DE3906274A1 - Hydraulische vorrichtung fuer ein automatisches getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe, welches an einem Kraftfahrzeug montiert werden soll, insbesondere ein automatisches Getriebe, welches einen Automatikmecha­ nismus mit vier Vorwärtsgängen hat, und im einzelnen eine hydraulische Vorrichtung, die verwendet wird, wenn eine hydraulische Betätigungseinrichtung zum Betätigen einer Kupplung druckentlastet wird.

Die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung hat ein auto­ matisches Getriebe vorgeschlagen mit einem Automatik­ mechanismus mit drei oder vier Vorwärtsgängen, gebildet aus einer Planetengetriebeeinheit, die eine Kombination eines Einzelplanetengetriebes und eines Doppelplaneten­ getriebes ist. Dabei wurde bezweckt, gleiche Teile und gleiches Zusammenbauverfahren der Mechanismen mit drei Vorwärtsgängen und vier Vorwärtsgängen anwenden zu können, um die Herstellungskosten nicht zu stark zu erhöhen. Die­ ses automatische Getriebe entspricht den Anforderungen, die sich aus einer Vielzahl von Fahrzeugtypen ergeben.

Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat einen Automatikmechanismus vorgeschlagen, umfassend eine vierte Kupplung C 3, die mit einer Einwegkupplung arbeitet, wel­ che im dritten Gang und im vierten Gang wirksam wird, um mechanisches Verriegeln der Rückwärtsrichtung zu verhindern. Insoweit wird auf die japanische Patentanmel­ dung Sho-62-0 94 868 (nicht veröffentlicht) verwiesen.

Bei dem Automatikmechanismus 1′, wie er in Fig. 5 darge­ stellt ist, sind eine Einwegkupplung F 0, die beim Über­ gang vom vierten Gang zum dritten Gang wirksam wird, Kupplungen C 1 und C 2, welche mit einem Drehelement R 1 bzw. R 2 verbindbar sind, eine dritte Kupplung C 0, eine vierte Kupplung C 3, hydraulische Betätigungseinrichtungen 3, 12 und 54 zum Steuern der obigen Kupplungen sämtlich in einem Kupplungsabschnitt 47 aufgenommen, der in einem hinteren Teil des Mechanismus 1′ vorgesehen ist. Weiter­ hin ist in dem Kupplungsabschnitt 47 eine erste (Vorwärts-) Kupplung C 1 zwischen einem Schiebeteil (spline) oder einer Keilnutverbindung auf der Innenseitenfläche des Umfangs­ abschnittes einer Kupplungstrommel 4, und einem Schiebe­ keil bzw. einer Keilnutverbindung an einem axial verlän­ gerten Abschnitt eines Hohlrades R 1 angeordnet. Eine zweite Kupplung C 2 oder Rückwärtskupplung ist zwischen einem Schiebekeil bzw. einer Keilnutverbindung auf der Innenseitenfläche eines Umfangsabschnittes eines beweg­ lichen Teiles 7 und eines Schiebekeils bzw. einer Keilnut­ verbindung an der Außenfläche einer Nabe 50 a angeordnet, die an einer Hohlwelle befestigt ist. Der bewegliche Teil 7 ist von der Kupplungstrommel 4 umschlossen mittels einer Keilnutverbindung, wobei eine axiale Bewegung zuge­ lassen ist, und der bewegliche Teil 7 umschließt einen Kolbenteil 15. Der bewegliche Teil 7 und ein durch die Innenseitenfläche der Kupplungstrommel 4 gebildeter Zylin­ der stellen eine Ölkammer dar, die eine hydraulische Be­ tätigungseinrichtung 3 für die erste Kupplung C 1 bildet. Der Kolbenteil 15 und ein durch die Innenseitenfläche des beweglichen Teiles 7 gebildeter Zylinder stellen eine Öl­ kammer dar, die eine hydraulische Betätigungseinrichtung 12 für die zweite Kupplung C 2 bildet. Zwischen dem Kolbenteil 15 und einem Aufnahmeteil 16, der an einer Hülse 5 a mittels eines Sicherungsringes befestigt ist, ist eine Feder 10 angeordnet. Die Feder 10 stellt eine Rückführfeder dar, die sowohl für den Kolbenteil 7 als auch für den Kolben­ teil 15 der hydraulischen Betätigungseinrichtungen 3 und 12 verwendet wird.

Wenn die erste Kupplung C 1 eingerückt und betätigt wird, wird der bewegliche Teil 7 in der Kupplungstrommel 4 bewegt unter dem hydraulischen Druck, der an einem Ölloch 13 abgenommen ist, welches in der Hülse 5 a gebildet ist. Beim Einrücken und Betätigen der zweiten Kupplung C 2 wird der Kolbenteil 15 durch den hydraulischen Druck bewegt, der an einem Ölloch 14 in der Hülse 5 a abgenommen wird. Wenn die erste Kupplung C 1 ausgerückt wird, werden der Kolbenteil 15 und der bewegliche Teil 7 zur Seite der Kupplungstrommel 4 durch die Rückführfeder bewegt und betätigt, um durch Druckentlastung der hydraulischen Betätigungseinrichtung 3 zusammengezogen zu werden.

Bei dem Automatikmechanismus 1′, der von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen worden ist, ist die erste (Vorwärts-)Kupplung C 1 bis zum dritten Gang eingerückt und sie wird ausgerückt, wenn bis zum vierten Gang geschaltet wird. Die Kupplung C 1 muß schnell ausge­ rückt werden durch schnelle Druckentlastung der hydrau­ lischen Betätigungseinrichtung 3 bei der Drehung hoher Geschwindigkeit, um in den vierten Gang zu schalten. In diesem Zustand dreht sich die Betätigungseinrichtung 3 mit hoher Geschwindigkeit mit der Eingangswelle, und der zentrifugale hydraulische Druck wirkt stark, so daß es schwierig ist, das Öl glatt oder weich abfließen zu lassen. Um den zentrifugalen hydraulischen Druck zu entlasten bez. abfließen zu lassen, ist es möglich, viele Rückschlag­ ventile in dem beweglichen Teil 7 anzuordnen, jedoch wird durch eine solche Ausführung die Schlupfzeit oder Schleif­ zeit verlängert, weil eine gewisse Zeit erforderlich ist für das Erhöhen des hydraulischen Druckes, wenn dieser bei hoher Drehgeschwindigkeit zugeführt wird. Wenn weiterhin durch den Anstieg des hydraulischen Druckes die an vielen Kugeln wirkende Zentrifugalkraft nicht überwunden werden kann, kann das Anschließen der Kupplung C 1 nicht leicht ausgeführt werden als Folge der Schwierigkeit des Ansteigens des hydraulischen Druckes.

Die Erfindung bezweckt, eine hydraulische Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher die obengenannten Probleme gelöst werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist eine den zentri­ fugalen hydraulichen Druck aufhebende Kammer der hydrauli­ schen Druckbetätigungseinrichtung für eine zweite Kupplung C 2 zugeordnet. Auf der Basis der Drehung der Kammer und der Betätigungseinrichtungen für die erste und die zweite Kupplung C 1, C 2 wird der zentrifugale hydraulische Druck, der an der ersten und der zweiten Betätigungseinrichtung wirkt, ausgeglichen.

Die vorliegende Erfindung schafft unter Würdigung der oben erläuterten Situation eine hydraulische Vorrichtung für ein automatisches Getriebe, welches beispielsweise gemäß Fig. 1 folgendes umfaßt: hydraulische Betätigungs­ einrichtungen 3 und 12, die an der Innenfläche eines Zylinderteiles 4 gebildet sind, der mit einem Drehteil 5 gekoppelt ist, sowie Kolbenteile 7, 15, die in dem Zylin­ derteil 4 angeordnet sind derart, daß sie sich axial be­ wegen können, so daß die Betätigungseinrichtungen 3 und 12 wirksam sind, gewisse Kuppplungen, wenn erforderlich, einzurücken, um den Drehteil 5 mit einem anderen Drehteil der beispielsweise ein Planetenradträger CR 1 ist, zu ver­ binden. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin eine zentrifu­ galen hydraulischen Druck aufhebende Platte 6, die auf der Rückseite des Kolbenteiles 15 ohne die Möglichkeit axialer Bewegung angeordnet ist und mit dem Kolbenteil 15 in öldichter Berührung steht, so daß die Rückseite oder Hinterseite des Kolbenteiles 15 und die Aufhebungsplatte 6 eine hydraulische Kammer 9 bilden, um zentrifugalen hydraulischen Druck aufzuheben.

Es ist möglich, folgende Ausführung anzubieten: eine erste hydraulische Betätigungseinrichtung 3, die durch einen Kupplungstrommelteil 4 dargestellt ist, der zu dem Drehteil 5 konzentrisch angeordnet ist, und einen ersten Kolbenteil 7, der im Inneren des Kupplungstrommelteiles 4 angeordnet oder umschlossen ist, sowie eine zweite hydraulische Betätigungs­ einrichtung 12, die durch die Innenfläche des ersten Kolben­ teiles 7 gebildet ist, und einen zweiten Kolbenteil 15, der in dem ersten Kolbenteil 7 angeordnet ist, so daß die bei­ den hydraulischen Betätigungseinrichtungen 3 und 12 bestimm­ te Kupplungen C 1, C 2 betätigen, um andere Drehteile anzu­ schließen, wobei eine zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebende Platte 6 auf der Rückseite des zweiten Kolben­ teiles 15 angeordnet ist.

Weiterhin ist eine Feder 10 in zusammengedrücktem Zustand zwischen der Rückseite des Kolbenteiles 15 und der zentri­ fugalen hydraulischen Druck aufhebenden Platte 6 angeord­ net ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Kupplung, die durch das Arbeiten der ersten hydraulischen Betätigungseinrich­ tung eingerückt wird, eine erste Kupplung C 1, die vom ersten Gang bis zum Direktantriebszustand bzw. direkten Gang eingerückt bleibt und die im Overdrive-Zustand aus­ gerückt wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird beispielsweise im Fall des Aufwärtsschaltens, wenn ein Fahrzeug mit einer gewissen Geschwindigkeit fährt, wobei die Kupplung C 1 durch das Arbeiten der hydraulischen Betätigungseinrichtung 3 eingerückt ist, die hydraulische Betätigungseinrichtung 3 druckentlastet, und die Kupplung C 1 wird ausgerückt. In diesem Zustand wirkt der zentrifugale hydraulische Druck auf die Betätigungseinrichtung 3, da jedoch dieser zentri­ fugale hydraulische Druck durch den zentrifugalen hydrau­ lischen Druck in der zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebenden Kammer 9, die sich zusammen mit der Betäti­ gungseinrichtung 3 dreht, ausgeglichen wird, zieht sich die Betätigungseinrichtung 3 durch die Rückführfeder 10 schnell zusammen, so daß die Kupplung C 1 augenblicklich ausgerückt wird.

In dem Fall, in welchem die durch das Arbeiten der ersten hydraulischen Betätigungseinrichtung 3 eingerückte Kupp­ lung die erste Kupplung C 1 ist, die eingerückt ist vom ersten Gang bis zum direkten Gang und die im Overdrive- Zustand ausgerückt wird, wird beispielsweise im D-Bereich, wenn ein Aufwärtsschalten vom dritten Gang zum vierten Gang vorgenommen wird, in dem Zustand, in welchem die erste Kupplung C 1 durch das Arbeiten der hydraulischen Betätigungseinrichtung 3 eingerückt ist, der hohe zentri­ fugale hydraulische Druck als Folge hoher Drehgeschwin­ digkeit durch den zentrifugalen hydraulischen Druck in der zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebenden Ölkammer 9 ausgeglichen. Demgemäß kann die Betätigungseinrichtung 3 sich durch die Rückführfeder 10 augenblicklich zusammen­ ziehen, ohne daß sich irgendein Einfluß aus dem hohen zentrifugalen hydraulischen Druck ergibt, so daß die erste Kupplung C 1 schnell ausgerückt wird.

Die vorstehend bei der Beschreibung der breiteren Konzepte der Erfindung verwendeten Bezugszeichen müssen nicht notwendigerweise in der nachfolgenden Beschreibung in gleicher Weise verwendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteiles einer hydraulischen Vorrichtung gemäß der Erfin­ dung für ein automatisches Getriebe.

Fig. 2 ist eine Gesamtquerschnittsansicht des automati­ schen Getriebes.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des automati­ schen Getriebes.

Fig. 4 ist eine Betriebstabelle des automatischen Getrie­ bes.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des Automatikmechanis­ mus gemäß der Erfindung.

Nachstehend erfolgt eine Erläuterung eines automatischen Getriebes A, bei welchem die vorliegende Erfindung ange­ wendet ist in Verbindung mit Fig. 3. Das automatische Ge­ triebe A hat drei Wellen, eine Eingangswelle 5, die mit der Maschinenkurbelwelle 19 ausgerichtet ist, eine Gegen­ welle 22 und vordere Achswellen 23 a, 23 b. An der Eingangs­ welle 5 sind ein Drehmomentwandler 26 mit einer Sperr­ kupplung 25 (lock-up clutch) und ein Automatikmechanismus 1 mit vier Vorwärtsgängen abgestützt. An der Gegenwelle 22 ist ein Underdrive-Mechanismus 27 abgestützt, und an den vorderen Achswellen 23 a, 23 b ist ein vorderes Differential 29 abgestützt.

Der viergängige Automatikmechanismus 1 umfaßt eine Plane­ tengetriebeeinheit 57, die aus einem Einzelplanetengetrie­ be 55 und einem Doppelplanetengetriebe 56 zusammengesetzt ist. Die Planetengetriebeeinheit 57 umfaßt ein Sonnenrad S 1 und einen Planetenradträger CR 1, die jeweils beiden Pla­ netengetrieben 55 und 56 gemeinsam sind. Ein mit dem Son­ nenrad S 1 im Eingriff stehendes Ritzel ist ein langes Ritzel P 1. Die Eingangswelle 5 und das Hohlrad R 1 (kleines Hohlrad) des Einzelplanetengetriebes 55 sind über eine erste (Vorwärts-)Kupplung C 1 verbunden. Die Eingangswelle 5 und das Sonnenrad S 1 sind über eine zweite (Rückwärts-) Kupplung C 2 verbunden. Das Sonnenrad S 1 wird durch eine erste Bremse B 1 direkt gebremst und ist mittels einer zweiten Bremse B 2 über eine erste Einwegkupplung F 1 auf Drehung in einer Richtung beschränkt. Das Hohlrad R 2 (großes Hohlrad) des Doppelplanetengetriebes 56 wird durch eine dritte Bremse B 3 direkt gebremst und wird durch eine zweite Einwegkupplung F 2 auf Drehung in einer Richtung beschränkt. Der Planetenradträger CR 1 ist mit einem an­ treibenden Gegenzahnrad 59 verbunden, welches von einer Gehäusetragwand abgestützt ist und einen Ausgangsteil für den viergängigen Automatikmechanismus 1 darstellt.

Die Kupplungen C 1 und C 2, die Bremsen B 1 und B 2 und die Einwegkupplungen F 1, F 2 sind hier in dem viergängigen Automatikmechanismus 1 in der gleichen Position angeord­ net wie in einem dreigängigen Automatikmechanismus, wobei jedoch außer den obigen Bauteilen eine dritte Kupplung C 0, welche die Eingangswelle 5 mit dem großen Hohlrad R 2 ver­ bindet, eine vierte Kupplung C 3 und eine dritte Einweg­ kupplung F 0 zwischen dem großen Hohlrad R 2 und dem kleinen Hohlrad R 1 vorgesehen sind.

Der Underdrive-Mechanismus 27 weist ein Einzelplaneten­ getriebe 32 auf, dessen Planetenradträger CR 3 und Sonnenrad S 3 über eine fünfte (Direkt-)Kupplung C 4 angeschlossen sind. Das Sonnenrad S 3 wird durch eine vierte (Underdrive-) Bremse B 4 direkt gehalten oder gebremst und außerdem durch eine Einwegkupplung F 3 gehalten oder gebremst. Das Hohlrad R 3 ist mit einem angetriebenen Gegenzahnrad 33 verbunden, welches einen Eingangsteil des Underdrive-Mechanismus 27 darstellt und mit dem antreibenden Gegenzahnrad 59 im Eingriff steht. Der Planetenradträger CR 3 ist mit der Gegenwelle 22 verbunden, an welcher ein Untersetzungszahn­ rad 35 befestigt ist, welches den Ausgangsteil des Under­ drive-Mechanismus 27 darstellt.

Das vordere Differential 29 umfaßt einen Differential­ träger 36 und ein linkes und ein rechtes Seitenrad 37 a bzw. 37 b. Ein Zahnring 39 ist an dem Differentialträger 36 be­ festigt, der ein Gehäuse zur Aufnahme des Differentials darstellt. Der Zahnring 39 steht mit dem Untersetzungs­ zahnrad 35 in Verbindung, um einen letzten Untersetzungs­ mechanismus darzustellen, wobei das linke und das rechte Seitenrad 37 a bzw. 37 b jeweils mit der linken bzw. der rechten vorderen Achswelle 23 a bzw. 23 b verbunden ist.

Die Arbeitsweise des viergängigen Automatikmechanismus 1 wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 4 erläutert. Die Drehung der Maschinenkurbelwelle 19 wird über den Dreh­ momentwandler 26 oder über die Sperrkupplung 25 auf die Eingangswelle 5 übertragen. Im ersten Gang des D-Bereiches ist die erste Kupplung C 1 eingerückt. In diesem Zustand wird die Drehung der Eingangswelle 5 über die erste Kupp­ lung C 1 auf das kleine Hohlrad R 1 übertragen und Drehung des großen Hohlrades R 2 wird durch die zweite Einwegkupp­ lung F 2 angehalten, so daß das Sonnenrad S 1 rückwärts leer läuft und die Drehgeschwindigkeit des Planetenrad­ trägers CR 1 in der normalen Drehrichtung beträchtlich verringert wird. Diese Drehung wird an dem antreibenden Gegenzahnrad 59 abgenommen.

Im zweiten Gang des D-Bereiches ist nicht nur die erste Kupplung C 1 eingerückt, sondern auch die zweite Bremse B 2 angelegt. Dann wird die Drehung des Sonnenrades S 1 durch das Arbeiten der ersten Einwegkupplung F 1 auf der Basis der Bremse B 2 angehalten. Demgemäß dreht sich durch die Drehung von der Eingangswelle 5, die auf das kleine Hohl­ rad R 1 übertragen wird, das große Hohlrad R 2 leer in der positiven Richtung, und die Drehgeschwindigkeit des Planetenradträgers CR 2 in der normalen Drehrichtung verringert sich. Diese verringerte Drehung wird an dem antreibenden Gegenzahnrad 59 als zweiter Gang abgenommen. Wenn bei der oben beschriebenen Arbeitsweise ein Gangwechsel vom ersten Gang zum zweiten Gang erfolgt, tritt kein Schalt­ stoß durch den Gangwechsel auf, und das Schalten erfolgt weich.

Im dritten Gang des D-Bereiches werden die dritte Kupplung C 0 und die vierte Kupplung C 3 zusätzlich zu den Verhält­ nissen im zweiten Gang eingerückt. Dann wird die Drehung von der Eingangswelle 5 auf das kleine Hohlrad R 1 über die erste Kupplung C 1 übertragen und dann über die dritte Kupplung C 0 auf das große Hohlrad R 2 übertragen. Hierdurch drehen sich alle Teile der Planetengetriebeeinheit 57 zusammen, und die direkte Drehung (direkter Gang) wird auf das antreibende Gegenzahnrad 59 übertragen.

Wenn vom zweiten Gang zum dritten Gang geschaltet wird, wird der Zustand der ersten Einwegkupplung F 1 vom verrie­ gelten Zustand in den Überlaufzustand geändert, so daß ein sich möglicherweise durch den Gangwechsel ergebender Schaltstoß nicht auftritt und das Schalten weich erfolgt. Im dritten Gang sind die dritte Kupplung C 0 und die vierte Kupplung C 3 gleichzeitig eingerückt, und die Drehung der Eingangswelle 5 wird auf das kleine Hohlrad R 1 übertragen, und zwar über den Übertragungsweg, der über die dritte Kupplung C 0, die vierte Kupplung C 3 und die dritte Einwegkupplung F 0 verläuft.

Beim Hochschalten vom dritten Gang zum vierten Gang im D-Bereich wird zuerst die erste Kupplung C 1 ausgerückt. In diesem Zustand wird die Drehung auf das kleine Hohlrad R 1 hauptsächlich durch den Übertragungsweg übertragen, der über die dritte Kupplung C 0, die vierte Kupplung C 3 und die dritte Einwegkupplung F 0 verläuft. In diesem Zustand wird die erste Bremse B 1 wirksam. Dann wird das Sonnenrad S 1 angehalten und sogar rückwärts gedreht, so daß die Drehung des großen Hohlrades R 2, die von der Eingangswelle 5 über die dritte Kupplung C 0 übertragen wird, welche die Einwegkupplung F 0 überläuft und das kleine Hohlrad R 1 mit hoher Geschwindigkeit leer laufen läßt, an dem Planetenradträger CR 1 als Overdrive-Drehung abgenommen wird. Hierbei wird die erste Kupplung C 1 aus­ gerückt, und das Schalten erfolgt unter der Steuerung des Arbeitens der dritten Einwegkupplung F 0, so daß ein durch den Gangwechsel möglicherweise sich ergebender Schalt­ stoß nicht auftritt und das Schalten weich erfolgt.

Wenn die Maschinenbremse angelegt wird, beispielsweise im 3-Bereich, im 2-Bereich und im 1-Bereich, wird die dritte Bremse B 3 wirksam, um das große Hohlrad R 2 anzuhalten und sogar rückwärts zu drehen, und zwar im ersten Gang, und im zweiten Gang wird die erste Bremse B 1 wirksam, das Sonnenrad S 1 anzuhalten und sogar rückwärts zu drehen.

Im Rückwärtsgang wird die zweite Kupplung C 2 eingerückt und die dritte Bremse B 3 wird wirksam. In diesem Zustand wird die Drehung der Eingangswelle 5 auf das Sonnenrad S 1 über die zweite Kupplung C 2 übertragen. Das große Hohlrad R 2 wird durch die dritte Bremse B 3 angehalten, so daß der Planetenradträger CR 1 sich rückwärts dreht durch Rückwärtsdrehung des kleinen Hohlrades R 1,und die Rück­ wärtsdrehung des Planetenradträgers CR 1 wird an dem an­ treibenden Gegenzahnrad 59 abgenommen.

Im Underdrive-Mechanismus 27 wird die Drehung des ange­ triebenen Gegenzahnrades 33 vom Hohlrad R 3 abgenommen und auf den Planetenradträger CR 3 als verringerte (Underdrive-) Drehung übertragen, wenn das Sonnenrad S 3 durch die vierte Bremse B 4 und/oder die vierte Einwegkupplung F 3 angehalten ist. Wenn die vierte Bremse B 4 gelöst ist und die fünfte Kupplung C 4 eingerückt wird, arbeiten der Planetenrad­ träger CR 3 und das Sonnenrad S 3 zusammen, so daß an der Gegenwelle 22 direkte Drehung abgenommen wird.

In dem automatischen Getriebe A werden die vier Vorwärts­ gänge des viergängigen Automatikmechanismus 1 und der untersetzte Gang und der direkte Gang des Underdrive- Mechanismus 27 zu einem erforderlichen Zeitpunkt kombi­ niert, so daß eine gewisse Kraftübertragung erhalten werden kann, und diese Drehung wird über das Untersetzungs­ zahnrad 35 und den Zahnring 39 auf das vordere Differential 29 und auch auf die linke und die rechte Achswelle 23 a bzw. 23 b übertragen.

Verschiedene Kombinationen des viergängigen Automatik­ mechanismus 1 und des Underdrive-Mechanismus 27 können unter Verwendung einer Betriebsart-Schalteinrichtung erhalten werden. Beispielsweise kann erhalten werden eine Kombination des Underdrive-Mechanismus 27, wenn dieser sich im Untersetzungszustand befindet, mit dem viergängigen Automatikmechanismus 1, wenn dieser sich in der Leistungsbetriebsart befindet, und auch eine Kombina­ tion des Underdrive-Mechanismus 27, wenn dieser sich im Direktantriebszustand befindet, und des Automatikmechani­ mus 1, wenn dieser sich in der Economy-Betriebsart befindet. Es kann auch eine besondere Betätigungseinrich­ tung verwendet werden derart, daß der Underdrive-Mechanis­ mus 27 sich in einer Betriebsart mit besonders niedriger Übersetzung oder besonders hoher Übersetzung befindet (extra-low mode or extra-high mode). Es kann auch ein fünf Vorwärtsgänge aufweisendes automatisches Getriebe verwendet werden, welches erhalten wird durch Betätigen des Underdrive-Mechanismus 27 zwischen dem zweiten und dem dritten Gang des Automatikmechanismus 1.

Eine Erläuterung des obigen automatischen Getriebes A erfolgt in Verbindung mit Fig. 2.

Das automatische Getriebe A umfaßt ein einheitliches Ge­ häuse, bestehend aus einem Achsgehäuseteil 40, einem Achsgehäuseteil 41 und einem hinteren Deckel 17. Die Eingangswelle 5, die Gegenwelle 22 und das Differential­ gehäuse 36 des vorderen Differentials 29 sind in den Gehäuseteilen drehbar aufgenommen. An der Ausgangswelle 5 sind der Drehmomentwandler 26 mit der Sperrkupplung 25, und der viergängige Automatikmechanismus 1 angeordnet. An der Gegenwelle 22 ist der Underdrive-Mechanismus 27 angeordnet. Im Achsgehäuseteil 40 ist ein Ventilkörper 44 angeordnet, der durch einen Seitendeckel 48 abgedeckt ist.

In dem viergängigen Automatikmechanis 1 sind ein Brems­ abschnitt 43, ein Ausgangsabschnitt 45, die Planeten­ getriebeeinheit 57 und ein Kupplungsabschnitt 47 in der angegebenen Reihenfolge von der Maschinenkurbelwelle 19 aus zum hinteren Ende der Welle angeordnet. Zwischen dem Bremsabschnitt 43 und dem Drehmomentwandler 26 ist eine Ölpumpe 49 angeordnet, und eine Hohlwelle 50 umschließt die Eingangswelle 5 und ist an dieser abgestützt, wobei eine Drehung zugelassen ist.

Die Planetengetriebeeinheit 57 umfaßt das Einzelplaneten­ getriebe 55 und das Doppelplanetengetriebe 56. Das Einzel­ planetengetriebe 55 umfaßt das Sonnenrad S 1, welches durch die Hohlwelle 50 gebildet ist, das Hohlrad R 1 und den Planetenradträger CR 1, welcher ein Ritzel P 1 trägt, welches mit dem Sonnenrad S 1 und dem Hohlrad R 1 im Eingriff steht. Das Doppelplanetengetriebe 56 umfaßt das Sonnenrad S 1, das Hohlrad R 2 und den Planetenradträger CR 1, der, wie gesagt, das erste Ritzel P 1, welches mit dem Sonnenrad S 1 kämmt, und ein zweites Ritzel P 2 trägt, welches mit dem Hohlrad R 2 kämmt, so daß beide Ritzel P 1 und P 2 miteinander kämmen. Beide Planetengetriebe 55 und 56 sind aus einem Monozahn­ rad oder Einzelzahnrad gleicher Zähnezahl gebildet, welches an der Hohlwelle 50 angeordnet ist. Der Planetenradträger CR 1 ist ein einheitlicher Bauteil, und das Ritzel P 1 ist ein langes Ritzel, wie es aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Im Bremsabschnitt 43 sind eine Einwegkupplung F 1, eine erste Mehrscheibenbremse B 1 und eine zweite Mehrscheiben­ bremse B 2 in der angegebenen Reihenfolge von innen nach außen angeordnet. Der innere Laufring der ersten Einweg­ kupplung F 1 steht im Eingriff mit dem Ende der Hohlwelle 50, und ihr äußerer Laufring ist an einer Nabe für die zweite Bremse befestigt. An der Vorderseite (Maschinen­ seite) des inneren Laufringes der Einwegkupplung F 1 ist eine Nabe für die erste Bremse befestigt. An der Hinter­ seite einer Abdeckung der Ölpumpe 49 sind eine hydrauli­ sche Betätigungseinrichtung 60 für die erste Bremse und eine hydraulische Betätigungseinrichtung 51 für die zweite Bremse von innen her ringförmig angeordnet.

Der Ausgangsabschnitt 45 weist ein antreibendes Gegenzahn­ rad 59 auf, welches in der Mitte des viergängigen Automa­ tikmechanismus 1 angeordnet ist. Das antreibende Gegen­ zahnrad 59 ist über ein Doppelkegellager 53 frei drehbar durch eine Tragwand 40 a abgestützt, die im Achsgehäuseteil 40 angeordnet ist, wobei ein Vorsprung des Gegenzahnrades 59 mit dem Planetenradträger CR 1 der Planetengetriebe­ einheit 57 verbunden ist. Weiterhin ist der äußere Lauf­ ring des Lagers 53 durch eine Keilnutverbindung mit der Innenfläche der Gehäusetragwand 40 a gekoppelt. An der langgestreckten Außenfläche des äußeren Laufringes ist die zweite Einwegkupplung F 2 angeordnet. Zwischen dem Hohlrad R 2 und dem Achsgehäuseteil 40 ist eine dritte Bremse B 3 angeordnet.

Wie in Fig. 1 im einzelnen dargestellt, umfaßt der Kupp­ lungsabschnitt 47 eine erste (Vorwärts-)Kupplung und eine zweite (Rückwärts-)Kupplung, und er ist in dem hinteren Deckel 17 des Achsgehäuses hinter dem viergängigen Auto­ matikmechanismus 1 angeordnet. Das Hinterende der Eingangs­ welle 5 ist als Hülse 5 a ausgebildet, die einen mittleren Vorsprung 17 a des hinteren Deckels 17 umschließt. Eine Kupplungstrommel 4 ist mit der Hülse 5 a verbunden. Weiter­ hin umschließt die Kupplungstrommel 4 einen beweglichen Teil 7 mittels einer Keilnutverbindung, wobei Bewegung in axialer Richtung ermöglicht ist. Der bewegliche Teil 7 umschließt einen Kolbenteil 15. Der bewegliche Teil 7 und ein Zylinder, der durch die Innenseite der Kupplungs­ trommel 4 gebildet ist, bilden eine Ölkammer, welche eine hydraulische Betätigungseinrichtung 3 für die erste Kupp­ lung C 1 bilden. Der Kolbenteil 15 und ein Zylinder, der durch die Innenseite des beweglichen Teiles 7 gebildet ist, bilden eine Ölkammer, die eine hydraulische Betäti­ gungseinrichtung 12 für die zweite Kupplung C 2 darstellt.

Weiterhin ist zwischen dem Kolbenteil 15 und der an der Hohlwelle 50 befestigten Nabe 50 a eine zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebende Platte 6 als ein Aufnahme­ teil vorgesehen, welcher eine Kolbenrückführfeder abstützt. Die Druckaufhebungsplatte 6 ist stufenförmig ausgeführt und hat viele Stufen. Die Innenkante oder das Innenende der Platte 6 ist in der Hülse 5 a umschlossen, und zwar mittels eines Sicherungsringes 18, wobei keine axiale Bewegung zugelassen ist. Eine Platte 8 ist an die Außenkante oder an das Außenende der Platte 6 angeschweißt, beispielsweise durch Elektronenstrahlschweißung. Die Innen­ fläche des Kolbenteiles 15 und die Hinterseite der Platte 6 bilden eine zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebende Kammer 9. Diese Ölkammer 9 kann Öl speichern, welches durch die Drehung der Eingangswelle 5 abgespritzt oder zerstreut worden ist. Dieses Öl erzeugt den zentrifugalen hydrauli­ schen Druck bei Drehung der Ölkammer 9. Weiterhin ist zwi­ schen der Platte 6 und dem Kolbenteil 15 die Feder 10 angeordnet, die eine Rückführfeder darstellt, die für den Kolbenteil 15 und den beweglichen Teil 7 verwendet wird.

Der Kolbenteil 15 bildet eine hydraulische Betätigungsein­ richtung 12 für die zweite Kupplung C 2 durch Bildung einer Ölkammer zwischen dem Zylinder, der durch die Innenfläche des beweglichen Teiles 7 gebildet ist. Die erste Kupplung C 1 ist zwischen der Keilnutverbindung an der Innenfläche des Außendurchmessers der Kupplungstrommel 4 angeordnet. Die zweite Kupplung C 2 ist zwischen der Keilnutverbindung an der Innenfläche des Außendurchmessers des beweglichen Tei­ les 7 und der Keilnutverbindung an der Außenfläche der Nabe 50 a angeordnet, die durch die Hohlwelle 50 festgelegt ist.

Abgesehen von dem obengenannten dreigängigen Automatik­ mechanismus und den gemeinsamen Bauteilen umfaßt das vier­ gängige automatische Getriebe 1 folgende Einrichtungen oder Bauteile: Einen Hülsenteil 75, der einen kreisförmigen Vor­ sprung des hinteren Deckels 17 umgibt. Einen Flanschteil 76, der an dem Hülsenteil 75 befestigt ist, um einen Zylinder einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 54 für die dritte Kupplung C 0 zu bilden. An dem Kantenteil oder Endteil eines Trommelteiles 70 an der Außenseite des Flanschteiles 76 der hydraulischen Betätigungseinrichtung 54 ist eine Nut 70 b vorgesehen, wo eine Separatorplatte 92 sich im Eingriff befindet. Ein Rohr 71, welches die Aus­ gangsteile bildet, ist parallel zur Innenseitenfläche des Trommelteiles 70 zwischen der Separatorplatte für die dritte Kupplung C 0 und der Separatorplatte 92 für die vierte Kupplung C 3 gehalten. Ein äußerer Laufring 100 für die dritte Einwegkupplung F 0 ist zwischen einem Sicherungsring 96 zum Abschrauben der ersten Kupplung C 1 und einem Sicherungsring 91 zum Verbinden der Trommel­ teile angeordnet.

Der Underdrive-Mechanismus 27 umfaßt, wie in Fig. 2 darge­ stellt, ein Einzelplanetengetriebe 32. Weiterhin ist ein angetriebenes Gegenzahnrad 33 auf der Gegenwelle 22 über ein Lager 103 drehbar getragen. An der Gegenwelle 22 ist auch ein Untersetzungszahnrad 35 befestigt. Das Hohlrad R 3 des Planetengetriebes 32 ist mit dem angetriebenen Gegen­ zahnrad 33 verbunden. Der Planetenradträger CR 3 ist ange­ ordnet durch radiales Auswölben der Gegenwelle 22. Wei­ terhin ist das Sonnenrad S 3 an der Nabe 105 angeordnet, die an der Gegenwelle 22 drehbar abgestützt ist. Die vierte Bremse B 4, die eine Handbremse ist, steht mit einer Trommel 106 im Eingriff, die an der Außenseitenfläche der Nabe be­ festigt ist. Zwischen der Innenseitenfläche der Trommel 106 und der an dem Planetenradträger CR 3 befestigten Nabe ist eine fünfte Kupplung C 4 angeordnet. Weiterhin ist ein Kolben von der Nabe 105 umgeben, der sich nahe der Kupp­ lung C 4 befindet und eine hydraulische Betätigungsein­ richtung 107 darstellt. Zwischen dem langgestreckten Teil der Nabe 105 und dem Gehäuseteil 40 ist die vierte Kupplung F 3 angeordnet.

Das vordere Differential weist ein einen Zahnring tragendes Gehäuse 36 auf, welches ein Dämpfungsträger sein soll. Das Gehäuse 36 ist über Lager durch den Gehäuseteil 41 und den Gehäuseteil 40 frei drehbar getragen. Weiterhin ist an dem Gehäuse 36 ein Zahnring 39 großen Durchmessers vor­ gesehen, der mit dem Untersetzungszahnrad 35 im Eingriff steht. In dem Gehäuse 36 oder Träger 36 ist ein Antriebs­ rad 111 frei drehbar durch eine Antriebsradwelle 110 ge­ tragen, und weiterhin sind ein linkes und ein rechtes Sei­ tenrad 37 a bzw. 37 b, die mit dem Antriebsrad 111 im Ein­ griff stehen, frei drehbar abgestützt. Die linke und die rechte vordere Achswelle 23 a bzw. 23 b ist jeweils mit einem Seitenrad 37 a bzw. 37 b verbunden und von diesem umgeben.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der beschriebenen Aus­ führungsform im einzelnen erläutert.

Im ersten Vorwärtsgang wird der hydraulische Druck der hydraulischen Betätigungseinrichtung 3 über einen Öldurch­ gang zugeführt, der in dem hinteren Deckel 17 vorgesehen ist. Dann bewegt sich der bewegliche Teil 7 gegen die Fe­ der 10 unter Verwendung der Kupplungstrommel 4 als Zylin­ der, wodurch die erste Kupplung C 1 eingerückt wird. In diesem Zustand wird die Drehung der Eingangswelle 5 auf das kleine Hohlrad R 1 über die Kupplungstrommel 4 und die erste Kupplung C 1 übertragen. Gleichzeitig wird, wenn das große Hohlrad R 2 durch die zweite Einwegkupplung F 2 angehalten wird, Drehung entsprechend dem ersten Gang am Planetenradträger CR 1 abgenommen. Wenn die Maschinen­ bremse wirksam ist, wird die dritte Bremse B 3 wirksam und hält das große Hohlrad R 2 direkt an. Diese Drehung wird, wie es in Verbindung mit Fig. 3 erläutert worden ist, über das antreibende Gegenzahnrad 59 und das angetriebene Gegenzahnrad 33 auf den Underdrive-Mechanismus 27 und weiterhin über das Untersetzungszahnrad 35 und den Zahn­ ring 39 auf das vordere Differential 29 und auf die linke und die rechte vordere Achswelle 23 a, 23 b übertragen.

Im zweiten Vorwärtsgang wird der hydraulische Druck der hydraulischen Betätigungseinrichtung 51 zugeführt, und die zweite Bremse B 2 wird betätigt. Dann wird das Sonnen­ rad S 1 über die Einwegkupplung F 1 und die Hohlwelle 50 angehalten. Die Drehung des kleinen Hohlrades R 1 über die erste Kupplung C 1 wird am Planetenradträger CR 1 als Dre­ hung entsprechend dem zweiten Gang abgenommen, wie es zuvor erläutert wurde. Wenn es erforderlich ist, im zwei­ ten Gang die Maschinenbremse wirksam werden zu lassen, wird der hydraulische Druck der hydraulischen Betätigungs­ einrichtung 60 zugeführt, wodurch das Sonnenrad S 1 direkt angehalten wird.

Im dritten Vorwärtsgang wird außer der Zufuhr hydraulischen Druckes zur hydraulischen Betätigungseinrichtung 3 für die erste Kupplung C 1 hydraulischer Druck der hydraulischen Betätigungseinrichtung 54 über die Öldurchgänge zugeführt, die in dem kreisförmigen Vorsprung des hinteren Deckels 17 gebildet sind, und die dritte Kupplung C 0 wird eingerückt. Hierdurch wird die Drehung der Eingangswelle 5 auf das große Hohlrad R 2 übertragen. Gleichzeitig mit der Drehung des kleinen Hohlzahnrades R 1 wird die direkte Drehung der Getriebeeinheit 57, wobei alle Teile der Getriebeeinheit 57 sich zusammen drehen, am Planetenradträger CR 1 abge­ nommen.

Bevor in den vierten Vorwärtsgang geschaltet wird, wird die erste Kupplung C 1 ausgerückt durch Druckentlastung der Betätigungseinrichtung 3. In diesem Zustand wirkt hoher zentrifugaler hydraulischer Druck in der Betätigungs­ einrichtung 3 durch die Drehung hoher Geschwindigkeit, die direkt mit der Eingangswelle 5 verbunden ist. Da jedoch der zentrifugale hydraulische Druck durch den zentrifugalen hydraulischen Druck des Öles ausgeglichen wird, welcher in der zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebenden Kammer 9 herrscht, die sich mit hoher Geschwindigkeit mit der Betä­ tigungseinrichtung 3 dreht, wird der bewegliche Teil 7 zusammen mit dem Kolben 15 durch die Feder 10 augenblick­ lich zur Seite der Kupplungstrommel 4 bewegt. Daher wird, da die hydraulische Betätigungseinrichtung 3 für die erste Kupplung C 1 sich schnell zusammenzieht, die erste Kupplung C 1 direkt ausgerückt, ohne daß sich irgendein Einfluß aus dem zentrifugalen hydraulischen Druck beim Aufwärtsschalten ergibt, wenn der zentrifugale hydraulische Druck in großem Ausmaß wirkt als Folge der Drehung hoher Geschwindigkeit der hydraulischen Betätigungseinrichtung 3. Da die Platte 6 als Aufnahmeteil verwendet wird, um die Schubkraft der Fe­ der 10 abzustützen, sind neue Teile beispielsweise Platten­ teile zum Bilden der zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebenden Kammer 9 nicht erforderlich. Daher braucht die Struktur der Vorrichtung nicht sehr kompliziert zu sein, so daß das automatische Getriebe in keiner Weise größer gemacht oder in axialer Richtung ver­ längert zu werden braucht.

In diesem Zustand wird die Kraft des kleinen Hohlrades R 1 über die dritte Kupplung C 0, die vierte Kupplung C 4 und die dritte Einwegkupplung F 0 übertragen. In diesem Zustand wird der hydraulische Druck den hydraulischen Betätigungs­ einrichtungen 60, 51 zugeführt und die erste Bremse B 1 wird wirksam gemacht. Wenn das Sonnenrad S 1 angehalten wird, wird die Drehung der Eingangswelle 5 über die dritte Kupplung C 0 und den Trommelteil 70 auf das große Hohlrad R 2 übertragen. Diese Drehung läßt das kleine Hohlrad R 1 mit hoher Drehgeschwindigkeit leer laufen und sie überläuft die Einwegkupplung F 0, so daß die Overdrive-Drehung am Planetenradträger CR 1 abgenommen wird.

Im Rückwärtsgang wird der hydraulische Druck der hydrauli­ schen Betätigungseinrichtung zugeführt über den Öldurch­ gang 17 c in dem hinteren Deckel 17. Hierdurch wird der Kolben 15, der den beweglichen Teil als Zylinder benutzt, gegen die Feder 10 bewegt, um die zweite Kupplung C 2 ein­ zurücken und die dritte Bremse B 3 anzulegen. In diesem Zustand wird die Drehung der Eingangswelle 5 auf das Sonnenrad S 1 über die Kupplungstrommel 4, den beweglichen Teil 7, die zweite Kupplung C 2 usw. übertragen. Durch das große Hohlrad R 2, welches auf der Basis der dritten Bremse B 3 angehalten ist, wird Rückwärtsdrehung am Planetenrad­ träger CR 1 abgenommen.

Wie vorstehend erläutert, ist bei der vorliegenden Erfin­ dung eine zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebende Plat­ te 6 axial unbeweglich vorgesehen, deren Außendurchmesser­ kante öldicht an der Innenseitenfläche des zweiten Kolben­ teiles 15 angeordnet ist. Da die Innenseite des Kolbentei­ les 15 und die Aufhebungsplatte 6 die zentrifugalen hydrau­ lischen Druck aufhebende Kammer 9 bilden, ist die Ausfüh­ rung einfach, und der zentrifugale hydraulische Druck wird vollkommen ausgeglichen, so daß das Arbeiten der Betäti­ gungseinrichtungen 3 und 12 bei Druckentlastung glatt und weich erhalten werden kann. Dies führt zu einer Verringe­ rung der Kosten, weil die Rückschlagkugel nicht erforder­ lich ist, um das Problem des zentrifugalen hydraulischen Druckes zu lösen. Weiterhin ist zwischen dem zweiten Kol­ benteil 15 und der Aufhebungsplatte 6 die Feder 10 ange­ ordnet, und die den zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebende Kammer 9 und die Feder 10 wirken entsprechend auf den ersten und den zweiten Kolbenteil 7 bzw. 15. Daher können der erste Kolbenteil 7 und der zweite Kolbenteil 15 durch die Feder 10 bequem bewegt werden, weil der zentri­ fugale hydraulische Druck ausgeglichen ist. Da die Auf­ hebungsplatte 6 als Aufnahmeteil zum Abstützen der Kolbenrückführfeder verwendet wird, kann die zentrifugale hydraulische Druck aufhebende Kammer 9 gebildet sein ohne Erhöhung der Einzelteile und ohne hohen Raumbedarf in axialer Richtung.

In dem Fall, in welchem die durch die erste hydraulische Betätigungseinrichtung 3 eingerückte Kupplung die erste Kupplung C 1 ist, die vom ersten Gang bis zum direkten Gang eingerückt ist und im Oberdrive-Zustand ausgerückt wird, wird der hohe zentrifugale hydraulische Druck, der durch die hohe Drehgeschwindigkeit bewirkt wird beispielsweise zum Zeitpunkt des Aufwärtsschaltens vom dritten Vorwärts­ gang in den vierten Vorwärtsgang im D-Bereich, wenn die erste hydraulische Betätigungseinrichtung 3 betätigt wird, vollkommen ausgeglichen durch den hohen zentrifugalen hydraulischen Druck in der zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebenden Kammer 9, und die erste Kupplung C 1 wird schnell ausgerückt, wodurch das Schalten glatt bzw. weich erfolgt.

Claims (4)

1. Hydraulische Vorrichtung für ein automatisches Getriebe, umfassend eine hydraulische Betätigungseinrichtung, die durch eine Innenseitenfläche eines Zylinderteiles, der mit einem Drehteil gekoppelt ist, und einen Kolbenteil gebildet ist, der in dem Zylinder axial bewegbar ange­ ordnet ist, so daß die Betätigungseinrichtung wirksam ist, gewisse Kupplungen zu einem geforderten Zeitpunkt einzurücken, um den Drehteil mit einem anderen Drehteil zu verbinden, gekennzeichnet durch eine zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebende Platte (6), die auf der Hinterseite des Kolbenteiles (15) ohne axiale Bewegungsmöglichkeit angeordnet ist und mit dem Kolbenteil in öldichter Berührung steht, so daß die Hinterseite des Kolbenteiles und die Aufhebungsplatte eine hydraulische Kammer (9) bilden, um zentrifugalen hydraulischen Druck aufzuheben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste hydraulische Betätigungseinrichtung (3), die durch einen Kupplungstrommelteil (4), der zu dem Drehteil (5) konzentrisch angeordnet ist, und einen ersten Kolben­ teil (7) gebildet ist, der von der Innenseitenfläche des Kupplungstrommelteiles umschlossen ist, und eine zweite hydraulische Betätigungseinrichtung (12) vorgesehen sind, die durch die Innenfläche des ersten Kolbenteiles (7) und einen zweiten Kolbenteil (15) gebildet ist, der von dem ersten Kolbenteil umschlossen ist, so daß die beiden hy­ draulischen Betätigungseinrichtungen (3, 12) gewisse Kupplungen (C 1, C 2) betätigen, um den Drehteil (5) mit anderen Drehteilen zu verbinden, und daß die zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebende Platte (6) auf der Hinter­ seite des zweiten Kolbenteiles (15) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder zusammengedrückt zwischen der Hinterseite des Kolbenteiles (15) und der zentrifugalen hydraulischen Druck aufhebenden Platte (6) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung, die durch das Arbeiten der ersten hydrauli­ schen Betätigungseinrichtung (3) eingerückt wird, eine erste Kupplung (C 1) ist, die vom ersten Gang bis zum direkten Gang eingerückt ist und die im Overdrive-Zustand ausgerückt wird.