DE3812623A1 - Automatikgetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe mit zwei Planetenrädern, das mit einem Drehmomentwand­ ler eingesetzt wird, und bezieht sich insbesondere auf eine Automatikgetriebestruktur, die mit einer Einweg­ kupplung zum Hochschalten und Herunterschalten zwischen dem dritten und vierten Gang arbeitet.

Allgemein hat ein Automatikgetriebe eine Getriebeeinheit mit zwei einzelnen Planetengetrieben und wird Simpson- Getriebe genannt. Bei einem derartigen Simpson-Automa­ tikgetriebe sind Sonnenräder gemeinsam für beide Gänge vorgesehen, wobei ein Träger für das erste Planetenrad und ein Ringrad des zweiten Planetenrades miteinander verbunden sind. Das Antriebsdrehmoment wird wahlweise dem Ringrad und/oder dem Sonnenrad des ersten Planeten­ getriebes zugeführt, wobei bestimmte Drehelemente in den Planetengetrieben durch Bremsen und Einwegkupplungen festgehalten werden. Der Abtrieb wird von dem Ringrad des zweiten Planetengetriebes abgenommen, das mit dem Träger des ersten Planetengetriebes verbunden ist, so daß die drei Vorwärtsgeschwindigkeiten erhalten werden.

Andererseits hat ein Viergang-Automatikgetriebe den Mechanismus eines Dreigang-Automatikgetriebes, der die oben beschriebene Getriebeeinheit mit zwei Planetenge­ trieben enthält, und darüber hinaus ein Übersetzungs­ getriebe oder Untersetzungsgetriebe mit einem Planeten­ getriebe, so daß vier Vorwärtsgeschwindigkeiten oder Vorwärtsübersetzungsverhältnisse erhalten werden.

In letzter Zeit ging die technische Entwicklung zu Auto­ mobilen mit Frontmotor und Vorderradantrieb, so daß der Bedarf an Automatikgetrieben für hohe Leistung mit einer geringen Größe und einer verbesserten Kapazität für die Drehmomentübertragung angestiegen ist. Im Hinblick auf diese Entwicklung können die oben geschilderten Vier­ gang-Automatikgetriebe mit einem zusätzlichen Über­ setzungsmechanismus oder Untersetzungsmechanismus nicht diesen Anforderungen gerecht werden.

Ein Automatikgetriebe mit zwei Kupplungen innerhalb des üblichen Mechanismus zum Erzielen der vier Vorwärtsgänge ist bereits in der japanischen Patentanmeldung Nr. 59-1 83 147 beschrieben. Bei diesem Getriebe liegt die dritte Kupplung zwischen den Sonnenrädern des ersten und zweiten Planetengetriebes, wobei die Sonnenräder des ersten Planetengetriebes und der Träger des zweiten Planetengetriebes durch eine vierte Kupplung mitein­ ander verbunden sind. Das erste Planetengetriebe und das zweite Planetengetriebe werden durch Trennen einer dritten Kupplung voneinander getrennt, wobei das An­ triebsdrehmoment dem Träger des zweiten Planetenge­ triebes durch Einkuppeln der dritten Kupplung zuge­ führt wird und wobei der Abtrieb (Übersetzungsantrieb bzw. over drive) von dem Ringrad durch Festhalten des Sonnenrades des zweiten Planetengetriebes erhalten wird.

Bei dem oben beschriebenen, modifizierten Simpson- Getriebe ist es schwierig, die beiden Planetengetriebe auszuführen, da diese durch die Kupplungen getrennt sind. Ferner ist es schwierig, einige Kupplungen an einem Ort einzubauen. Demzufolge erfordert eine Umwand­ lung eines Dreigang-Automatikgetriebes in ein Viergang- Automatikgetriebe erhebliche Modifikationen, so daß die Automatikgetriebe getrennt gefertigt werden müssen. Insbesondere können die Teile, Komponenten und Fließ­ bänder nicht gemeinsam genutzt werden. Aus diesen Gründen kommt es bei einer großen Typenvielfalt und engen Raumverhältnissen zu einem erheblichen Kosten­ anstieg, so daß nicht der in jüngster Zeit entstandenen Nachfrage nach einer hohen Vielzahl von Fahrzeugtypen und ihren verschiedenen Ausführungen entsprochen werden kann.

Im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Viergang-Automatikgetriebe zu schaffen, das eine einfache Struktur aufweist.

Diese Aufgabe wird durch ein Automatikgetriebe gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Automatikgetriebe hat einen Kupp­ lungsabschnitt, der leicht zugänglich zu einem Austau­ schen und Modifizieren von Teilen angeordnet ist, so daß die Gänge durch Zufügen einer dritten Kupplung einfach abgeändert werden können. Ein ruckfreies Schalten wird durch Betätigen einer Einwegkupplung im dritten und vierten Gang erreicht. Ein mechanisches Einrasten bei Rückwärts-Arbeiten des Getriebes wird durch eine Rei­ bungskupplung verhindert, die zwischen der Einwegkupp­ lung und dem eingangsseitigen liegt. Eine Erweiterung in der axialen Richtung des Automatikgetriebes kann be­ grenzt werden, da der Betrieb der Reibungskupplung durch ein hydraulisches Betätigungsglied, das im dritten und vierten Gang arbeitet, ausgeführt wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung der oberen Hälfte eines Automatikgetriebes;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Auto­ matikgetriebes;

Fig. 3 eine Funktionstafel und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines modifizierten Automatikgetriebes.

Kurz gesagt, umfaßt das in den Figuren dargestellte, er­ findungsgemäße Automatikgetriebe eine Getriebeeinheit 4 mit einer Mehrzahl von Planetengetrieben 2, 3, eine Mehrzahl von Kupplungen C 1, C 2, die bestimmte, sich drehende Elemente R 2, S der Mehrzahl von Planetenge­ trieben 2, 3 und ein Eingangsteil 5 miteinander verbin­ den oder voneinander trennen, eine dritte Kupplung C 0, die das Eingangsteil 5 und die sich drehenden Elemente R 2 im dritten und vierten Gang miteinander verbindet, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, eine Einwegkupp­ lung F 0, die zum Hochschalten und Runterschalten zwischen dem dritten und vierten Gang arbeitet, eine vierte Kupplung C 3, die zwischen der Einwegkupplung F 0 und dem Eingangsteil 5 angeordnet ist, ein hydrauli­ sches Betätigungsglied 96 zum Betätigen sowohl der dritten als auch der vierten Kupplung C 0, C 3, so daß die Einwegkupplung F 0 zum Hochschalten und Runterschalten zwischen dem dritten und vierten Gang arbeitet, wobei die Mehrzahl von Kupplungen C 1, C 2, die dritte Kupplung C 0, die vierte Kupplung C 3 und die Betätigungsglieder der Kupplungen sämtlich in dem Endabschnitt des Auto­ matikgetriebes 10 angeordnet sind.

Ein Abriß des erfindungsgemäßen Automatikgetriebes wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.

Ein Automatikgetriebe 10 hat eine Getriebeeinheit 4 mit einem Einzelplanetengetriebe 2 und einem Doppelplaneten­ getriebe 3, wobei Träger CR (CR 1, CR 2) und Sonnenräder S (S 1, S′′) der beiden Getriebe 2, 3 als ein Körper gekoppelt sind.

Das Eingangsteil 5, das mit einer Motorausgangswelle oder Motorantriebswelle 15 über einen Drehmomentwandler 16 oder eine Rastkupplung 17 in Verbindung steht, ver­ bindet ein Ringrad R 1 des Einzelplanetengetriebes 2 mittels einer ersten Kupplung C 1. Das Eingangsteil 5 verbindet das Sonnenrad S mittels der zweiten Kupplung C 2. Das Sonnenrad S wird durch die erste Bremse B 1 direkt gebremst und wird an seiner Drehung in eine Richtung durch eine zweite Bremse B 2 durch eine erste Einwegkupplung F 1 gebremst. Das Ringrad R 2 des Doppel­ planetengetriebes 2 wird durch die dritte Bremse B 3 gebremst und wird an seiner Drehung in eine Richtung durch die zweite Einwegkupplung F 2 gehindert. Der Träger CR stellt eine Verbindung zu einem Ausgangsteil 9 her.

Das Eingangsteil 5 ist verbunden mit dem Ringrad R 2 des Doppelplanetengetriebes 3 mittels einer dritten Kupp­ lung C 0. Eine dritte Einwegkupplung F 0 liegt zwischen dem Eingangsteil 5 und dem Ringrad R 1 des Einfachpla­ netengetriebes 2, so daß die Drehung des Ringrades R 1 nicht diejenige des Eingangsteiles 5 vermindert. Eine vierte Kupplung C 3 liegt zwischen der Einwegkupplung F 0 und dem Eingangsteil 5.

Bei der oben beschriebenen Struktur arbeitet das Auto­ matikgetriebe 10 in der in Fig. 3 gezeigten Art.

Im ersten Gang der Fahrtstellung oder des Fahrbereiches ist die erste Kupplung C 1 eingerastet. In diesem Zustand wird die Drehung des Eingangsteiles bzw. der Eingangs­ welle auf das Ringrad R 1 des Einzelplanetengetriebes 2 mittels der Kupplung C 1 übertragen und dreht das Sonnen­ rad S lastfrei in die Rückwärtsrichtung, da das Ringrad R 2 des Doppelplanetengetriebes 2 durch die zweite Ein­ wegkupplung F 2 gehemmt bzw. gebremst wird.

Dann wird die Drehung des Trägers CR in der normalen Richtung erheblich verlangsamt, wobei diese Drehung an dem Ausgangsteil oder Ausgangsgetriebe 9 abgenommen wird.

Im zweiten Gang im Fahrbereich arbeitet die Bremse B 2 zusätzlich zur ersten Bremse B 1. Das Sonnenrad S wird durch die erste Einwegkupplung F 1 mit der zweiten Bremse B 2 abgebremst. Demzufolge dreht das Ringrad R 1 das Ring­ rad R 2 des Doppelplanetengetriebes 3 in der normalen Richtung im lastfreien Zustand und verzögert den Träger CR in seiner Bewegung in die normale Richtung. Darauf­ hin wird diese Drehung im Ausgangsteil 9 als zweiter Gang oder zweite Drehgeschwindigkeit abgenommen.

Im dritten Gang der Fahrstufe sind neben der ersten Kupplung C 1 auch die dritte und vierte Kupplung C 0, C 3 im Eingriff. Die Drehung des Eingangsteiles 5 wird auf das Ringrad R 1 des Einzelplanetengetriebes 2 durch die erste Kupplung C 1 übertragen. Gleichzeitig wird sie auf das Ringrad R 2 des Doppelplanetengetriebes 3 durch die dritte Kupplung C 0 übertragen. Zwei Planetengetriebe 2, 3 drehen sich miteinander, wobei die gleiche Drehge­ schwindigkeit wie diejenige des Eingangsteiles 5 zum Ausgangsteil 9 des Trägers CR übertragen wird. In die­ sem Betriebszustand wird die zweite Bremse B 2 betätigt, bis die dritte Kupplung C 0 in Eingriff steht, so daß der zweite Gang nicht zurück in den ersten Gang geschaltet werden kann. Wenn nach dem Ineingriffnehmen der dritten Kupplung C 0 die Planetengetriebe 2, 3 sich miteinander drehen, wird auf der Grundlage der Betätigung der vierten Kupplung C 3 die dritte Einwegkupplung F 0 syn­ chronisiert.

Im vierten Gang der Fahrstufe D wird die erste Kupplung C 1 getrennt und die erste Bremse B 1 betätigt.

Die Drehung des Eingangsteiles 5 wird zum Ringrad R 2 des Doppelplanetengetriebes 3 durch die dritte Kupplung C 0 übertragen. In diesem Zustand wird das Sonnenrad S ge­ bremst, und das Ringrad R 2 dreht das Ringrad R 1 im last­ freien Zustand, wobei der Träger CR mit hoher Geschwin­ digkeit gedreht wird. Diese Drehung wird am Ausgangsteil 9 als Übersetzung oder over drive abgenommen.

Beim Schalten von dem dritten in den vierten Gang wird selbst bei einem Trennen der ersten Kupplung C 1 vor dem Betätigen der ersten Bremse B 1 ein Zeitintervall vor der Betätigung der ersten Bremse B 1 eingehalten, so daß eine zeitliche Bewegungssteuerung auf einfache Weise erzielt wird und ein weiches Schalten erreicht wird, indem ein Schaltrucken aufgrund des Gangwechsels verhindert wird, da die dritte Einwegkupplung F 0 derart geregelt wird, daß die Drehung des Ringrades R 1 nicht weiter abgebremst wird als auf die Drehzahl des Eingangsteiles 5.

In entsprechender Weise wird beim Schalten vom vierten Gang in den dritten Gang die dritte Einwegkupplung F 0 derart gesteuert, daß das Ringrad R 1 nach dem Lösen der Bremse B 1 nicht weiter abgebremst wird als das Eingangs­ teil 5, so daß ein zeitlicher Spielraum zum Schließen der ersten Kupplung C 1 gewährleistet ist, so daß ein Bewegungszeitablauf auf einfache Weise erreicht wird und ein weiches Schalten zum Verhindern eines Schaltruckes beim Gangwechsel erzielt wird.

Im Rückwärtsgang sind die zweite Kupplung C 2 und die dritte Bremse B 3 betätigt. Die Drehung des Eingangs­ teiles 5 wird auf das Sonnenrad S durch die zweite Kupplung C 2 übertragen. In diesem Zustand dreht das Sonnenrad S sowohl das Ringrad R 1 des Einzelplaneten­ getriebes 2 als auch den Träger CR in der Rückwärts­ richtung. Diese Drehung in Rückwärtsrichtung wird an der Ausgangswelle 9 abgenommen.

Wenn ferner ein Schalthebel vom Fahrbereich D bei der Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges bewegt wird, findet kein mechanisches Einrasten statt, da die dritte Ein­ wegkupplung F 0 für das Ringrad R 1 arbeitet.

In Fig. 3 bedeutet das Dreieckszeichen, daß die Bremse in folgenden Zuständen arbeitet: im Leerlauf (bei einer Umkehr von Eingang und Ausgang), im Fahrbereich D, wobei das Ringrad R 2 und das Sonnenrad S lastfrei drehen, da das Getriebe durch die erste und zweite Einwegkupplung F 1, F 2 getrennt ist, wobei jedoch im ersten Gang das Ringrad R 2 durch die dritte Bremse B 3 gebremst wird, so daß die Motorbremse während des ersten Ganges arbeitet und im zweiten Gang, da das Sonnenrad S durch die erste Bremse B 1 gebremst wird, so daß die Motorbremse im zweiten Gang arbeitet.

Nachfolgend erfolgt eine Erläuterung des erfindungsge­ mäßen Getriebes.

Das in Fig. 1 gezeigte Viergang-Automatikgetriebe 10 hat ein Getriebegehäuse 37 und eine Getriebeabdeckung 39. Ein Ventilkörper 46 ist auf dem Getriebegehäuse 37 ange­ ordnet. Eine Ölpumpe 47 liegt zwischen dem Automatikge­ triebe 10 und einem Drehmomentwandler 16 (vgl. Fig. 2). Das Automatikgetriebe 10 enthält, ausgehend vom Abtrieb der Motorausgangswelle, einen Bremsabschnitt 49, einen Ausgangsabschnitt 50, ein Planetengetriebe 4, einen Kupplungsabschnitt 6, eine hohle Welle 53, die die Ein­ gangswelle 5 umfaßt und drehfrei gehalten ist.

Die Planetengetriebeeinheit 4 umfaßt ein Einzelplaneten­ getriebe 2 und ein Doppelplanetengetriebe 3 (vgl. Fig. 2). Das Einzelplanetengetriebe 2 hat ein Sonnenrad S 1, das auf der hohlen Welle 53 liegt, ein Ringrad R 1, einen Träger CR 1, der ein erstes Ritzel P 1 trägt, das sowohl mit dem Sonnenrad S 1 als auch mit dem Ringrad R 1 kämmt. Das Doppelplanetengetriebe 3 hat ein Sonnenrad S 2, das auf der hohlen Welle 53 liegt, ein Ringrad R 2 und einen Träger CR 2, der sowohl das erste Ritzel P 1 als auch das zweite Ritzel P 2 trägt, wobei das erste Ritzel P 1 mit dem Sonnenrad S 2 und das zweite Ritzel P 2 mit dem Ring­ rad R 2 kämmt. In diesen Planetengetrieben 2 und 3 liegen die Sonnenräder S 1 und S 2 auf der hohlen Welle 53 und haben dieselbe Anzahl von Zähnen (nachfolgend als S be­ zeichnet). Die Träger CR 1 und CR 2 sind als ein einziger Körper (nachfolgend als CR bezeichnet) ausgebildet. Die Ritzel P 1 und P 2 sind ebenfalls als ein Körper ausgebil­ det.

Der Bremsabschnitt 49 enthält, von außen nach innen, eine erste Einwegkupplung F 1, eine zweite Bremse B 2 (Scheibenbremse), eine erste Bremse B 1 (Bandbremse) und ein hydraulisches Betätigungsglied 55, das auf dem Ge­ häuse der Ölpumpe 47 nahe der zweiten Bremse B 2 liegt.

Der Ausgangsabschnitt 50 liegt im Mittenbereich des Mechanismus 10 und enthält ein Ausgangsteil 9 mit einem Ausgangsgetriebe. Das Ausgangsteil 9 wird durch ein Trennteil 37 b getragen, das als fester Teil des Achsen­ gehäuse 37 ausgebildet ist, und das das Ausgangsteil 9 mittels einer Lagerung 37 drehfrei und in axialer Rich­ tung festhält. Die Lagerung 57 ist eine doppelt konische Rollenlagerung mit einem äußeren Käfig, der mittels eines Keiles befestigt ist, und hat ebenfalls zwei innere Käfige mit einem Abstandsring.

Der äußere Käfig weist einen quadratischen Schnitt auf und erstreckt sich in Achsrichtung. Ein hervorstehender Abschnitt hält den inneren Käfig der zweiten Einweg­ kupplung F 2. Ein äußerer Käfig der zweiten Einwegkupp­ lung F 2 ist mit dem Ringrad R 2 des Doppelplanetenge­ triebes 3 verbunden. Eine zweite Einwegkupplung F 2 liegt zwischen dem äußeren und inneren Käfig. Demgemäß liegen die zweite Einwegkupplung F 2, das Doppelplanetengetriebe 3 und das Trennteil 37 b Seite an Seite in axialer Rich­ tung. Die Einwegkupplung F 2 liegt innerhalb des Ring­ rades R 2. Zwischen der äußeren Fläche des Ringrades R 2 und dem Achsgehäuse 37 liegt die dritte Bremse B 3. Eine Seite des Trennteiles 37 b hat einen Zylinder, der ein hydraulisches Betätigungsteil 60 mit einem Kolben bein­ haltet. Der Zylinder liegt zwischen der zweiten Einweg­ kupplung F 2 und dem Trennteil 37 b.

Das Betätigungsteil 60 hat einen Arm in der Form eines Kammes, der sich in die axiale Richtung über die Ein­ wegkupplung F 2 zum Steuern der dritten Bremse B 3 er­ streckt. Auf dem kammartigen Teil ist eine Rückkehr­ feder 59 angebracht.

Der Kupplungsabschnitt 6 beinhaltet eine erste Kupplung (vorwärts) C 1, eine zweite Kupplung (direkt) C 2, eine dritte Kupplung C 0, eine vierte Kupplung C 3 und eine dritte Einwegkupplung F 0. Der Abschnitt 6 liegt am Getriebeausgang und ist im Getriebeabdeckteil 39 enthal­ ten. Das Ende der Eingangswelle hat eine Hülse 5 a, die einen Vorsprung 39 a der Abdeckung 39 umhüllt. Ein Flansch 54 ist auf der Hülse 5 a befestigt. Der Flansch 54 umhüllt das bewegliche Teil 62, das ebenfalls einen Kolben 63 einschließt.

Das bewegliche Teil 62 und die Innenseite des Flansches 54 bilden eine Ölkammer 65. Eine Außenseite des beweg­ lichen Teiles 62 berührt eine Trommel 100, die auf dem Flansch 54 befestigt ist, so daß lediglich die relative Drehung des Teiles 62 gebremst wird.

Das Teil 62 hat eine geringe Entfernung "d 1" zu der ersten Kupplung C 1. Ein hydraulisches Betätigungsglied 66 ist für die erste Kupplung C 1 vorgesehen. Der Kolben 63 und die Innenseite des beweglichen Teiles 62 bilden eine Ölkammer 67. Wenn eine kleine Entfernung "d 2" zu der zweiten Kupplung C 2 besteht (d 2 ist kleiner als d 1), ist ein hydraulisches Betätigungsglied 69 für die zweite Kupplung C 2 geschaffen.

Die hydraulischen Betätigungsglieder 66, 69 haben Prüf­ ventile (nicht dargestellt) zum Ausströmenlassen von Öl bei einem bestimmten Druckpegel. Die Ölkammern 65, 67 sind unvermeidlicherweise einer Zentrifugalkraft unter­ worfen, die ein gleichmäßiges Ausströmenlassen des Öles verhindert.

Zwischen dem Kolben 63 und einem auf der Hülse 5 a befe­ stigten Ring liegt eine Feder 70, die für die beiden Kolben 62 und 63 der hydraulischen Betätigungsteile 66 und 69 verwendet wird. Ein Ringteil 101 liegt axial außerhalb des Flansches 54 und ist auf der Hülse 5 a mit einer Öldichtung befestigt. Der Umfang des Teiles 101 berührt die Trommel 100 und ist mittels eines Schnapp­ ringes befestigt.

Ein Kolben 93 liegt zwischen der Trommel 100 und dem Flansch 54 und wird durch eine Rückkehrfeder 94 vor­ gespannt. Die Trommel 100, der Flansch 54 und das Ring­ teil 101 sowie der Kolben 93 bilden ein hydraulisches Betätigungsglied 96 der dritten Kupplung C 0. Zwischen den beiden Keilen auf dem Innenumfang des beweglichen Teiles 62 und der Außenfläche eines Flansches 53 a, der auf der hohlen Welle 53 befestigt ist, liegt die zweite Kupplung C 2. Die Trommel 100 erstreckt sich in Richtung auf die Planetengetriebeeinheit 4. Der sich erstreckende Abschnitt der Trommel 100 hat einen kammartigen Ab­ schnitt. Dort sind das bewegliche Teil 62 und ein Satz von Scheiben einschließlich der ersten Kupplung C 1, der vierten Kupplung C 3 und der dritten Kupplung C 0 ohne gegenseitige Drehung angebracht. Ein Flansch 102 ist an dem Ringrad R 3 des Doppelplanetengetriebes 3 befestigt. Ein durch die Oberfläche des Flansches 102 gebildeter Keil trägt einen weiteren Scheibensatz der dritten Kupplung C 0. Ein zylindrischer Abschnitt 103 wird durch die hohle Welle 53 drehfrei getragen und stellt eine Verbindung zu dem Ringrad R 1 des Einzelplanetengetriebes 2 her. Der zylindrische Teil 103 beinhaltet einen inneren Käfig der dritten Einwegkupplung F 0 und legt einen Flansch 105 fest, der einen weiteren Scheibensatz der ersten Kupplung C 1 trägt. Ein äußerer Käfig der dritten Einwegkupplung F 0 ist ein Teil 106, das einen Keil zum Tragen eines weiteren Scheibensatzes der vier­ ten Kupplung C 3 hat. Eine dritte Einwegkupplung F 0 liegt zwischen dem Teil 106 und dem zylindrischen Teil 103 zum Steuern der Drehung des Teiles 106 in der Weise, daß dessen Drehzahl nicht unter diejenige des zylindrischen Teiles 103 fällt. Der Kolben 93 des hydraulischen Betä­ tigungsgliedes 96 hält ein Verbindungsteil 107, das die Trommel 100 umschließt. Am Ende des Teiles 100 liegt eine Druckplatte 109 zum Betätigen der dritten Kupplung C 0 und der vierten Kupplung C 3, die Seite an Seite liegen.

Nachfolgend wird die Funktion des Ausführungsbeispiels erläutert. Der Drehmomentwandler 16 oder die Rastkupp­ lung 17 übertragen das Antriebsdrehmoment auf die Ein­ gangswelle 5, deren Drehung auf das Getriebe 10 über­ tragen wird. Das Automatikgetriebe 10 liefert vier Vorwärtsgeschwindigkeiten oder Vorwärtsgänge und eine Rückwärtsgeschwindigkeit oder einen Rückwärtsgang in Abhängigkeit von der Betätigung der Kupplungen C 1, C 2, C 0, C 3, der Bremsen B 1, B 2, B 3 und der Einwegkupplungen F 1, F 2, F 0, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Im ersten Gang im Fahrbereich D wird ein bestimmter Öldruck der Ölkammer 65 des Betätigungsteiles 66 zugeführt. Das bewegliche Teil 62 bewegt sich gegen die Rückkehrfeder 70, so daß die erste Kupplung C 1 schließt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Kolben 63 zusammen mit dem Teil 62. Jedoch ist die zweite Kupplung C 2 nicht in Eingriff, da die Entfernung "d 1" kleiner ist als die Entfernung "d 2". In diesem Zustand wird die Drehung der Welle 5 auf die erste Kupplung C 1 durch den Flansch 54 und die Trommel 100 und zum Ringrad R 1 des Einzelpla­ netengetriebes 2 übertragen.

Zu diesem Zeitpunkt wird das Ringrad R 2 des Doppel­ planetengetriebes 3 durch die zweite Einwegkupplung F 2 gebremst, so daß das Sonnenrad S oder die hohle Welle 53 sich ohne Last drehen. Der Träger CR wird in seiner Drehzahl gebremst, wobei die verminderte Drehzahl an dem Ausgangsteil 9 erhalten wird.

Im ersten Gang wird ein Öldruck an das Betätigungsteil 60 angelegt. Die Bremse B 3 tritt in Wirkung. Das Ring­ rad R 2 wird abgebremst. Der erste Gang bleibt im Leer­ laufzustand eingelegt, wobei die Motorbremse arbeitet.

Im zweiten Gang des Fahrbereiches D wird ein Öldruck zum Betätigungsglied 55 zugeführt. Die zweite Bremse B 2 arbeitet zusätzlich zur ersten Kupplung C 1. Die hohle Welle 53 oder das Sonnenrad S wird in einer bestimmten Drehrichtung durch die erste Einwegkupplung F 1 ge­ bremst, so daß die Drehung von der Eingangswelle 5 über die erste Kupplung C 1 auf das Ringrad R 2 im lastfreien Zustand übertragen wird und der Träger CR abgebremst wird. Die abgebremste Drehzahl wird am Ausgangsteil 9 erhalten.

Im zweiten Gang arbeitet die erste Bremse B 1, wobei das Sonnenrad S gebremst wird. Wenn der zweite Gang im Leer­ lauf eingelegt bleibt, arbeitet die Motorbremse.

Im dritten Gang des Fahrbereiches D wird zusätzlich zur Betätigung der ersten Kupplung C 1 ein Öldruck an die Ölkammer 95 des Betätigungsgliedes 96 angelegt, so daß sich der Kolben 93 gegen die Wirkung der Rückkehrfeder bewegt. Daraufhin drückt das Verbindungsbild 107 die Druckplatte 109, so daß die dritte Kupplung C 0 und die vierte Kupplung C 3 gleichzeitig Eingriff nehmen. In diesem Zustand wird die Drehung der Eingangswelle 5 sowohl auf das Ringrad R 1 durch die erste Kupplung C 1 als auch auf das Ringrad R 2 durch die dritte Kupplung C 0 übertragen. Die Planetengetriebe 2, 3 drehen sich mit­ einander. Die gleiche Drehzahl wird zum Ausgangsteil 9 von dem Träger CR übertragen. Zu diesem Zeitpunkt ar­ beitet die zweite Bremse B 2, da die dritte Kupplung C 3 in Eingriff steht, so daß nicht vom zweiten Gang in den ersten Gang rückgeschaltet wird. Wenn sich die Planeten­ getriebe 2, 3 nach dem Greifen der dritten Kupplung C 0 miteinander drehen, wird die dritte Einwegkupplung F 0 in ihrer Drehung mit der vierten Kupplung C 3 synchroni­ siert.

Im vierten Gang der Fahrstufe wird der Öldruck des Be­ tätigungsgliedes 66 gegen den Sumpf abgelassen, so daß die erste Kupplung gelöst wird und die erste Bremse B 1 in Tätigkeit tritt. Die Drehung der Eingangswelle 5 wird zu dem Ringrad des Doppelplanetengetriebes 3 über die dritte Kupplung C 0 übertragen. In diesem Zustand wird das Sonnenrad S gebremst. Die Eingangswelle 5 dreht das Ringrad R 1 des Einzelplanetengetriebes 2 im lastfreien Zustand. Der Träger CR dreht sich mit hoher Geschwindig­ keit, die am Ausgangsteil 9 als Übersetzung oder over drive erhalten wird.

Beim Schalten vom dritten Gang in den vierten Gang wird selbst beim Lösen der Kupplung C 1 vor dem Lösen der ersten Bremse B 1 durch die dritte Einwegkupplung F 0 eine Drehung des Ringrades R 1 mit einer Drehzahl, die unter derjenigen der Eingangswelle 5 liegt, verhindert, da die vierte Kupplung C 3 in Eingriff steht, so daß ein zeit­ licher Spielraum zur Betätigung der ersten Bremse B 1 zur Verfügung steht. Ein Zeitablauf wird auf einfache Weise erreicht. Ein weiches Schalten wird durch Verhindern eines Schaltruckes beim Gangwechsel erzielt.

Auf ähnliche Weise wird beim Rückschalten in den dritten Gang ein Abfallen der Drehzahl des Ringrades R 1 unter die Drehzahl der Eingangswelle 5 durch die dritte Ein­ wegkupplung F 0 durch Lösen der ersten Bremse B 1 verhin­ dert. Ein zeitlicher Spielraum zur Betätigung der ersten Kupplung C 1 wird erzielt, so daß ein einfacher zeitli­ cher Ablauf erzielt wird. Ein weiches Schalten wird durch Verhindern eines Schaltruckes beim Gangwechsel erzielt.

Im Rückwärtsgang wird ein Öldruck an die Ölkammer 67 des Betätigungsgliedes 69 angelegt. Der Kolben 63 bewegt sich gegen die Rückkehrfeder 70, so daß die zweite Kupp­ lung C 2 eingerückt wird. Der Öldruck wird ebenfalls gegen das Betätigungsglied 60 angelegt, so daß die dritte Bremse B 3 arbeitet. Die Drehung der Eingangs­ welle 5 wird auf die zweite Kupplung C 2 durch den Flansch 54 und die Trommel 100 übertragen und durch die hohle Welle 53 zum Sonnenrad S übertragen. In diesem Zu­ stand wird bei Bremsung des Ringrades R 2 des Doppelpla­ netengetriebes 3 die Drehung zum Träger CR als Rück­ wärtsdrehung übertragen. Die Rückwärtsdrehung wird am Ausgangsteil 9 abgenommen.

Bei Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges sind die Plane­ tengetriebe 2, 3 nicht mechanisch miteinander verrastet, da eine Rückwärtsdrehung des Sonnenrades S durch die erste Einwegkupplung F 1 selbst dann möglich ist, wenn die erste Kupplung C 1 zum Schalten in den Vorwärtsfahrt­ bereich eingerückt ist.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.

Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wurde ge­ zeigt, daß die dritte Einwegkupplung F 0 mit dem Ringrad R 1 des Einzelplanetengetriebes 2 verbunden ist. Anderer­ seits ist bei diesem Ausführungsbeispiel die dritte Ein­ wegkupplung F 0 mit dem Sonnenrad S verbunden. In dem Fall, daß die vierte Kupplung C 3 in Eingriff steht, wird die dritte Einwegkupplung F 0 derart geregelt, daß die Drehung des Sonnenrades S nicht die Drehzahl der Ein­ gangswelle 5 überschreitet.

Weitere Merkmale entsprechen denjenigen des vorher­ gehenden Ausführungsbeispieles, so daß das Getriebe 10 entsprechend dem in Fig. 3 gezeigten Getriebe arbeitet.

Beim Schalten von dem dritten Gang in den vierten Gang wird die erste Kupplung C 1 vor dem Betätigen der ersten Kupplung B 1 gelöst. Die dritte Einwegkupplung F 0 ver­ hindert aufgrund der Verbindung der vierten Kupplung C 3 eine Drehung des Sonnenrades S mit einer höheren Dreh­ zahl als derjenigen der Eingangswelle 5. Auf diese Weise wird ein zeitlicher Spielraum zur Betätigung der ersten Bremse B 1 erzielt, so daß ein einfacher Zeitablauf und ein weiches Schalten ohne Schaltruck beim Gangwechsel erreicht werden.

Beim Rückschalten von dem vierten in den dritten Gang verhindert die Einwegkupplung F 0 eine Drehung des Sonnenrades S mit einer höheren Drehzahl als derjenigen der Eingangswelle 5 aufgrund des Lösens der ersten Bremse B 1. Ein zeitlicher Spielraum zur Betätigung der ersten Kupplung C 1 wird erzielt, so daß ein einfacher zeitlicher Ablauf und ein weiches Schalten ohne Schalt­ ruck beim Gangwechsel erreicht wird.

Beim Rückwärtsfahren im Leerlaufzustand arbeitet die dritte Kupplung F 0 nicht, selbst wenn die erste Kupp­ lung C 1 zum Schalten in den Fahrbereich (erster, zweiter oder dritter Gang) in Eingriff steht, da die vierte Kupplung C 3 in ihrem getrennten Zustand ist. Aus diesem Grunde sind die Planetengetriebe 2, 3 nicht mechanisch miteinander verrastet.

Wie erläutert wurde, werden folgende Vorteile durch das erfindungsgemäße Automatikgetriebe erzielt:

Ein Dreigang-Automatikgetriebe 10 kann auf einfache Art zu einem Viergang-Automatikgetriebe 10 durch eine ge­ ringe Modifikation abgeändert werden. Dies bedeutet, daß verschiedene Automatikgetriebe mit gleichen Teilen und dem gleichen Fließband hergestellt werden können. Daher bedarf es keiner Erweiterung der Fertigungsstätte und keiner Kostenerhöhung, so daß eine Vielzahl von Fahr­ zeugen und eine breite Typenpalette geboten werden kann, daß sowohl die dritte Einwegkupplung F 0, die Mehrzahl von sich drehenden Elementen R 1, S, die Mehrzahl von Kupplungen C 1, C 2, die dritte Kupplung C 0, die vierte Kupplung C 3 und die hydraulischen Betätigungsteile 66, 69, 96 sämtlich im Endabschnitt des Automatikgetriebes 10 liegen, der leicht zugänglich ist.

Die Einwegkupplung F 0 bewirkt eine zeitliche Bewegungs­ steuerung beim Hochschalten und beim Rückschalten zwi­ schen dem dritten und vierten Gang auf einfache Weise. Ein weiches Schalten wird erreicht. Keine Ventile werden für diese zeitliche Bewegungssteuerung benötigt, so daß die hydraulische Schaltung einfach gehalten werden kann. Selbst wenn der Schalthebel in den Fahrbereich gelegt wird, während sich das Fahrzeug nach rückwärts bewegt, wird die Getriebeeinheit 4 nicht mechanisch verriegelt und ein plötzlicher Schaltstoß verhindert, da die vierte Kupplung C 3 zwischen der Eingangswelle und der dritten Einwegkupplung F 0 liegt.

Da die vierte Kupplung C 3 durch das hydraulische Betä­ tigungsteil 96 betätigt wird, das für die dritte Kupp­ lung C 3 dient, bedarf es keinen ausschließlichen Betä­ tigungsgliedes nur für die vierte Kupplung C 3, so daß die Anzahl der Bauteile vermindert und ein Gewichts­ anstieg verhindert werden kann. Ferner kann eine Reduk­ tion der Abmessungen erzielt werden, da die axiale Länge des Mechanismus 10 begrenzt werden kann.

Da ferner die hydraulischen Betätigungsteile 66, 69 für die erste und zweite Kupplung innerhalb eines durch den Flansch 54 und die Trommel 100 gebildeten Bereiches lie­ gen, welches die Verbindungsteile der Kupplungen C 1, C 2, C 3 und C 0 sind, und da das hydraulische Betätigungsteil 96 der dritten Kupplung C 0 außerhalb dieses Bereiches liegt, wird die Struktur des Getriebes 10 einfach. Ins­ besondere kann die axiale Länge des Getriebes 10 vermin­ dert werden, so daß Platzprobleme bei der Entwicklung von sogenannten Frontmotor-Vorderradantriebs-Fahrzeugen, die nur einen geringen Raum für ein Automatikgetriebe bieten, gelöst werden können. Ebenfalls ist das erfin­ dungsgemäße Getriebe leicht zu montieren und zu demon­ tieren, so daß die Fertigungsarbeit beim Zusammenbauen erleichtert wird und die Wartung verbessert wird.

Wenn das Automatikgetriebe 10 das Einzelplanetengetriebe 2 und das Doppelplanetengetriebe 3 beinhaltet, indem die Träger CR und die Sonnenräder S als ein Körper mitein­ ander verbunden sind, ist das Ringrad R 1 des Einzelpla­ netengetriebes 2 mit der Eingangswelle 5 durch die erste Kupplung C 1 und das Sonnenrad S mit der Eingangswelle 5 durch die zweite Kupplung C 2 verbunden. Der Träger CR ist mit dem Ausgangsteil 9 verbunden. Das Ringteil R 2 des Doppelplanetengetriebes 3 ist mit der Eingangswelle 5 durch die dritte Kupplung C 0 verbunden. Das Sonnenrad S und das Ringrad R 2 werden durch die Bremseinrichtung B 1, B 2, B 3, F 1, F 2 gebremst. Das Antriebsdrehmoment kann von den Ringrädern R 1, R 2 mit Ausnahme des Zustandes beim Rückwärtsfahren erhalten werden, so daß tangentiale Kräfte, die auf die Zahnflächen des Getriebes wirken, vermindert werden. Damit wird die Kapazität der Brems­ vorrichtung ohne Verbreiterung der Getriebezähne erhöht, so daß das zulässige Eingangsdrehmoment angehoben werden kann. Ferner wird eine vernünftige Verbindung zwischen sämtlichen Kupplungen C 1, C 2 und C 3 erreicht, so daß eine kompaktere Ausführung des Automatikgetriebes 10 ermöglicht wird.

Claims (5)

1. Automatikgetriebe, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Getriebeeinheit (4) mit einer Mehrzahl von Planetengetrieben (2, 3),
einer Bremsvorrichtung (B 1, B 2, B 3, F 1, F 2) zum Bremsen von sich drehenden Elementen (R 1, S) der Getriebeeinheit (4) zu dem Zeitpunkt, zu dem dies benötigt ist,
ein mit einem sich drehenden Element der Getriebe­ einheit (4) verbundenes Ausgangsteil,
eine Mehrzahl von Kupplungen (C 1, C 2) zum Verbinden oder Trennen der Mehrzahl der sich drehenden Elemente (R 1, S) der Getriebeeinheit (4) und eines Eingangs­ teiles (5) zu dem Zeitpunkt, zu dem dies benötigt ist und
eine dritte Kupplung (C 0) zum Verbinden bestimmter, sich drehender Elemente (R 2) der Getriebeeinheit (4) und des Eingangsteiles (5) im dritten und vierten Gang,
eine Einwegkupplung (F 0) zum Heraufschalten und Herabschalten zwischen dem dritten und vierten Gang,
eine vierte Kupplung (C 3), die zwischen der Einweg­ kupplung (F 0) und dem Eingangsteil (5) angeordnet ist und
ein hydraulisches Betätigungsglied (96) zum Betätigen sowohl der dritten als auch der vierten Kupplung (C 0, C 3),
so daß die Einwegkupplung (F 0) zum Heraufschalten und Herabschalten zwischen dem dritten und vierten Gang arbeitet, wobei die Mehrzahl von Kupplungen (C 1, C 2), die dritte Kupplung (C 0), die vierte Kupplung (C 3) und das hydraulische Betätigungsglied (96) sowie die hydraulischen Betätigungsglieder für die Mehrzahl von Kupplungen (C 1, C 2) sämtlich im Endabschnitt des Automatikgetriebes (10) liegen.

2. Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Betätigungsglieder für die Mehrzahl von Kupplungen (C 1, C 2) innerhalb eines Teiles angeordnet sind, das an dem Eingangsteil (5) befestigt ist und daß das hydraulische Betätigungs­ glied (96) für die dritte Kupplung (C 0) außerhalb des Teiles, das auf dem Eingangsteil (5) befestigt ist, liegt.

3. Automatikgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinheit (4) ein Einzelplaneten­ getriebe (2) und ein Doppelplanetengetriebe (3) ist, deren Träger (CR) als einstückiger Körper ausgebil­ det sind und deren Sonnenräder (S) ebenfalls als einstückiger Körper miteinander verbunden sind,
daß die Bremsvorrichtung (B 1, B 2, B 3, F 1, F 2) eine erste Bremse, die direkt das Sonnenrad bremst, eine zweite Bremse, die das Sonnenrad durch eine erste Einwegkupplung bremst, eine dritte Bremse und eine zweite Einwegkupplung beinhaltet, die ein Ringrad des Doppelplanetengetriebes (3) bremst,
daß ein sich drehendes Element, das mit dem Ausgangs­ teil verbunden ist, ein Träger (CR) ist, und daß die Mehrzahl von Kupplungen (C 1, C 2) eine erste Kupplung zum Verbinden des Eingangsteiles und des Ringrades des Einzelplanetengetriebes und eine zweite Kupplung zum Verbinden des Eingangsteiles und des Sonnenrades sowie eine dritte Kupplung beinhaltet, die das Ein­ gangsteil und das Ringrad des Doppelplanetengetriebes (3) verbindet.

4. Automatikgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwegkupplung (F 0) zum Hochschalten und Zurückschalten zwischen dem dritten und vierten Gang zum Regeln der Drehzahl des Ringrades des Einzel­ planetengetriebes in der Weise dient, daß diese nicht unter diejenige des Eingangsteiles (5) in dem Fall abfällt, daß die vierte Kupplung in ihrem eingegrif­ fenen Zustand ist.

5. Automatikgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwegkupplung (F 0) beim Heraufschalten und Zurückschalten zwischen dem dritten und vierten Gang derart arbeitet, daß die Drehzahl des Sonnenrades so geregelt wird, daß diese nicht die Drehzahl des Ein­ gangsteiles (5) für den Fall übersteigt, daß die vierte Kupplung in Eingriff steht.