DE2937565A1

DE2937565A1 - Kupplungstrommel fuer automatische getriebe

Info

Publication number: DE2937565A1
Application number: DE19792937565
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Iwanaga; Kunio Ohtsuka; Takahiro Yamamori; Kanagawa Yokohama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-09-18
Filing date: 1979-09-17
Publication date: 1980-03-27
Also published as: US4267910A; FR2436283A1; JPS5540365A; JPS594567B2; GB2030260B; GB2030260A; FR2436283B1

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan 79-221 (2)

Die Erfindung betrifft eine Kupplungstrommel gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf automatische Getriebe und im einzelnen auf einen Kupplungsmechanismus derartiger Getriebe, der wahlweise ein antreibendes Element und ein angetriebenes Element verbindet oder trennt. Im einzelnen befaßt sich die Erfindung mit einer Kupplung für schnelle oder Rückwärtsfahrt mit einer Kuppel 0 lungstrommel, die durch eine die Trommel umgebende, fluidbetätigte Bandbremse wahlweise angehalten und freigegeben wird.

Die Erfindung ist auf die Schaffung einer derartigen Kupplungstrommel gerichtet, bei der die Schmierung zwischen der Kupplungstrommel und der Bandbremse verbessert wird.

Die Kupplungstrommel soll mit geringen Kosten und mit geringem Gewicht wirtschaftlich herstellbar sein.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert,

Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein automatisches Getriebe in Verbindung mit einem Endgetriebe, welches automatische Getriebe eine erfindungsgemäße Kupplung aufweist, wobei das Endgetriebe zur Verdeutlichung versetzt dargestellt ist;

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Fig. 2 ist eine vergrößerte Teildarstel-

lung eines Teils des Getriebes der Fig. 1 und zeigt den Kupplungsmechanismus im einzelnen; 5

Fig. 3 ist eine Teildarstellung in Richtung des Pfeiles A in Fig, 2 und zeigt einige wichtige Teile in einzelnen;
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Fig. 4 ist eine vergrößerte Teildarstellung des Kupplungsmechanismus in Abwandlung von Fig. 2;

Fig. 5 und 6 sind Teildarstellungen entsprechend

Fig. 4, beziehen sich jedoch auf herkömmliche Kupplungen»

Vor der genaueren Beschreibung der Konstruktion und Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Kupplungsmechanismus soll der Gesamtaufbau der Kraftübertragung beschrieben werden, für den der Kupplungsmechanismus verwendet wird. Insoweit wird zur Verdeutlichung der Erfindung auf die aus den Fig. 1A und 1B zusammengesetzte Figur 1 Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt ein quer eingebautes automatisches Getriebe 10 in Verbindung mit einem Ausgangsgetriebe 168,

Das Getriebe 10 umfaßt ein Wandler-Gehäuse 12, In dem ein Drehmomentwandler 14 untergebracht ist. Der Drehmomentwandler 14 umfaßt ein Pumpenrad 16, ein Turbinenrad 18 und ein Leitrad 20, wie es an sich bekannt ist. Das Pumpenrad 16 ist über einen Handler-Deckel 22 und eine Antriebsplatte 24 mit einer Kurbelwelle 26 eines Antriebs* motors, wie etwa eines nicht gezeigten VerbrennungsMotors verbunden und ist mit der Kurbelwelle 26 um deren Achse

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drehbar. Mit 28 ist ein Führungsstück bezeichnet, das im Mittelbereich des Wandler-Deckels 22 befestigt ist und in einer Mittelbohrung 30 der Kurbelwelle 26 in der gezeigten Weise angeordnet ist. Das Turbinenrad 18 ist auf einer Nabe 32 angebracht, die ihrerseits auf eine hohle Übertragungs-Eingangswelle 34 aufgekeilt ist, deren Mittelachse mit der Drehachse der Kurbelwelle 26 ausgerichtet ist. Das Leitrad 20 befindet sich zwischen dem Pumpenrad 16 und dem Turbinenrad 18 und ist auf einer das Leitrad tragenden, hohlen Welle 36 über eine Wandler-Einwegkupplung 38 befestigt. Die hohle Welle 36 nimmt die hohle Eingangswelle 34 auf, die im wesentlichen koaxial und fest, jedoch lösbar über einen Flansch 40 mit einer Wandfläche 12a des Wandler-Gehäuses 12 verbunden ist, wie später näher erläutert werden soll. Das Leitrad 20 kann sich um die Mittelachse der Eingangswelle 34 in dieselbe Richtung wie das Pumpenrad .16 drehen. Diese Drehrichtung entspricht derjenigen der Kurbelwelle 26, Eine Ölpumpen-Antriebswelle 42 liegt drehbar und konzen trisch in der Eingangswelle 34 und trägt am rechten En de eine aufgekeilte Nabe 44 des Wandler-Deckels, Wie später näher erläutert werden soll, ist auf das linke Ende der Ölpumpen-Antriebswelle 42 ein Antriebszahnrad 46a der ölpumpe 46 aufgekeilt, deren Pumpenkörper 46 mit einer feststehenden Wand des später erörterten Getriebe-Gehäuses 48 des Getriebes 10 verschraubt oder in anderer Weise verbunden ist.

Wenn die Maschine in Betrieb ist, wird deren Antriebskraft von der Kurbelwelle 26 an das Pumpenrad 16 über den Wandler-Deckel 22 abgegeben und von dem Pumpenrad 16 auf die Eingangswelle 34 über das Turbinenrad 18 mit einem Drehmoment übertragen, das durch das Leitrad 20 in einem Verhältnis multipliziert worden ist, das mit dem Verhältnis zwischen der Drehzahl der Kurbelwelle 26 und der Ein gangswelle 34 veränderlich ist. Das Pumpenrad 16 treibt daher nicht nur das Turbinenrad 18, sondern auch die 01-

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pumpe 46 über die Antriebswelle 42 an, so daß die Ölpumpe 46 öl unter Druck abgibt, welcher Druck ebenfalls mit der Drehzahl der Kurbelwelle 26 der Naschine veränderlich ist. 5

Innerhalb des Getriebe-Gehäuses 48 befindet sich eine Getriebe-Einheit 50 des Getriebes 10, die mit dem Wandler-Gehäuse 10 mit Hilfe von Schrauben 49 verbunden ist. Die Getriebe-Einheit 50 befindet sich zwischen dem Drehmomentwandler 14 und der Ölpumpe 46. Die Getriebeeinheit 50 umfaßt erste und zweite Kupplungen 52 und 54 für Schnell- und Rückwärtsantrieb und für Vorwärtsantrieb. Die Kupplungen 52 und 54 sind derart angeordnet, daß sich die Kupplung 52 zwischen der Ölpumpe 46 und der Kupplung 54 befindet. Die Schnell- und RUckwärts-Kupplung 52 umfaßt eine Anzahl von Platten 56, die an ihren inneren umlaufenden Kanten auf eine Kupplungsnabe 58 aufgekeilt sind und Platten 60, die an ihren äußeren Umfangskanten mit einer ersten Kupplungstrommel 62 in Keilverbindung stehen. In gleicher Weise umfaßt die zweite Kupplung 54 eine Anzahl von Platten 64, die an ihren inneren Umfangekanten auf eine Kupplungsnabe 66 aufgekeilt sind, und Platten 68, die an ihren äußeren Umfangskanten mit einer zweiten Kupplungstrommel 70 in Keilverbindung steht. 25

Die Kupplungsnabe 58 der Kupplung 52 und die zweite Kupplungstrommel 70 der Kupplung 54 sind miteinander verbunden und mit der Eingangswelle 34 drehbar, wobei die zweite Kupplungstrommel 70 an ihrem inneren Umfangsbereich mit dem linken Endbereich der Eingangswelle 34 in Keilverbindung steht. Die Platten 56 der Kupplung 52 und die Platten 68 der Kupplung 54 dienen daher als Reibantrieb für Elemente, und die Platten 60 der Kupplung 52 sowie die Platten 64 der Kupplung 54 dienen als angetriebene Reibungselemente der Kupplungen 52 und 54. Kupplungs-Kolben 76 und 78 sind in die Kupplungen 52 und 54 eingefügt und bringen die Kupplungen 52 und 54 in Eingriff, wenn

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sie durch ein Fluid verschoben werden, das in die jeweiligen Fluid-Kammern 80 und 82 eingeleitet wird, die zwischen dem Kolben 76 und der ersten Kupplungstrommel 62 bzw. zwischen dem Kolben 78 und der zweiten Kupplungstrommel 70 liegen. Rückholfedern 72 und 74 sind in die Kupplungen 52 und 54 eingebaut und spannen die Kolben 76 und 78 in Lösungsgrichtung der Kupplungen 52 und 54 vor.

Die Getriebeeinheit 50 umfaBt weiterhin erste und zweite Planetenradsätze 84 und 86, die rechts von der Kupplung 54 in der Zeichnung angeordnet sind. Der erste Planetenradsatz 84 umfaBt ein außen verzahntes Sonnenrad 88 und ein innen verzahntes Hohlrad 90, die eine gemeinsame Dreh achse aufweisen, die mit der Mittelachse der Eingangs welle 34 ausgerichtet ist. Das Hohlrad 90 ist an der Kupplungsnabe 66 der Kupplung 54 ausgebildet. Der erste Planetenradsatz 84 umfaßt weiterhin wenigstens zwei Planetenräder 92, die jeweils mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad 88,90 kämmen und um die gemeinsame Drehachse von Sonnenrad und Hohlrad umlaufen. Die Planetenräder 92 des ersten Planetenradsatzes 84 sind auf Achsen an einem Planetenträger 94 gelagert. Der zweite Planetenradsatz 86 ist in ähnlicher Weise wie der erste Planetenradsatz 84 aufgebaut und umfaßt ein außen verzahntes Sonnenrad 96 und ein innen verzahntes Hohlrad 98 mit gemeinsamer Drehachse in der Mittelachse der Eingangswelle 34. Das Sonnenrad 96 ist mit dem Sonnenrad 88 des ersten Planetenradsatzes 84 verbunden. Die verbundenen Sonnenräder 88 und 96 des ersten und zweiten Planetenradsatzes 84 und 86 stehen gemeinsam in Keilverbindung mit einer Verbindungshaube 100, die die Kupplung 54 und den ersten Planetenradsatz 84 einschließt und mit der ersten Kupplungstrommel 62 der Kupplung 52 fest verbunden ist. Der zweite Planetenradsatz 86 umfaBt wenigstens zwei Planetenräder 102, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad 96,98 in Eingriff stehen und um deren Achse umlaufen. Die Planeten-

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räder 102 des zweiten Planetenradsatzes 86 sind drehbar durch einen Planetenträger 104 abgestützt, der einen zylindrischen Abschnitt 106 umfaßt, der sich nach links erstreckt und teilweise die Verbindungshaube 100 einschließt. Aus später erläuterten Gründen weist der Abschnitt 106 des Planetenträgers 104 eine umlaufende Stufe 108 auf. Die' Sonnenräder 88 und 96 des ersten und zweiten Planetenradsatzes 84,86 weisen Mittelbohrungen auf, durch die eine hohle Getriebe-Ausgangswel-Ie 110 verläuft, deren Mittelachse mit der Mittelachse der Eingangswelle 34 ausgerichtet ist. Die Ausgangswelle 110 erstreckt sich in Richtung des Drehmomentwandlers 14. Die Ausgangswelle 110 nimmt koaxial die Eingangswelle 34 auf. Auf das linke Ende der Ausgangswelle 110 ist der Planetenträger 94 des ersten Planetenradsatzes 84 mit seiner inneren Umfangskante aufgekeilt, und im Mittelbereich der Ausgangswelle 110 ist das Hohlrad 98 des zweiten Planetenradsatzes 86 über ein im wesentlichen scheibenförmiges Verbindungsstück 112 angebracht. Das scheibenförmige Verbindungsstück 112 ist mit seinem inneren Umfangsbereich auf den Mittelbereich der Ausgangswelle 110 aufgekeilt und steht mit seinem äußeren Umfangsbereich mit dem Hohlrad 98 in Keilverbindung. Konzentrisch um den Abschnitt 106 des Planetenträgers 104 des zweiten Planetenradsatzes 86 herum ist eine Langsam- und Rückwärtsbremse 114 angeordnet. Diese Bremse 114 umfaßt eine Anzahl von Platten 116, die an ihrer inneren Umfangskante mit dem Abschnitt 106 des zweiten Planetenradsatzes 86 in Keilverbindung stehen, und eine Anzahl von Platten 118, die mit ihren äußeren Umfangskanten in Keilverbindung mit einem Mittelbereich der Innenwand des Gehäuses 48 stehen. Die Bremse 114 umfaßt weiterhin einen zylindrischen Kolben 120, der konzentrisch um die erste Kupplungstrommel 62 der Kupplung 52 angeordnet ist und an seinem rechten Ende die am weitesten links liegende Platte 116 bzw. 118 erfaßt. Der linke Endbereich des Kolbens 120 ist dicht in einer Fluid-Kanuner

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122 angeordnet, in die ein Druckfluid eingeleitet werden kann, das den Kolben 120 nach rechts verschiebt und die Platten 116 und 118 der Bremse 114 entgegen der Kraft einer Rückholfeder 124 zusammendrückt. Die Rückholfeder 124 befindet sich zwischen dem linken Endbereich des Kolbens 120 und einem Federträger 126, der an dem Pumpenkörper 46b der ölpumpe 46 mit Hilfe von Schrauben 128 befestigt ist. Die Fluid-Kammer 122 ist in dem Pumpenkörper 46b der ölpumpe 46 ausgebildet. Die Bremse 114 liegt parallel zu einer Einweg-Kupplung 130, die den zuvor erwähnten Abschnitt 106 des Planetenträgers 104 des zweiten Planetenradsatzes 86 umgibt und einen feststehenden äußeren Ring 132, einen drehbaren inneren Ring 134 und eine Anzahl von federbelasteten Rollen 136 zwischen den Ringen umfaßt. Der feststehende äußere Ring 132 ist mit der Innenwand des Gehäuses 48 über eine Keilverbindung verbunden. Andererseits ist der drehbare innere Ring 134 fest mit der erwähnten Stufe 108 des Abschnitts 106 des zweiten Planetenradsatzes 86 verbunden. Die Rollen 136 sind derart angeordnet, daß sie sich zwischen den Ringen 132 und 134 verklemmen und die Drehung des inneren Ringes blockieren, wenn der innere Ring 134 um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Kurbelwelle 26 gedreht wird, d.h. in der Drehrichtung der Ausgangswelle 110 zur Erzeugung eines Vorwärts-Antriebs eines Fahrzeugs. Die Getriebeeinheit 50 des Getriebes 10 umfaßt weiterhin ein Bremsband 138, das um die zylindrische äußere Oberfläche der ersten Kupplungstrommel 62 der Kupplung 52 herumgelegt ist. In nicht gezeigter Weise ist das Bremsband 138 an einem Ende an dem Gehäuse 48 verankert und am anderen Ende verbunden mit einem nicht gezeigten, fluidgesteuerten Bandantrieb. In nicht gezeigter Weise ist eine durch die Ausgangswelle 110 angetriebene Reglereinheit in dem Gehäuse 48 in der Nähe des Hohlrades 98 des zweiten Planetenradsatzes 86 angeordnet. Der Pumpenkörper 46b der erwähnten ölpumpe 46

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weist einen nach rechts vorspringenden, hülsenförmigen Abschnitt 140 auf, in dem sich ein Pluidkanal 142 für ein Schmiermittel für die Kupplungen 52 und 54 befindet. Mit 144 ist ein Parkzahnrad bezeichnet, das an dem Hohlrad 98 des zweiten Planetenradsatzes 86 befestigt ist und zu einer Parksperre zur Blockierung der Ausgangswelle 110 mit Hilfe einer nicht gezeigten Parkklinke gehört, die mit dem Parkzahnrad 144 beim Parken des Fahrzeugs in Eingriff steht. Die Bezugsziffer 146 bezieht sich auf ein hydraulisches Regelventil zur Regelung des Getriebes 50.

Die Ausgangswelle 110 ist an ihrem rechten Endbereich mit einem Ausgangs-Zahnrad 148 gebunden, das mit der Ausgangewelle 110 eine gemeinsame Drehachse aufweist. Aus der Zeichnung geht hervor, daß das Zahnrad 148 innerhalb einer Kammer 150 liegt, die gebildet wird durch einen Ansatz 152 des Wandbereichs 12a des Gehäuses 12 und durch den Plansch 40 der hohlen, das Leitrad tragenden Welle 36. Der Flansch 40 ist lösbar mit dem Wandbereich 12a mit Hilfe von Schrauben 154 verbunden. Wie die Zeichnung zeigt, ragt der Ansatz 152 in das Innere des Gehäuses 48 hinein und weist an seinem freien Ende eine nicht näher bezeichnete Lägeröffnung auf, in der sich ein Kegelrol lenlager 156b befindet. Der Flansch 40 der Welle 36 ist auf der der Kammer 150 des Zahnrades 148 gegenüberliegenden Fläche mit einer Sackbohrung oder Lageröffnung versehen, die nicht näher bezeichnet ist und die ein weiteres Kegelrollenlager 156a aufnimmt. Innenringe dieser Kegelrollenlager 156a und 156b liegen auf der Ausgangswelle 110 beidseits des Zahnrades 148. Mit dem Zahnrad 148 kämmt ein Zahnrad 158, das durch zwei Kegelrollenlager 160a und 160b abgestützt ist. Die Innenringe dieser Kegelrollenlager 160a und 160b liegen koaxial auf einer

Hülse 162, die mit dem Flansch 40 der zuvor erwähnten

Welle 36 mit Hilfe einer Schraube 164 verbunden ist, die durch die Hülse 162 derart hindurchgeht, daß das Zahnrad

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158 parallel zu der Achse des Zahnrades 148 liegt. Das Zahnrad 158 kämmt mit einem außen verzahnten Zahnring 166, der ein Teil des bereits erwähnten Ausgangsgetriebes 168 darstellt.
5

Das Ausgangsgetriebe 168 befindet sich seitlich in dem Getriebe 10 und umfaßt ein Gehäuse 170, das in einem Stück mit dem Gehäuse 12 ausgebildet ist und ein Differentialgetriebe 172 aufnimmt, durch das eine Ritzelwelle 174 hindurchgeht, auf der drehbar Ritzel 176 angeordnet sind, die mit seitlichen Teller- oder Kegelrädern 178 kämmen, wie es an sich bekannt ist. Das Differentialgetriebe 172 weist zwei seitliche Endbereiche auf, auf denen Lager 180a,180b befestigt sind.

Das rechts liegende Lager 180a ist in einer Bohrung des Gehäuses 170 befestigt, während das linke Lager 180b in einem zylindrischen Träger 182 gehalten ist, der lösbar in einer nicht näher bezeichneten öffnung befestigt ist, die in einem seitlichen Ansatz 48a des Gehäuses 48 ausgebildet ist. Mit 184 ist eine Schraube bezeichnet, mit der der Träger 182 an dem Ansatz 48a des Gehäuses 48 befestigt ist. Nach außen von den Kegelrädern 178 gehen Wellenstümpfe 186a, 186b aus. Der Käfig des Differentialgetriebes 172 ist in einem Stück mit einem Verbindungebereich 188 ausgebildet, der sich in der Zeichnung nach links erstreckt und den Träger 182 teilweise mit Abstand umgibt. Der Verbindungsbereich weist an seinem freien Ende einen Flansch 190 auf, an dem der erwähnte Zahnring 166 mit Hilfe von Schrauben 192 befestigt ist.

Dadurch wird der Antriebszug zwischen der Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern, die mit den Wellenstümpfen 186a und 186b verbunden sind, geschlossen. 35

Das Getriebe 10 in Verbindung mit dem Ausgangsgetriebe 186 arbeiten wie folgt:

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TABELLE 1

	Fahren	¹D₁"	Kupplungen	Vorwärts (54)	Langsam- u. Rück- wärts- Bremse (114)	Einweg- Kupplung (130)	Brems! (131	sand
Be	'D₂"	Schnell und Rückwärts (52)		O		angezogen	3)
	¹D₃"			O			gelöst
reich	"2 "	O
Il ρ II			O		O		O
"R"	2		O
"N"	1		O			O
O	O			(o)
	O			O	O
	O	O		O

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Die Schnell- und Rückwärts-Kupplung 52 und die Vorwärts -Kupp lung 54, die Langsam-und-Rückwärts-Bremse 114, die Einwegkupplung 130 und das Bremsband 138 des Antriebszuges oder der Getriebeeinheit 50, deren Aufbau zuvor beschrieben wurde, werden entsprechend den Angaben der Tabelle 1 betätigt.

In Tabelle 1 bedeutet das Symbol "o^H, daß für jede der Kupplungen 52,54 und 130 die jeweilige Kupplung im Eingriff steht und die Bremse 114 sich im Bremszustand befindet. Für die Bandbremse 138 bedeutet das Zeichen "o" in der Spalte unter "angezogen", daß das Bremsband 138 im Eingriff steht und die erste Kupplungstrommel 62 blockiert, während das Zeichen "o" in der Spalte unter "gelöst" besagt, daß die Bandbremse 138 von der ersten Kupplungstrommel 62 gelöst ist. Das Zeichen "o" in Klammern bedeutet, daß sich ein Fluiddruck in der Bremskammer des nicht gezeigten Antriebs entwickelt hat, die Bandbremse 138 jedoch von der ersten Kupplungstrommel 62 gelöst ist, während sich ein Fluiddruck ebenfalls in der Kammer zur Lösung der Bremse entwickelt hat.

Die Bereiche Parken, Rückwärts und Neutral und der automatische Vorwärts-Bereich sowie der manuell einschaltbare zweite und erste Vorwärtsgang gemäß der linken Spalte der Tabelle werden wahlweise durch einen nicht gezeigten manuellen Hebel eingeschaltet, der die Positionen "P", "R", ¹¹N", "D", "2" und "1" umfaßt, die diesen Bereichen entsprechen.

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Wenn der Wählhebel im Parkbereich "P" oder im neutralen Bereich "N" steht, befindet sich die Schnell-und-Rückwärts-Kupplung 52 und die Vorwärts-Kupplung 54 in der gelösten Stellung, so daß die Antriebsverbindung zwischen der Eingangswelle 34 und der Ausgangswelle 110 unterbrochen ist und die Ausgangswelle 110 stillsteht, obgleich die Maschine in Betrieb ist und Leistung über die Kurbelwelle

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26 abgibt. Unter diesen Bedingungen wird entweder der Parkbereich oder der neutrale Bereich in dem Getriebe eingestellt, je nach dem, ob sich der Wählhebel in der Stellung "P" oder in der Stellung "N" befindet. Wenn der Wählhebel in der Stellung "P" steht, wird die Langsam-und Rückwärts-Bremse 114 in angezogener Stellung gehalten, so daß der zylindrische Abschnitt 106 des Planetenträgers 104 des zweiten Planetenradsatzes 86 in Bezug auf das Gehäuse 48 blockiert. Während des Parkens des Fahrzeugs wird das Park-Zahnrad 144, das an

dem Hohlrad 98 des zweiten Planetenradsatzes 86 montiert ist, durch die nicht gezeigte Parkklinke der erwähnten Parksperre festgehalten, so daß die Ausgangswelle 110 in Bezug auf das Gehäuse 48 verriegelt ist. 15

Wenn der Wählhebel in den Vorwärtsbereich "D" während des Betriebs der Maschine umgeschaltet wird, greift die Vorwärts-Kupplung 54 ein. Die Ausgangsleistung, die von der Kurbelwelle 26 der Maschine an die Eingangswelle 34 über den Drehmomentwandler 14 abgegeben wird, wird über die Kupplung 54 und die Kupplungsnabe 66 an das Hohlrad 90 des ersten Planetenradsatzes 84 übertragen. Das Hohlrad 90 wird in Vorwärtsrichtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 gedreht und bewirkt, daß das Sonnenrad 88 in entgegengesetzte Richtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 über die Planetenräder 92 gedreht wird, die sich in dieselbe Richtung wie das Hohlrad 90 um ihre eigene Drehachse drehen. Das Sonnenrad 96 des zweiten Planetenradsatzes 86, das mit dem Sonnenrad 88 des ersten Planetenradsatzes 84 verbunden ist, wird entgegengesetzt um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 gedreht und bewirkt, daß das Hohlrad 98 des zweiten Planetenradsatzes 86 in Vorwärtsrichtung um die Achse 110 der Ausgangswelle gedreht wird. Unter diesen Umständen drehen sich die einzelnen Planetenräder 102 des zweiten Planetenradsatzes 86 in Vorwärtsrichtung um ihre jeweilige Drehachse, und sie sind bestrebt,

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in entgegengesetzte Richtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 umzulaufen. Die Drehung des Planetenträgers 104 des zweiten Planetenradsatzes 86 wird jedoch durch die Einwegkupplung 130 verhindert, die mit dem Planetenträger 104 verbunden ist, und zwar genauer mit der Stufe 108 des Ansatzes 106, so daß der Planetenträger 104 gegenüber dem Gehäuse 48 blockiert ist und als Reaktionselement für das Hohlrad 98 dient, das über das scheibenförmige Verbindungsstück 112 die Ausgangswelle 110 antreibt und sie in Vorwärtsrichtung um ihre Mittelachse dreht. Die Ausgangswelle 110 ist mit dem Planetenträger 94 des ersten Planetenradsatzes 84 verbunden, so daß die Planetenräder 92 um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 in der gleichen Richtung umlaufen, in der das Hohlrad 90 des ersten Planetenradsatzes 84 gedreht wird, jedoch mit einer Umlaufgeschwindigkeit, die in einem bestimmten Verhältnis niedriger als die Drehzahl des Hohlrades 90 ist, auf dem die Planetenräder 92 abrollen. Dadurch wird der erste Vorwärtsgang oder die langsame Fahrgeschwindigkeit (D₁) des Getriebes erzeugt.

Wenn das Fahrzeug anschließend beschleunigt wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit einen bestimmten Wert erreicht, wird die Antriebseinheit für die Bandbremse 138 durch ein Fluid betätigt, das in die Brems-Fluidkammer des Antriebs gelangt und bewirkt, daß die Bandbremse 138 um die erste Kupplungstrommel 62 herum angezogen wird. Die Kupplungstrommel 62 ist über die Verbindungshaube 100 mit den verbundenen ersten und zweiten Sonnenrädern 88 und 96 der ersten und zweiten Planetenradsätze 84,86 verbunden. Das Sonnenrad 88 des ersten Planetenradsatzes 84 wirkt nunmehr als Reaktionselement für die Planetenräder 92, die in Vorwärtsrichtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 aufgrund des Antriebs durch das drehende Hohlrad 90, das mit der Eingangswelle 34 über die eingekuppelte Kupplung 54 gedreht wird, umlaufen. Das An-

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triebsdrehmoment, das über das Ringrad 90 des ersten Planetenradsatzes 84 durch die Kupplung 54 übertragen wird, gelangt daher an die Ausgangswelle 110 über die Planetenräder 92 und den zugehörigen Planetenträger 94. Unter diesen Umständen wird bewirkt, daß die Planetenräder 92 des ersten Planetenradsatzes 84 in Vorwärtsrichtung um ihre ,jeweilige Achse gedreht werden und auf dem Hohlrad 90 abrollen, während sie in Vorwärtsrichtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 umlaufen. Die Ausgangswelle 110 wird dadurch in Vorwärtsrichtung um ihre Mittelachse mit einer Drehzahl gedreht, die höher als die bei der ersten, niedrigen Geschwindigkeit (D-), jedoch um ein bestimmtes Verhältnis niedriger als die Drehzahl des Hohlrades 90 des ersten Planetenradsatzes 84 ist. Dadurch wird die zweite Vorwärtsgeschwindigkeit, oder mittlere Vorwärtsgeschwindigkeit (D₂) des Getriebes gebildet. Bei der zweiten Vorwärtsgeschwindigkeit treibt die Ausgangswelle 110 des Hohlrades 98 des zweiten Planetenradsatzes 86 in Vorwärtsrichtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 an, so daß die Planetenräder 102 um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 in Drehrichtung des Hohlrades 98 umlaufen. Daher wird der Planetenträger 104 des zweiten Planetenradsatzes 86 und damit der Ansatz 106 in Vorwärtsrichtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 gedreht, so daß der Innenring 134 der Einwegkupplung 103 frei mit dem Außenring 132 der Einwegkupplung 130 durchläuft.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter zunimmt, wird ein Fluid in die Bremslösungskammer des Antriebs der Bandbremse 138 eingeleitet und bewirkt, daß die Bandbremse 138 von der ersten Kupplungstrommel 62 gelöst wird. Im wesentlichen zur gleichen Zeit wird die Schnell-und-Rückwärts-Kupplung 52 eingekuppelt. Die von der Kurbelwelle 26 der Brennkraftmaschine an die Eingangswelle 34 abgegebene Leistung wird nunmehr einerseits an die miteinander verbundenen Sonnenräder 88 und 96 der ersten

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und zweiten Planetenradsätze 84 und 86 über die Kupplung 52 und die von der Bandbremse 138 freigegebene Kupplungstrommel 62 und andererseits an das Hohlrad 90 des ersten Planetenradsatzes 84 über die Kupplung 54 und die Kupplungsnabe 66 abgegeben. Daraus ergibt sich, daß das Sonnenrad 88 und das Hohlrad 90 des ersten Planetenradsatzes 84 blockiert sind, so daß das Sonnenrad 88 und das Hohlrad 90 sowie die Planetenräder 92 zwischen beiden und die Ausgangswelle 110, die mit den Planetenrädern 92 über den Planetenträger 94 verbunden sind, als Einheit angetrieben und in Vorwärtsrichtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 gedreht werden. Die Ausgangswelle 110 wird daher in Vorwärtsrichtung um ihre Mittelachse mit einer Drehzahl gedreht, die im wesentlichen der Drehzahl der Eingangswelle 34 entspricht. Dadurch wird der dritte oder schnelle Gang (D₃) des Getriebes gebildet. In dieser übersetzung wird die Eingangswelle 34, die durch das Turbinenrad 18 des Drehmomentwandlers 14 angetrieben wird, mit einer Drehzahl gedreht, die im wesentlichen der Drehzahl der Kurbelwelle 26 entspricht, die das Pumpenrad 16 des Drehmomentwandlers 14 antreibt. Folglich ergibt sich keine Multiplikation des Drehmoments durch den Drehmomentwandler 14, der in diesem Falle lediglich als Flüssigkeitskupplung wirkt.

Wenn der Wählhebel in die Rückwärtsstellung "R" geschaltet wird, werden die Kupplung 52 und die Bremse 114 betätigt. Wenn die Kupplung 52 eingreift, gelangt die von der Kurbelwelle 26 der Maschine an die Eingangswelle 34 über den Drehmomentwandler 14 abgegebene Leistung über die Kupplung 52, die erste Kupplungstrommel 62 und die Verbindungshaube 100 an die verbundenen Sonnenräder 88 und 96 des ersten und zweiten Planetenradsatzes 84 und 86, so daß die Sonnenräder 88 und 96 in Vorwärtsrichtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 gedreht werden. Die Bremse 114 wird betätigt und blockiert den Ansatz 106 und

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damit den Planetenträger 104 des zweiten Planetenrad*· satzes 86 in Bezug auf das Gehäuse 48, so daß die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes 86 durch das Sonnenrad 96 in Rückwärtsrichtung um die Mittelachse der Ausgangswelle 110 angetrieben werden. Das bewirkt, daß die Ausgangswelle 110 in Rückwärtsrichtung um ihre Achse mit einer Drehzahl gedreht wird, die in einem bestimmten Verhältnis niedriger ist als die Drehzahl der Sonnenräder 88 und 96 der Planetenradsätze 84 und 86 und damit der Eingangswelle 34. Dadurch wird der Rückwärtsgang "R" des Getriebes gebildet.

Wenn der Wählhebel in den zweiten Vorwärtsbereich "2" geschaltet wird, werden die Kupplung 54 und die Bandbremse 138 betätigt und die Ausgangswelle 110 wird in Vorwärtsrichtung um ihre Mittelachse durch den Planetenträger 94 des ersten Planetenradsatzes 84 gedreht, wie es im zweiten Vorwärtsgang (D₂) der Fall ist, wenn der Wählhebel in dem automatischen Fahrbereich "D" steht.

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Wenn der Wählhebel im ersten Vorwärtsbereich "1" steht, wird die Bremse 114 oder die Bandbremse 138 und die Kupplung 54 betätigt, so daß der Planetenträger 104 des zweiten Planetenradsatzes 86 oder die verbundenen Sonnenräder 88 und 96 des ersten und zweiten Planetenradsatzes 84 und 86, je nach Fahrzeuggeschwindigkeit blockiert werden. Wenn die Kupplung 54 und die Bandbremse 138 in diesem Falle betätigt werden, wird die Ausgangswelle 110 in Vorwärtsrichtung durch den Planetenträger 94 des ersten Planetenradsatzes 84 gedreht, wie es im zweiten Fahrbereich (D₂) der automatischen Fahrstellung "D" der Fall ist. Wenn andererseits die Kupplung 54 und die Bremse 114 bei Vorwärtsfahrt betätigt werden, wird die Ausgangswelle 110 in Vorwärtsrichtung durch das Hohlrad 98 des zweiten Planetenradsatzeä 86 gedreht, wobei der Planetenträger 104 in Bezug auf das Gehäuse 48 steht, wie es beim ersten Vorwärtsbereich (D₁) der Fall ist, der sich in der auto-

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matischen Fahrstellung "D" ergibt. Während der Planetenträger 104 in Bezug auf das Gehäuse 48 durch die Einwegkupplung 130 im ersten Gang des automatischen Fahrbereichs blockiert ist, wird der Planetenträger 104 in Bezug auf das Gehäuse 48 durch die Bremse 114 blockiert, wenn der erste Gang manuell eingeschaltet worden ist. In dem ersten Gang kann daher ein Antriebsmoment von dem Hohlrad 98 auf das Sonnenrad 96 über die Planetenräder 102 des zweiten Planetenradsatzes 86 zurückübertragen werden, so daß sich eine Motorbremswirkung ergibt.

Im folgenden sollen Einzelheiten der Sehne11-und-Rückwärts-Kupplung 52 erläutert werden.

Fig. 2 und 3 und insbesondere Fig. 2 in vergrößertem Maßstab zeigen die Kupplung 52 mit zugehörigen Teilen. Die Kupplung 52 umfaßt eine Trommel 200 aus gepreßtem Blech, die über einen Ansatz 200a an einer Hülse 202 befestigt ist. Die Hülse 202 liegt dicht und drehbar auf dem zylindrischen Abschnitt 140 des Pumpenkörpers 46b der ölpumpe, so daß die Trommel 200 und die Hülse 202 um den Abschnitt 140 als Einheit drehbar sind. Die zylindrische äußere Wand 200b der Trommel 200 weist Bohrungen 204 auf, durch die ein Schmiermittel hindurchgedrückt wird, das die Kontaktflächen der Trommel 200 und der Bandbremse 138 schmiert, wie später erläutert werden soll. Ein innerer Zylinder 206 aus gepreßtem Blech liegt konzentrisch innerhalb der Trommel 200 und ist mit seiner ringförmigen Grundfläche 206a, beispielsweise durch Schweißen, an der Innenseite der ringförmigen Bodenfläche der Trommel 200 befestigt. Diese Befestigung kann beispielsweise durch Elektronenstrahl-Schweißen erfolgen. Die Trommel 200 und der Zylinder 206 bilden die zuvor erwähnte erste Kupplungstrommel 62. Die zylindrische innere Wand 206b des Zylinders 206 weist einen nicht näher bezeichneten Abschnitt kleineren Durchmessers auf, der die Fluidkammer 80 für den Kolben 96 bildet. Ein Abschnitt

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größeren Durchmessers, der ebenfalls nicht näher bezeichnet ist, weist längsgerichtete Nuten 208 auf, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Die Kupplungs-Platten 60, die bereits erwähnt wurden, stehen mit diesen Nuten 208 in Keilverbindung und sind in Längsrichtung in Bezug auf den inneren Zylinder 206 verschiebbar. Eine Dichtung 210 befindet sich.zwischen dem Kolben 76 und dem Abschnitt kleineren Durchmessers des Zylinders 206. Der Abschnitt größeren Durchmessers des Zylinders 206 weist ein offenes Ende mit einer außen vorspringenden umlaufenden Lippe 212 auf, die in Berührung mit der inneren Oberfläche der zylindrischen Wand 200b der Trommel steht, so daß eine geschlossene Kammer 214 durch die Trommel 200 und den Zylinder 206 gebildet wird. Die Lippe 212 kann mit der inneren Oberfläche der Trommel 200 verschweißt werden, so daß sich eine vollständig öldichte Verbindung ergibt. Der mit Nuten durchzogene Bereich 206b des inneren Zylinders 206 weist Bohrungen 216 gegenüber den Bohrungen 204 der Trommel 200 auf, Ein Sprengring 218 befindet sich im Inneren des Zylinders 206 und begrenzt die Verschiebung der Kupplungs-Platten 56 und 60 nach rechts in der Zeichnung.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Kupplungstrommel 62.

In diesem Falle ist eine Anzahl von längsgerichteten öffnungen 220 in dem zylindrischen Bereich 206b des Zylinders 206 vorgesehen, die an die Stelle der erwähnten Nuten 208 treten. Vorzugsweise können die öffnungen ausgestanzt sein. Die Kupplungs-Platten 60 stehen in Keilverbindung mit diesen öffnungen 220.

Mit dieser Ausführung der Kupplung 52 wird folgender Vorteil bei Drehung der Kupplungstrommel 62 erzielt.

Wenn sich die Kupplungstrommel 62 dreht, besteht die Tendenz, daß das Schmieröl in dem Zwischenraum, der die Kupplungs-Platten 56 und 60 umgibt, durch die Zentrifugal-

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kraft radial nach außen gedrückt wird, so daß das öl in die Kammer 214 durch die Bohrungen 216 oder die öffnungen 220 im Falle der Fig. 4 eintritt und das in die Kammer eingetretene öl gegen die innere Oberfläche des Wandbereichs 200b der Trommel 200 gedrückt wird. Dadurch ergibt sich eine Ansammlung 222 von Schmieröl, wie es in Fig. 4 angedeutet ist. Bei Drehung der Kupplungstrommel 62 kann das Schmieröl, das sich in der Kammer 214 gesammelt hat, nur durch die Bohrungen 204 austreten. Daher gelangt eine ausreichende Menge von Schmieröl durch die Bohrung 204 in den Zwischenraum zwischen den Kontaktflächen der Bandbremse 138 und der Trommel 200 durch die Zentrifugalkraft, die auf das Schmieröl bei Drehung der Kupplungstrommel 6 2 ausgeübt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine optimale Schmierung zwischen der Bandbremse 138 und der Kupplungstrommel 62.

Zur Erläuterung der Vorteile der Erfindung sollen zwei herkömmliche Kupplungstrommeln anhand von Fig. 5 und 6 erläutert werden.

Fig. 5 zeigt eine Kupplungstrommel 300, die aus Gußeisen besteht und durch Bearbeitung eine Anzahl von längsgerichteten Keilnuten 302 erhalten hat. Geringes Gewicht, geringe Kosten und eine wirtschaftliche Herstellung sind mit einer derartigen Konstruktion nicht zu erreichen.

Die Kupplungstrommel 304 gemäß Fig. 6 ist ähnlich wie die erfindungsgemäße Kupplungstrommel aufgebaut, so daß sie geeignet ist, die Nachteile einer gußeisernen Kupplung 300 gemäß Fig. 5 zu überwinden. Bei der Kupplungstrommel gemäß Fig. 6 ergibt sich jedoch keine wirksame Verteilung des Öls auf die Kontaktflächen zwischen der Handbremse 138 und der Trommel 200' über die Bohrungen 204, und zwar auch nicht bei Drehung der Kupplungstrommel 304, da nahezu das ganze Schmieröl in der Kammer 214 durch einen Abstand 306 am rechten Ende des Zylinders 206' und der äußeren Trommel 200' in Richtung des Pfeiles 308 austritt.

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ORIGINAL

Leerseite

Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office europeen dea brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dlpl.-lng. H. Steinmeister

Dipl.-lng. F. E. Müller Slekerwall 7, Tnftstrasse 4,

D-UOOO MÜNCHEN 22 D-48O0 BIELEFELD 1

⁷⁹"²²¹⁽²⁾ 17. Sep. 1979

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD, No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

KUPPLUNGSTROMMEL FÜR AUTOMATISCHE GETRIEBE

PRIORITÄT: 18. September 1978, Japan, No. 114937/1978

PATENTANSPRÜCHE

uJ Kupplungstrommel für automatische Getriebe mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, einer die Kupplungstrommel umgreifenden Bandbremse zum Bremsen der Kupplungstrommel, ersten Kupplungs-Platten, die an ihren äußeren Rändern in Keilverbindung mit der Kupplungstrommel stehen, und zweiten Kupplungs-Platten, die auf eine Nabe aufgekeilt und mit der Eingangswelle drehbar sind, wobei die Kupplungs-Platten abwechselnd angeordnet sind, mit einer

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äußerdn Trommel, die eine ringförmige Bodenfläche und eine zylindrische äußere Wand aufweist, die auf ihrer äußeren Oberfläche mit der Bandbremse in Berührung tritt, welche äußere Trommel koaxial zu der Eingangswelle liegt und mit dieser drehbar* ist, mit einem inneren Zylinder,

der .an einem Ende «Ine ringförmige, mit der Boflenflache der Trommel verbundenes Bodenfläche aufweist, welcher

innere Zylinder konaentrisch zu und in radialem Abstand in Bezug auf die äußere Trommel liegt und eine Anzahl von längsgerichteten axialen Keilnuten aufweist, die mit den ersten Kupplungs-Platten in Keilverbindung stehen, und mit Bohrungen zum Verbinden der Innenseite des Zylinders mit dem Zwischenraum zwischen dem Zylinder und der Trommel und diesen mit der Außenseite der Trommel, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Zylinders (206) radial nach außen bis zur Wand der äußeren Trommel (200) geführt ist und daß der Zylinder (206) und die Trommel (200) eine geschlossene Kammer (214) einschließen.
2. Kupplungstrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eiern inneren Zylinder (206) und in der äußeren Trommel (200) ausgerichtete Bohrungen (204,212) vorgesehen sind.
3. Kupplungstrommel rxach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (212) in dem inneren Zylinder (206) als längsgerichtete Schlitze ausgebildet sind und zugleich zur Keilverbindung mit den ersten Kupplungs-Platten (60) dienen.
4. Kupplungstrommel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die äußere Trommel (2) und der innere Zylinder (206) einstükkig als Blech-Preßteile ausgebildet sind.

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