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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Getriebe,
das eine Kupplung aufweist, die eine Ausgleichsölkammer
hat, die auf der Rückseite eines Kolbens angeordnet ist,
der zu einem hydraulischen Schaltantrieb gehört, und die
den auf den hydraulischen Schaltantrieb wirkenden zentrifugalen Öldruck
augleicht. Die vorliegende Erfindung ist mit Vorteil anwendbar bei
einer Kupplungsauslegung in der zwei Kupplungen aneinander angrenzend
angeordnet sind und bei der es schwierig ist, das in der Ausgleichsölkammer
enthaltene Öl über eine Ausgleichsplatte abzulassen.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Ablassstruktur
zum Ablassen von Öl aus der Ausgleichsölkammer.
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STAND DER TECHNIK
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In
jüngerer Zeit sind als in Fahrzeuge eingebaute automatische
Getriebe automatische Mehrganggetriebe entwickelt worden, wie beispielsweise ein
automatisches Getriebe mit acht Vorwärtsgängen oder
einer ähnlichen Anzahl von Vorwärtsgängen. Um
den Einbau in ein Fahrzeug zu erleichtern, besteht ferner ein Bedarf
an einer Gestaltung, bei der viele Komponenten, beispielsweise Kupplungen,
in kompakter Weise angeordnet sind.
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Bekannt
ist ein automatisches Getriebe, das zwei Kupplungen aufweist, bei
denen entweder das Eingangselement oder das Ausgangselement als
ein gemeinsames Element vorgesehen ist und das andere jeweils als
separates Element vorgesehen ist. Die Kupplungen sind an bezüglich
der Radialrichtung verschiedenen Positionen so angeordnet, dass
sie in der Axialrichtung überlappen, wodurch ein kompaktes
automatisches Getriebe erreicht wird, insbesondere eine Abmessungsverringerung
in der Axialrichtung erreicht wird (siehe japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr.
JP-A-H7-269665 ).
Die vorstehend genannten zwei Kupplungen umfassen Mehrscheiben-Reibeinrichtungen,
hydraulische Schaltantriebe, die die Reibscheiben betätigen,
und Ausgleichsölkammern, die den zentrifugalen Öldruck der
hydraulischen Schaltantriebe ausgleichen, in der Weise, dass sie
in der Axialrichtung überlappen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorstehend genannten zwei hydraulischen Schaltantriebe und Ausgleichsölkammern
sind in einer Kupplungstrommel angeordnet, die mit einer Turbinenwelle
zu einer einzigen Einheit zusammengefasst ist. An einem Nabenabschnitt
der Kupplungstrommel ist ein Öldurchlass ausgebildet, und über diesen Öldurchlass
wird den zwei hydraulischen Schaltantrieben Öldruck zugeführt.
Ferner ist diejenige der zwei Ausgleichsölkammern, die
auf der radial inneren Seite angeordnet ist, derart gestaltet, dass das Öl
direkt über ein Ölloch zugeführt wird,
das in dem Nabenabschnitt der Kupplungstrommel ausgebildet ist.
Andererseits ist die auf der radial äußeren Seite
angeordnete Ausgleichsölkammer derart gestaltet, dass das Öl
in der Ausgleichsölkammer auf der radial inneren Seite
zugeführt wird über einen Öldurchlass,
mit dem der Kolben der Kupplung auf der radial inneren Seite versehen
ist, und über einen Öldurchlass, der in der Kupplungstrommel
auf der radial inneren Seite ausgebildet ist, die ein festgelegtes Element
ist.
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Diese
Ausbildung ermöglicht es, dass die auf der radial äußeren
Seite vorgesehene Ausgleichsölkammer in der Weise arbeitet,
dass der zentrifugale Öldruck ausreichend kompensiert wird,
der in dem auf der radial äußeren Seite vorgesehenen
hydraulischen Schaltantrieb auftritt, indem der Ausgangspunkt 0
des zentrifugalen Öldrucks weiter zur radial inneren Seite
verlagert wird als die radial innere Seite der auf der radial inneren
Seite vorgesehenen Ausgleichsölkammer. Um Ölleckage
von der radial inneren Seite einer Ausgleichsplatte (Trennwand)
der Ausgleichsölkammer auf der radial äußeren
Seite zu verhindern, ist ferner ein O-Ring auf der äußeren
Umfangsfläche der Kupplungstrommel auf der radial inneren
Seite vorgesehen, die die Ausgleichsplatte abstützt.
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Die
zwei vorstehend genannten Kupplungen erfordern eine komplizierte Öldurchlassstruktur
zur Zufuhr des Öldrucks (oder Öls) zu den hydraulischen Schaltantrieben
und den Ausgleichsölkammern. Insbesondere wird der auf
der radial äußeren Seite vorgesehenen Ausgleichsölkammer
das Öl über einen komplizierten Öldurchlass
zugeführt. Wenn in dem hydraulischen Schaltantrieb der Öldruck
abgebaut wird, um die Kupplung auf der radial äußeren
Seite auszurücken, kann es in manchen Fällen bei
der geschilderten Ausbildung schwierig sein, das Öl der Ausgleichsölkammer
auf der radial äußeren Seite schnell zuzuführen,
was zu Schwierigkeiten bei der Erzielung einer geeigneten zeitlichen
Steuerung der Kupplungsbetätigung führen kann.
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Wenn
während der Zufuhr des Öldrucks zu dem hydraulischen
Schaltantrieb das Öl aus der Ausgleichsölkammer
abgelassen wird, wird das Öl über den Öl-(Schmieröl-)Zufuhrdurchlass
in entgegengesetzter Richtung abgelassen. Diese Ausbildung bedeutet
eine schlechte Ablasswirkung und führt in manchen Fällen
zu Schwierigkeiten bei der Erzielung einer geeigneten zeitlichen
Steuerung der Kupplungsbetätigung.
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Ferner
ist es bei der in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr.
JP-A-H7-269665 offenbarten
Anordnung möglich, die hydraulischen Schaltantriebe und
die Ausgleichsölkammern an bezüglich der Radialrichtung
verschiedenen Positionen anzuordnen, wobei die komplizierte Öldurchlassstruktur
zur Anwendung kommt, insbesondere die Ölzufuhrstruktur
für die Ölzufuhr zu der Ausgleichsölkammer
der Kupplung auf der radial äußeren Seite. Folge
ist, dass diese Ausgleichsölkammern unabhängig
voneinander angeordnet sind und dass keine anderen Komponenten neben
der Ausgleichsplatte jeder Ausgleichsölkammer vorgesehen sind
(d. h., dass ein leerer Raum auf der Außenseite der Ausgleichsplatte
in der Axialrichtung vorhanden ist). Dies bedeutet, dass dieser
leere Raum nicht effektiv genutzt ist, d. h. es besteht noch eine
Möglichkeit zur effektiven Nutzung des Raumes in dem Mehrstufengetriebe.
In diesem Fall kann die Ausgleichsplatte nicht mit einem Ablassloch
versehen werden, anders als bei üblichen Entwürfen.
Dementsprechend wird das Öl über den vorstehend
genannten Ölzufuhrdurchlass zu der Ausgleichsölkammer
in entgegengesetzter Richtung abgelassen. In manchen Fällen
ist es bei einer solchen Ausbildung schwierig, eine geeignete zeitliche
Steuerung der Kupplungsbetätigung zu erzielen.
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Der Öldurchlass
zu der Ausgleichsölkammer ist auf der radial äußeren
Seite ausgebildet. Demzufolge ist es notwendig, zusätzlich
zu dem O-Ring für den hydraulischen Schaltantrieb einen
O-Ring am Kolben auf der radial inneren Seite vorzusehen, um den
vorstehend genannten Öldurchlass zu der auf der radial äußeren
Seite vorgesehenen Ausgleichsölkammer zu bilden. Ferner
ist, wie vorstehend beschrieben ist, ein O-Ring notwendig, um eine
Leckage des Öls aus der auf der radial äußeren
Seite vorgesehenen Ausgleichsölkammer zu verhindern. Dies führt
zu weiteren Schwierigkeiten bei der Verbesserung der Kompaktheit
in der Axialrichtung.
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In
dem Fall einer allgemein angewendeten Struktur zur Zufuhr des Öls
von dem in einer Hülse vorgesehenen Ölloch zu
der Ausgleichsölkammer wird das Öl über
ein Ablassloch über eine Ablassnut in der Ausgleichsplatte
abgelassen. Bei dieser Gestaltung ist jedoch der Ausgangspunkt 0
des zentrifugalen Öldrucks des Öls in der Ausgleichsölkammer auf
den zentrifugalen Öldruck am Ablassloch oder der Ablassnut
eingestellt. In manchen Fällen kann das Problem auftreten,
dass der Ausgleichsöldruck in der Ausgleichsölkammer
unzureichend wird, was es schwierig macht, den auf den hydraulischen
Schaltantrieb wirkenden zentrifugalen Öldruck zu entfernen.
Insbesondere dann, wenn zwei Kupplungen an verschiedenen Positionen
bezüglich der Radialrichtung derart angeordnet sind, dass
sie in der Axialrichtung überlappen, ist es häufig
schwierig, einen ausreichenden Ausgleichsöldruck in der
Ausgleichsölkammer der auf der radial äußeren
Seite vorgesehenen Kupplung sicherzustellen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Getriebe
zu schaffen, das eine Ausgleichsölkammer mit einem geeignet
angeordneten Ablassloch aufweist, um dadurch die vorstehend genannten
Probleme zu beheben.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung (siehe beispielsweise 4 bis 6) bezieht
sich auf ein automatisches Getriebe (1), das eine Kupplung
(C3) umfasst, die umfasst: eine Kupplungstrommel (22);
einen Kolben (24), der einen hydraulischen Schaltantrieb
(20) unter Verwendung eines Teils der Kupplungstrommel
als einen Zylinder bildet; eine Mehrzahl von Reibscheiben (21),
die in Eingriff mit der Kupplungstrommel stehen; und eine Ausgleichsölkammer
(28), die auf der Rückseite des Kolbens vorgesehen
ist und die einen zentrifugalen Öldruck ausgleicht, der
auf den hydraulischen Schaltantrieb wirkt. Der Ausgleichsölkammer
(28) wird Öl von einem Nabenabschnitt (22c)
zugeführt, der an der Kupplungstrommel (22) auf
der radial inneren Seite ausgebildet ist. Das Öl wird von
in dem Nabenabschnitt ausgebildeten Ablasslöchern (e) abgelassen zu
der Außenseite der Schaltantriebsseite (20) der Kupplungstrommel
(22).
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Gemäß dem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Ablasslöcher
vorgesehen in einem Nabenabschnitt auf der radial inneren Seite
einer Kupplungstrommel, von der einer Ausgleichsölkammer Öl
zugeführt wird, wodurch ein ausreichender Ausgleichsöldruck
in der Ausgleichsölkammer zum Ausgleichen des zentrifugalen Öldrucks
sichergestellt ist. Ferner sind in dem Nabenabschnitt zugeordnete
Ablasslöcher ausgebildet, wodurch das in der Ausgleichsölkammer
enthaltene Öl schnell abgelassen wird, wenn auf einen hydraulischen
Schaltantrieb Öldruck aufgebracht wird. Diese Ausbildung
gewährleistet eine geeignete zeitliche Steuerung der Kupplungsbetätigung.
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Ferner
wird das in der Ausgleichsölkammer enthaltene Öl über
die in dem Nabenabschnitt ausgebildeten Ablasslöcher abgelassen
zu der Außenseite der Schaltantriebsseite (zu der entgegengesetzten Seite
der offenen Seite) der Kupplungstrommel. Diese Ausbildung verbessert
den Freiheitsgrad bei dem Entwurf für ein kompaktes automatisches
Getriebe, ohne Behinderung der Auslegung von Komponenten auf der
Seite der Ausgleichsplatte der Ausgleichsölkammer, d. h.
der Auslegung eines hydraulischen Schaltantriebes einer anderen
Kupplung. Ferner ist es möglich, das zu der Außenseite
der Kupplungstrommel abgelassene Öl zur Schmierung anderer
Elemente (beispielsweise einer Distanzscheibe) zu nutzen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung (siehe beispielsweise 3 bis 5) ist
bei dem automatischen Getriebe gemäß dem ersten
Aspekt eine Hülse (81) in eine innere Umfangsfläche
des Nabenabschnitts (22c) eingepasst. Vertiefte Nuten (g)
sind in einer äußeren Umfangsfläche der Hülse
derart ausgebildet, dass sie mit den Ablasslöchern (e)
ausgerichtet sind und bis zu einer Stirnfläche verlaufen.
Das Öl aus der Ausgleichsölkammer (28)
wird über die Ablasslöcher (e) und die vertieften Nuten
(g) abgelassen.
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Gemäß dem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind vertiefte Nuten in
einer Hülse ausgebildet, die in die innere Umfangsfläche
des Nabenabschnitts eingepasst ist, und wird das Öl von
den Ablasslöchern über die vertieften Nuten zu
der Außenseite der Kupplungstrommel abgelassen. Der Öldruck
an den in der Hülse ausgebildeten vertieften Nuten kann
als der Ausgangspunkt 0 des zentrifugalen Öldrucks in der
Ausgleichsölkammer festgesetzt werden. Es ist somit möglich,
den zentrifugalen Öldruck mit einer einfachen Struktur
effizienter auszugleichen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei dem automatischen
Getriebe gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt
ein Öldruck über in dem Nabenabschnitt (22c)
ausgebildete Öllöcher (b) dem hydraulischen Schaltantrieb
(20) zugeführt und aus diesem abgelassen. Die Öllöcher
(b) für den hydraulischen Schaltantrieb und die Ablasslöcher
(e) für die Ausgleichsölkammer (28) sind
an verschiedenen Positionen in der Umfangsrichtung des Nabenabschnitts
(22c) angeordnet.
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Gemäß dem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Öldruck-Zufuhr/Ablass-Löcher
für den hydraulischen Schaltantrieb, die in dem Nabenabschnitt
ausgebildet sind, und die vorstehend genannten Ablasslöcher
an verschiedenen Winkelpositionen in der Umfangsrichtung angeordnet.
Demzufolge ist es möglich, dass das in der Ausgleichsölkammer
enthaltene Öl mit einer einfachen Struktur zuverlässig
zu der Außenseite der Kupplungstrommel abzulassen.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das automatische
Getriebe gemäß einem jeden der ersten bis dritten
Aspekte ferner auf:
eine andere Kupplung (C4), die neben der
einen Kupplung (C3), das heißt der genannten Kupplung, angeordnet
ist und die umfasst: eine Kupplungstrommel (42); einen
Kolben (44), der einen hydraulischen Schaltantrieb (40)
unter Verwendung eines Teils der Kupplungstrommel als Zylinder bildet;
eine Mehrzahl von Reibscheiben (41), die in Eingriff mit
der Kupplungstrommel stehen; und eine Ausgleichsölkammer (48),
die einen zentrifugalen Öldruck ausgleicht, der auf die
rückseitige Oberfläche des Kolbens wirkt. Öllöcher
(c), die Öldruck dem hydraulischen Schaltantrieb (40)
der anderen Kupplung (C4) zuführen und aus diesem ablassen,
sind in dem Nabenabschnitt (22c) an in der Axialrichtung
zu den Ablasslöchern (e) entgegengesetzten Positionen bezüglich
der Ölzufuhrlöcher (a) für die Ausgleichsölkammer
(28) der einen Kupplung (C3) angeordnet.
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Gemäß dem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind zwei Kupplungen nebeneinander
angeordnet. Die Öldruck-Zufuhr/Ablass-Löcher für
den hydraulischen Schaltantrieb einer anderen Kupplung sind in dem
Nabenabschnitt auf der entgegengesetzten Seite der Ablasslöcher
bezüglich der Ölzufuhrlöcher für
die Ausgleichsölkammer der einen Kupplung, das heißt
der vorstehend genannten Kupplung, angeordnet. Eine solche Anordnung
ergibt eine Auslegung, bei der die andere Kupplung dicht bei der Ausgleichsplatte
der Ausgleichsölkammer der einen Kupplung angeordnet ist.
Daher ist es möglich, die zwei Kupplungen in einer kompakten
Weise anzuordnen.
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Gemäß einem
fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung (siehe 3 bis 5)
sind bei dem automatischen Getriebe gemäß dem
vierten Aspekt der hydraulische Schaltantrieb (20) und
die Ausgleichsölkammer (28) der einen Kupplung
auf der radial äußeren Seite des hydraulischen
Schaltantriebs (40) und der Ausgleichsölkammer
(48) der anderen Kupplung (C4) derart angeordnet, dass
sie jeweils in der Axialrichtung überlappen. Öldruck
wird über einen in der Kupplungstrommel (22) der
einen Kupplung ausgebildeten Öldurchlass (b, B) dem hydraulischen
Schaltantrieb (20) der einen Kupplung zugeführt
und aus diesem abgelassen. Öl wird über einen Raum
(A) zwischen der Kupplungstrommel (22) der einen Kupplung
und der Kupplungstrommel (42) der anderen Kupplung (C4)
der Ausgleichsölkammer (28) der einen Kupplung
(C3) zugeführt und aus dieser abgelassen. Der hydraulische
Schaltantrieb (40) und die Ausgleichsölkammer
(48) der anderen Kupplung (C4) sind parallel in der Axialrichtung
derart angeordnet, dass sie mit dem Raum (A) in der Radialrichtung überlappen.
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Gemäß dem
fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der hydraulische
Schaltantrieb und die Ausgleichsölkammer der einen Kupplung
auf der radial äußeren Seite des hydraulischen
Schaltantriebs und der Ausgleichsölkammer der anderen Kupplung
derart angeordnet, dass sie in der Axialrichtung überlappen.
Eine solche Anordnung ergibt eine kompakte Auslegung der zwei Kupplungen,
insbesondere eine kompakte Auslegung in der Axialrichtung. Ferner
wird bei einer solchen Anordnung über einen in der Kupplungstrommel
ausgebildeten Öldurchlass Öldruck dem hydraulischen
Schaltantrieb der einen Kupplung zugeführt und von diesem abgelassen.
Darüber hinaus wird über einen Raum zwischen der
Kupplungstrommel der einen Kupplung und der Kupplungstrommel der
anderen Kupplung Öl der Ausgleichsölkammer der
einen Kupplung zugeführt und aus dieser abgelassen. Während
ein hoher zentrifugaler Öldruck auf den hydraulischen Schaltantrieb
der einen, auf der radial äußeren Seite angeordneten
Kupplung wirkt, wirkt daher auf die Ausgleichsölkammer,
die an der rückseitigen Oberfläche eines Kolbens
des hydraulischen Schaltantriebs angeordnet ist, ein Ausgleichsöldruck,
der auf den Ablasslöchern basiert, die in dem Nabenabschnitt
auf der radial inneren Seite der Kupplungstrommel ausgebildet sind.
Es wird somit der hohe zentrifugale Öldruck in dem hydraulischen
Schaltantrieb stets geeignet ausgeglichen, und der Öldruck
wird schnell dem hydraulischen Schaltantrieb zugeführt
und aus diesem abgelassen, wodurch eine geeignete zeitliche Steuerung
der Kupplungsbetätigung gewährleistet wird.
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Ferner
sind der hydraulische Schaltantrieb und die Ausgleichsölkammer
der anderen Kupplung in der Axialrichtung parallel derart angeordnet,
dass sie mit dem vorstehend genannten Raum in der Radialrichtung überlappen,
so dass sich eine kompakte Auslegung der zwei Kupplungen ergibt.
Ferner werden der vorstehend genannte Raum und die zugeordneten
Zufuhrlöcher und Ablasslöcher, die in dem Nabenabschnitt
ausgebildet sind, als Zufuhr/Ablass-Öldurchlass für
die Ausgleichsölkammer der einen Kupplung genutzt, wodurch
sich ein kompaktes automatisches Getriebe ergibt, insbesondere eine kompakte
Konstruktion in der Axialrichtung. Diese Anordnung ergibt somit
eine kompakte Konstruktion des automatischen Getriebes, insbesondere
eine kompakte Konstruktion desselben in der Axialrichtung.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung (siehe beispielsweise 3 und 4) ist bei dem automatischen Getriebe gemäß dem
fünften Aspekt die radial äußere Seite
einer Ausgleichsplatte (25), die die Ausgleichsölkammer
(28) der einen Kupplung (C3) begrenzt, öldicht
eingepasst in eine innere Umfangsfläche der Kupplungstrommel (22)
der einen Kupplung. Die radial innere Seite der Ausgleichsplatte
ist öldicht aufgepasst auf eine äußere
Umfangsfläche der Kupplungstrommel (42) der anderen
Kupplung (C4).
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Gemäß dem
sechsten Aspekt der Erfindung sind die radial äußere
Seite und die radial innere Seite der Ausgleichsplatte der einen
Kupplung öldicht eingesetzt. Eine solche Anordnung verhindert Ölleckage
und sorgt dafür, dass der Ausgleichsöldruck in der
auf der radial äußeren Seite angeordneten Ausgleichsölkammer
in geeigneter Weise beibehalten wird.
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Gemäß einem
siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung (siehe beispielsweise 6)
sind bei dem automatischen Getriebe gemäß dem
vierten Aspekt der hydraulische Schaltantrieb (40) und
die Ausgleichsölkammer (48) der anderen Kupplung (C4)
parallel in der Axialrichtung derart angeordnet, dass sie mit dem
hydraulischen Schaltantrieb (20) und der Ausgleichsölkammer
der einen Kupplung (C3) in der Radialrichtung überlappen.
Die Kupplungstrommel (42) der anderen Kupplung (C4) dient als
eine Ausgleichsplatte der einen Kupplung.
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Gemäß dem
siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung dient die Ausgleichsplatte
der einen Kupplung zugleich als die Kupplungstrommel der anderen
Kupplung. Bei dieser Anordnung sind die zwei Kupplungen parallel
in der Axialrichtung derart angeordnet, dass sie in der Radialrichtung überlappen, wodurch
eine kompakte Konstruktion geschaffen wird, insbesondere eine kompakte
Konstruktion in der Radialrichtung.
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Gemäß einem
achten Aspekt der vorliegenden Erfindung (siehe beispielsweise 1)
weist das automatische Getriebe gemäß den ersten
bis siebenten Aspekten ferner auf:
eine Eingangswelle (7),
die eine Eingangsdrehung von einer Antriebsquelle empfängt;
ein
Untersetzungs-Planetengetriebe (DP), das aufweist ein erstes Sonnenrad
(S1), das nicht-drehbar festgelegt ist an einem Gehäuse
oder einem fest mit dem Gehäuse verbundenen, festgelegten
Element (6), einen ersten Träger (CR1), der mit
der Eingangswelle verbunden ist, und ein erstes Ringrad (R1), das eine
Drehung ausgibt, die mittels des nicht-drehbar festgelegten ersten
Sonnenrades (S1) und des ersten, die Eingangsdrehung empfangenden
Trägers (CR1) verringert worden ist; und
einen Planetenradsatz
(PU), der aufweist ein zweites Sonnenrad (S2), das die verringerte
Drehung des ersten Ringrades (R1) empfängt, wenn eine erste Kupplung
(C1) eingerückt ist, ein drittes Sonnenrad (S3), das die
verringerte Drehung des ersten Ringrades (R1) empfängt,
wenn eine dritte Kupplung (C3) eingerückt ist, und das
die Drehung der Eingangswelle über den ersten Träger
(CR1) empfängt, wenn eine vierte Kupplung (C4) eingerückt
ist, und dessen Drehung verhindert ist, wenn eine erste Bremse (B1)
angelegt ist, einen zweiten Träger (CR2), zu dem ein langes
Planetenrad (P3), das mit dem dritten Sonnenrad (S3) kämmt,
und ein kurzes Planetenrad (24) gehören, das mit
dem langen Planetenrad und dem zweiten Sonnenrad (S2) kämmt,
und dessen Drehung verhindert ist, wenn einen zweite Bremse (B2) angelegt
ist, und der die Drehung der Eingangswelle (7) empfängt,
wenn eine zweite Kupplung (C2) eingerückt ist, und ein
zweites Ringrad (R2), das mit dem langen Planetenrad (P3) kämmt
und drehbar mit einem Ausgangselement (8) verbunden ist.
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Die
eine Kupplung ist die dritte Kupplung (C3). Die andere Kupplung
ist die vierte Kupplung (C4). Wenn die erste Kupplung (C1) eingerückt
ist und die zweite Bremse (B2) angelegt ist, ist ein erster Vorwärtsgang
gewählt. Wenn die erste Kupplung (C1) eingerückt
ist und die erste Bremse (B1) angelegt ist, ist ein zweiter Vorwärtsgang
gewählt. Wenn die erste Kupplung (C1) und die dritte Kupplung
(C3) eingerückt sind, ist ein dritter Vorwärtsgang
gewählt. Wenn die erste Kupplung (C1) und die vierte Kupplung
(C4) eingerückt sind, ist ein vierter Vorwärtsgang gewählt.
Wenn die erste Kupplung (C1) und die zweite Kupplung (C2) eingerückt
sind, ist ein fünfter Vorwärtsgang gewählt.
Wenn die zweite Kupplung (C2) und die vierte Kupplung (C4) eingerückt
sind, ist ein sechster Vorwärtsgang gewählt. Wenn
die zweite Kupplung (C2) und die dritte Kupplung (C3) eingerückt
sind, ist ein siebenter Vorwärtsgang gewählt. Wenn
die zweite Kupplung (C2) eingerückt ist und die erste Bremse
(B1) angelegt ist, ist ein achter Vorwärtsgang gewählt.
Wenn die dritte Kupplung (C3) oder die vierte Kupplung (C4) eingerückt
ist und die zweite Bremse (B2) angelegt ist, ist ein Rückwärtsgang
gewählt.
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Gemäß dem
achten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das automatische Getriebe
acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang
und hat es eine kompakte Struktur. Ferner gewährleistet
dieses automatische Getriebe ausreichenden zentrifugalen Öldruck
in einer Ausgleichsölkammer der dritten Kupplung und lässt
es das Öl schnell ab, wenn Öldruck auf einen hydraulischen
Schaltantrieb gegeben wird, so dass sich stoßfreies Schalten
bei geeigneter zeitlicher Steuerung der Kupplungsbetätigung
ergibt.
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Zu
beachten ist, dass die Bezugszeichen in Klammern der Bezugnahme
auf die Zeichnungen dienen und keinen Einfluss auf die Ansprüche
haben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schemazeichnung, die schematisch ein automatisches Getriebe
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Schalttabelle des automatischen Getriebes gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine vergrößerte Schnittdarstellung, die einen
Teil eines automatischen Getriebes gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4A ist
eine Ansicht, die eine innere Trommel gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel bei Betrachtung aus der Rr-Richtung
zeigt; 4B ist eine vergrößerte
Schnittdarstellung, die einen Teil des automatischen Getriebes gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt; und 4C ist
eine Ansicht, die die innere Trommel gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel bei Betrachtung aus der Fr-Richtung
zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, die eine äußere Trommel gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel bei Betrachtung aus der Rr-Richtung
zeigt.
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6 ist
eine Schnittdarstellung, die Kupplungskomponenten gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel zeigt.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Getriebe,
das geeignet ist zur Anwendung in einem Fahrzeug wie beispielsweise
einem Fahrzeug vom FF(Frontmotor/Frontantrieb)-Typ oder dergleichen.
Die Richtung von rechts nach links in den 1, 3, 4 und 5 entspricht
der Richtung von vorne nach hinten eines Kraftübertragungsweges
(eine Antriebsquellenseite und eine Radseite werden als Vorderseite
bzw. Rückseite bezeichnet). Zur Vereinfachung der Beschreibung
wird die rechte Seite in den Zeichnungen, d. h. die Seite der Antriebsquelle
wie beispielsweise eines Motors, im Folgenden als die ”Vorderseite” bezeichnet
werden. Dagegen wird die linke Seite in den Zeichnungen als die ”Rückseite” bezeichnet
werden.
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Zunächst
wird der schematische Aufbau eines automatischen Getriebes 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das automatische Getriebe 1 vom
FF-Typ ein Gehäuse 6 wie beispielsweise ein Achsgehäuse
und ein Getriebegehäuse und ein auf der Vorderseite des
Gehäuses (genauer: des Wandlergehäuses) 6 angeordnetes
Eingangselement (vorderes Abdeckungs- und Mittelteil) 10,
das die Verbindung des automatischen Getriebes 1 mit einem
Motor (nicht dargestellt) ermöglicht. Ferner umfasst das
automatische Getriebe 1 einen Drehmomentwandler 2 mit
einer Überbrückungskupplung 2a. In dem
Gehäuse 6 sind ein Zahnrad-Wechselgetriebe 3,
eine Vorgelegeeinheit 4 und eine Differenzialgetriebeeinheit 5 angeordnet.
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Der
Drehmomentwandler 2 ist auf einer Achse angeordnet, die
auf einer Eingangswelle 7 des Zahnrad-Wechselgetriebes 3 zentriert
ist, die koaxial zu der Ausgangswelle des Motors (nicht dargestellt) angeordnet
ist. Die Vorgelegeeinheit 4 ist auf einer Vorgelegewelle 12 vorgesehen,
die parallel zu der Eingangswelle 7 ist. Die Differenzialgetriebeeinheit 5, die
linke und rechte Achswellen 15, 15 aufweist, ist auf
einer Achse angeordnet, die parallel zu der Vorgelegewelle 12 ist.
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Das
Zahnrad-Wechselgetriebe 3 umfasst ein Planetengetriebe
(Untersetzungs-Planetengetriebe) DP auf der Eingangswelle 7 und
eine Planetengetriebeeinheit (Planetengetriebesatz) PU auf dessen Rückseite.
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Das
vorstehend genannte Planetengetriebe DP ist ein sogenanntes Doppelplanetenradgetriebe und
umfasst ein erstes Sonnenrad S1, einen ersten Träger CR1
und ein erstes Ringrad R1. Der erste Träger CR1 trägt
ein Planetenrad P2, das mit dem ersten Sonnenrad S1 kämmt,
und ein Planetenrad P1, das mit dem ersten Ringrad R1 kämmt,
wobei die Planetenräder P2 und P1 miteinander kämmen.
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Die
Planetengetriebeeinheit PU ist ein sogenanntes Ravigneaux-Planetengetriebe
und umfasst vier drehbare Elemente, d. h. ein zweites Sonnenrad S2,
ein drittes Sonnenrad S3, einen zweiten Träger CR2 und
ein zweites Ringrad R2. Der zweite Träger CR2 trägt
ein langes Planetenrad P3, das mit dem dritten Sonnenrad S3 und
dem zweiten Ringrad R2 kämmt, sowie ein kurzes Planetenrad
P4, das mit dem zweiten Sonnenrad S2 kämmt, wobei das lange Planetenrad
P3 und das kurze Planetenrad P4 miteinander kämmen.
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Das
erste Sonnenrad S1 des Planetengetriebes DP ist derart an dem Gehäuse 6 befestigt,
dass es sich nicht relativ zu dem Gehäuse 6 drehen
kann. Der Träger CR1 ist mit der Eingangswelle 7 verbunden
und führt dieselbe Drehung wie die der Eingangswelle 7 aus
(im Folgenden als ”Eingangsdrehung” bezeichnet).
Ferner ist der Träger CR1 mit einer vierten Kupplung C4
verbunden. Das erste Ringrad R1 führt eine verringerte
Drehung aus, die erhalten wird durch Verringerung der Drehzahl der
Eingangsdrehung mittels des festgelegten ersten Sonnenrades S1 und
des ersten Trägers CR1, der mit der Eingangsdrehung dreht.
Ferner ist das erste Ringrad R1 mit einer ersten Kupplung C1 und
einer dritten Kupplung C3 verbunden.
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Das
dritte Sonnenrad S3 der Planetengetriebeeinheit PU ist mit einer
ersten Bremse B1 verbunden, so dass dadurch das dritte Sonnenrad
S3 am Gehäuse 6 festgelegt werden kann. Ferner
ist das dritte Sonnenrad S3 mit der vierten Kupplung C4 und der
dritten Kupplung C3 verbunden. Diese Ausbildung ermöglicht
es, dass das dritte Sonnenrad S3 die Eingangsdrehung des ersten
Trägers CR1 über die vierte Kupplung C4 und die
verringerte Drehung des ersten Ringrades R1 über die dritte
Kupplung C3 empfängt. Andererseits ist das zweite Sonnenrad
S2 mit der ersten Kupplung C1 verbunden, was es ermöglicht,
dass das zweite Sonnenrad S2 die verringerte Drehung des ersten
Ringrades R1 empfängt.
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Der
zweite Träger CR2 ist mit einer zweiten Kupplung C2 verbunden,
zu der die Drehung der Eingangswelle 7 übertragen
wird. Diese Ausbildung ermöglicht es, dass der zweite Träger
CR2 über die zweite Kupplung C2 die Eingangsdrehung empfängt. Ferner
ist der zweite Träger CR2 mit einer Einwegkupplung E1 und
einer zweiten Bremse B2 verbunden. Diese Ausbildung verhindert mittels
der Einwegkupplung F1 eine Drehung des zweiten Trägers
CR2 in lediglich einer Richtung bezüglich des Gehäuses (genauer:
des Getriebegehäuses) 6 und ermöglicht, dass
die Drehung des zweiten Trägers CR2 mittels der zweiten
Bremse B2 unterbunden wird. Das zweite Ringrad R2 ist mit einem
Vorgelegerad 8 verbunden, das drehbar auf einem an dem
Gehäuse 6 befestigten, mittigen Tragelement gelagert
ist.
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Das
Vorgelegerad 8 kämmt mit einem an der Vorgelegewelle 12 der
Vorgelegeeinheit 4 befestigten Zahnrad 11 mit
großem Durchmesser. Die Vorgelegewelle 12 steht
in Eingriff mit einem Zahnrad 14 der Differenzialgetriebeeinheit 5 über
ein Zahnrad 12a mit kleinem Durchmesser, das auf der äußeren Umfangsfläche
der Vorgelegewelle 12 ausgebildet ist. Das Zahnrad 14 ist
an einem Differenzialgetriebe 13 befestigt und ist mit
den linken und rechten Achswellen 15, 15 über
das Differenzialgetriebe 13 verbunden.
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Im
Folgenden wird die Arbeitsweise des in vorstehend beschriebener
Weise ausgebildeten Zahnrad-Wechselgetriebes 3 unter Bezugnahme
auf die 1 und 2 erläutert.
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Wenn
beispielsweise der erste Vorwärtsgang (1) im D-(Vorwärts-)Bereich
gewählt ist, sind die erste Kupplung C1 und die Einwegkupplung
F1 eingerückt, wie dies in 2 gezeigt
ist. In diesem Fall wird die verringerte Drehung des ersten Ringrades R1,
die mittels des festgelegten ersten Sonnenrades S1 und des mit der
Eingangsdrehung drehenden ersten Trägers CR1 verringert
worden ist, über die erste Kupplung C1 zu dem zweiten Sonnenrad
S2 übertragen. Ferner ist die Drehung des zweiten Trägers
CR2 auf einsinnige Drehung (Drehung in Vorwärtsrichtung)
beschränkt. Dies bedeutet, dass der zweite Träger
CR2 an einer Drehung in der Rückwärtsrichtung
gehindert und somit festgelegt ist. In diesem Fall wird die verringerte,
zum zweiten Sonnenrad S2 übertragene Drehung über
den festgelegten zweiten Träger CR2 ausgegeben auf das
zweite Ringrad R2, und die Vorwärtsdrehung für
den ersten Vorwärtsgang wird ausgegeben über das
Vorgelegerad 8.
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Es
ist zu beachten, dass in einem Motorbremszustand (Schubbetriebszustand)
die zweite Bremse B2 angelegt ist, um den zweiten Träger
CR2 festzulegen. In diesem Zustand wird der Zustand für den
ersten Vorwärtsgang beibehalten, wobei jedoch die Vorwärtsdrehung
des zweiten Trägers CR2 verhindert wird. In dem Zustand
für den ersten Vorwärtsgang ermöglicht
die Einwegkupplung F1 die Vorwärtsdrehung des zweiten Trägers
CR2, während sie dessen Rückwärtsdrehung
verhindert. Daher kann, beispielsweise nachdem der Bereich von dem Nicht-Vorwärts-Bereich
zu dem Vorwärts-Bereich umgeschaltet worden ist, der erste
Vorwärtsgang durch das automatische Einrücken
der Einwegkupplung F1 stoßfrei erhalten werden.
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Wenn
der zweite Vorwärtsgang (2) gewählt ist,
ist die erste Kupplung C1 eingerückt und ist die erste
Bremse B1 angelegt. In diesem Zustand wird die verringerte Drehung
des ersten Ringrades R1, die mittels des festgelegten ersten Sonnenrades
S1 und des mit der Eingangsdrehung drehenden ersten Trägers
CR1 verringert worden ist, über die erste Kupplung C1 zu
dem zweiten Sonnenrad S2 übertragen. Ferner verhindert
die angelegte erste Bremse B1 die Drehung des dritten Sonnenrades
S3. In diesem Fall dreht der zweite Träger CR2 mit einer
verringerten Drehung, die niedriger als die des zweiten Sonnenrades
S2 ist, und wird die verringerte, zu dem zweiten Sonnenrad S2 übertragene
Drehung über den zweiten Träger CR2 ausgegeben
auf das zweite Ringrad R2. Als Ergebnis wird die Vorwärtsdrehung
für den zweiten Vorwärtsgang ausgegeben über
das Vorgelegerad 8.
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Wenn
der dritte Vorwärtsgang (3) gewählt ist, sind
die erste Kupplung C1 und die dritte Kupplung C3 eingerückt.
In diesem Fall wird die verringerte Drehung des ersten Ringrades
R1, die mittels des festgelegten ersten Sonnenrades S1 und des mit
der Eingangsdrehung drehenden ersten Trägers CR1 verringert
worden ist, über die erste Kupplung C1 zu dem zweiten Sonnenrad
S2 übertragen. Ferner wird die verringerte Drehung des
ersten Ringrades R1 mittels der eingerückten dritten Kupplung
C3 zu dem dritten Sonnenrad S3 übertragen. Dies bedeutet, dass
die verringerte Drehung des ersten Ringrades R1 übertragen
wird zu dem dritten Sonnenrad S3 und dem zweiten Sonnenrad S2 und
dass daher die Planetengetriebeeinheit PU in einen Direktverbindungszustand
gebracht wird und mit der verringerten Drehung dreht. In diesem
Zustand wird die verringerte Drehung unverändert auf das
zweite Ringrad R2 ausgegeben und wird die Vorwärtsdrehung
für den dritten Vorwärtsgang über das
Vorgelegerad 8 ausgegeben.
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Wenn
der vierte Vorwärtsgang (4) gewählt ist,
sind die erste Kupplung C1 und die vierte Kupplung C4 eingerückt.
In diesem Fall wird die verringerte Drehung des ersten Ringrades
R1, die mittels des festgelegten ersten Sonnenrades S1 und des mit
der Eingangsdrehung drehenden ersten Trägers CR1 verringert
worden ist, über die erste Kupplung C1 zu dem zweiten Sonnenrad
S2 übertragen. Ferner wird die Eingangsdrehung des ersten
Trägers CR1 mittels der eingerückten vierten Kupplung
C4 zu dem dritten Sonnenrad S3 übertragen. In diesem Fall
dreht der zweite Träger CR2 mit einer verringerten Drehung, die
höher als die des zweiten Sonnenrades S2 ist. Demzufolge
wird die verringerte Drehung, die zu dem zweiten Sonnenrad S2 übertragen
wird, über den zweiten Träger CR2 auf das zweite
Ringrad R2 ausgegeben, und eine Vorwärtsdrehung für
den vierten Vorwärtsgang wird über das Vorgelegerad 8 ausgegeben.
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Wenn
der fünfte Vorwärtsgang (5) gewählt ist,
sind die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 eingerückt.
In diesem Fall wird die verringerte Drehung des ersten Ringrades
R1, die mittels des festgelegten ersten Sonnenrades S1 und des mit
der Eingangsdrehung drehenden ersten Trägers CR1 verringert
worden ist, über die erste Kupplung C1 zu dem zweiten Sonnenrad
S2 übertragen. Ferner wird die Eingangsdrehung mittels
der eingerückten zweiten Kupplung C2 zu dem zweiten Träger
CR2 übertragen. Als Folge der verringerten Drehung, die
zu dem zweiten Sonnenrad S2 übertragen wird, und der Eingangsdrehung,
die zu dem zweiten Träger CR2 übertragen wird,
wird eine verringerte Drehung, die höher als die des vorstehend
genannten vierten Vorwärtsganges ist, auf das Ringrad R2
ausgegeben. Als Ergebnis wird die Vorwärtsdrehung für
den fünften Vorwärtsgang über das Vorgelegerad 8 ausgegeben.
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Wenn
der sechste Vorwärtsgang (6) gewählt ist,
sind die zweite Kupplung C2 und die vierte Kupplung C4 eingerückt.
In diesem Fall wird die Eingangsdrehung des ersten Trägers
CR1 mittels der eingerückten vierten Kupplung C4 zu dem
dritten Sonnenrad S3 übertragen. Ferner wird die Eingangsdrehung mittels
der eingerückten zweiten Kupplung C2 zu dem zweiten Träger
CR2 übertragen. Dies bedeutet, dass die Eingangsdrehung
sowohl zu dem dritten Sonnenrad S3 als auch zu dem zweiten Träger
CR2 übertragen wird und dass daher die Planetengetriebeeinheit
PU in einen Direktverbindungszustand gebracht wird und mit der Eingangsdrehung
dreht. In diesem Zustand wird die Eingangsdrehung unverändert
auf das zweite Ringrad R2 ausgegeben, und die Vorwärtsdrehung
für den sechsten Vorwärtsgang wird über
das Vorgelegerad 8 ausgegeben.
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Wenn
der siebente Vorwärtsgang (7) gewählt ist,
sind die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 eingerückt.
In diesem Fall wird die verringerte Drehung des ersten Ringrades
R1, die mittels des festgelegten ersten Sonnenrades S1 und des mit
der Eingangsdrehung drehenden ersten Trägers CR1 verringert
worden ist, über die dritte Kupplung C3 zu dem dritten
Sonnenrad S3 übertragen. Ferner wird die Eingangsdrehung
mittels der eingerückten zweiten Kupplung C2 zu dem zweiten
Träger CR2 übertragen. Als Folge der verringerten
Drehung, die zu dem dritten Sonnenrad S3 übertragen wird,
und der Eingangsdrehung, die zu dem zweiten Träger CR2 übertragen
wird, wird eine verringerte Drehung, die etwas höher als
die Eingangsdrehung ist, auf das Ringrad R2 ausgegeben, und die
Vorwärtsdrehung für den siebenten Vorwärtsgang
wird über das Vorgelegerad 8 ausgegeben.
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Wenn
der achte Vorwärtsgang (8) gewählt ist,
ist die zweite Kupplung C2 eingerückt und ist die erste
Bremse B1 angelegt. In diesem Fall wird die Eingangsdrehung mittels
der eingerückten zweiten Kupplung C2 zu dem zweiten Träger
CR2 übertragen. Ferner wird die Drehung des dritten Sonnenrades
S3 wegen der angelegten ersten Bremse B1 verhindert. In diesem Fall
wird die Eingangsdrehung des zweiten Trägers CR2 verändert
zu einer erhöhten Drehung, die höher ist als die
Drehzahl im vorstehend genannten siebenten Vorwärtsgang,
weil das dritten Sonnenrad S3 festgelegt ist, und wird die Vorwärtsdrehung
für den achten Vorwärtsgang über das Vorgelegerad 8 ausgegeben.
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Wenn
der erste Rückwärtsgang (Rev1) gewählt
ist, ist die dritten Kupplung C3 eingerückt und ist die
zweite Bremse B2 angelegt. In diesem Fall wird die verringerte Drehung
des ersten Ringrades R1, die mittels des festgelegten ersten Sonnenrades S1
und des mit der Eingangsdrehung drehenden ersten Trägers
CR1 verringert worden ist, über die dritte Kupplung C3
zu dem dritten Sonnenrad S3 übertragen. Ferner wird die
Drehung des zweiten Trägers CR2 wegen der angelegten zweiten
Bremse B2 verhindert. In diesem Fall wird die verringerte Drehung, die
zu dem dritten Sonnenrad S3 übertragen wird, über
den festgelegten zweiten Träger CR2 auf das zweite Ringrad
R2 ausgegeben und wird die Rückwärtsdrehung für
den ersten Rückwärtsgang vom Vorgelegerad 8 ausgegeben.
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Wenn
der zweite Rückwärtsgang (Rev2) gewählt
ist, ist die vierte Kupplung C4 eingerückt und ist die
zweite Bremse B2 angelegt. In diesem Fall wird die Eingangsdrehung
des ersten Trägers CR1 mittels der eingerückten
vierten Kupplung C4 zu dem dritten Sonnenrade S3 übertragen.
Ferner wird die Drehung des zweiten Trägers CR2 mittels
der angelegten zweiten Bremse B2 verhindert. In diesem Fall wird die
Eingangsdrehung, die zu dem dritten Sonnenrad S3 übertragen
wird, über den festgelegten zweiten Träger CR2
auf das zweite Ringrad R2 ausgegeben und wird die Rückwärtsdrehung
für den zweiten Rückwärtsgang über
das Vorgelegerad 8 ausgegeben.
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Es
ist zu beachten, dass beispielsweise in dem P-(Park-)Bereich oder
dem N-(Neutral-)Bereich die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung
C2, die dritten Kupplung C3 und die vierte Kupplung C4 ausgerückt
sind. In diesem Fall sind die Kraft- bzw. Leistungsübertragung
zwischen dem ersten Träger CR1 und dem dritten Sonnenrad
S3, die Kraft- bzw. Leistungsübertragung zwischen dem ersten
Ringrad R1 und dem dritten Sonnenrad S3 und die Kraft- bzw. Leistungsübertragung
zwischen dem ersten Ringrad R1 und dem zweiten Sonnenrad S2 unterbrochen. Dies
bedeutet, dass die Kraft- bzw. Leistungsübertragung zwischen
dem Planetengetriebe DP und der Planetengetriebeeinheit PU unterbrochen
ist. Ferner ist die Kraft- bzw. Leistungsübertragung zwischen der
Eingangswelle 7 und dem zweiten Träger CR2 unterbrochen.
Dies unterbricht die Kraft- bzw. Leistungsübertragung zwischen
der Eingangswelle 7 und der Planetengetriebeeinheit PU,
so dass dadurch die Kraft- bzw. Leistungsübertragung zwischen
der Eingangswelle 7 und dem Vorgelegerad 8 unterbrochen ist.
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Im
Folgenden wird für das automatische Getriebe 1 unter
Bezugnahme auf 3 bis 5 die Ausbildung
der dritten Kupplung (der einen Kupplung) C3 und der vierten Kupplung
(der anderen Kupplung) C4 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Die vierte Kupplung C4, die auf der radial
inneren Seite angeordnet ist, und die dritte Kupplung C3 sind in
der Weise zweistufig angeordnet, dass die vierte Kupplung C4 innerhalb
der dritten Kupplung C3 untergebracht ist. Das heißt, die
dritte Kupplung C3 ist auf der radial äußeren
Seite der vierten Kupplung C4 angeordnet und die dritte Kupplung
C3 und die vierte Kupplung C4 sind an verschiedenen Positionen bezüglich
der Radialrichtung derart angeordnet, dass sie in der Axialrichtung überlappen.
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Die
dritte Kupplung C3 umfasst: eine Mehrscheiben-Reibeinrichtung 21,
die durch mehrere äußere Reibscheiben 21a und
innere Reibscheiben 21b gebildet ist; einen hydraulischen
Schaltantrieb 20, der es ermöglicht, dass diese
Reibschreiben verbunden/getrennt werden; und eine Ausgleichsölkammer 28,
die den zentrifugalen Öldruck ausgleicht, der auf den hydraulischen
Schaltantrieb 20 wirkt. In ähnlicher Weise umfasst
die auf der radial innere Seite angeordnete vierte Kupplung C4:
eine Mehrscheiben-Reibeinrichtung 41, die durch mehrere äußere Reibscheiben 41a und
innere Reibscheiben 41b gebildet ist; einen hydraulischen
Schaltantrieb 40, der es ermöglicht, dass diese
Reibscheiben verbunden/getrennt werden; und eine Ausgleichsölkammer 48,
die den zentrifugalen Öldruck ausgleicht, der auf den hydraulischen
Schaltantrieb 40 wirkt.
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Der
hydraulische Schaltantrieb 20 der dritten Kupplung C3 umfasst
eine Kupplungstrommel 22, einen Kolben 24, eine
Ausgleichsplatte 25 und eine Rückstellfeder 26,
die eine Hydraulikölkammer 27 bilden und die ferner
auf deren Rückseite die Ausgleichsölkammer 28 bilden.
Die Kupplungstrommel 22 besteht aus einer inneren Trommel
(Seitenteil am inneren Umfang) 221 und
einer äußeren Trommel (Seitenteil am äußeren
Umfang) 222 , die durch Schweißen
oder dergleichen zu einer einzigen Einheit verbunden sind. Die innere
Trommel 221 ist auf der radial
innere Seite vorgesehen und hat einen Nabenabschnitt 22c und
einen daran angeformten Kolbenstützabschnitt 22e.
Die äußere Trommel 222 hat einen
Trommelabschnitt 22a und einen daran angeformten Bodenabschnitt 22b.
der Trommelabschnitt 22a verläuft zu der Rückseite
der ersten Kupplung C1 (nicht dargestellt) entlang der äußeren
Umfangsseite. Der Nabenabschnitt 22c ist über
eine Buchse 55 drehbar auf einer Statorachse (feststehendes
Element) 6a gelagert. Ferner sind der Nabenabschnitt 22c und
der Trommelabschnitt 22a über den Bodenabschnitt 22b miteinander
verbunden. Darüber hinaus ist eine Hülse 81 fest
angebracht an der inneren Umfangsfläche des Nabenabschnitts 22c.
Zu beachten ist, dass das Wandlergehäuse und das Getriebegehäuse
zu einer Einheit verbunden sind und als das Gehäuse 6 bezeichnet
sind. Ferner sind das Gehäuse und die mit dem Gehäuse
integrierten Elemente feststehende Elemente, zu denen das Gehäuse,
eine Abdeckung einer Ölpumpe und deren Gehäuse,
die Statorachse 6a und dergleichen gehören. Daher
können das erste Sonnenrad S1 und der Nabenabschnitt 22c der
Kupplungstrommel 22 festgelegt sein (Sonnenrad S1) und
drehbar getragen sein (Nabenabschnitt 22c) durch ein beliebiges
der festgelegten Elemente wie beispielsweise das Gehäuse 6 oder
die mit dem Gehäuse integrierten feststehenden Elemente
bzw. die Statorwelle 6a.
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An
einer Zwischenposition des Bodenabschnitts 22b der Kupplungstrommel 22 ist
am äußeren Rand des Kolbenstützabschnitts 22e,
der sich vom Nabenabschnitt 22c aus zur radial äußeren
Seite erstreckt, ein Ringabschnitt 22d ausgebildet. Der Ringabschnitt 22d erstreckt
sich über eine wesentlich kürzere Strecke als
der Trommelabschnitt 22a und der Nabenabschnitt 22c und
in derselben Richtung wie der Trommelabschnitt 22a und
der Nabenabschnitt 22c. Ferner ist der Ringabschnitt 22d auf
dessen äußerer Umfangsfläche über
einen O-Ring 31 öldicht mit dem Kolben 24 verbunden.
Darüber hinaus ist der Ringabschnitt 22d auf dessen
innerer Umfangsfläche über einen verzahnten Abschnitt
mit einer später beschriebenen Kupplungstrommel 42 der vierten
Kupplung C4 verzahnt.
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Der
Kolben 24 sitzt auf dem Ringabschnitt 22d derart,
dass er sich in der Axialrichtung bewegen kann. Die äußere
Umfangsfläche des Kolbens 24 ist mit der inneren
Umfangsfläche der Kupplungstrommel 22 öldicht über
ein Dichtelement 56 verbunden. Der Kolben 24 und
die innere Umfangsfläche der Kupplungstrommel 22,
die die Form eines Zylinders hat, begrenzen die vorstehend erwähnte
Hydraulikölkammer 27. Ferner weist der Kolben 24 einen
sich zu der Rückseite erstreckenden Verlängerungsabschnitt 24a auf,
der es ermöglicht, dass die dritte Kupplung C3 dadurch
eingerückt/ausgerückt wird, dass der Verlängerungsabschnitt 24a gegen
die Reibeinrichtung 21 drückt.
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Die
Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung C4 ist über
einen O-Ring 57 öldicht auf dem Nabenabschnitt 22c der
dritten Kupplung C3 angeordnet, wobei die Position der Kupplungstrommel 42 in der
Axialrichtung durch einen Sprengring 50 begrenzt ist. Ferner
hat die Kupplungstrommel 42 einen Stufenabschnitt 53,
der einen stufenförmigen Querschnitt hat und auf der Rückseite
des verzahnten Abschnitts 54 angeordnet ist, der die Kupplungstrommel 42 und
den Ringabschnitt 22d der dritten Kupplung C3 verbindet.
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Die
Ausgleichsplatte 25 der dritten Kupplung C3 liegt an dem
Stufenabschnitt 53, der an der Kupplungstrommel 42 der
vierten Kupplung C4 vorgesehen ist, so an, dass die Rückwärtsbewegung
der Ausgleichsplatte in der Axialrichtung begrenzt ist. Die Ausgleichsplatte 25 ist
an ihrem äußeren Umfang über ein Dichtelement 58 öldicht
mit dem Kolben 24 verbunden. Ferner sitzt die Ausgleichsplatte 25 an
ihrem inneren Umfang öldicht über ein Dichtelement 82 auf
der Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung. Die äußere
Umfangsfläche der Ausgleichsplatte 25 und die
innere Umfangsfläche des Kolbens 24 begrenzen
die vorstehend genannte Ausgleichsölkammer 28,
die einen Öldruck liefert, der den zentrifugalen Öldruck
kompensiert, der in der Hydraulikölkammer 27 der
dritten Kupplung erzeugt wird. Ferner ist zwischen der Ausgleichsplatte 25 und
dem Kolben 24 die Rückstellfeder 26 vorgesehen,
die den Kolben 24 ständig nach vorn drückt.
Es ist zu beachten, dass die Rückstellfeder 26 eine
Druckkraft hat, die größer als die einer Rückstellfeder 46 ist,
die in der Ausgleichsölkammer 48 der vierten Kupplung
C4 vorgesehen ist.
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Die
Hydraulikölkammer 27 der dritten Kupplung C3 wird
mit Öl gespeist aus Öllöchern b durch
einen vorbestimmten Spalt B, der zwischen dem Kolbenstützabschnitt 22e der
inneren Trommel 221 und dem Bodenabschnitt 22b der äußeren
Trommel 222 vorgesehen ist. Da
der Spalt B über den gesamten Umfang vorgesehen ist und
sich dementsprechend in einer Ebene erstreckt, hat der Öldurchlass
eine große Querschnittsfläche im Vergleich zu
dem Fall, dass ein Öldurchlassloch angewendet wird, wobei
er in der Axialrichtung kurz ist (d. h. einen schmalen Raum bildet).
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Die
Ausgleichsölkammer 28 der dritten Kupplung C3
wird mit Schmieröl aus Öllöchern a durch
einen Raum (Spalt) A gespeist, der zwischen der Kupplungstrommel 42 der
vierten Kupplung C4 und der hinteren Oberfläche des Kolbenstützabschnitts 22e der
inneren Trommel 221 der dritten Kupplung
C3 vorgesehen ist. Der Raum A nimmt an dem mittigen Abschnitt (Abschnitt
nahe der Eingangswelle 7) in Axialrichtung einen verhältnismäßig großen
Raum ein. Andererseits ist der Raum A auf der radial äußeren
Seite ein schmaler Spalt. Der Raum A ist jedoch derart vorgesehen,
dass er sich über den gesamten Umfang in einer ebenen Weise erstreckt,
so dass der Öldurchlass eine große Querschnittsfläche
hat im Vergleich zu dem Fall, dass ein Öldurchlassloch
angewendet wird, wobei dennoch ein in der Axialrichtung schmaler
Spalt zwischen den Kupplungstrommeln 22 und 24 beibehalten
ist (wodurch die Abmessung in der Axialrichtung verringert ist).
Zu beachten ist, dass eine Aussparung in dem verzahnten Abschnitt 53 ausgebildet
ist, der zwischen der Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung
C4 und dem Ringabschnitt 22d der dritten Kupplung C3 vorgesehen
ist, damit nicht verhindert wird, dass Öl durch den Öldurchlass
strömt.
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Der
hydraulische Schaltantrieb 40 der vierten Kupplung C4 umfasst
die Kupplungstrommel 42, einen Kolben 44, die
Ausgleichsplatte 45 und die Rückstellfeder 46,
die eine Hydraulikölkammer 47 sowie auf deren
Rückseite eine Ausgleichsölkammer 48 begrenzen.
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Der
Kolben 44 ist öldicht über ein Dichtelement 59 am
Nabenabschnitt 22c der Kupplungstrommel 22 der
dritten Kupplung C3 so angeordnet, dass er in der Axialrichtung
bewegbar ist. Ferner hat der Kolben 44 einen Verlängerungsabschnitt 44a zum Ausüben
von Druck auf die Reibeinrichtung 41, und die äußere
Umfangsfläche des Verlängerungsabschnitts 44a ist
in die innere Umfangsfläche der Kupplungstrommel 42 über
einen O-Ring 51 öldicht eingepasst.
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Die
Hydraulikölkammer 47 der vierten Kupplung C4 ist
begrenzt durch die äußere Umfangsfläche des
Kolbens 44 und die innere Umfangsfläche der Kupplungstrommel 42 in
der Form eines Zylinders. Die Hydraulikölkammer 47 wird
durch Öllöcher c mit Öl gespeist, die
in dem Nabenabschnitt 22c ausgebildet sind.
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Die
Ausgleichsplatte 45 der vierten Kupplung C4 ist derart
angeordnet, dass ihre Stellung in der Axialrichtung durch einen
Sprengring 30 eingeschränkt ist. Die Ausgleichsplatte 45 ist
auf die innere Umfangsfläche des Kolbens 44 über
ein Dichtelement 60 öldicht aufgepasst.
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Die
Ausgleichsölkammer 48 ist durch die innere Oberfläche
der Ausgleichsplatte 45 und die hintere Oberfläche
des Kolbens 44 begrenzt und sorgt für einen Öldruck,
der den zentrifugalen Öldruck kompensiert, der in der Hydraulikölkammer 47 der vierten
Kupplung C4 erzeugt wird. Die Rückstellfeder 46 sitzt
zwischen dem Kolben 44 und der Ausgleichsplatte 45 und
drückt den Kolben ständig nach vorn. Die Ausgleichsölkammer 48 wird
durch Öllöcher d mit Schmieröl gespeist.
Ferner ist in der Ausgleichsplatte 45 auf deren innerer
Umfangsseite eine vertiefte Nut 83 ausgebildet, die es
ermöglicht, dass das Schmieröl zwischen der Ausgleichsölkammer 48 und
dem Sprengring 30 abgelassen wird.
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Es
folgt eine ausführlichere Beschreibung der Öldurchlassstruktur
unter Bezugnahme auf die 4 und 5.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird die Hydraulikölkammer 27 der
dritten Kupplung C3 mit dem Öl aus den Öllöchern
b durch den Spalt B gespeist und wird die Ausgleichsölkammer 28 mit
dem Schmieröl aus den Öllöchern a durch
den Raum A gespeist. Der vorstehend genannte Spalt B ist derart vorgesehen,
dass er sich in ebener Weise zwischen der äußeren
Oberfläche 71 der inneren Trommel 221 , bei der es sich um die der äußeren
Trommel 222 zugewandte Oberfläche
der inneren Trommel 221 handelt,
und einer inneren Oberfläche 73 der äußeren Trommel 222 erstreckt. Ferner ist der Raum A derart vorgesehen,
dass er sich in ebener Weise zwischen einer inneren Oberfläche
(hinteren Oberfläche) 70 der inneren Trommel 221 und einer äußeren
Oberfläche 42s erstreckt, die als die hintere
Oberfläche der Hydraulikölkammer der Kupplungstrommel 42 der vierten
Kupplung C4 dient. Die Kupplungstrommel 42 ist derart gestaltet,
dass ein radial innerer Abschnitt derselben nach hinten geneigt
ist. Die innere Trommel 221 weist
die hintere Oberfläche 70 auf, die sich vertikal
erstreckt. Aufgrund dieser Ausbildung ist der Raum A derart gestaltet,
dass ein in der Axialrichtung großer Raum auf der mittigen
Seite des Raumes A sichergestellt ist, jedoch ein kleiner Raum auf
der radial äußeren Seite.
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Am
Umfang der hinteren Oberfläche 70 der inneren
Trommel 221 sind vier rippenförmige
vorspringende Abschnitte (Vorsprünge) 72 derart
ausgebildet, dass sie zu der vierten Kupplung C4 vorstehen. Jeder
der vorstehenden Abschnitte 72 ist in der Radialrichtung
entlang der geneigten Oberfläche der Kupplungstrommel 42 geneigt.
In jedem vorspringenden Abschnitt 72 ist das Ölloch
b ausgebildet, das der Ölzufuhr zu der Hydraulikölkammer 27 dient.
Die Öllöcher b verlaufen durch die innere Trommel 221 , und auf der äußeren
Oberfläche 71 der inneren Trommel 221 sind Öffnungen b2 ausgebildet.
Ferner sind auf der radial inneren Seite derselben Öffnungen
b1 ausgebildet, die in Verbindung mit einem in der Hülse 81 ausgebildeten
Loch stehen. Es ist zu beachten, dass die Anzahl der vorstehenden
Abschnitte 72 nicht auf vier beschränkt ist und
dass sie drei, fünf oder ein anderer Wert sein kann.
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Wie
in 4A gezeigt ist, weist die innere Trommel 221 den
zylinderförmigen Nabenabschnitt 22c auf, der an
deren radial innerer Seite ausgebildet ist und der die vorstehend
erwähnten Öllöcher b, die Öllöcher
a und Ablasslöcher e aufweist, die an in Umfangsrichtung
verschiedenen Winkelpositionen angeordnet sind. Die Öllöcher
a ermöglichen die Zufuhr von Öl zu der Ausgleichsölkammer 28,
und die Ablasslöcher lassen das Schmieröl ab.
Zu beachten ist, dass sowohl die Öllöcher a als
auch die Ablasslöcher e an in Umfangsrichtung verschiedenen
Winkelpositionen angeordnet sind (In 4B sind
die Löcher a und e zur Vereinfachung der Erläuterung
in demselben Querschnitt gezeigt, wobei jedoch tatsächlich
ein Teil derselben nicht in demselben Querschnitt ist.). Bei der
geschilderten Ausbildung sind die Öllöcher b an
vier Orten am Umfang des Nabenabschnitts 22c vorgesehen,
ebenso wie die vorspringenden Abschnitte 72. Das Ölloch
a ist zwischen den Öllöchern b derart vorgesehen,
dass es zwischen benachbarten Ablasslöchern e angeordnet
ist. Ferner sind die Öllöcher a und b auf deren
radial innerer Seite jeweils mit Ölspeichern a1 und b1
zur Zufuhr von Öl versehen, so dass die Öllöcher
eine große Abmessung in Umfangsrichtung haben.
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Auf
der inneren Oberfläche 73 der äußeren Trommel 222 , die der äußeren
Oberfläche 71 der inneren Trommel 221 zugewandt ist, sind Nuten 74 derart
vorgesehen, dass diese den jeweiligen auf der äußeren
Oberfläche 71 ausgebildeten Öffnungen
b2 der Öllöcher b zugewandt
sind. Die Nuten 74 erstrecken sich radial auf der inneren
Oberfläche 73 in Richtung nach radial außen.
Ferner ist jede Nut 74 als ein schmaler, rechteckiger,
vertiefter Abschnitt ausgebildet, der sich über die gesamte
Länge des Spaltes B bis zu der Hydraulikölkammer 27 erstreckt.
Diese Ausbildung ergibt für den den Öldurchlass
bildenden Spalt B eine große Querschnittsfläche,
ohne dass der Spalt B in der Axialrichtung ausgeweitet zu werden braucht.
Ferner ermöglicht diese Ausbildung, dass der Spalt B mit
dem aus den Öffnungen b2 der Öllöcher
b zugeführten Öls schnell in Umfangsrichtung gefüllt
wird.
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Ferner
ist ein Abschnitt der hinteren Oberfläche 70 der
inneren Trommel 221 , der keine
vorspringenden Abschnitte 72 aufweist, d. h. der Abschnitt der
hinteren Oberfläche 70, der an derselben Winkelposition
wie die der Öllöcher a und der Ablasslöcher e
angeordnet ist, derart ausgebildet, dass er zur äußeren
Trommel 222 (in der Fr-Richtung)
vertieft ist. Dieser Abschnitt der hinteren Oberfläche 70 und
die Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung C4 begrenzen
den Raum A für die Zufuhr von Schmieröl zu der
Ausgleichsölkammer 28. Dadurch, dass der Abschnitt
der hinteren Oberfläche 70 an den Orten der Öllöcher
a und der Ablasslöcher e vertieft ausgebildet ist, kann
eine große Öldurchlass-Querschnittsfläche des
Raumes A sichergestellt werden, ohne dass der Raum A in der Axialrichtung
ausgeweitet zu werden braucht.
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Die
Kupplungstrommel 22 der dritten Kupplung C3 ist so ausgebildet,
dass die vorspringenden Abschnitte 72 der inneren Trommel 221 und die Nuten 74 der äußeren
Trommel 222 einander entsprechend an
denselben Winkelpositionen am Umfang angeordnet sind. Ferner sind
der vertiefte Abschnitt der hinteren Oberfläche 70 der
inneren Trommel 221 und ein Abschnitt
der inneren Wand 73, der keine Nuten 74 hat, einander
entsprechend an derselben Winkelposition am Umfang angeordnet. Auf
diese Weise wird die dünnwandige Struktur erreicht, wobei
zugleich hohe Steifigkeit beibehalten wird.
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Die
vierte Kupplung C4 kann derart ausgebildet sein, dass die Öllöcher
c zur Zufuhr von Öl zu der Hydraulikölkammer 47 und
die Öllöcher d zur Zufuhr von Schmieröl
zu der Ausgleichsölkammer 48 am Umfang derselben
an denselben Winkelpositionen oder an verschiedenen Winkelpositionen
angeordnet sind. Ferner können auf der inneren Umfangsfläche der
Kupplungstrommel 42, die die Hydraulikölkammer 47 begrenzt,
wie bei der dritten Kupplung C3 Nuten derart ausgebildet sein, dass
diese radial in der Richtung nach radial außen verlaufen.
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Jedes
Ablassloch e der Ausgleichsölkammer 28, das mit
dem Raum A in Verbindung steht, ist an der Ecke der Kupplungstrommel
(inneren Trommel) 22 in Form eines Durchgangsloches ausgebildet, dass
von dem Raum A aus schräg nach vorn (Fr) und zu der radial
inneren Seite verläuft. Ferner sind vertiefte Nuten g auf
der inneren Umfangsfläche der Hülse 81 derart
ausgebildet, dass sie mit den jeweiligen Durchgangslöchern
ausgerichtet sind. Jede der vertieften Nuten g steht in Verbindung
mit einer Öffnung, die im vorderen Ende der Kupplungstrommel
ausgebildet ist. Das vordere Ende der Kupplungstrommel 22 ist
einem gestuften Abschnitt der Statorachse 6a zugewandt,
wobei eine Distanzscheibe 85 dazwischen angeordnet ist.
Aufgrund dieser Ausbildung gelangt das aus den vertieften Nuten
g abgelassene Öl zu der Distanzscheibe 85. Infolge
dessen steht die Ausgleichsölkammer 28 in Verbindung
mit dem Äußeren auf der Vorderseite, d. h. der
geschlossenen Seite (der Seite des hydraulischen Schaltantriebs), der
Kupplungstrommel 22 über den Raum A, die Ablasslöcher
e und die vertieften Nuten g.
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Ferner
ist das Ölloch c in dem Nabenabschnitt 22c der
Kupplungstrommel 22 derart ausgebildet, dass es in der Axialrichtung
entgegengesetzt zu dem Ablassloch e bezüglich des Loches
a zur Zufuhr von Öl zu der Ausgleichsölkammer 28 der
dritten Kupplung C3 angeordnet ist. Das Ölloch c ermöglicht es,
dem hydraulischen Schaltantrieb 40 der vierten Kupplung
C4 Öldruck zuzuführen und aus dem hydraulischen
Schaltantrieb 40 abzulassen. Der hydraulische Schaltantrieb 40 der
vierten Kupplung C4 ist somit in der Axialrichtung unmittelbar an
einer Stelle angeordnet, die sich auf der zu der Schaltantriebsseite
des Raumes A entgegengesetzten Seite befindet, bei dem es sich um
einen Durchlass für die Zufuhr bzw. das Ablassen von Öl
zu bzw. aus der Ausgleichsölkammer 28 der dritten
Kupplung handelt.
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Im
Folgenden werden die Arbeitsweisen der dritten Kupplung C3 und der
vierten Kupplung C4 beschrieben.
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Die
dritte Kupplung C3 hat eine solche Ausbildung, dass in der Hydraulikölkammer 27 erzeugter Öldruck
den Kolben 24 in der Axialrichtung bewegt, damit Druck
auf die Reibeinrichtung 21 ausgeübt wird. Das
Hydrauliköl wird der Hydraulikölkammer 27 mit
einem Öldruck, der mittels einer Ölpumpe (nicht dargestellt)
erzeugt wird, zugeführt von den in der Kupplungstrommel 22 ausgebildeten Öllöchern
b durch den Spalt B, der über den gesamten Umfang ausgebildet
ist und sich in ebener Weise erstreckt, und die Nuten 74.
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Ferner
tritt in der Arbeitsölkammer 27 der zentrifugale Öldruck
auf. Um dies zu berücksichtigen, wird von den Öllöchern
a durch den Raum A, der so ausgebildet ist, dass er sich über
den gesamten Umfang in ebener Weise erstreckt, das Schmieröl
der Ausgleichsölkammer 28 zugeführt,
die der Hydraulikölkammer 27 gegenüberliegt,
wobei der Kolben 24 dazwischen angeordnet ist. Somit wird
ein zentrifugaler Öldruck in der Ausgleichsölkammer 28 erzeugt, und
dieser wird dazu verwendet, den in der Hydraulikölkammer 27 auftretenden
zentrifugalen Öldruck zu kompensieren. Bei der beschriebenen
Anordnung ist die Ausgleichsölkammer 28 sowohl
auf der radial inneren Seite als auch der radial äußeren
Seite der Ausgleichsplatte 25 mittels der Dichtelemente 58 und 82 abgedichtet.
Ferner steht die Ausgleichsölkammer 28 über
den Raum A öldicht in Verbindung mit der radial inneren
Seite, wodurch sie über die Ablasslöcher e und
die vertieften Nuten g mit dem Äußeren in Verbindung
steht. Auf diese Weise ist der Nullpunkt als Ausgangspunkt des zentrifugalen Öldrucks
auf den Öldruckwert der vertieften Nuten g eingestellt.
Es wird somit der zentrifugale Druck angelegt, der gleich dem in
der auf der radial äußeren Seite angeordneten
Hydraulikölkammer 27 ist.
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In ähnlicher
Weise ist die vierte Kupplung C4 derart ausgebildet, dass dann,
wenn der Hydraulikölkammer 47 durch die Öllöcher
c mittels einer Ölpumpe (nicht dargestellt) das Hydrauliköl
zugeführt wird, der Kolben 44 sich in der Axialrichtung
bewegt, damit Druck auf die Reibeinrichtung 41 ausgeübt
wird, wodurch es möglich ist, die vierte Kupplung C4 einzurücken/auszurücken.
Ferner wird der Ausgleichsölkammer 48 über
die Öllöcher d Schmieröl zugeführt,
um in der Ausgleichsölkammer 48 einen zentrifugalen Öldruck
zu erzeugen, der den in der Hydraulikölkammer 47 auftretenden
zentrifugalen Öldruck kompensiert.
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Wenn
die dritte Kupplung C3 ausgekuppelt wird, wird demzufolge das Drucköl
in der Hydraulikölkammer 27 durch den Spalt B,
die Nuten 74 und die Öllöcher b abgelassen.
Aufgrund der Drehung der Kupplungstrommel 22 tritt jedoch
der zentrifugale Öldruck in der Hydraulikölkammer 27 auf.
Zu diesem Zeitpunkt wirken auf die hintere Oberfläche des
Kolbens 24 die Druckkraft der Rückstellfeder 26 und
der zentrifugale Öldruck, der in dem Öl in der
Ausgleichsölkammer 48 herrscht. Demzufolge wird
der Kolben 24 entgegen dem zentrifugalen Öldruck
der Hydraulikölkammer 27 schnell in der Rückführ-
bzw. Rücklaufrichtung bewegt und wird dadurch das Volumen der
Ausgleichsölkammer 28 vergrößert.
In diesem Fall wird das Öl durch den Raum A zwischen den Kupplungstrommel 22 und 42 schnell
zugeführt, ohne dass die Betätigung der dritten
Kupplung C3 verzögert wird.
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Wenn
dagegen die dritten Kupplung C3 eingerückt wird, wird der Öldruck
durch den Spalt B, die Nuten 74 und die Öllöcher
b schnell der Hydraulikölkammer 27 zugeführt.
Dies führt zu einem schnellen Ablassen des Öls
aus der Ausgleichsölkammer 28 durch den Raum A,
die zugeordneten Ablasslöcher e und die vertieften Nuten
g ohne irgendeine nachteilige Auswirkung auf die schnelle Reaktion
des Kolbens 24. Ferner schmiert das zur Außenseite
der Kupplungstrommel 22 über die Ablasslöcher
e und die vertieften Nuten g direkt abgelassene Öl die
Distanzscheibe 85.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, sind bei dem automatischen Getriebe 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung die dritte Kupplung C3 und die vierte Kupplung
C4 an verschiedenen Positionen bezüglich der Radialrichtung
derart angeordnet, dass sie in der Axialrichtung überlappen.
Dabei ist die dritte Kupplung C3 auf der radial äußeren
Seite der vierten Kupplung C4 angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung
können die Kupplungseinheit und das automatische Getriebe
in der Axialrichtung kompakt gestaltet sein. Ferner ist auf der
radial inneren Seite der Kupplungstrommel 22 der dritten
Kupplung C3 ein Öldurchlass b ausgebildet und ist auf deren
radial äußerer Seite ein Spalt B zwischen der
Kupplungstrommel 22 und dem Kolbenstützabschnitt 22e derart ausgebildet,
dass er sich in ebener Weise erstreckt. Öldruck kann somit
schnell dem hydraulischen Schaltantrieb 20 der dritten
Kupplung C3 zugeführt und von diesem abgelassen werden.
Ferner kann dadurch, dass die Nuten 74 in dem Spalt B vorgesehen
werden, der Öldruck noch schneller zu dem hydraulischen
Schaltantrieb 20 der dritten Kupplung C3 zugeführt
und von diesem abgelassen werden.
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Ferner
ist der zwischen der Kupplungstrommel 22 der dritten Kupplung
C3 und der Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung C4
vorgesehene Raum A als Öldurchlass zu der Ausgleichsölkammer 28 der
dritten Kupplung C3 gestaltet. Darüber hinaus wird der
Spalt B genutzt als Öldurchlass zu der Hydraulikölkammer 27.
Die Kupplungstrommel 22 ist somit mit einer geringen Dicke
ausgebildet, so dass die Kupplungstrommel 22 eine verminderte
Abmessung in der Axialrichtung haben kann. In der dritten Kupplung
C3 können die Nuten 74 ausgebildet sein, und in
der hinteren Oberfläche 70 der inneren Trommel 221 kann der vertiefte Abschnitt ausgebildet
sein. In diesem Fall sind die Nuten 74 und der vertiefte
Abschnitt der hinteren Oberfläche 70 an verschiedenen Winkelpositionen
in der Umfangsrichtung ausgebildet, wodurch hohe Steifigkeit der
Kupplungstrommel 22 der dritten Kupplung C3 als Ganzes
erhalten wird.
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Ferner
wird das Öl aus der Ausgleichsölkammer 28 durch
den Raum A, die Ablasslöcher e und die vertieften Nuten
g direkt nach außen abgelassen auf der geschlossenen Seite
der Kupplungstrommel 22. Demzufolge ist es möglich,
auf der offenen Seite der Kupplungstrommel 22 den hydraulischen
Schaltantrieb und dergleichen der anderen Kupplung, d. h. der Kupplung
C4, in einer kompakten Weise anzuordnen. Diese Anordnung macht die
Struktur der Kupplung kompakt und führt zur Schaffung eines kompakten
automatischen Getriebes, insbesondere in der Axialrichtung.
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Im
Folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die dritte Kupplung
C3 und die vierte Kupplung C4 an verschiedenen Positionen in der
Radialrichtung derart angeordnet, dass sie in der Axialrichtung
parallel zueinander sind. Diejenigen Elemente, die der dritten Kupplung
C3 und der vierten Kupplung C4 entsprechen, die in 3 gezeigt sind,
sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 3 bezeichnet.
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Die
vierte Kupplung C4 auf der radial inneren Seite und die dritte Kupplung
C3 auf der radial äußeren Seite sind an in der
Axialrichtung verschiedenen Positionen derart angeordnet, dass sie
sich nebeneinander befinden. Eine äußere Oberfläche 42b1 eines Flanschabschnitts 42b der
Kupplungstrommel 42 der auf der radial inneren Seite angeordneten
vierten Kupplung C4 dient zugleich als Ausgleichsplatte, die die
Ausgleichsölkammer 28 der dritten Kupplung C3 begrenzt.
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Die
dritte Kupplung C3 umfasst: die Mehrscheiben-Reibeinrichtung 21,
die durch mehrere innere Reibscheiben 21b und äußere
Reibscheiben 21a gebildet ist; den hydraulischen Schaltantrieb 20, der
es ermöglicht, dass diese Reibscheiben verbunden/getrennt
werden; und die Ausgleichsölkammer 28, die den
zentrifugalen Öldruck ausgleicht, der auf den hydraulischen
Schaltantrieb 20 wirkt. In ähnlicher Weise umfasst
die auf der radial inneren Seite angeordnete vierte Kupplung C4:
die Mehrscheiben-Reibeinrichtung 41, die durch mehrere
innere Reibscheiben 41b und äußere Reibscheiben 41a gebildet
ist, den hydraulischen Schaltantrieb 20, der es ermöglicht,
dass diese Reibscheiben verbunden/getrennt werden; und die Ausgleichsölkammer 48,
die den zentrifugalen Öldruck ausgleicht, der auf den hydraulischen
Schaltantrieb 40 wirkt.
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Der
hydraulische Schaltantrieb 20 der dritten Kupplung C3 hat
die Kupplungstrommel 22, den Kolben 24, den Flanschabschnitt 42b der
Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung C4, der als Ausgleichsplatte
dient, und die Rückstellfeder 26. Der hydraulische
Schaltantrieb 20 definiert die Hydraulikölkammer 27 und
definiert ferner auf deren Rückseite die Ausgleichsölkammer 28.
Die Kupplungstrommel 22 hat auf ihrer inneren Umfangsseite
das Element, in dem der Nabenabschnitt 22c und der Bodenabschnitt 22b ausgebildet
sind, und hat auf ihrer äußeren Umfangsseite das
Element, in dem der Trommelabschnitt 22a ausgebildet ist,
und bildet eine durch Schweißen oder dergleichen einstückig
gemachte Einheit. Am Nabenabschnitt 22c ist eine Außenverzahnung 54a ausgebildet,
die in Eingriff steht mit einer Innenverzahnung 54b, die
an einem Nabenabschnitt 42c der Kupplungstrommel 42 der
noch zu beschreibenden vierten Kupplung C4 ausgebildet ist. Mittels
des verzahnten Abschnitts 54 sind die Kupplungstrommel 22 der
dritten Kupplung C3 und die Kupplungstrommel 42 der vierten
Kupplung C4 so gestaltet, dass sie in derselben Richtung drehen.
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Die
radial innere Seite des Kolbens 24 sitzt über
einem O-Ring 31 öldicht auf dem Nabenabschnitt 22c der
dritten Kupplung C3 derart, dass der Kolben 24 in der Axialrichtung
bewegt werden kann. Ferner ist die äußere Umfangsfläche
des Kolbens 24 in die innere Umfangsfläche der
Kupplungstrommel 22 der dritten Kupplung C3 über
das Dichtelement 56 öldicht eingepasst. Die Hydraulikölkammer 27 ist
begrenzt durch die äußere Umfangsfläche
des Kolbens 24 und die innere Umfangsfläche der
Kupplungstrommel 22 der dritten Kupplung C3, und der Hydraulikölkammer 27 wird Öl
direkt zugeführt von den Öllöchern b,
die in dem Nabenabschnitt 22c der Kupplungstrommel 22 vorgesehen
sind.
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Die
Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung C4 umfasst den
auf der radial inneren Seite in der Form eines Zylinders ausgebildeten
Nabenabschnitt 42c, den Flanschabschnitt 42b,
der sich von dem Nabenabschnitt 42c in Richtung radial
nach außen erstreckt, und den Trommelabschnitt 42a,
der mit den äußeren Reibscheiben 41a verkeilt
ist. Dabei ist die Ausbildung derart, dass die Bewegung der Kupplungstrommel 42 in
der Axialrichtung mittels des Sprengringes 50 begrenzt
ist, der in dem Nabenabschnitt 22c der dritten Kupplung
C3 sitzt. Ferner hat der Trommelabschnitt 22a zwei L-förmige
gestufte Abschnitte 531 und 532 auf der radial äußeren
Seite des Flanschabschnitts 42b. Von den zwei L-förmigen gestuften
Abschnitten ist der radial weiter innen angeordnete gestufte Abschnitt 532 derart ausgebildet, dass er sich in
Richtung zur Rückseite des Getriebes erstreckt. Dagegen
ist der radial weiter außen angeordnete gestufte Abschnitt 531 derart ausgebildet, dass er sich nach
vorn erstreckt.
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Der
Nabenabschnitt 42c der Kupplungstrommel 42 der
vierten Kupplung C4 ist über O-Ringe 571 und 572 öldicht auf den Nabenabschnitt 22c der
dritten Kupplung C3 aufgepasst. Ferner ist die äußere Umfangsfläche
des äußeren gestuften Abschnitts 531 über das Dichtelement 58 öldicht
in die innere Umfangsfläche des Kolbens 24 der
dritten Kupplung C3 eingepasst.
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Die
Ausgleichsölkammer 28 der dritten Kupplung C3
ist durch die äußere Oberfläche 42b1 des Flanschabschnitts 42b der
vierten Kupplung C4 und die hintere Oberfläche des Kolbens 24 der
dritten Kupplung C3 begrenzt, und der Ausgleichsölkammer 28 wird
Schmieröl zugeführt über die Öllöcher
a, die in dem Nabenabschnitt 22c der dritten Kupplung C3 ausgebildet
sind. Ferner sitzt die Rückstellfeder 26 zwischen
der äußeren Umfangsfläche 42b1 des Flanschabschnitts 42b der
vierten Kupplung C4 und der inneren Umfangsfläche des Kolbens 24 der
dritten Kupplung C3. Die Rückstellfeder 26 hat
eine größere Druckkraft als die der Rückstellfeder 46,
mit der die noch zu beschreibende vierte Kupplung C4 versehen ist.
Demzufolge wird die Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung
C4 ständig nach hinten gedrückt, wobei die Position
der Kupplungstrommel 42 festgelegt ist durch den mit ihr
in Kontakt stehenden Sprengring 50.
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Der
hydraulische Schaltantrieb 40 der vierten Kupplung C4 hat
die Kupplungstrommel 42, den Kolben 44, die Ausgleichsplatte 45 und
die Rückstellfeder 46. Der hydraulische Schaltantrieb 40 definiert die
Hydraulikölkammer 47 und definiert außerdem auf
deren Rückseite die Ausgleichsölkammer 48.
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Der
Kolben 44 sitzt über das Dichtelement 59 öldicht
auf dem Nabenabschnitt 42c der Kupplungstrommel 42 derart,
dass er sich in der Axialrichtung bewegen kann. Ferner ist der Kolben 44 über
den O-Ring 51 auf die äußere Umfangsfläche
des inneren gestuften Abschnitts 532 aufgepasst,
der an der Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung C4
ausgebildet ist. Die Hydraulikölkammer 47 der
vierten Kupplung C4 ist begrenzt durch die äußere
Umfangsfläche des Kolbens 44 und die innere Umfangsfläche der
Kupplungstrommel 42, die die Form eines Zylinders hat.
Bei dieser Ausbildung wird der Hydraulikölkammer 47 Öl
durch die Öllöcher c zugeführt.
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Die
Bewegung der Ausgleichsplatte 45 der vierten Kupplung C4
in Axialrichtung wird begrenzt durch den Sprengring 30,
der in dem Nabenabschnitt 22c der dritten Kupplung C3 sitzt.
Ferner ist die Ausgleichsplatte 45 auf deren radial äußerer
Seite in die innere Umfangsfläche des Kolbens 44 der
vierten Kupplung C4 über das Dichtelement 60 öldicht
eingepasst. Die Ausgleichsölkammer 48 ist begrenzt
durch die äußere Umfangsfläche der Ausgleichsplatte 45 und
die innere Umfangsfläche des Kolbens 44 und liefert
den Öldruck, der den zentrifugalen Öldruck kompensiert,
der in der Hydraulikölkammer 47 der vierten Kupplung
C4 auftritt. Bei dieser Ausbildung wird der Ausgleichsölkammer 48 Schmieröl über
die Öllöcher d zugeführt. Die Rückstellfeder 46 sitzt
zwischen dem Kolben 44 und der Ausgleichsplatte 45 und
drückt den Kolben 44 stets nach vorn.
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Die
Ausgleichsölkammer 28 der dritten Kupplung C3
steht mit dem Äußeren auf der geschlossenen Seite
(der Hydraulikölkammerseite) der Kupplungstrommel 22 direkt
in Verbindung über die zugeordneten Ablasslöcher
e, die in dem Nabenabschnitt 22a der Kupplungstrommel 22 ausgebildet sind.
Es ist zu beachten, dass in dem Nabenabschnitt 22c die
Ablasslöcher e für die Ausgleichsölkammer 28 der
dritten Kupplung C3 bezüglich der Ölzufuhrlöcher
a für die Ausgleichsölkammer 28 in der
Axialrichtung entgegengesetzt zu den Öllöchern
c angeordnet sind, die zur Ölzufuhr zu dem hydraulischen Schaltantrieb 40 der
vierten Kupplung C4 und zum Ablassen des Öls aus diesem
dienen.
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Im
Folgenden werden die Arbeitsweisen der dritten Kupplung C3 und der
vierten Kupplung C4 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Die
dritte Kupplung C3 ist derart gestaltet, dass in der Hydraulikölkammer 27 erzeugtet Öldruck den
Kolben 24 in der Axialrichtung bewegt, damit Druck auf
die Reibeinrichtung 21 ausgeübt wird. Der Hydraulikölkammer 27 wird
durch die in der Kupplungstrommel 22 ausgebildeten Öllöcher
b das Hydrauliköl mit einem Öldruck zugeführt,
der mittels einer Ölpumpe (nicht dargestellt) erzeugt wird.
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In
der Arbeitsölkammer 27 tritt der zentrifugale Öldruck
auf. Um dies zu berücksichtigen, wird das Schmieröl
direkt aus den Öllöchern a der Ausgleichsölkammer 28 zugeführt,
wodurch in der Ausgleichsölkammer 28 ein zentrifugaler Öldruck
erzeugt wird, um den in der Hydraulikölkammer 27 auftretenden
zentrifugalen Öldruck zu kompensieren. Das in der Ausgleichsölkammer 28 enthaltene Öl wird
direkt aus der Kupplungstrommel 22 durch die Ablasslöcher
e nach außen abgelassen.
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In ähnlicher
Weise ist die vierte Kupplung C4 derart gestaltet, dass dann, wenn
der Hydraulikölkammer 47 mittels einer Ölpumpe
(nicht dargestellt) durch die Öllöcher c das Hydrauliköl
zugeführt wird, der Kolben 44 sich in der Axialrichtung
bewegt, damit Druck auf die Reibeinrichtung 41 ausgeübt
wird, so dass die vierte Kupplung C4 eingerückt/ausgerückt werden
kann. Ferner wird der Ausgleichsölkammer 48 über
die Öllöcher d Schmieröl zugeführt,
um in der Ausgleichsölkammer 48 einen zentrifugalen Öldruck zu
erzeugen, der den in der Hydraulikölkammer 47 auftretenden
zentrifugalen Öldruck kompensiert.
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Wenn
die dritten Kupplung C3 ausgerückt wird, wird somit das
Drucköl in der Hydraulikölkammer 27 über
die Öllöcher b abgelassen. Aufgrund der Drehung
der Kupplungstrommel 22 tritt jedoch der zentrifugale Öldruck
in der Hydraulikölkammer 27 auf. Zu diesem Zeitpunkt
wirken die Druckkraft der Rückstellfeder 26 und
der auf das Öl in der Ausgleichsölkammer 48 aufgebrachte
zentrifugale Öldruck auf die hintere Oberfläche
des Kolbens 24. Demzufolge wird der Kolben 24 entgegen
dem zentrifugalen Öldruck der Hydraulikölkammer 27 schnell in
der Rückführ- bzw. Rücklaufrichtung bewegt.
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Die
folgenden Fälle können auftreten. Beispielsweise
ein Fall, in dem die Axialkraft, die die Kupplungstrommel 22 der
dritten Kupplung C3 und die Kupplungstrommel 42 der vierten
Kupplung C4 in entgegengesetzten Richtungen bewegt, nicht auf diese
aufgebracht wird, wie dies der Fall ist, wenn die dritte Kupplung
C3 und die vierte Kupplung C4 gleichzeitig ausgerückt sind.
Und ein Fall, in dem die Kraft angelegt ist, die dazu führt,
dass die Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung C4 sich
der Kupplungstrommel 22 der dritten Kupplung C3 nähert,
wie dies der Fall ist, wenn der Kolben 44 der vierten Kupplung
C4 einen Hub ausführt, um die vierte Kupplung C4 einzurücken.
Weil die Einbaulast der Rückstellfeder 26 der
dritten Kupplung C3 (die Last in dem Zustand, in dem die Rückstellfeder 26 nicht
zusammengedrückt wird, weil der Kolben 24 nicht
arbeitet) größer eingestellt ist als die Arbeitslast
der Rückstellfeder 46 der vierten Kupplung C4
(die Last in dem Zustand, in dem die Rückstellfeder 46 vom
arbeitenden Kolben 44 zusammengedrückt wird),
wird selbst in diesen Fällen die Druckkraft der Rückstellfeder 26 direkt
auf die Kupplungstrommel 42 aufgebracht. Daher wird auf
die Kupplungstrommeln 22 und 42 stets die Axialkraft
aufgebracht, die diese in entgegengesetzten Richtungen bewegt, so
dass demzufolge die Kupplungstrommeln 22 und 42 mittels
des Sprengringes 50 festgelegt sind.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, dient bei dem automatischen Getriebe 1 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel der Flanschabschnitt 42b der
Kupplungstrommel 42 der vierten Kupplung C4 als die Ausgleichsplatte,
die die Ausgleichsölkammer 28 der dritten Kupplung
C3 begrenzt. Diese Gestaltung ergibt das automatische Getriebe 1,
das eine verringerte Länge in der Axialrichtung hat.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf automatische Getriebe, die
in Fahrzeugen wie beispielsweise Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und
Bussen eingebaut werden, und wird insbesondere vorzugsweise angewendet
bei automatischen Mehrganggetrieben, wie beispielsweise automatischen
Getrieben mit acht Vorwärtsgängen. Ferner wird
die vorliegende Erfindung angewendet bei automatischen Getrieben,
die mit zwei Kupplungen versehen sind, die in der Axialrichtung überlappen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung sorgt für einen zentrifugalen Öldruck
in einer Ausgleichsölkammer und lässt das Öl
schnell ab, wodurch eine geeignete zeitliche Steuerung der Kupplungsbetätigung
gewährleistet wird.
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Eine
Kupplung C3 befindet sich auf der radial äußeren
Seite einer anderen Kupplung C4 in der Weise, dass sie in der Axialrichtung überlappen. Öldruck
wirkt auf einen hydraulischen Schaltantrieb 20 der einen
Kupplung über Öllöcher b einer Kupplungstrommel 22.
Auf der Rückseite des hydraulischen Schaltantriebes ist
eine Ausgleichsölkammer 28 ausgebildet. Der Ausgleichsölkammer
wird Öl über Ölzuführlöcher
a, die in einem Nabenabschnitt 22c ausgebildet sind, und über
einen Raum A zugeführt. Das Öl wird nach außen
abgelassen aus Ablasslöchern e, die in dem Nabenabschnitt 22c ausgebildet
sind, und über vertiefte Nuten g einer Hülse 81.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 7-269665
A [0003, 0008]