DE10302257B4

DE10302257B4 - multi-plate clutch

Info

Publication number: DE10302257B4
Application number: DE2003102257
Authority: DE
Inventors: Otmar Schlachter; Dipl.-Ing. Kerschbaummayr Alfred
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: DE10302257A1

Abstract

Lamellenkupplung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges, die eine Vielzahl von Lamellen (5) aufweist, deren jede mit einem Mitnahmeprofil versehen ist, das an ein auf dem Außenumfang eines Lamellenträgers (2) angeordnetes Mitnahmeprofil angepasst ist und wobei der Lamellenträger (2) zusammen mit einem Kupplungsbord (1) einen Kupplungsträger bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträger (2) und das Kupplungsbord (1) einstückig ausgebildet sind, dass das Kupplungsbord (1) von einer Vielzahl von Bohrungen (3) durchsetzt wird, die parallel zu seiner Längsachse auf einem Kreis darum angeordnet sind und dass die Verlängerungen dieser Bohrungen (3) Aussparungen (4) im Außenumfang des Lamellenträgers (2) bilden, die das Mitnahmeprofil für die Lamelle (5) formen, wobei das Mitnahmeprofil der Lamellen (5) nach innen gerichtete Vorsprünge (6') und dazwischen angeordnete Rücksprünge (6'') aufweisen und die nach innen gerichteten Vorsprünge (6') der Lamellen (5) in die Aussparungen (4) des Lamellenträgers (2) eingreifen und dass die Rücksprünge (6'') des Mitnahmeprofils der Lamelle...Multi-disc clutch for an automatic transmission of a motor vehicle, having a plurality of lamellae (5), each of which is provided with a driving profile, which is adapted to a on the outer circumference of a disc carrier (2) arranged driving profile and wherein the plate carrier (2) together with a Clutch board (1) forms a coupling carrier, characterized in that the disk carrier (2) and the coupling board (1) are integrally formed, that the coupling board (1) of a plurality of holes (3) is penetrated, parallel to its longitudinal axis a circle are arranged around it and that the extensions of these bores (3) form recesses (4) in the outer periphery of the plate carrier (2), which form the driving profile for the lamella (5), wherein the driving profile of the lamellae (5) inwardly directed projections (6 ') and arranged therebetween recesses (6' ') and the inwardly directed projections (6') of the lamellae (5) in engage the recesses (4) of the plate carrier (2) and that the recesses (6 '') of the driving profile of the lamella ...

Description

Die vorliegende Erfindung beitrifft eine Lamellenkupplung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges, die mit einer Vielzahl von Lamellen versehen ist, deren jede ein Mitnahmeprofil aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a multi-plate clutch for an automatic transmission of a motor vehicle, which is provided with a plurality of fins, each of which has a driving profile, according to the preamble of claim 1.

Lamellenkupplungen für die Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen sind vielfältig bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE-A-195 16 728 eine Lamellenkupplung bzw. eine Lamellenbremse für ein lastschaltbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges, die aus einem Innenlamellenträger, einem Außenlamellenträger in Form eines Kupplungsgehäuses und einem ölhydraulisch gegen die Kraft einer Rückstellfeder betätigbaren Kolben sowie einer federartigen Einrichtung besteht, die beim Schließen eines Lamellenpaketes gespannt wird. Diese federartige Einrichtung besteht aus mindestens einem Dämpferelement, das an der dem Lamellenpaket zugewandten Stirnseite des Kolbens angeordnet ist.Multi-plate clutches for the automatic transmission of motor vehicles are widely known. For example, describes the DE-A-195 16 728 a multi-plate clutch or a multi-disc brake for a powershift transmission of a motor vehicle, which consists of an inner disc carrier, an outer disc carrier in the form of a clutch housing and an oil-hydraulically operable against the force of a return spring piston and a spring-like device, which is stretched when closing a disc pack. This spring-like device consists of at least one damper element which is arranged on the end of the piston facing the disk pack.

Das Lamellenpaket wird von einer Vielzahl von Innenlamellen und Außenlamellen gebildet, wobei die Innenlamellen mit einem Innenlamellenträger drehfest verbunden sind, der auf einer Kupplungswelle drehbar gelagert ist. Die Außenlamellen sind hierbei drehfest im Kupplungsgehäuse angeordnet, das mit einer Außenverzahnung versehen sein kann.The disk pack is formed by a plurality of inner disks and outer disks, wherein the inner disks are rotatably connected to an inner disk carrier which is rotatably mounted on a coupling shaft. The outer disks are in this case arranged rotationally fixed in the clutch housing, which may be provided with an external toothing.

Weiterhin ist aus der DE-A-198 55 748 eine Bremse oder Kupplung bekannt mit einem äußeren Lamellenträger, mit dem über ein erstes Mitnahmeprofil Außenlamellen drehfest und axial verschiebbar befestigt sind und mit einem inneren Lamellenträger, mit dem über ein zweites Mitnahmeprofil Innenlamellen drehfest und axial verschiebbar befestigt sind. Die Außenlamellen und die Innenlamellen wechseln sich in axialer Richtung ab und überdecken sich teilweise in radialer Richtung, wobei ein hydraulisch betätigbarer Kolben die Lamellen gegen die Kraft einer Tellerfeder zusammenpresst, die den äußeren Lamellenträger umgibt und sich an ihrem inneren Umfangsbereich über Federzungen an dem Kolben abstützt, die zumindest teilweise den äußeren Lamellenträger durchdringen.Furthermore, from the DE-A-198 55 748 a brake or clutch known with an outer plate carrier, with the first driving profile outer plates are rotatably and axially slidably mounted and with an inner plate carrier, with a second driving profile inner plates rotatably and axially slidably mounted. The outer disks and the inner disks alternate in the axial direction and overlap partially in the radial direction, wherein a hydraulically actuated piston compresses the blades against the force of a plate spring, which surrounds the outer disk carrier and is supported on its inner peripheral portion via spring tongues on the piston which at least partially penetrate the outer plate carrier.

Der Kolben wird auf einer Seite mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt, während auf die gegenüberliegende Seite eine Rückstellfeder wirkt. Dabei kann die Rückstellfeder in Öffnungsrichtung der Bremse wirken, sodass diese geöffnet ist, wenn kein Hydraulikdruck auf den Kolben einwirkt. Soll die Bremse geschlossen werden, wenn kein Hydraulikdruck auf den Kolben wirkt, so muss die Rückstellfeder derart angeordnet werden, dass sie in Schließrichtung der Bremse wirkt. Dadurch ist die Bremse geschlossen, wenn das Antriebssystem außer Betrieb ist oder das Hydrauliksystem infolge eines Defektes drucklos ist.The piston is acted upon on one side with a hydraulic pressure, while acting on the opposite side of a return spring. In this case, the return spring can act in the opening direction of the brake, so that it is open when no hydraulic pressure acts on the piston. If the brake is to be closed when no hydraulic pressure acts on the piston, the return spring must be arranged such that it acts in the closing direction of the brake. As a result, the brake is closed when the drive system is out of operation or the hydraulic system is depressurized due to a defect.

Bei dieser bekannten Bremse oder Kupplung ist die Tellerfeder derart ausgestaltet, dass ihre Abstützung verbessert wird. Zu diesem Zweck stützt sich der äußere Rand der Tellerfeder über ein Stützteil am äußeren Umfang des äußeren Lamellenträgers ab und überbrückt dabei den radialen Abstand zwischen dem äußeren Umfang des äußeren Lamellenträgers und dem äußeren Rand der Tellerfeder, wobei diese sich am gesamten äußeren Rand abstützt aufgrund der rotationssymmetrischen Ausgestaltung des äußeren Lamellenträgers.In this known brake or clutch, the diaphragm spring is designed such that its support is improved. To this end, the outer edge of the diaphragm spring is supported via a support member on the outer periphery of the outer disc carrier, thereby bridging the radial distance between the outer periphery of the outer disc carrier and the outer edge of the plate spring, which is supported on the entire outer edge due to rotationally symmetrical configuration of the outer disk carrier.

Schließlich beschreibt die DE-A-100 13 180 eine Lamellenkupplung für ein lastschaltbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges, die aus einem Innenlamellenträger mit einer Vielzahl von Innenlamellen und einem Außenlamellenträger besteht, in dem eine Vielzahl von Außenlamellen gelagert sind, wobei letzter das Kupplungsgehäuse ist in dem ein gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbar gelagerter hydraulisch betätigbarer Kolben gelagert ist. Auf der dem Kolben gegenüber liegenden Seite der Lamellen ist eine Endscheibe angeordnet, die durch eine Feststellanordnung in ihrer axialen Lage gehalten wird, wobei letztere aus dem in Richtung Längsachse verformten Ende des die Endscheibe übergreifenden Außenlamellenträgers besteht.Finally, that describes DE-A-100 13 180 a multi-plate clutch for a powershift transmission of a motor vehicle, which consists of an inner disk carrier with a plurality of inner disks and an outer disk carrier, in which a plurality of outer disks are mounted, wherein the latter is the clutch housing in which a displaceably mounted against the force of a return spring hydraulically actuated piston is stored. On the side opposite the piston of the slats, an end plate is arranged, which is held by a locking arrangement in its axial position, the latter consists of the deformed in the direction of the longitudinal axis end of the end plate cross-outer plate carrier.

Zur Übertragung von Drehmomenten bei Lamellenkupplungen mit einer schiebbaren Verbindung zwischen Lamellenträger und Lamelle werden in erster Linie Evolventenprofile oder Keilwellenprofile verwendet. Zu deren Ausgestaltung werden unterschiedliche Herstellungsverfahren eingesetzt, wie Fräsen, Stossen, Walzen oder Rollen.For the transmission of torque in multi-plate clutches with a sliding connection between the plate carrier and lamina involute or splined profiles are used primarily. For their design different manufacturing processes are used, such as milling, poking, rolling or rolling.

Bei Lamellenkupplungen ist in jedem Fall ein Kupplungsbord als Anlagefläche auf dem Lamellenträger erforderlich, gegen das die Lamellen gedrückt werden. Dies bedingt jedoch, dass bei gefräster, gewalzter oder gerollter Ausführung der aus Lamellenträger und Kupplungsbord bestehende Kupplungsträger aus zwei getrennten Bauteile hergestellt wird, die durch Aufschweißen oder eine Profilverbindung mittels Sicherungsringen miteinander zu verbinden sind.With multi-plate clutches, a clutch board is required as a contact surface on the plate carrier, against which the plates are pressed. However, this requires that in milled, rolled or rolled version of the disc carrier and coupling board existing coupling carrier is made of two separate components, which are to be connected by welding or a profile connection by means of retaining rings.

Wird ein Stossverfahren bei der Herstellung verwendet, so ist es zwar grundsätzlich möglich, den Kupplungsträger einstückig herzustellen, wobei jedoch noch der Nachteil auftritt, dass in unmittelbarerer Nähe vor dem Kupplungsbord eine Profilfreistellung für das Stosswerkzeug vorgesehen werden muss, die in der Größenordnung von einigen mm liegt. Diese Profilfreistellung muss dann später während des Einsatzes der Lamellenkupplung im Automatgetriebe durch eine um diesen Betrag dickere Lamelle überbrückt werden.If a shock process used in the production, it is in principle possible to produce the coupling carrier in one piece, but still has the disadvantage that in the immediate vicinity of the clutch board a profile release must be provided for the thrust tool, on the order of a few mm lies. This profile release must then be bridged later during use of the multi-plate clutch in the automatic transmission by a thicker by this amount slat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lamellenkupplung dahingehend auszugestalten, dass die Herstellung des Kupplungsträgers erheblich vereinfacht und verbilligt wird bei gleichzeitiger Verringerung des Raumbedarfs und besserer Anpassung an das zu übertragende Drehmoment. Object of the present invention is to design a multi-plate clutch to the effect that the production of the coupling carrier is considerably simplified and cheaper while reducing the space requirement and better adaptation to the torque to be transmitted.

Ausgehend von einer Lamellenkupplung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen.Starting from a multi-plate clutch of the type mentioned in more detail, the solution of this problem is carried out with the features specified in the characterizing part of the patent claim.

Die Erfindung geht also aus von einer Lamellenkupplung, bei der die Lamellen mit einem Mitnahmeprofil versehen sind, das an ein auf dem Außenumfang eines Kupplungsträgers ausgebildetes Mitnahmeprofil angepasst ist, wobei der Kupplungsträger ein Kupplungsbord aufweist und schlägt in diesem Zusammenhang vor, dass der aus Lamellenträger und Kupplungsbord bestehende Kupplungsträger einstückig ausgebildet ist, dass das Kupplungsbord von einer Vielzahl von Bohrungen durchsetzt ist, die konzentrisch zu seiner Längsachse angeordnet sind und dass die Verlängerungen dieser Bohrungen als Teilausschnitte entlang des Außenumfangs des Lamellenträgers das Mitnahmeprofil für die Lamelle bildet.The invention is therefore based on a multi-plate clutch, in which the lamellae are provided with a driving profile, which is adapted to a formed on the outer circumference of a coupling carrier driving profile, wherein the coupling carrier has a clutch board and suggests in this context, that of the plate carrier and Kupplungsbord existing coupling carrier is integrally formed, that the clutch board is penetrated by a plurality of holes which are arranged concentrically to its longitudinal axis and that the extensions of these holes forms as partial cutouts along the outer periphery of the disk carrier the driving profile for the lamella.

Durch diese Ausgestaltung des Mitnahmeprofils für die Lamelle als Außenprofil des Lamellenträgers wird zum einen der Vorteil erzielt, dass die beiden bisher getrennten Bauteile Lamellenträger und Kupplungsbord einstückig hergestellt werden können und so den Kupplungsträger darstellen und dass der bisher erforderliche Platz am Kupplungsbord für die Profilfreistellung nunmehr für die Lamellen zur Verfügung steht, sodass der Einsatz von dickeren Gegenlamellen entfällt, da nur noch ein geringer Werkzeugradius für die Drehbearbeitung benötigt wird.This embodiment of the driving profile for the slat as the outer profile of the disk carrier, on the one hand achieves the advantage that the two previously separate components disk carrier and clutch board can be made in one piece and thus represent the clutch carrier and that the previously required space on the clutch board for the profile exemption now for the fins are available, so that the use of thicker counter-fins omitted because only a small tool radius for turning is needed.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Ausbildung des Mitnahmeprofils am Kupplungsträger durch das Anbringen von Bohrungen besonders einfach und kostengünstig ist, die hierfür zum Beispiel Mehrspindelbohrmaschinen zur Verfügung stehen. Die Bohrungen können dabei entweder von der hinteren ebenen Seite des Kupplungsbordes aus oder von der Vorderseite her eingearbeitet werden. Dabei ist die Anzahl der Bohrungen sowie deren Durchmesser eine Funktion der zu erwartenden Belastung; bei kleinen zu übertragenden Drehmomenten genügen weniger Bohrungen mit kleineren Durchmessern als bei größeren Drehmomenten.Another advantage is the fact that the formation of the driving profile on the coupling carrier by attaching holes is particularly simple and inexpensive, which are available for this purpose, for example, multi-spindle drilling machines. The holes can be incorporated either from the rear flat side of the clutch board or from the front. The number of holes and their diameter is a function of the expected load; with small torques to be transmitted, fewer holes with smaller diameters are sufficient than with larger torques.

Das entsprechend an das Mitnahmeprofil des Kupplungsträgers angepasste Mitnahmeprofil der aufzusteckenden Lamelle kann durch einen Stanzvorgang hergestellt werden, sodass beliebige Profilformen verwendet werden können.The correspondingly adapted to the driving profile of the coupling carrier driving profile of aufzusteck slat can be produced by a punching process, so that any profile shapes can be used.

Die erfindungsgemäße Art der Verbindung von Kupplungsbord und Lamellenträger zum Erhalt des Kupplungsträgers sowie die Ausgestaltung des Mitnahmeprofils durch Bohrungen, die das Kupplungsbord durchsetzen und den Umfang des Lamellenträgers anschneiden eignet sich für alle Arten von Lamellenkupplungen. Eine Reduzierung der Herstellungskosten durch Entfall der Schweißvorgänge, insbesondere wenn es sich um Laserschweißverbindungen handelt, zwischen Lamellenträger und Kupplungsbord von 25 bis 30% ist erzielbar.The inventive type of connection of clutch board and plate carrier to obtain the clutch carrier and the design of the driving profile through holes that enforce the clutch board and cut the circumference of the disk carrier is suitable for all types of multi-plate clutches. A reduction in manufacturing costs by eliminating the welding operations, in particular when it comes to laser welding connections, between the disk carrier and clutch board of 25 to 30% can be achieved.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing, in which an advantageous embodiment is shown.

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische Vorderansicht des einstückigen aus einem Lamellenträger und einem Kupplungsbord zusammengesetzten Kupplungsträgers; 1 a front perspective view of the one-piece of a plate carrier and a clutch board composite coupling carrier;

2 eine perspektivische Rückansicht des Kupplungsträgers und 2 a rear perspective view of the coupling carrier and

3 eine Draufsicht auf eine Lamelle mit einem angepassten Mitnahmeprofil. 3 a plan view of a blade with a customized driving profile.

Da Lamellenkupplungen dem Fachmann gut bekannt sind, kann auf eine detaillierte Schilderung ihres Aufbaus und ihrer Wirkungsweise an dieser Stelle verzichtet werden. Es werden daher nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile beschrieben.Since multi-plate clutches are well known to those skilled in the art, can be dispensed with a detailed description of their structure and their mode of action at this point. Therefore, only the components necessary for understanding the invention will be described.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht des aus einem Lamellenträger 1 und einem Kupplungsbord 2 zum Anliegen der Lamelle bestehenden ringförmigen einstückigen Bauteils dargestellt, das den Kupplungsträger bildet. Der Kupplungsbord 2 ist mit einer Vielzahl von konzentrisch zu seiner Längsachse angeordneten Bohrungen 3 versehen, wobei deren Anzahl und ihr Durchmesser eine Funktion des im Betrieb zu übertragenden Drehmomentes sind. Bei kleinen zu übertragenden Drehmomenten genügen wenige Bohrungen mit kleinen Durchmessern, während für große Drehmomente entsprechend mehr Bohrungen mit größeren Durchmessern vorzusehen sind.In 1 is a perspective view of a plate carrier 1 and a clutch board 2 shown to the concern of the lamella existing annular one-piece component, which forms the coupling carrier. The clutch board 2 is with a plurality of concentric to its longitudinal axis arranged bores 3 provided, the number and diameter of which are a function of the torque to be transmitted during operation. With small torques to be transmitted, a small number of bores with small diameters are sufficient, whereas for larger torques correspondingly more bores with larger diameters are to be provided.

Die Verlängerungen dieser Bohrungen 3 schneiden nun den Außenumfang des Lamellenträges 2, dessen Durchmesser geringer ist als derjenige des Kupplungsbordes 1, sodass die dadurch gebildeten Ausschnitte 4, die im dargestellten Ausführungsbeispiel in 1 halbkreisförmig ausgestaltet sind, in ihrer Gesamtheit ein konzentrisch zur Längsachse des Lamellenträgers 2 und damit zur mit ihr zusammenfallenden Längsachse des Kupplungsbordes 1 angeordnetes Mitnahmeprofil für die Lamellen bilden.The extensions of these holes 3 now cut the outer circumference of the Lamellentrenträges 2 , whose diameter is smaller than that of the clutch board 1 so that the sections formed thereby 4 , which in the illustrated embodiment in 1 are designed semicircular, in its entirety concentric with the longitudinal axis of the disk carrier 2 and thus to coincide with her longitudinal axis of the clutch board 1 arranged arranged driving profile for the slats.

In 2 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Kupplungsträgers dargestellt, wobei die durchgehenden Bohrungen 3 erkennbar sind, die auf der Rückseite des Kupplungsbordes 1 münden.In 2 is shown a perspective view of the back of the coupling carrier, wherein the through holes 3 recognizable on the back of the clutch board 1 lead.

3 zeigt eine Draufsicht auf eine Lamelle 5, die auf den Lamellenträger 2 des Kupplungsträger aufgesteckt wird und am Kupplungsbord 1 anliegt. Diese Lamelle 5 ist mit einem konzentrisch zu ihrer Längsachse ausgebildeten Mitnahmeprofil versehen, das dahingehend an das auf dem Außenumfang des Lamellenträgers 2 ausgebildete Mitnahmeprofil angepasst ist, dass die nach innen gerichteten Vorsprünge 6' des Mitnahmeprofils der Lamelle 5 in die Aussparungen 4 des Lamellenträgers 1 eingreifen und dass die Rücksprünge 6'' des Mitnahmeprofils der Lamelle 5 zwischen diesen Aussparungen 4 zu liegen kommen. 3 shows a plan view of a blade 5 on the plate carrier 2 the coupling carrier is attached and on the clutch board 1 is applied. This slat 5 is provided with a trained concentric with its longitudinal axis driving profile, to that extent on the outer periphery of the disk carrier 2 trained entrainment profile is adapted to the inward protrusions 6 ' the driving profile of the lamella 5 in the recesses 4 of the disk carrier 1 intervene and that the recesses 6 '' the driving profile of the lamella 5 between these recesses 4 to come to rest.

Neben der einteiligen Ausgestaltung des aus Lamellenträger und Kupplungsbord bestehenden Kupplungsträgers tragen vor allem die einfach anzubringenden Bohrungen 3 im Kupplungsbord 1 und die dadurch erreichbare Ausgestaltung des Mitnahmeprofils im Lamellenträger 2 in Form von Aussparungen 4 zu einer erheblichen Senkung der Herstellungskosten bei.In addition to the one-piece design of the existing of disc carrier and clutch board clutch carrier wear especially easy to install holes 3 in the clutch board 1 and the achievable thereby refinement of the driving profile in the plate carrier 2 in the form of recesses 4 to a significant reduction in manufacturing costs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kupplungsbordcoupling board
22: Lamellenträgerplate carrier
33: Bohrungdrilling
44: Aussparungrecess
55: Lamellelamella
6'6 ': Vorsprunghead Start
6''6 '': Rücksprungreturn

Claims

Multi-plate clutch for an automatic transmission of a motor vehicle, which has a multiplicity of fins ( 5 ), each of which is provided with a driving profile, which on a on the outer circumference of a disk carrier ( 2 ) arranged carrier profile is adapted and wherein the plate carrier ( 2 ) together with a clutch board ( 1 ) forms a coupling carrier, characterized in that the plate carrier ( 2 ) and the clutch board ( 1 ) are integrally formed, that the clutch board ( 1 ) of a multiplicity of bores ( 3 ), which are arranged parallel to its longitudinal axis on a circle around it and that the extensions of these holes ( 3 ) Recesses ( 4 ) in the outer periphery of the disk carrier ( 2 ) forming the driving profile for the lamella ( 5 ), wherein the driving profile of the slats ( 5 ) inwardly directed projections ( 6 ' ) and interposed recesses ( 6 '' ) and the inwardly directed projections ( 6 ' ) of the slats ( 5 ) in the recesses ( 4 ) of the disk carrier ( 2 ) and that the recesses ( 6 '' ) of the driving profile of the lamella ( 5 ) come to lie between these recesses.