DE19819385C2 - Automatikgetriebe - Google Patents

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 Antriebszwelle 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 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.