DE3741747A1 - Automatikgetriebe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe zur Verwendung
ausschliesslich für ein mit einem Drehmomentwandler
ausgestattetes Kraftfahrzeug und insbesondere eine
Automatikgetriebeanordnung.
Ein Automatikgetriebe umfasst im allgemeinen zwei
Einzel-Planetenradeinheiten, ein Sonnenrad, das gemeinsam
für beide Einzel-Planetenradeinheiten verwendet wird, einen
Träger einer ersten Planetenradeinheit und ein Hohlrad
einer zweiten Planetenradeinheit, die miteinander verbunden
sind. Obige Anordnung ist die sogenannte Simpson-Bauart,
bei welcher die Antriebskraft an ein Hohlrad der ersten
Planetenradeinheit und/oder das Sonnenrad selektiv
abgegeben wird, wobei die umlaufenden Bauelemente der
Planetenradeinheiten durch eine Bremse oder eine
Einwegkupplung verzögert werden und der Ausgang vom
Hohlrad der zweiten Planetenradeinheit abgenommen wird,
die mit dem Träger der ersten Planetenradeinheit gekoppelt
ist. Dabei werden drei Vorwärtsgänge erhalten.
Ein Viergang-Automatikgetriebe ist baulich auf der
vorausgehend aufgeführten Automatikgetriebeanordnung mit
drei Vorwärtsgängen aufgebaut, die zwei Einzel-
Planetenradeinheiten umfasst. Zusätzlich zu der
Automatikgetriebeanordnung mit drei Gängen werden durch
Hinzufügen einer Schnellganganordnung oder einer
Geländeganganordnung mit einer Planetenradeinheit vier
Vorwärtsgänge erhalten.
Eine Automatikgetriebeanordnung, bei welcher eine
Schnellganganordnung (over drive) hinzugefügt wird, ist
wegen eines Ausgangselementes der Schnellganganordnung
in Axialrichtung lang, wobei beispielsweise ein Hohlrad
axial mit einem Eingangselement des Dreigang-
Automatikgetriebes verbunden ist.
Andererseits hat das Automatikgetriebe mit Hinzufügung
einer Schnellganganordnung ein Gegen-Antriebszahnrad
(Ausgang) am Ende einer Ausgangswelle (am weitesten
entferntes Ende vom Eingangsabschnitt), von welchem die
Antriebskraft zu der Geländeganganordnung übertragen wird,
die unter der Dreigang-Automatikgetriebeanordnung angeordnet
ist.
In jüngster Zeit wurde an ein Automatikgetriebe die
Anforderung gestellt, die Anordnung so klein wie möglich
zu machen und ihre Leistung zu erhöhen, jedoch kann ein
Viergang-Automatikgetriebe mit drei Planetenradeinheiten
und der Schnellganganordnung derartige Anforderungen nicht
erfüllen.
Ferner wurde das Hinzufügen einer Kupplung vorgeschlagen,
um eine Eingangswelle und einen Träger miteinander zu
verbinden oder zu trennen, um vier Vorwärtsgänge zu
erhalten, und dieses Hinzufügen der Kupplung ist für eine
Planetenradeinheit der Ravigneaux-Bauart bestimmt, die
ein erstes Sonnenrad umfasst, sowie ein zweites Sonnenrad,
ein langes Ritzel, das in Eingriff mit dem ersten Sonnenrad
steht, ein kurzes Ritzel, das in Eingriff mit dem langen
Ritzel und dem zweiten Sonnenrad steht, einen Träger,
der das lange und das kurze Ritzel trägt, und ein Hohlrad,
das in Eingriff mit dem langen Ritzel steht.
Das vorausgehend aufgeführte Viergang-Automatikgetriebe
kann die Forderung nach einer kleinstmöglichen Ausführung
der Anordnung nicht erfüllen, da die Anordnung eines
Automatikgetriebes der Simpson-Bauart axial lang ist, d.h.
die Antriebskraft wird an einem Ende eingegeben und am
anderen Ende der Anordnung entnommen und beide
Planetenradeinheiten sind voneinander getrennt.
Ferner kann bei dem Automatikgetriebe der Ravigneaux-Bauart,
verglichen mit jener der Simpson-Bauart, die axiale
Länge der Anordnung verkürzt werden, jedoch werden obige
Anforderungen noch nicht erfüllt, da ein Ausgangselement
oder eine Hydraulikpumpe am Ende der Welle angeordnet
werden, wo ein Ersatz und eine Abänderung leicht erfolgen
können, so dass Kupplungen nicht angebracht werden können.
Daher müssen die drei Gänge und die vier Gänge des
Automatikgetriebes jeweils getrennt gefertigt werden. Es
ist deshalb schwierig, die Teile zu fertigen und sie
gemeinsam für die drei Gänge und die vier Gänge der
Getriebeanordnungen zu montieren, wodurch ein Kostenanstieg
unvermeidlich ist und eine derartige Anordnung eines
Automatikgetriebes kann der in jüngster Zeit vorhandenen
Tendenz nach einer Vielzahl von Ausstattungen nicht
entsprechen.
Obgleich die Erfindung aus obigen Ausführungen leicht
verständlich sein sollte, wird anschliessend eine kurze
Zusammenfassung gegeben.
Die Erläuterung erfolgt in Verbindung mit Fig. 1, wonach
ein Automatikgetriebe Planetenradeinheiten (2) umfasst,
sowie eine Eingangswelle (5), die die umlaufenden
Bauelemente der Planetenradeinheiten über Kupplungen
verbindet, ein Ausgangselement (9), das die Verbindung mit
einem umlaufenden Element (R 1) herstellt, eine
Verzögerungsvorrichtung zur Verzögerung der umlaufenden
Elemente (S 1, CR 1). Das Ausgangselement (9) umgibt die
Eingangswelle (5) und liegt in der Mitte der
Automatikgetriebeanordnung. Bei einer Dreigang-
Automatikgetriebeanordnung (10 1) ist eine erste Kupplung
(C 1) ausserhalb der Planetenradeinheit (2) angeordnet
(siehe untere Hälfte, bezogen auf die Linie l-l in Fig. 1).
Andererseits liegt bei einer Viergang-Automatikgetriebeanordnung
(10 2) eine dritte Kupplung (C 0), die im Schnellgang
arbeitet, ausserhalb der ersten Kupplung (C 1) (diesbezüglich
wird auf die obere Hälfte, bezogen auf die Linie l-l in
Fig. 1 Bezug genommen). Die Planetenradeinheit (2) umfasst
gemäss den Fig. 1, 2, 4 das erste Sonnenrad (S 1), ein
zweites Sonnenrad (S 2), ein langes Ritzel (P 1), das in
Eingriff mit dem ersten Sonnenrad (S 1) steht, ein kurzes
Ritzel (P 2), das in Eingriff mit dem langen Ritzel (P 1)
und dem zweiten Sonnenrad (S 2) steht, wobei der Träger
(C R 1) das lange Ritzel (P 1) und das kurze Ritzel (P 2) trägt,
und das Hohlrad (R 1) in Eingriff mit dem langen Ritzel (P 1)
steht.
Bei der Dreigang-Automatikgetriebeanordnung (10 1) wird
gemäss Fig. 1 (untere Hälfte bezüglich der Linie l-l) und
Fig. 2 das erste Sonnenrad (S 1) durch eine
Festhaltevorrichtung (beispielsweise eine erste Bremse (B 1)
verzögert, der Träger (C R 1) wird durch eine Festhaltevorrichtung
(beispielsweise eine zweite Bremse (B 2) und eine erste
Einwegkupplung (F 1) verzögert, die Eingangswelle (5) stellt
die Verbindung mit dem zweiten Sonnenrad (S 2) über die
erste Kupplung (C 1) und mit dem ersten Sonnenrad (S 1)
über eine zweite Kupplung (C 2) her und das Hohlrad (R 1)
stellt die Verbindung mit dem Ausgangselement (9) her.
In der Viergang-Automatikgetriebeanordnung (10 2) ist gemäss
Fig. 1 (obere Hälfte bezüglich der Linie l-l) und Fig. 4
eine dritte Kupplung (C 0) axial ausserhalb der ersten
Kupplung (C 1) in der Anordnung der Dreigang-
Automatikgetriebeanordnung (10 1) vorhanden, um die
Eingangswelle (5) und den Träger (C R 1) miteinander zu
verbinden.
Im Hinblick auf obige Ausbildung wird die
Dreigang-Automatikgetriebeanordnung (10 1) auf drei
Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang mittels der Funktion
der Kupplungen (C 1, C 2), der Festhaltevorrichtung (B 1, B 2)
und der Einwegkupplung (F 1) geschaltet. Die Viergang-
Automatikgetriebeanordnung (10 2) wird durch die Funktion
der Kupplungen (C 1, C 2, C 0), der Festhaltevorrichtung
(B 1, B 2) und der Einwegkupplung (F 1) in vier Vorwärtsgänge
und einen Rückwärtsgang geschaltet. Die in derartigen
Getrieben erzeugte Antriebskraft wird vom Ausgangselement
(9) abgenommen und auf eine zusätzliche Getriebeanordnung
übertragen.
Schliesslich arbeitet die Dreigang-Automatikgetriebeanordnung
(10 1), die in Fig. 1 (untere Hälfte, bezogen auf die
Linie l-l) und Fig. 2 dargestellt ist, in der in Fig. 3
angegebenen Weise.
Im ersten Vorwärtsgang ist die erste Kupplung (C 1)
angeschlossen. Die Drehung der Eingangswelle (5) wird auf
das zweite Sonnenrad (S 2) übertragen und die Drehung des
zweiten Sonnenrades (S 2) wird über das kurze Ritzel (P 2)
und das lange Ritzel (P 1) als verringerte Drehzahl auf
das Hohlrad (R 1) übertragen, da der Träger (C R 1) durch die
erste Einwegkupplung verzögert wird. Diese Drehung (mit
verringerter Drehzahl) wird vom Ausgangselement (9)
abgenommen.
Im zweiten Gang wird die erste Bremse (B 1) (zweite) zusätzlich
zum Anschluss der ersten Kupplung (C 1) angelegt. Solange
das Ritzel (P 1) durch das erste Sonnenrad (S 1) gehalten wird,
das durch die Bremse (B 1) gehalten wird, führt die
Drehung des zweiten Sonnenrades (S₂) zu einer Drehung des
kurzen Ritzels (B 2) und ferner zur Drehung des Trägers
(C R 1), wobei die Drehzahl vom Ausgangselement (9) über
das lange Ritzel (P 1) abgenommen wird.
Im dritten Gang ist die zweite Kupplung (C 2) zusätzlich
zur ersten Kupplung (C 1) angeschlossen. Die Drehung der
Eingangswelle (5) wird auf das zweite Sonnenrad (S 2) über
die erste Kupplung (C 1) übertragen und auf das Sonnenrad
(S 1) über die zweite Kupplung (C 2). Infolgedessen laufen
die Bauelemente der Planetenradeinheit (2) miteinander um,
wobei die Drehung, die jener der Eingangswelle (5) entspricht,
vom Ausgangselement (9) abgenommen wird.
Im Rückwärtsgang arbeiten die zweite Kupplung (C 2) und
die zweite Bremse (B 2) (erster Rückwärtsgang). Die Drehung
der Eingangswelle (5) wird auf das erste Sonnenrad (S 1)
über die Kupplung (C 2) übertragen und die Drehung des
Sonnenrades (S 1) wird auf das Hohlrad (R 1) im Rückwärtsgang
über das lange Ritzel (P 1) übertragen, da der Träger (CR)
durch die zweite Bremse (B 2) festgelegt wird.
Im ersten Gang bei Freilauf ist die erste Einwegkupplung
(F 1) frei, die zweite Bremse (B 2) wird zusätzlich zur
ersten Kupplung (C 1) eingelegt. Durch diese Bremse (B 2)
wird das Hohlrad (R 2) festgelegt und der Betrieb mit erstem
Gang wird aufrechterhalten und die Motorbremse arbeitet
effizient.
Andererseits arbeitet das Viergang-Automatikgetriebe (10₂)
gemäss Fig. 1 (obere Hälfte, bezogen auf die Linie l-l)
und Fig. 4 im Einklang mit dem Betriebsschema nach Fig. 5.
Für den ersten, zweiten und Rückwärtsgang entfällt eine
Erläuterung, da die Bewegungen der Bauelemente die
gleichen sind wie bei Dreigang-Automatikgetriebe (10 1).
Im dritten Gang ist die dritte Kupplung (C 0) zusätzlich
zur ersten Kupplung (C 1) angeschlossen. Das zweite Sonnenrad
(S 2) dreht sich mittels der ersten Kupplung (C 1) und der
Träger (C R 1) dreht sich mittels der dritten Kupplung (C 0).
Die Bauelemente der Planetenradeinheit (2) laufen zusammen
um und die Antriebskraft wird auf das Ausgangselement
(9) übertragen.
Im vierten Gang bleibt die dritte Bremse (C 0) angeschlossen
und die erste Bremse (B 1) arbeitet. Der Träger (C R 1)
läuft über die Kupplung (C 0) um und das lange Ritzel (P 1)
läuft um, da das erste Sonnenrad (S 1) durch die Bremse
(B 1) gehalten wird. Die Drehung des Trägers (CR) und des
Ritzels (P 1) ist kombiniert und wird vom Hohlrad (R 1) als
erhöhte Drehzahl abgenommen. Diese Schnellgang-Drehzahl
wird vom Ausgangselement (9) abgenommen.
Beim Dreigang-Automatikgetriebe (10 1) und beim
Viergang-Automatikgetriebe (10 2) wird die Drehung des
Hohlrades (R 1) auf das Ausgangselement (9) übertragen, das
in der Mitte der Anordnung liegt. Ferner wird die Drehung
auch auf eine zusätzliche Getriebeanordnung vom
Ausgangselement (Gegen-Antriebszahnrad) übertragen.
Alle in dieser Zusammenfassung der Erfindung aufgeführten
Bezugszeichen und Symbole sind nur zur Erläuterung und
begrenzen nicht den Schutzumfang.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabenstellung betrifft
die Erfindung ein Automatikgetriebe mit einer
Automatikgetriebeanordnung, die eine Planetenradeinheit
aufweist, eine Eingangswelle, die die umlaufenden
Bauelemente der Planetenradeinheit über Kupplungen verbindet,
und ein Ausgangselement, das mit einem umlaufenden
Bauelement der Planetenradeinheiten verbunden ist, sowie
eine Festhaltevorrichtung zum Festhalten bestimmter
umlaufender Komponenten der Planetenradeinheit.
Das erfindungsgemässe Automatikgetriebe ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Planetenradeinheit ein erstes
und zweites Sonnenrad aufweist; ein langes Ritzel, das
in Eingriff mit dem ersten Sonnenrad steht; ein kurzes
Ritzel, das in Eingriff mit dem langen Ritzel und dem
zweiten Sonnenrad steht, einen Träger für das lange
Ritzel und das kurze Ritzel; ein mit dem langen Ritzel
in Eingriff stehendes Hohlrad; dass die bestimmten, von der
Festhaltevorrichtung festzuhaltenden umlaufenden Bauelemente
das erste Sonnenrad und der Träger sind; dass die
Eingangswelle mit dem zweiten Sonnenrad über eine erste
Kupplung und mit dem ersten Sonnenrad über eine erste
Kupplung in Verbindung steht; dass sich das Ausgangselement
in der Mitte der Automatikgetriebeanordnung befindet, so
dass sich das Ausgangselement in der Mitte der
Automatikgetriebeanordnung befindet, so dass das
Ausgangselement die Eingangswelle umschliesst; und dass
die erste Kupplung sich axial ausserhalb und extrem
ausserhalb der Automatikgetriebeanordnung befindet.
Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen; es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung
eines erfindungsgemässen
Automatikgetriebes, wobei
unterschiedliche Anordnungen
jeweils in einem oberen und
unteren Abschnitt, bezogen auf
die Linien (l-l) und (n-n)
dargestellt sind;
Fig. 2 eine schematische Darstellung
der Dreigang-Automatikgetriebeanordnung;
Fig. 3 eine Tabelle, die den Betrieb des
Dreigang-Automatikgetriebes
angibt;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der
Viergang-Automatikgetriebeanordnung;
Fig. 5 eine Tabelle, die den Betrieb des
Viergang-Automatikgetriebes
angibt;
Fig. 6 eine schematische Darstellung
einer Ausführungsform eines
Automatikgetriebes;
Fig. 7 eine Tabelle, die den Betrieb
dieser Ausführungsform darstellt;
Fig. 8 eine schematische Ansicht einer
weiteren Ausführungsform eines
Automatikgetriebes;
Fig. 9 eine Tabelle, die den Betrieb
einer weiteren Ausführungsform
angibt;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht einer
teilweise abgeänderten
Automatikgetriebeanordnung;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer
weiteren abgeänderten
Automatikgetriebeanordnung;
Fig. 12 eine schematische Darstellung
der in Fig. 11 gezeigten
Getriebeanordnung;
Fig. 13 eine Tabelle, die ein
Betriebsschema der
Getriebeanordnung nach Fig. 11
enthält;
Fig. 14 eine schematische Darstellung
eines Automatikgetriebes einer
Ausführungsform, die bei dem
Dreigang-Automatikgetriebe
verwendet wird; und
Fig. 15 eine Tabelle, die den Betrieb
des Automatikgetriebes gemäss der
Ausführungsform der Fig. 14
angibt.
Es wird auf die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den Zeichnungen Bezug genommen.
Ein Automatikgetriebe (1 2), hat eine Dreigang-
Automatikgetriebeanordnung (10₁) (unterer Abschnitt, bezogen
auf die Linie l-l der Fig. 1) und umfasst einen
Drehmomentwandlerabschnitt (31), eine Dreigang-
Automatikgetriebeanordnung (10 1), eine zusätzliche
Getriebeanordnung (20 2) (oder (201)) und einen
Differentialabschnitt (35), die jeweils in einem
Transaxle-Gehäuse (39), einem Transaxle-Behältnis (38) und
einer Transaxle-Abdeckung (36) (auf die anschliessend als
Gehäuse (39), Behältnis (37) und Abdeckung (36) Bezug
genommen wird) aufgenommen werden.Der Wandlerabschnitt
(31) umfasst einen Drehmomentwandler (16) und eine
Anfahrkupplung (17). Die Antriebskraft wird von einer
Motorkurbelwelle (15) (Fig. 2) auf eine Eingangswelle (5)
in der Automatikgetriebeanordnung (10 1) durch die Ölströmung
im Drehmomentwandler (16) oder eine direkte mechanische
Verbindung mittels der Anfahrkupplung (17) übertragen.
Ein Ventilkörper (46) ist am oberen Teil des Gehäuses (37)
montiert und eine Ölpumpe (47) ist zwischen der
Automatikgetriebeanordnung (10 1) und dem Wandlerabschnitt
(31) angeordnet.
In der Dreigang-Automatikgetriebeanordnung (10 1) sind von
innen nach aussen in Axialrichtung ein Steuerabschnitt
(49), ein Ausgangsabschnitt (50), ein
Planetenradeinheitsabschnitt (51) und ein Kupplungsabschnitt
(6) angeordnet.
Der Planetenradeinheitsabschnitt (51) umfasst zwei
Sonnenräder (S 1, S 2), ein Hohlrad (R 1) und eine
Planetenradeinheit (2), die einen Träger (CR) aufweist,
der ein langes Ritzel (P 1) und ein kurzes Ritzel (P 2)
trägt. Das erste Sonnenrad (S 1), dessen Ansatz (52) durch
die Eingangswelle (5) eingeführt ist, verlängert sich
zum Steuerabschnitt (49) und steht in Eingriff mit dem
langen Ritzel (P 1). Das Hohlrad (R 1), das in Eingriff
mit dem langen Ritzel (P 1) steht, ist mit dem Ansatz (9 a)
eines Ausgangselementes (9) (Gegen-Antriebszahnrad) über
einen Kupplungsteil (54) verbunden, der frei drehbar vom
Ansatz (53) des Sonnenrades gehalten wird. Das zweite
Sonnenrad (S 2) steht in Eingriff mit dem kurzen Ritzel (P 2)
und das kurze Ritzel (P 2) steht in Eingriff mit dem langen
Ritzel (P 1). Der Steuerabschnitt (49) hat eine zweite
Kupplung (C 2) und eine erste Bremse (B 1).
Die zweite Kupplung (C 2) liegt zwischen einem Flansch (5 a),
der sich von der Eingangswelle (5) ausgehend wegerstreckt
und einen Flansch (53 a), der sich vom Rand einer Hohlwelle
(53) wegerstreckt, und ein Zylinder (53 b) liegt dem Flansch
(53 a) gegenüber in dem Steuerabschnitt (49). Ein Kolben
(48) ist in den Zylinder (53 b) eingesetzt und eine Feder
(55) ist auf der Rückseite des Kolbens (48) montiert. Diese
Anordnung arbeitet als hydraulisches Betätigungselement
für die zweite Kupplung (C 2).
Am Umfang des Flansches (53 a) ist eine Bremstrommel
(53 c) befestigt, um die erste Bremse (B 1), die ein
Bremsband aufweist, anzuschliessen oder abzutrennen.
Der Ausgangsabschnitt (50), der in der Mitte der
Automatikgetriebeanordnung (10 1) liegt, hat das
Ausgangselement (9) mit einem Ansatzabschnitt (9 a) und
ein Ausgangszahnrad (9 c) (Gegenantrieb). Das
Ausgangselement (9) kann frei umlaufen und wird durch ein
Trennelement (37 b) über ein Lager (57) gehalten, das ein
doppelt abgeschrägtes Rollenlager mit zwei inneren
Laufringen und einem äusseren Laufring sowie einem
Abstandsring ist, wobei die Befestigung am Trennelement
(37 b) durch eine Keilnut erfolgt. Andererseits erstreckt
sich eine Trommel (58) vom Träger (C R 1) weg, um gleichsam
das lange Ritzel (B 1) und das Hohlrad (R 1) zu umschliessen.
Die zweite Bremse (B 2) (Mehrfach-Plattenbauart) und die
erste Einwegkupplung (F 1) befinden sich zwischen der
Trommel (58) und dem Behältnis (37); An der Wand des
Trennelementes (37 b) ist ein Kolben (60) eingesetzt, um
ein Betätigungselement der zweiten Bremse (B 2) zu ergeben,
und eine Rückholfeder (64) ist zwischen dem Kolben (60)
und einem am äusseren Laufring befestigten Ring angeordnet.
Der Kupplungsabschnitt (6) mit der ersten Kupplung (C 1)
(vorwärts) ist am Rand der Automatikgetriebeanordnung
(10 1) angeordnet und in der Abdeckung (36) untergebracht.
Ein Flansch (5 c), in dem ein bewegliches Element (62)
eingesetzt ist, ist am Rande der Eingangswelle (5) befestigt,
wodurch ein hydraulisches Betätigungselement für die
Kupplung (C 1) erhalten wird. Die Kupplung (C 1) liegt zwischen
der Innenseite des Flansches (5 c) und der Aussenseite des
Hohlringes (R 1) und eine Rückholfeder ist zwischen dem
Kolbenelement (62) und einem rückseitigen Anschlagring
angebracht.
Das Zusatzgetriebe (20 2) hat gemäss Fig. 1 (obere Hälfte,
bezogen auf die Linie (n-n)) eine Gegenwelle (71) (frei
drehbar) die vom Behältnis (37) gelagert wird. Am Rand
der Gegenwelle (71) ist eine Einzel-Planetenradeinheit (26)
für den Geländegang (under drive) montiert. Ein
Differential-Antriebsritzel (23) ist mit der Gegenwelle
(71) verbunden und auf dieser gelagert, und ein
angetriebenes Gegenzahnrad (21), das in Eingriff mit einem
Gegen-Antriebszahnrad (9) steht, wird durch ein Lager
auf der Gegenwelle (71) frei drehbar gehalten. Die
Planetenradeinheit (26) umfasst einen Träger (C R 3), der
ein Sonnenrad (S 3) und ein Ritzel (P 3) trägt und mit der
Gegenwelle (71) verbunden ist und ein Hohlrad (R 3), das
mit dem angetriebenen Gegenzahnrad (21) verbunden ist. Ein
Ansatzabschnitt (76), auf welchem das Sonnenrad (S 3)
angeordnet ist, steht mit einem Flansch (76 a, 76 b) in
Verbindung und wird frei drehbar von der Gegenwelle (71)
gehalten. Eine vierte Bremse (B 4), die auf dem Flansch
(76 b) montiert ist, wird durch ein hydraulisches
Betätigungselement (74) gesteuert, das am Behältnis (37)
angebracht ist. Eine vierte Kupplung (C 3), die durch ein
hydraulisches Betätigungselement (77) gesteuert wird, das
in dem Flansch (76 a) angebracht ist, liegt zwischen dem
Innenumfang des Flansches (76 a) und dem Träger (C R 3) der
Getriebeeinheit (26). Die Bezugszeichen (79, 80) in
Fig. 3 sind Rückholfedern des hydraulischen
Betätigungselementes.
Ein Differentialabschnitt (35) hat eine Differentialeinheit
(82) und ein Halterungsgehäuse (83) für einen Zahnkranz.
Dieses Halterungsgehäuse (83) trägt einen Zahnkranz (85),
der in Eingriff mit einem Differential-Antriebszahnrad
(23) steht und bildet einen Differentialträger, der ein
Differentialritzel (86) der Differential-Zahnradeinheit (82)
trägt. Die Differential-Zahnradeinheit (82) hat Tellerräder
(84 l, 84 r), die in Eingriff mit dem Differentialritzel
(86) stehen und diese Tellerräder sind mit den Vorderachsen
(87 l, 87 r) verbunden. In der unteren Hälfte der Linie (n-n)
in Fig. 1 ist eine Untersetzungsgetriebeanordnung (27)
dargestellt, die das angetriebene Gegenzahnrad (21) und
das Differential-Antriebszahnrad (23) verbindet und die
das Zusatzgetriebe (20 1) bildet.
Der Bewegungsablauf der vorausgehend aufgeführten
Ausführungsform wird in Verbindung mit Fig. 6 und 7
beschrieben. Die Antriebskraft wird der Eingangswelle (5)
der Dreigang-Automatikgetriebeanordnung (10 1) über den
Drehmomentwandler (16) oder die Anfahrkupplung (17) übertragen.
In der Automatikgetriebeanordnung (10 1) werden drei
Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang, abhängig von der
Bewegung einer jeden Kupplung (C 1, C 2), einer jeden Bremse
(B 1, B 2) und der Einwegkupplung (F 1) erhalten. Diese
Drehung wird ferner auf das angetriebene Gegenzahnrad (21)
der Zusatzgetriebeanordnung (20 2) vom Gegenantriebsrad (9)
übertragen. In der Zusatzgetriebeanordnung (20 2) werden
ein Betrieb mit Direktkupplung und mit Geländegang durch
die Bewegung der Kupplung (C 3) und der Bremse (B 4) gemäss
Fig. 7 erhalten. Mittels der Kombination der
Automatikgetriebeanordnung (10 1) und der
Zusatzgetriebeanordnung (20 2) werden vier Vorwärtsgänge
erhalten (maximal sind sechs Gänge verfügbar). Anders
ausgedrückt, die Automatikgetriebeanordnung (10 1) bildet
den zweiten Gang, die Zusatzgetriebeanordnung (20 2) bildet
die direkte Kupplung, und ferner den dritten Gang des
Automatikgetriebes als ganzem. Durch Schalten des zweiten
Ganges zum dritten Gang in der Automatikgetriebeanordnung
(10 1) (bei unveränderter Zusatzgetriebeanordnung (20 2)
wird der vierte Gang vom Automatikgetriebe als ganzem
erhalten. Die vier Vorwärtsgänge werden auf die Vorderachsen
(87 l, 87 r) von der Differentialgetriebeeinheit (86) über
das Differential-Antriebsritzel (23) und den Zahnkranz
(85) erhalten.
Anschliessend wird ein Automatikgetriebe (1 2) erläutert,
das eine Viergang-Getriebeanordnung (10 2) im Einklang mit
Fig. 1 aufweist (obere Hälfte, bezogen auf die Linie l-l).
Für alle Abschnitte, ausgenommen die Kupplungen (6),
unterbleibt eine Erläuterung, da sie identisch sind.
Das Automatikgetriebe (1 2) hat eine Viergang-
Automatikgetriebeanordnung (10 2), die einen
Kupplungsabschnitt (6) aufweist, der durch die Abdeckung
(36) abgedeckt wird. In diesem Kupplungsabschnitt (6)
ist die dritte Kupplung (C 0) koaxial ausserhalb der ersten
Kupplung (C 1) angeordnet, und die Anordnung ist infolgedessen
um die Breite der Kupplung (C 0) axial länger als die
Automatikgetriebeanordnung (10 1). Ein Innenansatz (36 a)
an der Abdeckung (36) trägt einen Flansch (90), in dem ein
Kolben (91) eingesetzt ist, um ein hydraulisches
Betätigungselement für die dritte Kupplung (C 0) zu ergeben.
An der Aussenseite des Flansches (90) erstreckt sich ein
oberer Rand einer Trommel (94) über eine Aussenfläche
der ersten Kupplung (C 1) und ist durch Schlitze mit einem
Element (100) verbunden, das sich vom Träger (CR₁) der
Planetenradeinheit (2) wegerstreckt. Eine dritte Kupplung
(C 0) liegt zwischen dem Flansch (90) und einer Nabe (5 d),
die durch den Flansch (5 c) der Eingangswelle (5) befestigt
wird, und am radial innenliegenden Bereich der Kupplung
(C 0) ist eine Rückholfeder (92) für das Betätigungselement
(91) angebracht.
Der Bewegungsablauf der vorausgehenden Ausführungsform
wird in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 erläutert. Die
Antriebskraft wird der Eingangswelle (5) über den
Wandlerabschnitt (31) zugeführt, wobei bei der Viergang-
Automatikgetriebeanordnung (10 2) vier Vorwärtsgänge und
ein Rückwärtsgang infolge der Bewegung der Kupplungen
(C 1, C 2, C 0), jeder Bremse (B 1, B 2) und einer
Einwegkupplung (F 1) gemäss dem in Fig. 5 gezeigten Betrieb
erhalten werden. Die von der Viergang-Automatikgetriebeanordnung
(10 2) übertragene Drehung wird als Folge der Bewegung der
Kupplung (C 0) und der Bremse (B 4) gemäss dem in Fig. 9
gezeigten Betrieb auf Direktkupplung und Geländegangbetrieb
geschaltet. Infolge der Kombination der Viergang-
Automatikgetriebeanordnung (10 2) und der Zusatzgetriebeanordnung
(20 2) werden fünf Vorwärtsgänge (bei maximal erhältlichen
acht Gängen) vom Getriebe als ganzem erhalten.
Anders ausgedrückt, beim ersten Gang in der Viergang-
Automatikgetriebeanordnung (10 2) und mit Geländegang
in der Zusatzgetriebeanordnung (20 2) wird der erste
Gang aus der Gesamtgetriebeanordnung erhalten. Ferner
wird durch Schalten der Viergang-Automatikgetriebeanordnung
(10 2) in den zweiten Gang (bei unveränderter
Zusatzgetriebeanordnung (20 2)) der zweite Gang aus der
Gesamtgetriebeanordnung erhalten. Durch zusätzliches
Schalten der Zusatzgetriebeanordnung (20 2) in den
Direktgang (wobei die Viergang-Automatikgetriebeanordnung
(10 2) im zweiten Gang gehalten wird) wird ein dritter
Gang aus der Gesamtgetriebeanordnung erhalten. Im Betrieb
mit direkter Kupplung der Zusatzgetriebeanordnung (20 2)
werden durch Schalten der Viergang-Automatikgetriebeanordnung
(10 2) in den dritten und vierten Gang ein vierter und
fünfter Gang aus der Gesamtgetriebeanordnung erhalten, und
somit wird ein Automatikgetriebe (1 1) mit Fünfgang-Getriebe
erzielt.
Die Dreigang-Automatikgetriebeanordnung (10 1) und die
Viergang-Automatikgetriebeanordnung (10 2) können mit der
ein Untersetzungsgetriebe (27) aufweisenden
Zusatzgetriebeanordnung (20 1) kombiniert werden, damit
insgesamt ein drei Vorwärtsgänge aufweisendes
Viergang-Automatikgetriebe erhalten wird.
Eine teilweise abgeänderte Ausführungsform wird in
Verbindung mit Fig. 10 erläutert.
Der Hauptgesichtspunkt einer Automatikgetriebeanordnung
(10 3) liegt darin, eine dritte Einwegkupplung (F 0)
vorzusehen, um die Drehung des Sonnenrades (S 1) derart
zu steuern, dass dieses schneller umläuft als die
Eingangswelle (5), während die übrigen Bauelemente die
gleichen sind wie bei der Viergang-Automatikgetriebeanordnung
(10 2). Diese dritte Einwegkupplung (F 0) ist an dem
Flansch (53 b) angebracht, der sich vom Ansatz (53)
wegerstreckt und der Ansatz (53 d) ist im Behältnis (37 d)
frei drehbar montiert. Eine Keilnut (5 e), die an der
Innenfläche der Kupplungsnabe (5 a) angebracht ist, die
von der Eingangswelle (5) ausgeht, verbindet den
Aussenabsschnitt. Die dritte Einwegkupplung (F 0) ist auf
den Ansatz (53 d) als Innenabschnitt montiert. Eine
Rückholfeder (55) für das hydraulische Betätigungselement
der Kupplung (C 2) liegt Seite an Seite mit der Einwegkupplung
(F 0).
Die dritte Einwegkupplung (F 0) gibt die erste Kupplung
(C 1) vor der Bewegung der Bremse (B 1) zum Zeitpunkt des
Hochschaltens vom dritten Gang in den vierten Gang frei
und liefert einen zeitlichen Spielraum für die Bewegung
der Bremse (B 1), aufgrund des Aufbaus der eine Erhöhung
der Drehung des Sonnenrades (S 1) mittels der dritten
Einwegkupplung (F 0) beschränkt. Ferner macht die
Einwegkupplung (F 0) das Bewegungstiming leicht und ermöglicht
ein sanftes Schalten und verhindert einen Schaltstoss beim
Gangwechsel.
Wie beim Hochschalten, gibt die Einwegkupplung (F 0) zum
Zeitpunkt des Zurückschaltens vom vierten Gang zum dritten
Gang der ersten Kupplung (C 1) einen zeitlichen Spielraum,
in dem die erste Bremse (B 1) gelöst wird, die verhindert,
dass die Drehzahl des Sonnenrades (S 1) höher als jene der
Eingangswelle (5) wird und die ein Bewegungstiming einfach
macht. Die Einwegkupplung (F 0) ermöglicht ein sanftes
Schalten, bei welchem ein Schaltstoss beim Gangwechsel
verhindert wird.
Wie bereits in Fig. 10 dargestellt ist, liegt die dritte
Einwegkupplung (F 0) zwischen der Kupplungsnabe (5 a) und
dem Ansatz (53 d), während andererseits die Einwegkupplung
(F 0) zwischen die Eingangswelle (5) und den Sonnenradansatz
(53) gelegt werden kann.
Eine weitere, teilweise abgeänderte Ausführungsform wird
in Verbindung mit Fig. 11 erläutert. Der Hauptzweck einer
Automatikgetriebeanordnung (10 4) liegt darin, eine dritte
Bremse (B 3) vorzusehen, die so angeordnet ist, dass sie
die Drehung des Sonnenrades (S 1) über die zweite
Einwegkupplung (F 2), die die Drehung des Sonnenrades (S 1)
anhält (restrain), während die anderen Bauelemente die
gleichen sind wie bei der Viergang-Automatikgetriebeanordnung
(10 3) oder der Dreigang-Automatikgetriebeanordnung (10 3).
Der Innenabschnitt der zweiten Einwegkupplung (F 2) ist
mittels einer Keilnut an dem Sonnenradansatz (53) befestigt.
Ein Aussenabschnitt der Einwegkupplung (F 2) ist radial
nach aussen erweitert und bildet einen Verbindungsabschnitt
(101). Die dritte Bremse (B 3), die als Mehrfach-
Plattenanordnung ausgeführt ist, liegt zwischen dem
Kupplungsabschnitt (101) und dem Behältnis (37). Am
Trennelement (37 b) ist an der Seite des Zahnrades (9 c)
ein Zylinder ausgebildet und in diesem ein Kolben (102) für
die dritte Bremse installiert. Vom Kolben (102) erstreckt
sich ein Arm (102 a), der kammartige Rippen aufweist, über
das Zahnrad (9 c) zur Bremse (B 3) hin. Eine Rückholfeder
(103) ist in den kammartigen Rippen am Arm (102 a) montiert.
Dieser Arm (102 a) ist nicht in dem Bereich vorhanden, wo
das Gegenantriebszahnrad (9 c) in Eingriff mit dem
angetriebenen Gegenzahnrad (21) steht.
Das Viergang-Automatikgetriebe (10 4) dieser teilweise
abgeänderten, in Fig. 12 schematisch dargestellten
Ausführungsform arbeitet wie in Fig. 13 angegeben.
Das Dreigang-Automatikgetriebe (10 5) dieser teilweise
abgeänderten, schematisch in Fig. 4 dargestellten
Ausführungsform, arbeitet wie in Fig. 15 angegeben. Im
zweiten Gang des D-Bereiches arbeitet die dritte Bremse
(B 3) zusätzlich zur ersten Kupplung (C 1). Anschliessend
wird das erste Sonnenrad (S 1) durch die zweite
Einwegkupplung (F 2), abhängig von der Einwirkung der
dritten Bremse (B 3) festgehalten, das zweite Sonnenrad
(S 2), das von der Eingangswelle (5) in Drehung versetzt
wird, dreht den Träger (C R 1) über das kurze Ritzel (B 2)
und die Drehung des Trägers (C R 1) wird auf das Hohlrad
(R 1) über das lange Ritzel (P 1) übertragen und wird vom
Gegen-Antriebszahnrad (9) als zweiter Gang genommen. Im
dritten Gang des D-Bereiches ist die dritte Kupplung
(C 0) oder die zweite Kupplung (C 2) zusätzlich zur ersten
Kupplung (C 1) angeschlossen, wobei das Gegen-Antriebszahnrad
(9) mit gleicher Drehzahl wie die Eingangswelle (5) umläuft.
Dabei hat die Bewegung und die Freigabe der dritten
Kupplung (C 3) einen zeitlichen Spielraum infolge der zweiten
Einwegkupplung (F 2) und infolgedessen ist ein sanftes
Schalten möglich, da ein Schaltstoss beim Zahnradwechsel
verhindert wird. Bei dieser Ausführungsform werden alle
Schaltbewegungen über eine Einwegkupplung ausgeführt, so
dass das Schalten bei allen Gängen sanft verläuft. Im
2-Bereich arbeitet die erste Bremse (B 1) und hält das
Sonnenrad (S 1) fest. Als Folge dieser Bewegung kann der
zweite Gang im Freilauf beibehalten werden.
Wie in diesem Abschnitt erläutert wurde, hat erfindungsgemäss
die Automatikgetriebeanordnung (10) ein erstes und zweites
Sonnenrad (S 1, S 2), ein langes Ritzel, das in Eingriff mit
dem Sonnenrad (S 1) steht, ein kurzes Ritzel (P 2), das in
Eingriff mit dem langen Ritzel (P 1) und dem zweiten
Sonnenrad (S 2) steht, einen Träger (C R 1), der das lange
Ritzel (P 1) und das kurze Ritzel (P 2) trägt, wobei das
Hohlrad (R 1) in Eingriff mit dem langen Ritzel (P 1) steht,
womit die Grösse des Automatikgetriebes (10) so klein wie
möglich gemacht werden kann. Ferner wird, da das
Ausgangselement (9) die Eingangswelle (5) umgibt, so dass
sie sich in der Mitte der Automatikgetriebeanordnung
befinden, der Übertragungsweg verkürzt, so dass entsprechend
die Gesamtheit der Anordnung axial kurz sein kann und
eine zweckmässige Anfügung der Zusatzgetriebeanordnung,
beispielsweise der Geländeganganordnung etc., möglich ist.
Dies bedeutet, dass die physikalische Beschränkung bezüglich
des Montageraumes in einem Fahrzeug gelöst werden kann.
Da sich das Ausgangselement (9) in der Mitte der
Automatikgetriebeanordnung befindet, fällt es schwer,
Getriebegeräusche weiterzugeben, verglichen mit einer
Anordnung, die einen Ausgangsabschnitt ausserhalb der
Axialrichtung aufweist, und dieser Bautyp der Anordnung
kann eine Resonanz zwischen dem Ausgangselement (9) und
der Abdeckung (36) vermeiden.
In der Dreigang-Automatikgetriebeanordnung (10 1) befindet
sich die erste Kupplung (C 1) extrem abseits der
Axialrichtung. In der Viergang-Automatikgetriebeanordnung
(10 2) kann, da die dritte Kupplung (C 0) ausserhalb der
ersten Kupplung (C 1) liegt, eine geringfügige Abänderung,
wie beispielsweise das Hinzufügen der dritten Kupplung
(C 0) etc., leicht eine Dreigang- und Viergang-
Automatikgetriebeanordnung liefern. Diese Abänderung
erfüllt die verschiedenen Anforderungen bezüglich einer
weiten Modelländerung ohne Kostenerhöhung und die
Fertigungsstätten und Bauelemente können gemeinsam verwendet
werden. Durch die Anordnung der ersten, zweiten und
dritten Einwegkupplung (F 1, F 2, F 0) (im Falle eines
Viergang-Automatikgetriebes (10 3, 10 4)) erfolgt die
Übertragung bei allen Gängen durch die erwähnten
Einwegkupplungen, womit eine sanfte Übertragung ohne
Schaltstoss beim Zahnradwechsel erhalten wird.
Claims (7)
1. Automatikgetriebe mit einer Automatikgetriebeanordnung,
die eine Planetenradeinheit aufweist, eine
Eingangswelle, die die umlaufenden Bauelemente der
Planetenradeinheit über Kupplungen verbindet, und ein
Ausgangselement, das mit einem umlaufenden Bauelement
der Planetenradeinheiten verbunden ist, sowie eine
Festhaltevorrichtung zum Festhalten bestimmter
umlaufender Komponenten der Planetenradeinheit, dadurch
gekennzeichnet, dass die Planetenradeinheit
ein erstes und zweites Sonnenrad (S 1, S 2) aufweist;
ein langes Ritzel (P 1), das in Eingriff mit dem ersten
Sonnenrad (S 1) steht; ein kurzes Ritzel (P 2), das in
Eingriff mit dem langen Ritzel (P 1) und dem zweiten
Sonnenrad (S 2) steht, einen Träger (C R 1) für das lange
Ritzel (P 1) und das kurze Ritzel (P 2); ein mit dem
langen Ritzel (P 1) in Eingriff stehendes Hohlrad (R 1);
dass die bestimmten, von der Festhaltevorrichtung
festzuhaltenden umlaufenden Bauelemente das erste
Sonnenrad (S 1) und der Träger (C R 1) sind; dass die
Eingangswelle (5) mit dem zweiten Sonnenrad (S 2) über
eine erste Kupplung (C 1) und mit dem ersten Sonnenrad (S 1)
über eine zweite Kupplung (C 2) in Verbindung steht;
dass sich das Ausgangselement in der Mitte der
Automatikgetriebeanordnung befindet, so dass das
Ausgangselement die Eingangswelle (5) umschliesst; und
dass die erste Kupplung (C 1) sich axial ausserhalb und
extrem ausserhalb der Automatikgetriebeanordnung
befindet.
2. Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Festhaltevorrichtung besteht aus: einer ersten Bremse (B 1)
zum Anhalten der Drehung des Sonnenrades (S 1); einer
zweiten Bremse (B 2) zum Anhalten der Drehung des
Trägers (C R 1); und einer ersten Einwegkupplung (F 1)
zur Steuerung der in einer Richtung erfolgenden Drehung
des Trägers.
3. Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Festhaltevorrichtung besteht aus: einer ersten Bremse
(B 1) zum Anhalten der Drehung des Sonnenrades (S 1);
einer zweiten Bremse (B 2) zum Anhalten der Drehung
des Trägers (C R 1); einer ersten Einwegkupplung (F 1)
zur Steuerung der in einer Richtung erfolgenden Drehung
des Trägers; und einer dritten Bremse (B 3) zum Anhalten
der Drehung des ersten Sonnenrades (S 1) über eine
zweite Einwegkupplung (F 2), die die Drehung des ersten
Sonnenrades (S 1) steuert.
4. Automatikgetriebe mit einer Automatikgetriebeanordnung,
die eine Planetenradeinheit aufweist, eine
Eingangswelle, die mit den umlaufenden Bauelementen
der Planetenradeinheiten über Kupplungen in Verbindung
steht, ein Ausgangselement, das mit einem umlaufenden
Bauelement der Planetenradeinheit in Verbindung steht,
und einer Festhaltevorrichtung, um bestimmte umlaufende
Bauelemente der Planetenradeinheiten festzuhalten, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Planetenradeinheiten ein erstes und zweites Sonnenrad
(S 1, S 2) aufweisen; ein langes Ritzel (P 1), das mit
dem ersten Sonnenrad (S 1) in Eingriff steht; ein kurzes
Ritzel (P 2), das mit dem langen Ritzel (P 1) und dem
zweiten Sonnenrad (S 2) in Eingriff steht; einem Träger
(C R 1), der das lange Ritzel (P 1) und das kurze Ritzel
(P 2) trägt; ein Hohlrad (R 1), das in Eingriff mit dem
langen Ritzel (P 1) steht; dass die bestimmten von der
Festhaltevorrichtung festzuhaltenden Komponenten das
erste Sonnenrad (S 1) und der Träger (C R 1) sind; dass
das umlaufende, mit dem Ausgangselement (9) verbundene
Bauelement das Hohlrad (R 1) ist; dass die Eingangswelle
(5) mit dem zweiten Sonnenrad (S 2) über eine erste
Kupplung (C 1) verbunden ist, und mit dem ersten
Sonnenrad (S 1) über eine zweite Kupplung (C 2), und mit
dem Träger über eine dritte Kupplung (C 0); dass sich
das Ausgangselement (9) in der Mitte der
Automatikgetriebeanordnung befindet, so dass es die
Eingangswelle (5) umschliesst; und dass sich die erste
Kupplung (C 1) axial ausserhalb und ausserhalb der
Automatikgetriebeanordnung befindet und dass ferner die
dritte Kupplung (C 0) axial ausserhalb und ausserhalb
der ersten Kupplung (C 1) liegt.
5. Automatikgetriebe nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Festhaltevorrichtung besteht aus: einer ersten Bremse
(B 1) zum Anhalten der Drehung des Sonnenrades (S 1);
einer zweiten Bremse (B 2) zum Anhalten der Drehung des
Trägers (C R 1); und einer ersten Einwegkupplung (F 1) zur
Steuerung der in einer Richtung erfolgenden Drehung
des Trägers.
6. Automatikgetriebe nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Festhaltevorrichtung besteht aus: einer ersten Bremse
(B 1) zum Anhalten der Drehung des Sonnenrades (S 1);
einer zweiten Bremse (B 2) zum Anhalten der Drehung des
Trägers (C R 1); einer ersten Einwegkupplung (F 1) zur
Steuerung der in einer Richtung erfolgenden Drehung
des Trägers; und einer dritten Einwegkupplung (F 0) zur
Steuerung der Drehung des ersten Sonnenrades (S 1) in
solcher Weise, dass sie nicht die Drehzahl der Eingangswelle
(5) überschreitet.
7. Automatikgetriebe nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Festhaltevorrichtung besteht aus: einer ersten Bremse
(B 1) zum Anhalten der Drehung des ersten Sonnenrades
(S 1); einer zweiten Bremse (B 2) zum Anhalten der
Drehung des Trägers (C R 1); einerersten Einwegkupplung
(F 1) zur Steuerung der Drehung des Trägers (C R 1); einer
dritten Einwegkupplung (F 0) zur Steuerung der Drehung
des ersten Sonnenrades (S 1) in solcher Weise, dass sie
die Drehzahl der Eingangswelle (5) nicht überschreitet;
und einer dritten Bremse (B 3) zum Anhalten der Drehung
des ersten Sonnenrades (S 1) über eine zweite
Einwegkupplung (F 2), die die Drehung des ersten
Sonnenrades (S 1) steuert.
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