DE102005001832A1

DE102005001832A1 - Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102005001832A1
Application number: DE200510001832
Authority: DE
Inventors: Alfred Skrabs; Stephan Dipl-Ing. Mohm; Josef Dipl.-Ing. Haupt; Martin Dr. Brehmer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-08-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Planetenträger (6) und mindestens einem benachbarten Schaltelement, wobei der Planetenträger (6) stirnseitig eine Führungsscheibe (2) und das Schaltelement eine Nabe (1) sowie eine axial gleitend, über eine Mitnahmeverzahnung (3, 10) drehfest angeordnete Stauscheibe (9) aufweisen und wobei der Planetenträger (6) drehfest mit der Nabe (1) verbunden ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Führungsscheibe (2) eine Mitnahmeinnenverzahnung (5) und die Nabe (1) eine Mitnahmeaußenverzahnung (4) aufweisen und dass die Führungsscheibe (2) über die Mitnahmeverzahnungen (4, 5) direkt mit der Nabe (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Automatgetriebe für Kraftfahrzeuge weisen ein oder zwei Planetengetriebe, so genannte Planetenradsätze auf, wobei benachbart zu den Planetenradsätzen Schaltelemente, hydraulisch betätigte Kupplungen oder Bremsen, angeordnet sind. Eine derartige Anordnung eines Planentenradsatzes neben einem Schaltelement mit einer Stauscheibe wurde durch die DE 102 21 097 A1 der Anmelderin bekannt. Der Aufbau und die Schmiermittelversorgung eines Planetenradträgers durch ein Ölfangblech wurde durch die DE 103 07 221 A1 der Anmelderin bekannt. Beim Aufbau und der Anbindung des Planetenträgers an benachbarte Schaltelemente können sich Probleme hinsichtlich der Koaxialität von rotierenden Bauteilen ergeben: Beispielsweise ist bei einem bekannten Seriengetriebe der Anmelderin mit der Typenbezeichnung 6 HP 26 der Planetenträger an eine Stauscheibe eines benachbarten Schaltelementes angebunden, welche über eine Mitnahmeverzahnung auf einer Nabe des Schaltelementes drehfest, jedoch axial beweglich angeordnet ist. Die Stauscheibe weist auf dem Umfang angeordnete bogenförmige Fenster mit einer Mitnahmeverzahnung und der Planetenträger korrespondierende Mitnahmeverzahnungssegmente auf, welche in Eingriff mit der Mitnahmeverzahnung der Stauscheibe stehen. Die radiale Lagerung des Planetenträgers erfolgt somit gegenüber der Nabe des Schaltelementes indirekt über die Stauscheibe, woraus sich ein erhöhter Koaxialitätsfehler zwischen Planetenträger und Nabe ergibt. Die Folge derartiger Koaxialitätsfehler können die Beschädigung von Lagerelementen, z. B. Zylinderbuchsen sein.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Automatgetriebe der eingangs genannten Art Koaxialitätsfehler zu vermeiden bzw. zu reduzieren, insbesondere bei der Anbindung von Planetenradträger und benachbarter Stauscheibe. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, benachbarte Teile spielfrei mit dem Planetenträger zu verbinden.

Diese Aufgabe wird zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Planetenradträger direkt auf der Nabe des benachbarten Schaltelementes angeordnet und durch eine Mitnahmeverzahnung oder eine äquivalente Formschlussverbindung mit der Nabe verbunden ist. Dadurch wird der Vorteil eines um 50% reduzierten Koaxialitätsfehlers erreicht, indem die indirekte Anbindung des Planetenradträgers und der daraus resultierende höhere Koaxialitätsfehler vermieden werden. Als Vorteil ergibt sich ferner, dass die Lagerelemente der Zylindernabe, z. B. eine Zylinderbuchse weniger belastet sind und damit eine höhere Betriebssicherheit erreichen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Mitnahmeverzahnung auf der Zylindernabe durchgehend sowohl für die Stauscheibe als auch für die Führungsscheibe des Planetenradträgers ausgebildet. Somit kann die Verzahnung für beide Teile in einem Arbeitsgang hergestellt werden und erfordert praktisch keinen zusätzlichen Fertigungsaufwand. Auch der axiale Bauraum wird durch die direkte Anbindung der Führungsscheibe an die Nabe nicht vergrößert, da die Nabe mit ihrer stirnseitigen Mitnahmeverzahnung in den Planetenträger hineinragt. Vorteilhafterweise ist die Mitnahmeverzahnung für die Führungsscheibe des Planetenträgers nur auf einzelnen Segmenten, insbesondere vier Segmenten auf dem Umfang angeordnet. Damit ergeben sich insbesondere für die Führungsscheibe Bauraumvorteile.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruches 4 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die benachbarte Stauscheibe mit dem Planetenträger durch einen Bajonettverschluss mittels eines Ölfangbleches verbunden ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass zwischen Planetenträger bzw. Führungsscheibe des Planetenträgers und der benachbarten Stauscheibe eine axiale Verbindung ohne Axialspiel geschaffen wird. Das mit der Stauscheibe verbundene Ölfangblech zieht diese mittels der federnd ausgebildeten Bajonettverbindung spielfrei an den Planetenträger. Vorteilhaft ist ferner eine einfache Montage durch Strecken und Verdrehen.

Durch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird die Bajonettverbindung einerseits durch segmentförmig am Planetenträger angeordnete Rampen und radial vom Ölfangblech nach innen abragende elastische Zungen bewirkt. Darüber hinaus sind am Ölfangblech radial nach innen abragende Ringsegmente vorgesehen, welche in segmentförmige Einstiche an der Stauscheibe eingreifen. Damit wird der axiale Kraftfluss zwischen Stauscheibe und Planetenträger über das Ölfangblech hergestellt. Das Ölfangblech ist vorzugsweise einstückig spanlos als Blechformteil herstellbar.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind am Ölfangblech und an der Stauscheibe Verriegelungselemente vorgesehen, welche ein Verdrehen der miteinander verbundenen Teile nach Erreichen der Endstellung verhindern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

1 eine Nabe eines Schaltelementes mit einer Führungsscheibe eines Planetenträgers,

2 die Nabe gemäß 1 als Einzelteil mit Mitnahmeverzahnung,

3 die Führungsscheibe gemäß 1 des Planetenträgers,

4 den Planetenträger mit Führungsscheibe,

5 eine Stauscheibe eines Schaltelementes (Kupplung),

6 ein Ölfangblech,

7 eine Bajonettverbindung zwischen Stauscheibe, Ölfangblech und Planetenträger in einer Anfangsstellung,

8 einen Ausschnitt der Bajonettverbindung gemäß 7,

9 die Bajonettverbindung gemäß 4, jedoch in Endstellung,

10 die Bajonettverbindung in einer räumlichen Darstellung und

11 einen Ausschnitt der Verbindung zwischen Planetenträger und Stauscheibe einerseits und der Zylindernabe andererseits.

1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Nabe 1 (Zylindernabe) eines nicht dargestellten Kupplungszylinders eines Automatgetriebes für Kraftfahrzeuge. Auf der Stirnseite der Nabe 1 ist eine Führungsscheibe 2 eines hier nicht dargestellten Planetenträgers drehfest angeordnet.

2 zeigt die Nabe 1 als Einzelteil, wobei im stirnseitigen Bereich eine umlaufende Mitnahmeaußenverzahnung 3 für eine hier nicht dargestellte Stauscheibe und eine weitere in Form von Segmenten 4 angeordnete weitere Mitnahmeverzahnung angeordnet sind, letztere für die Führungsscheibe 2.

3 zeigt die Führungsscheibe 2, welche vier Segmente 5 einer Mitnahmeinnenverzahnung aufweist, welche mit den Segmenten 4 der Mitnahmeaußenverzahnung der Nabe 1 korrespondieren. Die Führungsscheibe 2 ist vorzugsweise als Stanzteil (spanlos) herstellbar und – wie in 1 dargestellt – direkt auf der Nabe angeordnet sowie drehfest mit dieser verbunden. Insofern wird ein vom Planetenträger ausgehendes Drehmoment auf die Nabe 1 und den mit dieser verbundenen Kupplungszylinder übertragen.

4 zeigt den vollständigen Planetenträger 6, welcher einerseits aus der Führungsscheibe 2 und andererseits aus einem Stegteil 7 besteht, welches vier abgewinkelte, auf dem Umfang angeordnete Haltearme 8 aufweist. Die Haltearme 8 weisen stirnseitig angeordnete, radial abgesetzte Segmentstücke 8a auf, welche auf ihrer Rückseite Rampen 8b für einen Bajonettverschluss und auf ihrer Vorderseite Anlageflächen 8c für eine hier nicht dargestellte Stauscheibe aufweisen. Die Segmentstücke 8a stehen stirnseitig über die Führungsscheibe 2 in axialer Richtung vor. Die Führungsscheibe 2 ist vorzugsweise durch nicht dargestellte Schweißnähte mit den Haltearmen 8 des Stegteiles 7 verbunden.

5 zeigt eine Stauscheibe 9 für ein nicht dargestelltes bekanntes Schaltelement, z. B. eine Kupplung. Die Stauscheibe weist eine Mitnahmeinnenverzahnung 10 auf, welche in die Mitnahmeaußenverzahnung 3 der Nabe 1 (vgl. 2) eingreift, und rotiert somit mit dem an der Nabe 1 befestigten Kupplungszylinder. Die Stauscheibe 9, welche axial auf der Nabe 1 beweglicht ist, dient dem dynamischen Druckausgleich eines nicht dargestellten auf der Nabe 1 gleitenden Kolbens. Die Stauscheibe 9 ist im Wesentlichen als gestanztes Blechteil hergestellt und weist vier auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnete bogenförmige Fenster 11 sowie in Umfangsrichtung und in radialer Richtung versetzt zu den Fenstern 11 angeordnete längliche Durchstellungen, d. h. erhabene Bereiche 12 auf, welche – nicht sichtbar – in ihrem radial äußeren Bereich ringnutartige Einstiche 12a aufweisen. Ferner sind weitere Durchstellungen des Materials der Stauscheibe in Form von erhabenen Anschlägen 13 vorgesehen.

6 zeigt ein Ölfangblech, welches im Wesentlichen aus einem hohlzylindrischen, perforierten Bereich 14a und einem sich in einer Radialebene erstreckenden Randbereich 14b besteht. Das Ölfangblech 14 ist als spanlos umgeformtes Blechteil hergestellt und weist in seinem Randbereich 14b vier radial nach innen ragende Zungen 15 sowie, versetzt angeordnet zu den Zungen 15, vier Verriegelungslappen 16 auf, von denen einer in seiner Stellung vor der Montage, d. h. in einem aus der Radialebene herausgebogenen Zustand dargestellt ist. Die Verriegelungslappen 16 werden – wie später erläutert wird – erst nach Erreichen der Endstellung in die Radialebene zurückgebogen.

7 zeigt den Planetenträger 6 sowie die Stauscheibe 9, welche durch eine Bajonettverbindung mittels des Ölfangbleches 14 miteinander verbunden sind, wobei hier die Anfangsstellung der Bajonettverbindung gezeigt ist. Der Planetenträger 6 ist in einer Draufsicht auf das Stegteil 7 mit den Haltearmen 8 und ihren kreissegmentförmigen Rampen 8b dargestellt. Das Ölfangblech 14 hintergreift mit seinem Randbereich 14b (Ringsegmente) die Durchstellungen der Stauscheibe 12, an welchen die nicht sichtbaren Einstiche 12a angeordnet sind. Damit wird eine Axialverbindung zwischen Stauscheibe 9 und Ölfangblech 14 hergestellt. Andererseits gleiten die Zungen 15 des Ölfangbleches 14 auf den Rampen 8b des Planetenträgers 6 auf. In der zeichnerischen Darstellung befinden sich die Zungen 15 jeweils – im Uhrzeigersinn gesehen – am Anfang der Rampen 8b.

8 zeigt einen Ausschnitt aus 7, nämlich einen der Haltearme 8 mit Rampe 8b sowie das Ölfangblech 14 mit einer auf der Rampe 8b aufgleitenden Zunge 15. Die Zunge 15 ist in axialer Richtung federnd ausgebildet und übt somit eine Axialkraft auf die Rampe 8b aus, wodurch die an dem Ölfangblech 14 über die Durchstellungen 12 gehaltene Stauscheibe 9 an die Haltearme 8 bzw. die Anlageflächen 8c (vgl. 4) herangezogen wird und somit zu einer spielfreien Anlage kommt.

9 zeigt die in 4 dargestellte Bajonettverbindung in ihrer Endstellung, die durch ein Verdrehen des Ölfangbleches 14 gegenüber dem Planetenträger 6 im Uhrzeigersinn erreicht wird. Die Zungen 15 schlagen an die Durch stellungen 12 an, welche ein weiteres Verdrehen des Ölfangbleches 14 im Uhrzeigersinn blockieren. Die Verriegelungslappen 16 befinden sich in der dargestellten Endstellung – im Uhrzeigersinn gesehen – hinter den Anschlägen 13 und sind in die radiale Ebene zurückgebogen, so dass sie eine Blockierung entgegen dem Uhrzeigersinn bilden. Das Ölfangblech 14 ist somit durch die Verriegelungslappen 16 und die Zungen 15 in beiden Drehrichtungen gegenüber der Stauscheibe 9 fixiert.

10 zeigt eine perspektivische Darstellung der Bajonettverbindung, bestehend aus Ölfangblech 14, Stauscheibe 9 und Planetenträger 6, der hier im Wesentlichen durch die Führungsscheibe 2 und die die Fenster 11 durchsetzenden Segmentestücke 8a der Halterarme 8 sichtbar ist. Die Durchstellungen 12, 13 sind in dieser Ansicht als Vertiefungen bzw. Einprägungen erkennbar. Die dargestellte Bajonettverbindung ist über die beiden Mitnahmeverzahnungen 3, 4 drehfest mit der Nabe 1 gemäß 2 verbunden. Damit ist auch eine Drehmomentübertragung zwischen Planetenträger 6 und dem der Nabe 1 zugeordneten Kupplungszylinder gegeben.

11 zeigt einen Ausschnitt der Verbindung zwischen Nabe 1 des nicht dargestellten Kupplungszylinders einerseits und des Planetenträgers 6 und der Stauscheibe 9 andererseits. Die Nabe 1 des Kupplungszylinders ist auf einer Leitradwelle 17 über eine Lagerbuchse 18 gleitgelagert. Die Stauscheibe 9 greift mit ihrer Innenverzahnung 10 in die Außenverzahnung 3 der Nabe 1 ein und ist in axialer Richtung durch einen Sprengring 19 gesichert. Die dem Sprengring 19 abgewandte Seite der Stauscheibe 9 ist durch eine Tellerfeder 20 belastet, die sich andererseits gegen einen nicht dargestellten Kolben der Kupplung abstützt. Vom Planetenträger 6 ist ein Teil eines Planetenradbolzens 21 dargestellt, welcher stirnseitig in der Führungsscheibe 2 aufgenommen und verstemmt ist. Die Führungsscheibe 2 greift mit ihrer Innenverzahnung 5 in die Außenverzahnung 4 der Nabe 1 ein und stützt sich somit direkt auf der Nabe 1 ab. Diese direkte Abstützung ist durch einen ersten Pfeil P1, ausgehend vom Planetenradbolzen 21 und einen zweiten Pfeil P2, ausgehend von der Mitnahmeverzahnung 4 bzw. 5 schematisch dargestellt. Der Pfeil P2 endet auf der Gleitbuchse 18. Beim Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, ist der Planetenträger über die Stauscheibe, d. h. indirekt mit der Nabe des Kupplungszylinders verbunden, welcher auf der Zylinderbuchse gelagert ist. Gegenüber diesem Stand der Technik ergibt sich eine Reduzierung des Koaxialitätsfehlers um 50%, weil die Mitnahmeverzahnungen nicht mehr hintereinander, sondern parallel geschaltet sind.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen Planetenträger 6 bzw. Führungsscheibe 2 und Zylindernabe 1 eine Mitnahmeverzahnung vorgesehen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, eine funktionell gleichwertige Formschlussverbindung zwischen Führungsscheibe und Nabe zu wählen, z. B. eine Polygon- oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Welle/Nabe-Verbindung.

1: Nabe
2: Führungsscheibe
3: Mitnahmeaußenverzahnung
4: Zahnsegment (außen)
5: Zahnsegment (innen)
6: Planetenträger
7: Stegteil
8: Haltarm
8a: Segmentstück
8b: Rampe
8c: Anlagefläche
9: Stauscheibe
10: Mitnahmeinnenverzahnung
11: Fenster
12: Durchstellung
12a: Einstich
13: Anschlag
14: Ölfangblech
14a: zylindrischer Bereich
14b: radialer Randbereich
15: Zunge
16: Verriegelungslappen
17: Leitradwelle
18: Gleitbuchse
19: Sprengring
20: Tellerfeder
21: Planetenradbolzen

Claims

Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Planetenträger (6) und mindestens einem benachbarten Schaltelement, wobei der Planetenträger (6) stirnseitig eine Führungsscheibe (2) und das Schaltelement eine Nabe (1) sowie eine axial gleitend, über eine Mitnahmeverzahnung (3, 10) drehfest angeordnete Stauscheibe (9) aufweisen und wobei der Planetenträger (6) drehfest mit der Nabe (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe (2) eine Mitnahmeinnenverzahnung (5) und die Nabe (1) eine Mitnahmeaußenverzahnung (4) aufweisen und dass die Führungsscheibe (2) über die Mitnahmeverzahnungen (4, 5) direkt mit der Nabe (1) verbunden ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (1) eine durchgehende Außenmitnahmeverzahnung (3, 4) für die Stauscheibe (9) und die Führungsscheibe (2) aufweist.
Automatgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmeverzahnung für die Führungsscheibe (2) in Segmenten (4) auf dem Umfang angeordnet ist.
Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Planetenträger (6) und mindestens einem benachbarten Schaltelement, wobei der Planetenträger (6) stirnseitig eine Führungsscheibe (2) und das Schaltelement eine Nabe (1) sowie eine axial gleitend, über eine Mitnahmeverzahnung (3, 10) drehfest angeordnete Stauscheibe (9) aufweisen und wobei der Planetenträger (6) drehfest mit der Nabe (1) verbunden ist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauschei be (9) mittels eines Ölfangbleches (14) über eine Bajonettverbindung mit dem Planetenträger (6) verbunden ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (6) Haltearme (8) mit stirnseitigen Segmentstücken (8a) aufweist, dass auf der Rückseite der Segmentstücke (8a) Rampen (8b) ausgebildet sind, und dass am Ölfangblech (14) radial nach innen abragende, federnd ausgebildete Zungen (15) angeordnet sind, welche auf die Rampen (8b) aufgleiten.
Automatgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Ölfangblech (14) radial nach innen abragende Ringsegmente (14b), über den Umfang verteilt, an der Stauscheibe (9) ringnutartige Einstiche (12a) angeordnet sind und dass die Ringsegmente (14b) mit den Einstichen (12a) durch Stecken und Drehen von Ölfangblech (14) und Stauscheibe (19) fügbar und verriegelbar sind.
Automatgetriebe nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stauscheibe (9), über den Umfang verteilt, Anschläge (13) und am Ölfangblech (14) biegsame Verriegelungslappen (16) angeordnet sind und dass die Anschläge (13) und die Verriegelungslappen (16) erste Verriegelungselemente für die Endstellung des Ölfangbleches (14) bilden.
Automatgetriebe nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstiche (12a) in Vorsprüngen (12) angeordnet sind und dass die Vorsprünge (12) mit den Zungen (15) zweite Verriegelungselemente bilden.
Automatgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (12) und/oder die Anschläge (13) als Durchstellungen des Materials der Stauscheibe (9) ausgebildet sind.