordnung bildet die Kupplung Ei.

Auf dem längsgenuteten Abschnitt 34 der Glocke 24 ist außerdem eine Ringplatte 39 aus formgepreßtem Blech befestigt, die zusammen mit den Druckscheiben 35, 36 und der Scheibe 37 durch ein Abstandsstück 40 und einen Sprengring 41 festgelegt ist. An ihrem inneren Umfang ist die Ringplatte 39 an einer Hohlwelle 42 z. B. durch Elektronenstrahlschweißung befestigt, die drehbar auf der Zwischenwelle 21 gelagert ist und ein zweites inneres Zcntralrad P2 des Umlaufgetriebes P trägt. Die Verbindung zwischen der Ringplatte 39 und der Welle 42 kann auch in anderer Weise, z. B. als Keilverzahnung, ausgeführt sein.

Auf der Hohlwelle 42 ist ferner eine Nabe 43 des Freilaufs R drehbar gelagert und /.. B. durch eine Verzahnungskupplung mit dem Steg 44 des Umlaufgetriebes verbunden. Ein Profilring 45 mit Gleitscheiben 46 ist über Tatzen 47 mit der Nabe 43 verbunden und steht mit der benachbarten Ringplatte 39 in Berührung. Der äußere Ring 48 des Freilaufs ist an einem am Gehäuse C festgelegten Haltekörper 49 befestigt.

Durch die Auslegung der beiden Glocken 4 und 24, deren Hohlräume nach der gleichen Richtung weisen, wird folgendes erreicht: Der Boden 25 der Glocke 24 kann kegelMumpfförmig sein, was eine größere Festigkeil gegenüber vom Druckmittel in der Kammer 29 erzeugten Kräften ergibt und Verformungen verhindert. Die Glocke 24 überträgt ferner im Bereich der Verbindung mit der Buchse 22 keine Drehmomente, so daß in dieser Zone auch keine sich überlagernden Beanspruchungen auftreten. Die Übertragung der Drehmomente

erfolgt über die Ringplatte 39, die entsprechend gestaltet und bemessen und nicht den Flüssigkeitsdrücken ausgesetzt ist. Demzufolge kann jeder der beiden Bauteile 25 und 39 derart ausgelegt werden, daß er die höchstmögliche Festigkeit gegenüber einer bestimmten Beanspruchungsart aufweist.

Auf Grund der erhöhten Stabilität der Außenglockc 24 können die Reibscheiben 37 und 38 eine ausreichend große radiale Breite aufweisen. Durch die doppelte Abstützung der Glocke sind sie genau zentriert, so daß ein gegenüber bekannten Ausführungen verringerter Verschleiß eintritt und eine längere Lebensdauer erreicht wird. Auf besonders einfache Weise erfolgt die Druckmittelspeisung der Arbeitsräume 15 und 29 durch die Eingangswelle 1.

Die Ausführung nach F i g. 2 unterscheidet sich von

der Ausführung nach F i g. 1 nur durch die Form der Glocken 4a und 24a, der an diese angepaßten Kolben 13a und 27a sowie der Ringplatte 39 und des Getriebegehäuses Ca. Die Glocken 4a und 24a haben eine Abstufung, so daß eine entsprechende Einziehung der Gehäusewand 50 zur Aufnahme eines Anlaß-Zahnrades 51 möglich wird. Die Ringplatte 39a ist formgepreßt und hat eine breite sickenartige Vertiefung 52 an der Innenseite, in die der freie Rand der Glocke 4a eingreift, wodurch die Längsabmessungen des Schaltgetriebes noch etwas weiter verringert weiden können. Die Ringplatte 39 bzw. 39a kann auch an die Druckscheibe 35 bzw. 35a angeschweißt und dadurch mit der Glocke verbunden werden. Ferner kann die Freilaufnabe am Steg des Umlaufgetriebes angeschweißt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Automatisches Schaltgetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Eingangswelle, einer Ausgangswelle, einem Umlaufrädergetriebe, dessen äußeres Zentralrad fest mit der Ausgangswelle, dessen Steg fest mit der Innennabe eines Freilaufs, dessen eines innere Zeniralrad mit einer Zwischenwelle und dessen zweites innere Zentralrad über eine Hohlwelle fest mit einer äußeren Kupplungsglocke verbunden ist, sowie mit mindestens drei in einem axialen Bereich des Getriebes konzentrisch übereinander angeordneten Lamellen-Kupplungen und -Bremsen, deren Reibscheiben an zwei konzenirischen, die Betätigungskolben aufnehmenden, einstückigen Glocken befestigt sir.d, von denen die äußere Glocke an ihrem Außenmantel die Reibscheiben für die Bremse und an ihrem Innenmantel die Druckscheiben für die eine Kupplung trägt und die mit ihrem Glockenboden an der Eingangswelle befestigte innere Glocke an ihrem Außenmantel die Reibscheiben dieser Kupplung und an ihrem Innenmantel die Druckscheiben der auf eine Zwischenwelle einwirkenden anderen Kupplung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Glocken (4, 24) in an sich bekannter Weise gleichgerichtet sind und daß die äußere Glocke (24) durch eine am Ende ihres Mantels (26) neben einer Kupplungs-Druckscheibe (35. 35a) festgelegte Ringplatte (39, 39a) mit der Hohlwelle (42) \erbunden und durch eine mil dem Glockenboden (25, 25a) fest verbundene Buchse (22) direkt auf der Eingangswelle (1) drehbar gelagert ist.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1. dadurch gckennzeichnet, daß die Ringplatte (39) mit der Hohlwelle (42) und mit der Druckscheibe (35) verschweißt ist.

3. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringplatte (39a) formgepreßt ist und eine sickenartig umlautende Vertiefung (52) an ihrer Innenseile aufweist, in die der äußere Rand der inneren Glocke (4a) hineinragt.

4. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (25) der äußeren Glocke (24) konisch ausgebildet ist.

5. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (25a) der äußeren Glocke (24a) abgestuft und in seiner Form an die Stirnwand des Getriebegehäuses (C) angepaßt ist.