DE19819385A1 - Automatikgetriebe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Bei Automatikgetrieben mit toroidalen Transmissionseinrich
tungen ist es bekannt, zwischen einer Ölpumpe und den Transmissionsein
richtungen eine Einrichtung zum Wechsel zwischen Vorwärts- und Rück
wärtsfahrbetrieb anzuordnen. Um die von der Wechseleinrichtung ausgeübte
Axialkraft nicht auf die Transmissionseinrichtung zu übertragen, ist es
bekannt, eine Stützwand im Inneren des Getriebegehäuses anzuordnen (vgl.
"A Primer of Automatic Transmission", Seite 199, Fig. 8-20, veröffent
licht durch GURANPURI, Ltd., 5. Juni 1995).
Hierbei ist jedoch der Konstruktions- und Montageaufwand
problematisch, da in dem Getriebegehäuse zunächst die Transmissions
einrichtung, anschließend die Stützwand, dann die Teile der Wechselein
richtung und anschließend die Ölpumpe montiert werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Automatikgetriebe nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem der Konstruktions- und
Montageaufwand verringert sind.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten
Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Automatikgetriebe.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt von Fig. 1.
Wie in Fig. 1 dargestellt, führt in ein Gehäuse 1 eine mit
einem nicht dargestellten Drehantrieb verbundene Antriebswelle 2, die
mit einer im Gehäuse 1 koaxial hierzu gelagerten Welle 3 verbunden ist.
Mittels Bolzen 4 ist eine Ölpumpe 5 an einem Ende des Gehäuses 1 mon
tiert. Benachbart zur Ölpumpe 5 befindet sich eine Einrichtung 9 zum
Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrbetrieb bezüglich einer
ersten und zweiten toroidalen Transmissionseinrichtung 10, 11 über ein
Planetengetriebe 8 durch Betätigung einer Vorwärtskupplung 6 und einer
Rückwärtskupplung 7. Die sich an die Einrichtung 9 anschließenden Trans
missionseinrichtungen 10, 11 sind in axialer Richtung der Welle 3 zu
einander beabstandet.
Zwischen der Antriebswelle 2 und der Welle 3 ist ein Sonnen
rad 13 um die Antriebswelle über ein Nadellager 12 drehbar angeordnet
zwischengeschaltet, wobei das Sonnenrad 13 einen Teil des Planetenge
triebes 8 bildet. Das Sonnenrad 13 besitzt einen Mitnehmerabschnitt 13a,
der mit einer Mitnehmerscheibe 14 in Eingriff steht, die drehbar um die
Welle 3 angeordnet ist. Eine Eingangsscheibe 17 ist mit der Mitnehmer
scheibe 14 über eine Eingriffsrolle 15 verbunden und wird von der Welle
3 über eine aus Kugeln bestehende Feder 16 getragen. Das Drehmoment von
der Antriebswelle 2 wird über die Einrichtung 9 auf den Mitnehmerab
schnitt 13a des Sonnenrades 13 und von dort auf die Mitnehmerscheibe 14
und dann gegebenenfalls auf die Welle 3 über die Eingriffsrolle 15, die
Eingangsscheibe 17 und die Feder 16 übertragen.
Wellenartige Nockenflächen sind auf gegenüberliegenden Flächen
der Mitnehmerscheibe 14 und der Eingangsscheibe 17 ausgebildet, mit
denen die Eingriffsrolle 15 in Eingriff gebracht werden kann. Durch
Erzeugen eines Axialdrucks proportional zu einem Drehmoment aufgrund
einer Steigung auf den Nockenflächen durch die Eingriffsrolle 15 ist es
möglich, den Axialdruck proportional zu einem Ausgangsdrehmoment eines
Drehmomentwandlers einzustellen und den Axialdruck auf die beiden Trans
missionseinrichtungen 10, 11 zu übertragen.
Die Eingangsscheibe 17 der Transmissionseinrichtung 10 besitzt
eine toroidale Fläche 17a auf der der Eingriffsrolle 15 abgewandten Sei
te und ist gegenüber einer Ausgangsscheibe 18 angeordnet, die ebenfalls
eine toroidale Fläche 18a an der der Eingangsscheibe 17 zugewandten Sei
te aufweist und drehbar von der Welle 3 getragen wird. Außerdem ist eine
Friktionsrolle (nicht dargestellt) in einer toroidalen Ausnehmung, die
durch die toroidalen Flächen 17a und 18a definiert wird, angeordnet, so
daß die Friktionsrolle in Kontakt mit der Eingangs- und der Ausgangs
scheibe 17, 18 schräg stellbar ist. Die Friktionsrolle wird durch eine
Rollenträgereinrichtung (nicht dargestellt) schräg stellbar getragen und
das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangsscheibe 17 und der Ausgangs
scheibe 18, d. h. das Übersetzungsverhältnis, kann kontinuierlich durch
Änderung der radialen Kontaktpositionen der Friktionsrolle in bezug auf
die Eingangs- und Ausgangsscheibe 17, 18 durch Betätigen eines (nicht
dargestellten) Antriebsmechanismus geändert werden.
Die Transmissionseinrichtung 11 umfaßt ähnlich zur Transmis
sionseinrichtung 10 eine Eingangsscheibe 19, eine Ausgangsscheibe 20,
eine Friktionsrolle, eine Rollenträgereinrichtung und einen Antriebs
mechanismus, jedoch ist die Eingangsscheibe 19, die auf der Welle 3 über
eine aus Kugeln bestehende Feder 21 befestigt ist, an der der Transmis
sionseinrichtung 10 abgewandten Seite angeordnet, während die Ausgangs
scheibe 20 an der der Transmissionseinrichtung 10 benachbarten Seite
angeordnet ist.
Zylindrische Wellenabschnitte 18b und 20b sind rückseitig von
den Ausgangsscheiben 18 und 20 angeordnet, die gegeneinander gerichtet
sind, und ein Abtriebszahnrad 22 ist mit den zylindrischen Wellenab
schnitten 18b und 20b federgekoppelt. Das Abtriebszahnrad 22 wird über
Lager 24 in einem Lagergehäuse 23, das an der Innenwand des Gehäuses 1
befestigt ist, getragen. Das Abtriebszahnrad 22 steht mit einem Gegen
zahnrad 25 in Eingriff, das über ein Lager 26 durch das Lagergehäuse 23
gelagert wird. Das Gegenzahnrad 25 sitzt auf einer Welle 27 und ist
hiermit über eine Feder gekoppelt, so daß beide als Einheit rotieren,
während das andere Ende der Welle 27 in dem Gehäuse 1 über ein Lager 28
drehbar gelagert ist. Hierdurch wird ein durch das Schrägstellen der
Friktionsrolle erzeugtes Übersetzungsverhältnis auf das Abtriebszahnrad
22 und von diesem auf das Gegenzahnrad 25, die Welle 27 und einen Ge
triebezug 28a auf eine nicht dargestellte Abtriebswelle übertragen.
Der Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrbetrieb der
Abtriebswelle wird hierbei über die Einrichtung 9 erreicht.
Gemäß Fig. 2 ist die Vorwärtskupplung 6 zwischen der Ölpumpe 5
und dem Planetengetriebe 8 angeordnet und mit einer Kupplungstrommel 29
versehen, die auf der Antriebswelle 2 befestigt ist. Die Kupplungs
trommel 29 dreht sich daher mit der Antriebswelle 2 und eine Kupplungs
nabe 30, die vom Sonnenrad 13 des Planetengetriebes 8 getragen wird,
befindet sich radial innenseitig zur Kupplungstrommel 29. Die Kupplungs
trommel 29 und die Kupplungsnabe 30 tragen Kupplungsscheiben 31, die
abwechselnd angeordnet sind. Die Kupplungsnabe 30 wird axial von einem
Planetenträger 38 an der der Trägerwand 50 gegenüberliegenden Seite
durch ein Lager 30a gestützt. Daher wird das Sonnenrad 13 des Planeten
getriebes 8 axial durch den Planetenträger 38 an der der Trägerwand 50
gegenüberliegenden Seite durch die Kupplungsnabe 30 gestützt.
Eine Zylinderkammer 32 ist innerhalb eines Basisendabschnitts
(Endabschnitt an der Seite der Ölpumpe 5) der Kupplungstrommel 29 aus
gebildet, die einen Kolben 33 aufnimmt. Eine hydraulische Druckkammer 34
ist zwischen dem Kolben 33 und der Zylinderkammer 32 ausgebildet und die
Kupplungsscheiben 31 werden durch Steuern der Zufuhr von Hydrauliköl zur
Druckkammer 34 aneinandergedrückt, um hierdurch den Eingriff oder Nicht
eingriff der Vorwärtskupplung 6 zu steuern. Eine Rückstellfeder 35 dient
zum Zurückstellen des Kolbens 33 in seine Ausgangsposition, wenn der
Kupplungseingriff der Kupplungsscheiben 31 aufgehoben wird.
Ein Hohlrad 36 ist an einem Umfangsabschnitt eines Endes der
Kupplungstrommel 29 montiert, wobei das Hohlrad 36 mit dem Sonnenrad 13
über wenigstens ein Planetenrad 37 in Eingriff steht. Das Planetenrad 37
ist drehbar auf einer Planetenradwelle 40 angeordnet, deren gegenüber
liegende Enden an Trägerplatten 39a und 39b des Planetenträgers 38 be
festigt sind.
Die Rückwärtskupplung 7 umfaßt eine Trommel 42, die radial
außenseitig von der Kupplungstrommel 29 angeordnet ist. Die Trommel 42
wird aus einem trommelförmigen Ansatzstück gebildet, das sich von der
Ölpumpe 5 in Richtung zur Transmissionseinrichtung 10 erstreckt, wobei
die Trommel 42 einstückig mit der Seitenwandung der Ölpumpe 5 ausgebil
det sein kann. Eine Kupplungsnabe 43 ist zwischen der Trommel 42 und der
Kupplungstrommel 29 der Vorwärtskupplung 6 angeordnet, wobei die Kupp
lungsnabe 43 von der Trägerplatte 39b an der der Transmissionseinrich
tung 10 zugewandten Seite getragen wird. Die Trommel 42 und die Kupp
lungsnabe 43 tragen abwechselnd angeordnete Kupplungsscheiben 44.
Die Trommel 42 umfaßt benachbart zu der Ölpumpe 5 sich axial
einwärts zur Trommel 42 erstreckende radial beabstandete, in Umfangs
richtung verlaufende Wandabschnitte 45a und 45b, die eine ringförmige
Zylinderkammer 46 bilden, die einen Kolben 47 aufnimmt. Zwischen dem
Kolben 47 und der Zylinderkammer 46 befindet sich eine Druckkammer 48.
Die Kupplungsscheiben 44 werden durch Steuern der Zufuhr von Hydrauliköl
zur Druckkammer 48 zusammengedrückt oder freigegeben, um hierdurch das
Ein- und Auskuppeln der Rückwärtskupplung 7 zu bewirken. Eine Rückstell
feder 49 (Fig. 1) dient zum Rückstellen des Kolbens 47 in seine Aus
gangsstellung, wenn die Kupplungsscheiben 44 gelöst werden.
Während des Vorwärtsfahrbetriebs wird die Vorwärtskupplung 6
durch den Kolben 33 beaufschlagt, so daß sie sich im eingekuppelten
Zustand befindet, während die Rückwärtskupplung 7 sich im gelösten Zu
stand befindet. Wenn dies der Fall ist, werden die Antriebswelle 2, die
Kupplungstrommel 29, das Hohlrad 36, der Planetenträger 38 und das
Sonnenrad 13 in gleicher Richtung als eine Einheit gedreht. Folglich
wird das Drehmoment über die Mitnehmerscheibe 14, die mit dem Mitnehmer
abschnitt 13a des Sonnenrades 13 in Eingriff steht, auf die Transmis
sionseinrichtung 10 übertragen.
Während des Rückwärtsfahrbetriebs stehen die Kupplungsscheiben
31 der Vorwärtskupplung 6 außer Eingriff, d. h. die Vorwärtskupplung 6
befindet sich in gelöstem Zustand, und die Kupplungsscheiben 44 der
Rückwärtskupplung 7 werden durch den Kolben 47 zusammengedrückt, so daß
sich die Rückwärtskupplung 7 in kuppelndem Zustand befindet. Folglich
wird die Umdrehung des Planetenrades 37 durch die Kupplungsnabe 43 und
den Planetenträger 38 unterbrochen. Hierdurch wird das Drehmoment von
der Antriebswelle 2 und der Kupplungstrommel 29, die eine Einheit bil
den, vom Hohlrad 36 auf das Sonnenrad 13 über das Planetenrad 37 über
tragen, da jedoch die Drehung des Planetenrades 38, wie oben ausgeführt,
unterbrochen ist, wird das Sonnenrad 13 in entgegengesetzter Richtung in
bezug zur Antriebswelle 2 gedreht und das Drehmoment auf die Transmis
sionseinrichtung 10 über die Mitnehmerscheibe 14 übertragen, die mit dem
Mitnehmerabschnitt 13a des Sonnenrades 13 in Eingriff steht.
Durch Erzeugen einer Axialkraft proportional zum Drehmoment
über die Eingriffsrolle 15 wird es ermöglicht, die Axialkraft propor
tional zum Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers einzustellen und
die Axialkraft auf die Transmissionseinrichtungen 10, 11 zu übertragen.
Damit verhindert wird, daß die Axialkraft in Axialrichtung, die durch
die Einrichtung 9 erzeugt wird, auf die Transmissionseinrichtungen 10,
11 übertragen wird, ist eine Stützwand 50 zur Aufnahme dieser Axialkraft
zwischen der Einrichtung 9 und den Transmissionseinrichtungen 10, 11
vorgesehen.
Die Stützwand 50 ist ringförmig und an einem inneren Umfangs
wandabschnitt der Trommel 42 in einer Position zwischen der Rückwärts
kupplung 7 und dem freien Ende der Trommel 42 mittels eines Sprengrings
51 montiert. Ein Innenumfangsabschnitt der Stützwand 50 befindet sich
gegenüber von der Trägerplatte 39a des Planetenträgers 38 an der der
Transmissionseinrichtung 10 zugewandten Seite. Hierdurch wird die von
dem Planetenträger 38 durch die Einrichtung 9 erzeugte Axialkraft von
der Stützwand 50 aufgenommen und nicht auf die Transmissionseinrichtun
gen 10, 11 übertragen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Stützwand 50 am
Innenumfang eines sich von der Wandung der Ölpumpe 5 erstreckenden ring
förmigen Teils montiert, das gleichzeitig die Trommel 42 der Rückwärts
kupplung 7 bildet. Des weiteren ist die Zylinderkammer 46 benachbart zur
Ölpumpe 5 ausgebildet und der Kolben 47 zum Lösen und Kuppeln der Rück
wärtskupplung 7 wird von der Zylinderkammer 46 aufgenommen. Das Sonnen
rad des Planetengetriebes 8 wird axial durch den Planetenträger 38 über
die Kupplungsnabe 30 an der der Stützwand 50 gegenüberliegenden Seite
abgestützt, wobei außerdem die Vorwärtskupplung 6 und das Planetenge
triebe 8 in der Trommel 42 der Rückwärtskupplung 7 aufgenommen sind. Da
die Stützwand 50 auch als ein Deckel dient, der verhindert, daß die
vorgenannten Teile voneinander separiert werden, ist es möglich, aus der
Ölpumpe 5, der Rückwärtskupplung 7, der Vorwärtskupplung 6 und dem
Planetengetriebe 8 (einschließlich des Sonnenrades 13) eine Einheit zu
bilden. Hierdurch wird es möglich, nach Einbau der Transmissionseinrich
tungen 10, 11 diese Einheit in das Gehäuse 1 einzuschieben und anzu
schrauben, so daß sich eine einfache Montage ergibt.
Vorwärtskupplung 6 und Rückwärtskupplung 7 können vertauscht
sein, in welchem Fall entweder die Anzahl von Zahnrädern an der Ab
triebsseite der Transmissionseinrichtungen 10, 11 erhöht oder die Kombi
nation mit dem Planetengetriebe 8 geändert werden muß. Bei dem Getriebe
kann es sich um ein vollständig toroidales oder um ein halbtoroidales
Automatikgetriebe handeln. Anstelle des die Trommel 42 bildenden An
satzes kann auch ein anderer, beispielsweise stangenförmiger Ansatz
verwendet werden, der die Stützwand 50 trägt. Dadurch, daß der die
Stützwand 50 tragende Ansatz gleichzeitig als Kupplungstrommel 42 aus
gebildet ist, ergibt sich eine weitere Vereinfachung in Konstruktion und
Montage. Entsprechendes trifft für die Ausbildung dieses Ansatzes als
Zylinderkammer 46 für einen Kolben 47 zur Betätigung der entsprechenden
Kupplung zu.
Claims (7)
1. Automatikgetriebe mit einem Gehäuse (1) und einer daran
montierten Ölpumpe (5), wenigstens einer in dem Gehäuse (1) angeordneten
Transmissionseinrichtung (10, 11) mit einer Eingangsscheibe (17, 19) und
einer Ausgangsscheibe (18, 20) zum übertragen eines Drehmoments über ei
ne schwenkbare Friktionsrolle, einer in dem Gehäuse (1) angeordneten
Einrichtung (9) zum Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrbetrieb,
die zwischen der wenigstens einen Transmissionseinrichtung (10, 11) und
der Ölpumpe (5) angeordnet ist und ein Planetengetriebe (8) sowie eine
Vorwärts- und eine Rückwärtskupplung (6, 7) umfaßt, wobei eine in dem
Gehäuse (1) angeordnete Stützwand (50) zwischen der Einrichtung (9) und
der wenigstens einen Transmissionseinrichtung (10, 11) zur Aufnahme des
durch das Planetengetriebe (8) in Richtung auf die wenigstens eine
Transmissionseinrichtung (10, 11) ausgeübte Axialkraft vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwand (50) den Plane
tenträger (38) des Planetengetriebes (8) auf der der wenigstens einen
Transmissionseinrichtung (10, 11) zugewandten Seite stützt und an einem
sich axial in das Gehäuse (1) erstreckenden Ansatz (42), der an einer
das Gehäuse (1) verschließenden Seitenwand der Ölpumpe (5) vorgesehen
ist, angeordnet ist.
2. Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ansatz (42) ringförmig ausgebildet ist.
3. Automatikgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ansatz (42) eine Trommel für eine Kupplung (6, 7) bildet.
4. Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß im Ansatz (42) eine zur Stützwand (50) hin offene
ringförmige Zylinderkammer (46) an der der Ölpumpe (5) zugewandten Seite
ausgebildet ist, die einen Kolben (47) zur Betätigung der zugehörigen
Kupplung (6, 7) aufnimmt.
5. Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ansatz (42) entlang einer Innenfläche des Gehäu
ses (1) angeordnet ist.
6. Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (13) des Planetengetriebes (8) axial
auf der der Stützwand (50) gegenüberliegenden Seite gestützt wird.
7. Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorwärts- und die Rückwärtskupplung (6, 7) und
das Planetengetriebe (8) mit der Stützwand (50) als eine Einheit gegebe
nenfalls zusammen mit der Ölpumpe (5) vormontiert in das Gehäuse (1)
einsetzbar sind.
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