DE68907338T2

DE68907338T2 - Automatisches Umlaufgetriebe.

Info

Publication number: DE68907338T2
Application number: DE89312000T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Asada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1989-11-20
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2009-11-21
Also published as: JP2671463B2; EP0378900B1; JPH02154841A; EP0378900A2; DE68907338D1; US5049116A; EP0378900A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Drehzahlwechselvorrichtung in einem Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge, wie Automobile sowie Eisenbahnfahrzeuge, und insbesondere auf eine derartige Drehzahlwechselvorrichtung, die mit zwei Planetenradsätzen der Einzelritzelbauart und einem Planetenradsatz der Doppelritzelbauart ausgestattet ist.

Erörterung des Standes der Technik

Eine bekannte, in einem Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug verwendete Drehzahlwechselvorrichtung hat eine Mehrzahl von in geeigneter Weise angeordneten Planetenradsätzen, von denen jeder ein Sonnenrad, ein Ringrad, wenigstens ein Planetenritzel, das mit dem Sonnen- und Ringrad kämmt, und einen das oder die Planetenritzel drehbar lagernden Planetenradträger aufweist. Eines dieser Räder und Träger (Ritzel) der Planetenradsätze dient als ein Antriebselement, das mit einem Antriebsglied des Getriebes verbunden ist, und ein anderes Bauteil der Getriebevorrichtung dient als ein Abtriebselement, das mit einem Abtriebsglied des Getriebes verbunden ist, während andere Elemente mit einem ortsfesten Bauteil, wie einem Getriebegehäuse, gekoppelt werden können. Bei dieser Anordnung wird eine Drehbewegung des Antriebsgliedes des Getriebes auf das Abtriebsglied mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ins Langsame für eine Vorwärtsoder Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs übertragen.
Die durch die Drehzahlwechselvorrichtung gelieferten üntersetzungsverhältnisse variieren, wie oben gesagt wurde, in einem erheblichen Ausmaß in Abhängigkeit von der Art der Zusammensetzung oder Verbindung der Planetenradsätze, dem Übersetzungsverhältnis eines jeden Planetenradsatzes (d.h. der Zähnezahl des Sonnenrades dividiert durch die Zähnezahl des Ringrades) und der Anzahl der Planetenritzel , die jeder
Planetenradsatz besitzt. Jedoch sind in der Praxis nicht alle denkbaren Anordnungen der Planetengetriebevorrichtung verwendbar. Das heißt, daß die Drehzahlwechselvorrichtung, die eine Reihe von Planetenradsätzen enthält, in nützlicher Weise eingesetzt werden kann, wenn die Übersetzungsvorrichtung verschiedene Bedingungen oder Beschränkungen erfüllt, wie z.B. Einbau-Anpassungsfähigkeit an den Fahrzeugaufbau, Realisierbarkeit der Produktion und Kraftübertragungs- sowie Drehzahlwechselkennwerte und -leistung. Mit anderen Worten bedeutet das, daß zahlreiche Arten von Planetenradsätzen kosntruiert werden können, indem lediglich die Kombination und die übersetzungsverhältnisse der Planetenradsätze verändert werden. Deshalb ist es ziemlich schwierig, gerade diejenige Ausbildung der Drehzahlwechselvorrichtung zu entwerfen, die alle die oben angegebenen Bedingungen erfüllt, welche für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugserforderlich sind.
Unter der oben beschriebenen Situation sind verschiedene Arten von Drehzahlwechselvorrichtungen vorgeschlagen worden, die für eine Verwendung in einem Automatikgetriebe geeignet sind. Beispielsweise offenbaren die Offenlegungsschriften Nr. 51-17767, 51-48062, 51-108168, 51-108170 und 51-127968 der ungeprüften Japanischen Patentanmeldungen Drehzahlwechsel-Planetengetriebe mit drei Planetenradsätzen.
Bei der Drehzahlwechselvorrichtung mit einer Mehrzahl von Planetenradsätzen sind jedoch die Anzahl der durch die Vorrichtung zur Verfügung gestellten Betriebspositionen und die Untersetzungsverhältnisse der jeweiligen Betriebspositionen in hohem Maß in Abhängigkeit davon, wie die Planetenradsätze untereinander verbunden sind, welches Element der Übersetzungsvorrichtung mit dem Antriebsglied des Getriebes verbunden ist und welche Elemente an einem ortsfesten Bauteil festlegbar sind, veränderlich. Praktisch wird eine geeignete Drehzahlwechselvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe auf der Grundlage der Leistungskennlinie des Motors, mit welchem das Getriebe verbunden wird, und des Typs sowie der geforderten Eigenschaften des Fahrzeugs, in welches das Getriebe eingebaut wird, gewählt. Wenn die unterschiedlichen Motorfahrzeugtypen Drehzahlwechselvorrichtungen benötigen, die unterschiedlich in der Anordnung des Getriebezuges der Planetenradsätze wie auch in der Position der Kupplungen und Bremsen konstruiert sind, sollte die Anzahl der Arten der Wechselvorrichtungen so groß vorbereitet werden wie die Anzahl der Typen von Kraftfahrzeugen, bei denen die Getriebevorrichtungen eingebaut werden. Das resultiert in einer schlechten Produktivität der Getriebesätze aufgrund eines erhöhten Zeitaufwands für deren konstruktive Ausgestaltung und Fertigung. Das heißt, daß viele Grundanordnungen von Planetengetriebesystemen, die gemeinsame Fertigungs- oder Montageschritte nicht erlauben, hergestellt werden sollten, wodurch die Produktivität der notwendigen Fertigungsstraße der Getriebevorrichtungen demzufolge vermindert wird.
Wie oben gesagt wurde, ist die Drehzahlwechselvorrichtung, die eine Mehrzahl von Planetenradsätzen aufweist, imstande, eine Vielzahl von Untersetzungsverhältnissen herzustellen, die sich in hohem Maß in Abhängigkeit von der Art der Verbindung der Planetenradsätze und der Positionen der Kupplunggen sowie der Bremsen in den Planetenradsätzen unterscheiden. Es ist deshalb technisch möglich, die Anzahl der Betriebsstellungen und der Untersetzungsverhältnisse der Übersetzungsvorrichtung nach der Notwendigkeit zu bestimmen, indem die Anzahlen und Positionen der vom Motor eine Kraft aufnehmenden Kupplungen sowie der die ausgewählten Glieder der Übersetzungsvorrichtung stationär haltenden Bremsen geändert werden, während dieselben Kombinationen von Gliedern der Planetenradsätze, die permanent untereinander fest oder durch Kupplungsmittel miteinander zu verbinden sind, aufrechterhalten werden. Auf diese Weise kann das oben angesprochene Problem in einem gewissen Ausmaß gelöst werden, weil dieselbe Grundanordnung der Planetengetriebesysteme für unterschiedliche Bauformen von Übersetzungsvorrichtungen verwendet werden kann. In diesem Fall ist es erwünscht, daß die Grundanordnung des Planetengetriebesystems relativ kompakt sowie klein bemessen gemacht wird und leicht herzustellen ist sowie das Übersetzungsverhältnis ins Langsame liefert, das sich im wesentlichen in Form einer geometrischen Progression, um Schaltstöße zu reduzieren, ändert. Es ist auch erwünscht, daß die Grundanordnung einen relativ großen Bereich von Untersetzungsverhältnissen liefert, welcher ein Übersetzungsverhältnis ins Langsame von "1" oder nötigenfalls niedriger einschließt.
Andererseits sind die in den oben angegebenen Schriften offenbarten herkömmlichen Drehzahlwechselvorrichtungen nicht in der Lage, eine Schnellgangposition, deren Untersetzungsverhältnis "1" oder niedriger ist, zu erstellen. Ferner zeigen diese Veröffentlichungen nicht die Art einer Anderung der Anordnung der Kupplungen und Bremsen, so daß die durch die Übersetzungsvorrichtungen zur Verfügung gestellten Betriebsstellungen zu wechseln sind. Bei den herkömmlichen Übersetzungsvorrichtungen ändern sich die Untersetzungsverhältnisse der Betriebspositionen nicht immer in Form einer geometrischen Progression, so daß in ungünstiger Weise die Schaltstöße hervorgerufen werden, die den Fahrkomfort des Fahrzeugs verschlechtern.
Die DE-A-24 06 124 beschreibt eine Drehzahlwechselvorrichtung mit den Merkmalen des Gattungsbegriffs des Patentanspruchs 1.

Abriß der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die oben beschriebenen Situationen entwickelt. Es ist demzufolge ein Ziel der Erfindung, eine Drehzahlwechselvorrichtung in einem Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die eine Grundanordnung besitzt, welche eine Mehrzahl von Planetengetriebesätzen einschließt, so daß die Anordnung ohne Schwierigkeiten Modifikationen zuläßt, um unterschiedliche spezielle Ausgestaltungen zur Verfügung zu stellen, die vielfältigen Anforderungen an verschiedenartige Typen eines Automatikgetriebes des Fahrzeugs entsprechen.
Das obige Ziel kann gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung erreicht werden, die eine Drehzahlwechselvorrichtung in einem Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug in Übereinstimmung mit dem Patentanspruch 1 schafft.
Sofern die zwei oben angegebenen Elemente untereinander fest gekoppelt sind, können diese beiden Elemente getrennte Elemente sein, welche durch eine geeignete Art und Weise aneinander befestigt sind. Alternativ können die beiden Elemente als ein einzelnes einteiliges Element ausgestaltet sein, welches zwei Funktionen, die den beiden Elementen entsprechen, erfüllt. Auch in diesem Fall werden die beiden Elemente in Übereinstimmung mit dem Prinzip der Erfindung als fest untereinander durch Kopplungseinrichtungen verbunden interpretiert. Die oben angegebene Kupplungseinrichtung kann eine Kupplung sein, die eingerückt wird, um selektiv die entsprechenden Elemente, die oben genannt wurden, zu verbinden.
In der Drehzahlwechselvorrichtung dieser Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau werden die Innenzahnräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes immer oder momentan als eine Einheit gedreht oder stationär gehalten oder unabhängig voneinander gedreht oder stationär gehalten, wobei sie auf diese Weise als ein einteiliges stationäres Element, als separate stationäre Elemente, als ein einteiliges Antriebselement oder getrennte Antriebselemente, das/die mit dem Antriebsglied verbunden ist/sind, oder als ein einteiliges Antriebselement oder separate Antriebselemente, das/die mit dem Abtriebsglied verbunden ist/sind, dienen. In gleichartiger Weise dienen das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und das Innenzahnrad des zweiten Planetenradsatzes als das einteilige stationäre Element oder separate stationäre Elemente, als das einteilige Antriebselement oder separate Antriebselemente oder als das einteilige Abtriebselement oder separate Abtriebselemente. Ferner dienen die Planetenradträger des zweiten und dritten Planetenradsatzes als das einteilige stationäre Element oder separate stationäre Elemente, als das einteilige Antriebselement oder separate Antriebselemente oder als das einteilige Abtriebselement oder separate Abtriebselemente. Darüber hinaus dienen die Sonnenräder des zweiten und dritten Planetenradsatzes als das einteilige stationäre Element oder separate stationäre Elemente, als das einteilige Antriebselement oder separate Antriebselemente oder als das einteilige Abtriebselement oder separate Abtriebselemente. Jedes der unabhängigen Elemente der Drehzahlwechselvorrichtung, wie z.B. der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes, dient als ein unabhängiges stationäres Antriebs- oder Abtriebselement der Vorrichtung. Somit wirken die individuellen Planetenradsätze zusammen, um eine Drehbewegung des Antriebsgliedes des Getriebes auf das Abtriebsglied mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ins Langsame (die ein Direktantrieb- und/oder Schnellgangverhältnis oder -verhältnisse einschließen können) für ein Vorwärts- oder Rückwärtsfahren des Fahrzeugs zu übertragen. Letztlich trägt einer der drei Planetenradsätze dazu bei, das Untersetzungsverhältnis ins Langsame der gewählten Betriebsposition mit Ausnahme der direkten Antriebsposition, deren Untersetzungsverhältnis gleich "1" ist, herzustellen. Die erfindungsgemäße Drehzahlwechselvorrichtung kann eingerichtet sein, um eine relativ große Anzahl von Betriebsstellungen einschließlich von fünf bis sieben Vorwärtsantriebsstellungen und einer bis zwei Rückwärtsantriebsstellungen zur Verfügung zu stellen, was schrittweise Drehzahlwechsel über einen relativ großen Bereich eines Übersetzungsverhältnisses ins Langsame ( d.h. ein relativ hohes Verhältnis des höchsten Untersetzungsverhältnisses zum niedrigsten Untersetzungsverhältnis) ermöglicht. Ferner können die von der Übersetzungsvorrichtung zur Verfügung gestellten Untersetzungsverhältnisse so bestimmt werden, daß sie sich im wesentlichen in Form einer geometrischen Progression verändern.
Die erfindungsgemäße Drehzahlwechselvorrichtung, die zwei Einzelritzel-Planetenradsätze und den einen Doppelritzel- Planetenradsatz einschließt, ergibt ein kompaktes Automatikgetriebe, das ohne weiteres für verschiedene Anwendungsfälle modifiziert werden kann und verbesserte Kraftübertragungskennwerte mit verminderten Schaltstößen bietet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind Kupplungsmittel zwischen dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Innenzahnrad vorgesehen, um diese zwei Bauteile nötigenfalls zu verbinden. Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind Kupplungsmittel zur selektiven Verbindung des zweiten und dritten Planetenradträgers vorhanden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Das obige Ziel und weitere Ziele, die Merkmale sowie die Vorteile dieser Erfindung werden bei Studium der folgenden detaillierten Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, deutlich. Es zeigen:
Fig. 1(a) eine schematische Darstellung eines Teils eines Automatikgetriebes, das eine Ausführungsform einer Drehzahlwechelvorrichtung dieser Erfindung einschließt;
Fig. 1(b) eine Tabelle zu Betriebsstellungen der Übersetzungsvorrichtung von Fig. 1(a) sowie von AN-AUS-Zuständen von Kupplungen und Bremsen der Übersetzungsvorrichtung, um deren Positionen herzustellen;
Fig. 2(a), 3, 4, 5(a), 6(a), 7(a), 8(a), 9(a), 10(a), 11(a) 12(a), 13(a) und 14(a) schematische Darstellungen entsprechend derjenigen der Fig. 1 von verschiedenen anderen Ausführungsformen der Erfindung;
Fig. 2(b), 5(b), 6(b), 7(b), 8(b), 9(b), 10(b), 11(b), 12(b), 13(b) und 14(b) Tabellen von Betriebspositionen der Übersetzungsvorrichtungen der Ausführungsformen der Fig. 2(a), 5(a), 6(a), 7(a), 8(a), 9(a), 10(a), 11(a), 12(a), 13(a) bzw. 14(a) sowie von AN-AUS-Zuständen von Kupplungen und Bremsen der jeweiligen Übersetzungsvorrichtungen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Es wird zuerst auf die Fig. 1(a) Bezug genommen, in der eine Ausführungsform einer in einem Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug verwendeten Drehzahlwechselvorrichtung gezeigt ist, welche einen ersten Planetenradsatz 1, einen zweiten Planetenradsatz 2 und einen dritten Planetenradsatz 3 umfaßt. Jeder der ersten und zweiten Planetenradsätze 1, 2 ist ein Einzelritzel-Planetenradsatz, während der dritte Planetenradsatz 3 ein Doppelritzel-Planetenradsatz ist.
Im einzelnen besitzt der erste Planetenradsatz 1 ein erstes Sonnenrad 1S, ein erstes Planetenritzel 1P, einen ersten Planetenradträger 1C und ein erstes Innenzahnrad 1R. Das erste Sonnen- und Innenzahnrad 1S, 1R sind in koaxialer Lagebeziehung zueinander angeordnet, während das erste Planetenritzel 1P drehbar vom ersten Planetenradträger 1C gelagert und zwischen dem ersten Sonnen- sowie Innenzahnrad 1S, 1R angeordnet ist, mit denen es kämmt. Der zweite Planetenradsatz 2 besitzt ein zweites Sonnenrad 2S, ein zweites Planetenritzel 2P, einen zweiten Planetenradträger 2C und ein zweites Innenzahnrad 2R. Das zweite Sonnen- und Innenzahnrad 2S, 2R sind in koaxialer Lagebeziehung zueinander angeordnet, während das zweite Planetenritzel 2P vom zweiten Planetenradträger 2C drehbar getragen wird und zwischen dem zweiten Sonnen- sowie Innenzahnrad 2S, 2R angeordnet ist, mit denen es kämmt.
Der dritte Planetenradsatz 3 besitzt ein drittes Sonnenrad 3S, ein Paar von dritten Planetenritzeln 3P, die miteinander kämmen, einen dritten Planetenradträger 3C und ein drittes Innenzahnrad 3R. Der dritte Planetenradsatz 3 kann zwei oder mehr Paare von dritten Planetenritzeln 3P enthalten. Das Paar von dritten Planetenritzeln 3P wird vom dritten Planetenradträger 3C drehbar gelagert und ist zwischen dem dritten Sonnen- sowie Innenzahnrad 3S, 3R angeordnet. Das eine der beiden dritten Planetenritzel 3P kämmt mit dem dritten Sonnenrad 3S, während das andere Ritzel 3P mit dem dritten Innenzahnrad 3R kämmt.
In dieser Drehzahlwechselvorrichtung sind das erste und dritte Innenzahnrad 1R und 3R untereinander für eine Drehung als eine Einheit gekoppelt, während eine dritte Kupplung K3 zwischen dem ersten Sonnenrad 1S und dem zweiten Innenzahnrad 2R vorgesehen ist, so daß die Räder 1S, 2R untereinander durch die dritte Kupplung K3 zu verbinden sind. Ferner sind der zweite Planetenradträger 2C und der dritte Planetenradträger 3C untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest verbunden, während das zweite Sonnenrad 25 und das dritte Sonnenrad 3S untereinander zur Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.
Geeignete Kopplungseinrichtungen sind zwischen den untereinander, wie oben beschrieben wurde, verbundenen Elementen vorgesehen. Die Kopplungseinrichtungen können eine Hohlwelle, eine massive Welle, eine Kupplungstrommel oder ein anderes Verbindungsglied, das in einem herkömmlichen Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug verwendet wird, sein.
Eine Antriebswelle 4 ist mit einem (nicht dargestellten) Motor des Fahrzeugs über eine geeignete Kraftübertragungseinrichtung, wie einem Drehmomentwandler und einer Flüssigkeitskupplung, verbunden. Zwischen der Antriebswelle 4 und dem ersten Sonnenrad 1S ist eine erste Kupplung K1 zur selektiven Verbindung der beiden Bauteile 4 und 1S vorgesehen. Ferner befindet sich eine zweite Kupplung K2 zwischen der Antriebswelle 4 und dem ersten Planetenracträger 1C zu deren selektiver Verbindung. Jede der ersten, zweiten und dritten Kupplungen K1 , K2 und K3 kann eine Naß-Lamellenkupplung oder eine Freilaufkupplung oder eine Kombination aus der Lamellenkupplung und der Freilaufkupplung in Reihen- oder Parallelschaltung miteinander verwenden. Diese Arten von Kupplungen werden selektiv ein- und ausgerückt, um die geeigneten Elemente untereinander zu verbinden und voneinander zu trennen, und zwar durch eine hydraulisch betätigte Servo- oder andere Betätigungsvorrichtung, die im allgemeinen in einem Automatikgetriebe verwendet wird. Es sollte klar sein, daß geeignete Verbindungs- oder Zwischenglieder, wie Kupplungstrommeln, für die Kupplungen K1 , K2 und K3 vorgesehen werden können, um den Raum innerhalb eines Getriebegehäuses 6 zum Einbau der Bauelemente (Zahnräder und Träger) der drei Planetenradsätze sicherzustellen.
Die Drehzahlwechselvorrichtung enthält ferner eine erste Bremse B1, eine zweite Bremse B2 und eine dritte Bremse B3. Die erste Bremse B1 wird angezogen, um den ersten Planetenradträger IC am Getriebegehäuse 6 festzulegen. Die zweite Bremse B2 wird angezogen, um das erste und dritte Innenzahnrad 1R, 3R am Getriebegehäuse 6 festzuhalten, während die dritte Bremse B3 angezogen wird, um das zweite und dritte Sonnenrad 2S, 3S am Gehäuse 6 festzulegen. Für jede der Bremsen B1, B2 und B3 kann eine Naß-Lamellenbremse, eine Bandbremse, eine Freilaufkupplung oder eine Kombination daraus verwendet werden. Diese Typen von Bremsen werden angezogen und gelöst, um durch eine hydraulisch betätigte Servo- oder andere Betätigungsvorrichtung, die im allgemeinen im Automatikgetriebe verwendet wird, die entsprechenden Bauelemente selektiv zu blockieren. In der Praxis können geeignete Verbindungsmittel zwischen den Bremsen B1, B2, B3 und den zugeordneten, zu blockierenden Bauelementen oder zwischen den Bremsen und dem Getriebegehäuse 6 vorgesehen werden.
Mit dem zweiten und dritten Planetenradträger 2C und 3C des zweiten sowie dritten Planetenradsatzes 2, 3 ist eine Abtriebswelle 5 verbunden, die dazu dient, eine Drehbewegung von der Übersetzungsvorrichtung oder dem Getriebe auf eine Kardanwelle oder ein Vorgelegegetriebe (die nicht dargestellt sind) eines Kraftfahrzeugs zu übertragen.
Die erfindungsgemäße Drehzahlwechselvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau besitzt acht Betriebsstellungen, d.h. sieben Vorwärts-Antriebsstellungen (1. Gang, 2. Gang, 3. Gang, 4. Gang, 5. Gang, 6. Gang und 7. Gang) und eine Rückwärts- Antriebsstellung. Wie in der Tabelle der Fig. 1(b) angegeben ist, werden diese acht Stellungen selektiv durch gleichzeitiges Einrücken von drei Reibschlußvorrichtungen, die aus der ersten, zweiten sowie dritten Kupplung K1 - K3 und der ersten, zweiten sowie dritten Bremse B1 - B3 ausgewählt werden, hergestellt. Die in Fig. 1(b) gezeigte Tabelle gibt auch die Untersetzungsverhältnisse (Drehzahl der Antriebswelle 4/Drehzahl der Abtriebswelle 5) der jeweiligen Betriebsstellungen der Übersetzungsvorrichtung und deren spezielle Werte, die bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform erlangt werden, wobei die Planetenradsätze 1, 2 und 3 jeweilige Ü bersetzungsverhältnisse p&sub1; = 0,317, p&sub2; = 0,379 und p&sub3; =0,320 haben, an. In der Tabelle sind die eingerückten Kupplungen und angezogenen Bremsen durch die Symbole "o" gekennzeichnet. Jede Betriebsstellung der Drehzahlwechselvorrichtung wird im einzelnen beschrieben.

1. Gang-Vorwärts-Antriebsstellung

Die 1. Gangstellung der Drehzahlwechselvorrichtung wird bewerkstelligt oder gewählt, indem die erste und dritte Kupplung K1 , K3 sowie die erste Bremse 31 gleichzeitig angezogen werden. Unter dieser Bedingung werden das erste Sonnenrad 1S und das zweite Innenzahnrad 2R min der Antriebswelle 4 verbunden, während der erste Planetenradträger 1C am Getriebegehäuse 6 festgelegt wird. Im ersten Planetenradsatz 1 wird das erste Sonnenrad 1S mit der Antriebswelle 4 gedreht, wobei der erste Planetenradträger 1C blockiert ist, so daß das erste Ringrad 1R in der zur Drehrichtung der Antriebswelle 4 entgesetzten Rückwärtsrichtung mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die niedriger als die Drehzahl der Antriebswelle 4 ist. Diese Rückwärtsdrehung des ersten Ringrades 1R wird auf das dritte Ringrad 3R des dritten Planetenradsatzes übertragen. Als Ergebnis wird das dritte Sonnenrad 3S in derselben Rückwärtsrichtung wie das dritte Innenzahnrad 3R gedreht, weil der dritte Planetenradträger 3C mit der Abtriebswelle 5 verbunden ist, wobei eine Last auf den Planetenradträger 3C aufgebracht wird. Im zweiten Planetenradsatz 2 wird andererseits das zweite Innenzahnrad 2R mit der Antriebswelle 4 gedreht, während das zweite Sonnenrad 2S, das mit dem dritten Sonnenrad 3S fest verbunden ist, in der Rückwärtsrichtung gedreht wird, wodurch der zweite Planetenradträger 2C und der mit diesem verbundene dritte Planetenradträger 3C in der Vorwärtsrichtung, d.h. in der Drehrichtung der Antriebswelle 4, gedreht werden. Folglich wird die mit dem zweiten und dritten Planetenradträger 2C, 3C verbundene Abtriebswelle 5 in der Vorwärtsrichtung mit einer im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle 4 erheblich verminderten Drehzahl gedreht, d.h. mit dem höchsten Untersetzungsverhältnis unter den sieben Vorwärts-Antriebsstellungen. Das Untersetzungsverhältnis des in diese 1. Gangstellung gebrachten Getriebes wird durch (p&sub2; + p&sub3;)/(p - p&sub1; p&sub2;) dargestellt und sein spezieller Wert ist in dieser Ausführungsform 3,498.

2. Gang-Vorwärts-Antriebsstellung

Die 2. Gangstellung der Übersetzungsvorrichtung wird durch gleichzeitiges Einrücken bzw. Anziehen der ersten sowie dritten Kupplungen K1 , K3 und der zweiten Bremse B2 bewerkstelligt. Mit anderen Worten benötigt der Schaltvorgang von der 1. Gangstellung zur 2. Gangstellung das Lösen der ersten Bremse B1 und das Anziehen der zweiten Bremse B2. In diesem Zustand-trägt der erste Planetenradsatz 1 nicht zu irgendeinem Untersetzungsbetrieb bei, weil der erste Planetenradträger 1C sowohl von der Antriebswelle 4 als auch vom Getriebegehäuse 6 gelöst ist. Andererseits wird im zweiten Planetenradsatz 2 das zweite Innenzahnrad 2R mit der Antriebswelle 4 gedreht, wobei von der Abtriebswelle 5 auf den zweiten Planetenradträger 2C eine Last aufgebracht wird, und dadurch wird das zweite Sonnenrad 2S, wie oben beschrieben wurde, in der Rückwärtsrichtung gedreht. Diese Rückwärtsdrehung des zweiten Sonnenrades 2S wird auf das dritte Sonnenrad 3S des dritten Planetenradsatzes 3 übertragen.
Wenn das dritte Innenzahnrad 3 durch die zweite Bremse B2 am Getriebegehäuse 6 festgelegt wird, wird der dritte Planetenradträger 3C in der Vorwärtsrichtung gedreht, falls das dritte Sonnenrad 3S in der Rückwärtsrichtung gedreht wird. Diese Vorwärtsdrehung des dritten Planetenradträgers 3C wird auf den mit diesem fest verbundenen zweiten Planetenradträger 2C übertragen. Deshalb werden im zweiten Planetenradsatz 2 das zweite Innenzahnrad 2R und die Antriebswelle 4 gleichzeitig gedreht, und das zweite Sonnenrad 2S wird in der Rückwärtsrichtung gedreht, während dem zweiten Planetenradträger 2 eine Drehung in der Vorwärtsrichtung mit einer im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle 4 relativ reduzierten Drehzahl vermittelt wird. Kurz ausgedrückt heißt das, die Drehbewegung der Antriebswelle 4 wird auf die Abtriebswelle 5 in einer untersetzenden Weise übertragen, wobei der zweite und dritte Planetenradsatz 2, 3 wesentlich zur Erhöhung des Untersetzungsverhältnisses der Getriebevorrichtung beitragen. Das durch das Getriebe in dieser 2. Gangstellung gelieferte Untersetzungsverhältnis wird durch ( p&sub3; + p&sub2;)/p&sub3; wiedergegeben, und sein spezieller Wert ist bei der in Rede stehenden Ausführungsform 2,184.

3. Gang-Vorwärts-Antriebsstellung

Die 3. Gangstellung der Übersetzungsvorrichtung wird durch gleichzeitiges Einrücken bzw. Anziehen der ersten sowie dritten Kupplung K1, K3 und der dritten Bremse B3 hergestellt. Das heißt, daß der Schaltvorgang von der 2. Gangstellung zur 3. Gangstellung das Lösen der zweiten Bremse B2 und das Anziehen der dritten Bremse B3 erfordert. Unter dieser Bedingung wird das erste Sonnenrad 1S mit der Antriebswelle 4 für eine Drehung als eine Einheit verbunden, während das zweite und dritte Sonnenrad 2S, 3S am Getriebegehäuse 6 festgehalten werden. In dieser 3. Gangstellung trägt weder der erste Planetenradsatz 1 noch der dritte Planetenradsatz 3 zu irgendeinem Untersetzungsvorgang bei, weil der erste Planetenradträger IC von sowohl der Antriebswelle 4 als auch dem Getriebegehäuse 6 gelöst ist und das dritte Innenzahnrad 3R vom Getriebegehäuse 6 getrennt ist. Im zweiten Planetenradsatz 2 wird das zweite Innenzahnrad 2R mit der Antriebswelle 4 gedreht, während das zweite Sonnenrad 2S durch die dritte Bremse B3 blockiert wird, wodurch der zweite Planetenradträger 2C und die mit diesem verbundene Abtriebswelle 5 in der Vorwärtsrichtung mit einer im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle 4 relativ verminderten Drehzahl gedreht werden. Das Untersetzungsvernältnis der Übersetzungsvorrichtung, die in die 3. Gangstellung gebracht ist, wird durch 1 + p&sub2; wiedergegeben, und sein spezieller Wert ist bei dieser Ausführungsform 1,379.

4. Gang-Vorwärts-Antriebsstellung

Die 4. Gangstellung der Übersetzungsvorrichtung wird durch gleichzeitiges Einrücken der ersten, zweiten und dritten Kupplungen K1 , K2 sowie K3 und Lösen von allen Bremsen B1 , B2 sowie B3 bewerkstelligt. Das bedeutet, daß der Schaltvorgang von der 3. Gangstellung zur 4. Gangstellung das Lösen der dritten Bremse B3 und das Anziehen der zweiten Kupplung K2 erfordert. In dieser vierten Gangstellung werden das erste Sonnenrad 1S sowie der erste Planetenradträger 1C des ersten Planetenradsatzes 1 und das zweite Innenzahnrad 2R des zweiten Planetenradsatzes 2 alle mit der Antriebswelle 4 verbunden. Als Ergebnis wird der erste Planetenradsatz als Ganzes in der Vorwärtsrichtung mit derselben Drehzahl wie die Drehzahl der Antriebswelle 4 gedreht, und die Vorwärtsdrehung des ersten Innenzahnrades 1R wird auf das dritte Innenzahnrad 3R des dritten Planetenradsatzes 3 übertrgen. Da das zweite sowie dritte Sonnenrad 2S, 3S und der zweite sowie dritte Planetenradträger 2C, 3C jeweils für eine Drehung als eine Einheit fest verbunden sind, wird der gesamte Aufbau aus dem zweiten sowie dritten Planetenradsatz 2, 3 in der Vorwärtsrichtung mit der zur Drehzahl der Antriebswelle 4 gleichen Drehzahl gedreht, wenn das zweite und dritte Innenzahnrad 2R, 3R gleichzeitig mit der Antriebswelle 4 gedreht werden. Kurz gesagt heißt das, daß die Drehbewegung der Antriebswelle 4 unmittelbar auf die Abtriebswelle 5 übertragen wird, wobei die drei Planetenradsätze 1, 2 und 3 als eine Einheit drehen. In diesem Fall ist das Untersetzungsverhältnis der Übersetzungsvorrichtung gleich "1".

5. Gang-Vorwärts-Antriebsstellung

Die 5. Gangstellung der Übersetzungsvorrichtung wird durch gleichzeitiges Anziehen der zweiten Kupplung K2, der dritten Kupplung K3 und der dritten Bremse B3 hergestellt. Das heißt, daß der Schaltvorgang von der 4. Gang- zur 5. Gangstellung das Lösen der ersten Kupplung K1 und das Anziehen der dritten Bremse B3 erfordert. Unter dieser Bedingung wird der erste Planetenradsatz 1 so eingerichtet, daß das erste Sonnenrad 1S in der Vorwärtsrichtung mit einer höheren Drehzahl als der Drehzahl der Antriebswelle 4 und daß das erste Innenzahnrad 1R in der Vorwärtsrichtung mit einer niedrigeren Drehzahl als der Drehzahl der Antriebswelle 4 gedreht werden. Im zweiten und dritten Planetenradsatz 2 und 3, in welchen die beiden Planetenradträger 2C, 3C und die beiden Sonnenräder 2S, 3S jeweils fest untereinander verbunden sind, wird das zweite Innenzahnrad 2R in der Vorwärtsrichtung mit einer gegenüber der Drehzahl der Antriebswelle 4 höheren Drehzahl und das dritte Innenzahnrad 3R in der Vorwärtsrichtung mit einer Drehzahl gedreht, die niedriger ist als diejenige der Antriebswelle 4. Demzufolge werden der zweite und dritte Planetenradträger 2C, 3C sowie die damit verbundene Abtriebswelle 5 in dem Vorwärtsrichtung mit einer Drehzahl gedreht, die höher ist als diejenige der Antriebswelle 4. Somit wird die Drehbewegung der Antriebswelle 4 auf die Abtriebswelle 5 mit dem in die 5. Schnellgangposition geschalteten Getriebe übertragen. Das Untersetzungsverhältnis des Getriebes wird in dieser Stellung durch (1 + p&sub1; + p&sub1; p&sub2; - p&sub3;)/(1 + p&sub1;) wiedergegeben, und sein spezieller Wert bei der vorliegenden Ausführungsform ist 0,848.

6. Gang-Vorwärts-Antriebsstellung

Die 6. Gangstellung der Übersetzungsvorrichtung wird durch gleichzeitiges Einrücken der ersten sowie zweiten Kupplung K1, K2 und Anziehen der dritten Bremse B3 erreicht. Das heißt, daß der Schaltvorgang von der 5. Gang- zur 6. Gangstellung das Lösen der dritten Kupplung K3 und das Einrücken der ersten Kupplung K1 erfordert. Da sowohl das erste Sonnenrad 1S als auch der erste Planetenradträger 1C durch die Kupplungen K1 , K2 mit der Antriebswelle 4 verbunden sind, wird der erste Planetenradsatz als Ganzes gleichzeitig mit der Antriebswelle 4 in der gleichen Richtung (Vorwärtsrichtung) wie die Drehrichtung der Antriebswelle 4 gedreht. Als Ergebnis wird die Vorwärtsdrehung des ersten Innenzahnrades 1R auf das mit diesem verbundene dritte Innenzahnrad 3R übertragen. Deshalb wird im dritten Planetenradsatz 3 das dritte Innenzahnrad 3R in der Vorwärtsrichtung mit derselben Drehzahl wie die Antriebswelle 4 gedreht, wobei das dritte Sonnenrad 3S durch die dritte Bremse B3 blockiert wird, so daß der dritte Planetenradträger 3C und die damit verbundene Abtriebswelle 5 in der Vorwärtsrichtung mit einer Drehzahl gedreht werden, die höher als die Drehzahl der Antriebswelle 4 ist. In diesem Fall trägt der zweite Planetenradsatz 2 nicht zu irgendeinem Untersetzungsvorgang wegen einer Trennung zwischen dem zweiten Innenzahnrad 2R und dem ersten Sonnenrad 1S aufgrund des Lösens der dritten Kupplung K3 bei. Das bedeutet, daß die Drehbewegung der Antriebswelle 4 auf die Abtriebswelle 5 so übertragen wird, daß die Drehzahl der Antriebswelle 4 wesentlich durch den dritten Planetenradsatz 3 erhöht wird. Das Untersetzungsverhältnis des in die 6. Gangstellung versetzten Getriebes wird durch 1 - p&sub3; wiedergegeben, und sein spezieller Wert ist bei dieser Ausführungsform 0,680.

17. Gang-Vorwärts-Antriebsstellung

Die 7. Gangstellung der Übersetzungsvorrichtung wird durch gleichzeitiges Einrücken der zweiten Kupplung K2, der dritten Kupplung K3 und Anziehen der zweiten Bremse B2 bewerkstelligt. Das heißt, daß der Schaltvorgang von der 5. Gangstellung zur 7. Gangstellung das Lösen der dritten Bremse B3 und das Anziehen der zweiten Bremse B2 erfordert. Unter dieser Bedingung ist der erste Planetenradsatz 1 so eingerichtet, daß der erste Planetenradträger 1C mit der Antriebswelle 4 gedreht wird, wobei das erste Innenzahnrad 1R durch die zweite Bremse B2 blockiert ist, so daß das erste Sonnenrad 1S in der Vorwärtsrichtung mit einer im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle 4 erheblich erhöhten Geschwindigkeit gedreht wird. Die Vorwärtsdrehung mit hoher Geschwindigkeit des ersten Sonnenrades 1S wird auf das zweite Innenzahnrad 2R durch die dritte Kupplung K3 übertragen. Im zweiten Planetenradsatz 2 wird andererseits das zweite Sonnenrad 2S in der Rückwärtsrichtung gedreht, wenn das zweite Innenzahnrad 2R eine Drehung in der Vorwärtsrichtung ausführt, weil eine Last von der Abtriebswelle 5 auf den damit verbundenen zweiten Planetenradträger 2C aufgebracht wird. Die Rückwärtsdrehung des zweiten Sonnenrades 2S bewirkt ein Drehen des dritten Sonnenrades 3S in derselben Rückwärtsrichtung. Im dritten Planetenradsatz 3 wird deshalb der dritte Planetenradträger 3C in der Vorwärtsrichtung gedreht, weil das dritte Sonnenrad 3S mit dem dritten, durch die zweite Bremse B2 blockierten Innenzahnrad 3R in der Rückwärtsrichtung gedreht wird. Demzufolge werden das zweite Innenzahnrad und der zweite Planetenradträger 2R, 2C in der Vorwärtsrichtung mit einer sehr viel höheren Drehzahl als die Antriebswelle 4 gedreht, während das zweite Sonnenrad 2S in der Rückwärtsrichtung gedreht wird. Somit wird die mit dem zweiten sowie dritten Planetenradträger 2C, 3C verbundene Abtriebswelle 5 in der Vorwärtsrichtung mit einer erheblich im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle 4 erhöhten Drehzahl gedreht. Das Untersetzungsverhältnis des in diese 7. Gangstellung versetzten Getriebes wird durch p&sub1; (p&sub2; + p&sub3;)/p&sub3; (1 + p&sub1;) wiedergegeben, und sein spezieller Wert ist bei dieser Ausführungsform 0,526.

Rückwärts-Antriebsstellung

Die Rückwärts-Antriebsstellung der Übersetzungsvorrichtung wird durch gleichzeitiges Einrücken der ersten Kupplung K1 und Anziehen der ersten Bremse B1 sowie der dritten Bremse B3 hergestellt. Im einzelnen wird das erste Sonnenrad 1S mit der Antriebswelle 4 durch die erste Kupplung K1 verbunden, während der erste Planetenradträger 1C und das zweite sowie dritte Sonnenrad 2S, 3S am Getriebegehäuse 6 durch die erste und dritte Bremse B1, B3 festgehalten werden. In dem ersten Planetenradsatz 1 wird deshalb das erste Sonnenrad 1S mit der Antriebswelle 4 gedreht, wobei der erste Planetenradträger 1C blockiert ist, wodurch das erste Innenzahnrad 1R in der Rückwärtsrichtung mit einer gegenüber der Drehzahl der Antriebswelle 4 niedrigeren Drehzahl gedreht wird. Diese Rückwärtsdrehung mit niedriger Drehzahl des ersten Innenzahnrades 1R wird auf das dritte Innenzahnrad 3R, das mit dem ersten Innenzahnrad 1R in fester Verbindung ist, übertragen. Da das dritte Innenzahnrad 3R rückwärts gedreht wird, wobei das dritte Sonnenrad 3S durch die Bremse B3 blockiert ist, werden der dritte Planetenradträger 3C und die damit verbundene Abtriebswelle 5 in der Rückwärtsrichtung mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit gedreht. In diesem Fall trägt der zweite Planetenradsatz 2 nicht zu irgendeinem Untersetzungsvorgang wegen einer Lösung zwischen dem zweiten Innenzahnrad 2R und dem ersten Sonnenrad 1S bei. Das Untersetzungsverhältnis des in diese Rückwärts-Antriebsstellung versetzten Getriebes wird durch -(1 - &sub3;)/ &sub1; wiedergegeben, und sein spezieller Wert ist bei dieser Ausführungsform -2,144.
Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß die durch die erfindungsgemäße Drehzahlwechselvorrichtung erzeugten Übersetzungsverhältnisse ins Langsame, wenn die Vorrichtung in die 1. Gang- bis 4. Gangstellung geschaltet ist, so bestimmt sind, daß sie sich nahezu in Form einer geometrischen Progression verändern. Das bedeutet, daß das Verhältnis der Drehzahlen des Motors vor und nach jedem Schaltvorgang nahezu auf einem konstanten Wert gehalten wird, was ein ruhiges und schwierigkeitsloses Hoch- und Herunterschalten des Automatikgetriebes zuläßt.
Ferner hat die erfindungsgemäße Übersetzungsvorrichtung die 5. Gang- und 6. Gangstellung als Schnellgangstellungen, die jeweilige Untersetzungsverhältnisse von etwa 0,848 und 0,68 aufweisen, welche innerhalb eines praktisch zulässigen Bereichs gehalten sind. Diese Schnellgangstellungen eliminieren einen unnötigen Anstieg in der Drehzahl des Motors während eines Hochgeschwindigkeitsfahrens des Fahrzeugs, während ein hoher Grad einer Beschleunigungsleistung, eine verbesserte Kraftstoffausnutzung und ein geräuschloses Fahren des Fahrzeugs gewährleistet werden.
Darüber hinaus erfordert jeglicher Schaltvorgang der Übersetzungsvorrichtung von einer aus den sechs Vorwärts-Antriebsstellungen (1. Gang- bis 6. Gangstellung) zur benachbarten Vorwärts-Antriebsstellung (mit Ausnahme für die 7. Gangstellung) lediglich ein Lösen von einer der sechs Kupplungsvorrichtungen einschließlich der Kupplungen und Bremsen K1 - K3, B1 - B3 sowie ein Einrücken einer anderen Kupplungsvorrichtung. Das bedeutet, daß alle Schaltvorgänge durch Lösen von einer der drei eingerückten Kupplungsvorrichtungen und Einrücken von einer der drei ausgerückten Kupplungsvorrichtungen bewirkt werden. Folglich kann die Übersetzungsvorrichtung oder das Getriebe ruhig und ohne Schwierigkeiten mit vergleichsweise verminderten Schaltstößen hoch- und heruntergeschaltet werden. Selbst wenn die Übersetzungsvorrichtung von der 5.Gang- zur 7. Gangstellung anstelle der 6.Gangstellung geschaltet wird, so erfordert der Schaltvorgang lediglich ein Lösen und Anziehen von zwei geeigneten Kopplungsvorrichtungen (B3 und B2)
Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die erfindungsgemäße Drehzahlwechselvorrichtung in ihrer Konstruktion vergleichsweise einfach ist, weil die Übersetzungsvorrichtung lediglich drei Planetenradsätze 1, 2 und 3 aufweist, die jeweilige Übersetzungsverhältnisse haben, welche innerhalb eines passenden Bereichs von 0,32 - 0,38 gehalten werden. Demzufolge kann die Übersetzungsvorrichtung relativ kompakt und klein bemessen konstruiert werden, was auf die ausreichend verminderten radialen Abmessungen der drei Planetenradsätze mit den in geeigneter Weise bestimmten Übersetzungsverhältnissen zurückzuführen ist. Ferner können die relativen Umlaufgeschwindigkeiten der Planetenritzel 1P, 2P und 3P mit Bezug zu den Planetenradträgern 1C, 2C und 3C ausreichend vermindert werden.
Aus der Tabelle der Fig. 1(b) wird ersichtlich, daß alle drei Planetenradsätze 1, 2, 3 nicht die Drehzahlerhöhungs-/-reduzierfunktionen für alle der Vorwärts- und Rückwärts-Antriebsstellungen des Getriebes ausführen. Das bedeutet, daß wenigstens einer der Planetenradsätze 1, 2, 3 in Abhängigkeit von dem gegenwärtigen Zustand des Einrückens und Lösens der Kupplungen und Bremsen zu einer Erhöhung oder Verminderung der Drehzahl der Antriebswelle 4 beiträgt. Aus der obigen Beschreibung folgt, daß gewünschte Betriebsstellungen der Übersetzungsvorrichtung hergestellt werden können, indem selektiv die passenden Elemente der Planetenradsätze durch Einrücken geeigneter Kupplungsmittel, wie der dritten Kupplung K3, wenn das notwendig ist, verbunden werden, anstatt diese Elemente mittels beispielsweise einer Kupplungstrommel fest zu verbinden. Bei der dargestellen Ausführungsform ist das erste Sonnenrad 1S des ersten Planetenradsatzes 1 min dem zweiten Innenzahnrad 2R vom zweiten Planetenradsatz 2 mit Hilfe der dritten Kupplung K3 zu verbinden.
In der Fig. 2 ist eine Drehzahlwechselvorrichtung gezeigt, die eine zusätzliche vierte Kupplung K4 enthält, welche vorgesehen ist, um selektiv das dritte Sonnenrad 3S und den dritten Planetenradträger 3C des dritten Planetenradsatzes zu verbinden. In dieser Übersetzungsvorrichtung werden der zweite sowie dritte Planetenradsatz 2, 3 als eine Einheit gedreht, wenn die vierte Kupplung K4 eingerückt ist, weil das dritte Sonnenrad 3S sowie der dritte Planetenradträger 3C und das zweite Sonnenrad 2S sowie der zweite Planetenradträger 2C jeweils miteinander durch Einrücken der vierten Kupplung K4 verbunden oder vereinigt sind. Wie in der Tabelle der Fig. 2(b) angegeben ist, wird eine Gesamtheit von sieben Vorwärts-Antriebsstellungen und zwei Rückwärts-Antriebsstellungen durch das Vorsehen der vierten Kupplung K4 zur Verfügung gestellt.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Drehzahlwechselvorrichtung der Fig. 1(a) so konstruiert, daß das zweite und dritte Sonnenrad 2S, 3S sowie der zweite und dritte Planetenradträger 2C, 3C jeweils aneinander für eine Drehung als eine Einheit gekoppelt sind. Demzufolge können der zweite und dritte Planetenradsatz 2, 3 durch einen Ravigneaux-Planetengetriebesatz 7 ersetzt werden, der ein einziges Sonnenrad 2S (3S), einen einzigen Planetenritzelträger 2C (3C) und zwei Innenzahnräder 2R sowie 3R besitzt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Übersetzungsvorrichtung dieser Art arbeitet, um die sieben Vorwärts- und die eine Rückwärts-Antriebsstellungen gemäß der Tabelle der Fig. 1(b) herzustellen.
In gleichartiger Weise können der zweite und dritte Planetenradsatz 2, 3 der Drehzahlwechselvorrichtung von Fig. 2(a) durch einen Ravigneaux-Planetengetriebesatz 7 ersetzt werden, wie er bei der gerade oben beschriebenen Ausführungsform der Fig. 3 zur Anwendung kommt. Die auf diese Weise abgewandelte Übersetzungsvorrichtung, die in Fig. 4 gezeigt ist, arbeitet so, daß die sieben Vorwärts-Antriebsstellungen und die zwei Rückwärts-Antriebsstellungen gemäß der Tabelle der Fig. 2(b) hergestellt werden.
Bei den dargestellten Ausführungsformen der Fig. 1(a) und 2(a) ist die dritte Kupplung K3 zwischen dem ersten Sonnenrad 1S und dem zweiten Innenzahnrad 2R vorgesehen, während der zweite Planetenradträger 2C fest mit dem dritten Planetenradträger 3C verbunden ist. Es ist jedoch möglich, daß das erste Sonnenrad 1S und das zweite Innenzahnrad 2R fest untereinander verbunden werden, während geeignete Kupplungsmittel zwischen dem zweiten und dritten Planetenradträger 2C, 3C vorgesehen werden. Ein Beispiel dieser Anordnung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5(a) beschrieben.
Ein Drehzahlwechselgetriebe der Fig. 5(a) ist eine Abwandlung der Übersetzungsvorrichtung der Fig. 1(a), bei welcher das erste Sonnenrad 1S mit dem zweiten Innenzahnrad 2R fest gekoppelt und die fünfte Kupplung K5 vorgesehen ist, um selektiv den zweiten Planetenradträger 2C und den dritten Planetenradträger 3C zu verbinden. Die derart modifizierte Übersetzungsvorrichtung ist imstande, sieben Vorwärts-Antriebsstellungen und eine Rückwärts-Antriebsstellung gemäß der Tabelle der Fig. 5(b) herzustellen.
Die Fig. 6(a) zeigt eine Drehzahlwechselvorrichtung, die eine Abwandlung der Übersetzungsvorrichtung der Fig. 2(a) ist, bei welcher das erste Sonnenrad 1S und das zweite Innenzahnrad 2R untereinander fest verbunden sind und die fünfte Kupplung K5 dazu vorgesehen ist, selektiv den zweiten Planetenradträger 2C und den dritten Planetenradträger 3C zu verbinden. Die Übersetzungsvorrichtung der Fig. 6(a) ist imstande, sieben Vorwärts- und zwei Rückwärts-Antriebsstellungen gemäß der Tabelle der Fig. 6(b) herzustellen.
Die vierte, in den Übersetzungsvorrichtungen der Fig. 2(a), 4, 6(a) vorgesehene Kupplung K4 wird eingerückt, um das zweite Sonnenrad und den zweiten Planetenradträger 2S, 2C zu verbinden und dadurch die gesamte Konstruktion des zweiten Planetenradsatzes 2 als Einheit auszubilden, und um das dritte Sonnenrad sowie den dritten Planetenradträger 3S, 3C zu verbinden und dadurch die gesamte Konstruktion des dritten Planetenradsatzes 3 zu vereinigen. Gemäß dieser Erfindung können zusätzliche Kupplungsmittel vorgesehen werden, um die gesamte Konstruktion des ersten Planetenradsatzes 1 zu einer Einheit zu machen.
Die Fig. 7(a) zeigt eine Drehzahlwechselvorrichtung, die eine Abwandlung der Übersetzungsvorrichtung von Fig. 1(a) ist, bei welcher eine zusätzliche sechste Kupplung K6 vorgesehen ist, um selektiv das erste Sonnenrad 1S und das erste Innenzahnrad 1R zu verbinden. Da die gesamte Konstruktion des ersten Planetenradsatzes 1 durch Einrücken der sechsten Kupplung K6 zu einer Einheit gemacht werden kann, wird die zwischen der Antriebswelle 4 und dem ersten Planetenradträger vorgesehene Kupplung K2 eliminiert. Die Übersetzungsvorrichtung der Fig. 7(a) ist imstande, fünf Vorwärts-Antriebsstellungen und eine Rückwärts-Antriebsstellung herzustellen, indem gleichzeitig drei Kopplungsvorrichtungen, die aus den drei Kupplungen K1 , K3, K6 und den drei Bremsen B1 - B3 entsprechend der Tabelle der Fig. 7(b) ausgewählt werden, angezogen werden.
Eine in Fig. 8(b) dargestellte Drehzahlwechselvorrichtung ist eine Abwandlung der Übersetzungsvorrichtung der Fig. 2(a), bei welcher die sechste Kupplung K6 vorgesehen ist, um das erste Sonnenrad 1S und das erste Innenzahnrad 1R selektiv zu verbinden. Bei dieser Anordnung ist die zweite Kupplung K2 eliminiert und der Ort der vierten Kupplung K4 verändert, so daß das dritte Sonnenrad 35 und der dritte Planetenradträger 3C durch die vierte Kupplung K4 untereinander zu verbinden sind. Die Übersetzungsvorrichtung von Fig. 8(a) liefert fünf Vorwärts- und zwei Rückwärts-Antriebsstellungen, die durch gleichzeitiges Anziehen von drei Kopplungsvorrichtungen, die aus den vier Kupplungen K1 , K3, K4, K6 und den drei Bremsen B1 , B2, B3 entsprechend der Tabelle der Fig. 8(b) ausgewählt werden, hergestellt werden.
Aus den Tabellen der Fig. 7(b) und 8(b) wird ersichtlich, daß die erste Kupplung K1 einer jeden Drehzahlwechselvorrichtung der Fig. 7(a) und 8(a) für alle Vorwärts- und Rückwärts-Antriebsstellungen eingerückt wird. Deshalb ist es möglich, die erste Kupplung K1 dieser Übersetzungsvorrichtungen wegzulassen, indem die Antriebswelle 4 am ersten Sonnenrad 1S des ersten Planetenradsatzes 1 fest angebracht wird. Eine Drehzahlwechselvorrichtung, die in Fig. 9(a) gezeigt ist, ist eine Abwandlung der Übersetzungsvorrichtung von Fig. 7(a), bei welcher die erste Kupplung K1 durch eine feste Verbindung des ersten Sonnenrades 1S und der Antriebswelle 4 untereinander eliminiert wird. Wie in der Tabelle der Fig. 9(b) angegeben ist, liefert die Übersetzungsvorrichtung der Fig. 9(a) fünf Vorwärts-Antriebsstellungen und eine Rückwärts-Antriebsstellung, die durch gleichzeitiges Anziehen von zwei Kopplungsvorrichtungen, die aus den zwei Kupplungen K3, K6 und den drei Bremsen B1 - B3 ausgewählt werden, hergestellt werden.
Die Fig. 10(a) zeigt eine Drehzahlwechselvorrichtung, die eine Abwandlung der Übersetzungsvorrichtung der Fig. 8(a) ist, bei welcher die erste Kupplung K1 eliminiert wird, indem das erste Sonnenrad 1S und die Antriebswelle 4 fest gekoppelt werden. Wie in der Tabelle der Fig. 10(b) angegeben ist, werden fünf Vorwärts- und zwei Rückwärts-Antriebsstellungen durch gleichzeitiges Einrücken von zwei Kopplungsvorrichtungen bewerkstelligt, die aus den drei Kupplungen K3, K4, K6 und den drei Bremsen B1 - B3 ausgewählt werden.
Die Drehzahlwechselvorrichtung der Fig. 5(a) ist als eine Abwandlung der Übersetzungsvorrichtung der Fig. 1(a) vorgesehen, indem die dritte Kupplung K3 der Übersetzungsvorrichtung von Fig. 1(a) weggelassen und die fünfte Kupplung K5 für eine selektive Verbindung zwischen dem zweiten sowie dritten Planetenradträger 2C, 3C zugefügt wird. Die Drehzahlwechselvorrichtung der Fig. 6(a) wird durch Modifizieren der Übersetzungsvorrichtung der Fig. 2(a) in derselben Weise, wie oben beschrieben wurde, gebildet. Diese Abwandlung, bei welcher die dritte Kupplung K3 durch die fünfte Kupplung K5 ersetzt wird, kann auf die Übersetzungsvorrichtungen der Fig. 7(a) und 8(a) angewendet werden.
Eine in Fig. 11(a) gezeigte Drehzahlwechselvorrichtung ist eine Abwandlung der Fig. 7(a), wobei die dritte Kupplung K3 eliminiert wird, indem das erste Sonnenrad 1S und das zweite Innenzahnrad 2R untereinander fest gekoppelt werden, und wobei die fünfte Kupplung K5 vorgesehen ist, um selektiv den zweiten und dritten Planetenradträger 2C, 3C zu verbinden. Diese Übersetzungsvorrichtung, die die drei Kupplungen K1, K5, K6 und die drei Bremsen B1 - B3 enthält, ist imstande, fünf Vorwärts-Antriebsstellungen und eine Rückwärts-Antriebsstellung entsprechend der Tabelle der Fig. 11(b) herzustellen.
In der Übersetzungsvorrichtung von Fig. 11(a) wird die erste Kupplung K1 eingerückt, um alle Arbeitsstellungen der Übersetzungsvorrichtung herzustellen, wie in der Tabelle der Fig.11(b) gezeigt ist. Demzufolge ist es möglich, die erste Kupplung K1 zu eliminieren, indem die Antriebswelle 4 fest am ersten Sonnenrad 1S angebracht wird. Diese Anordnung ist in Fig. 12(A) dargestellt. Die Übersetzungsvorrichtung von Fig. 12(a), die die zwei Kupplungen K5, K6 und die drei Bremsen B1 - B3 besitzt, arbeitet so, daß fünf Vorwärts-Antriebsstellungen und eine Rückkwärts-Antriebsstellung in Übereinstimmung mit der Tabelle 12(b) hergestellt werden.
Eine in Fig. 13(a) gezeigte Drehzahlwechselvorrichtung ist eine Abwandlung der Übersetzungsvorrichtung der Fig. 8(a), in welcher die dritte Kupplung K3 eliminiert wird, indem das erste Sonnenrad 1S und das zweite Innenzahnrad 2R fest miteinander verbunden werden, und wobei die fünfte Kupplung K5 vorhanden ist, um eine selektive Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Planetenradträger 2C, 3C herzustellen. Wie in Fig. 13(b) angegeben ist, werden fünf Vorwärts- und zwei Rückwarts-Antriebsstellungen durch gleichzeitiges Anziehen von drei Kopplungsvorrichtungen hergestellt, die aus den vier Kupplungen K1 , K4, K5, K6 und den drei Bremsen B1 - B3 ausgewählt werden.
Bei der Übersetzungsvorrichtung der Fig. 13(a) wird die erste Kupplung K1 eingerückt, um alle Betriebsstellungen der Übersetzungsvorrichtung herzustellen. Deshalb kann die erste Kupplung K1 weggelassen werden, indem die Antriebswelle 4 fest mit dem ersten Sonnenrad 1S verbunden wird. Diese Anordnung ist in Fig. 14(a) gezeigt und kann dieselben Betriebsstellungen wie die Übersetzungsvorrichtung der Fig. 13(a) erzeugen, indem selektiv die drei Kupplungen K4, K5, K6 und die drei Bremsen B1 - B3 angezogen und gelöst werden, wie in Fig. 14(b) angegeben ist.
Jede der Kupplungen K1, K2, K3, K4, K5 und K6, die bei den verschiedenen oben erörterten Ausführungsformen zur Anwendung kommt, wird von einer Lamellenkupplung gebildet. Jedoch können für die Kupplungsmittel eine Freilaufkupplung oder eine Lamellenkupplung in Kombination mit einer Freilaufkupplung für eine verbesserte Kraftstoffausnutzung sowie ein geräuschloses Fahren des Fahrzeugs und verminderte Schaltstöße verwendet werden. Jede der Bremsen B1 , B2 und B3, die bei den oben erörterten Ausführungsformen zur Anwendung kommen, wird von einer Lamellenbremse gebildet. Jedoch können eine Freilaufkupplung, eine Bandbremse oder eine Kombination aus diesen als Bremsmittel anstelle der Lamellenbremse zum Einsatz kommen. Typische Beispiele dieser Kupplungen und Bremsen sind in den Japanischen Patentanmeldungen Nr. 63-1767270 und 63-221670 offenbart.
Wenngleich die vorliegende Erfindung anhand ihrer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen mit einem gewissen Grad von Spezialisierung zu lediglich Erläuterungszwecken beschrieben worden ist, so ist klar, daß die Erfindung mit verschiedenen anderen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen, die den in der einschlägigen Technik bewan derten Personen mit Blick auf die vorhergehenden Lehren einfallen mögen, innerhalb des Rahmens der beigefügten Patentansprüche verwirklicht werden kann. Beispielsweise können die zwei Elemente einer jeden Kombination der Planetenradsätze, wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist, aneinander befestigt werden oder selektiv untereinander durch Kupplungsmittel verbindbar sein. Zum Beispiel können das erste und dritte Innenzahnrad 1R und 3R, die bei den dargestellten Ausführungsformen untereinander fest gekoppelt sind, selektiv durch Kupplungsmittel verbindbar sein. In gleichartiger Weise können das zweite und dritte Sonnenrad 2S, 3S durch Kupplungsmittel selektiv zu verbinden sein. Ferner können die mit der Antriebs- und Abtriebswel le zu verbindenden Elemente und das Element oder die Elemente, die am Getriebegehäuse festzulegen sind, in geeigneter Weise bestimmt werden.

Claims

1. Drehzahlwechselvorrichtung in einem Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug mit einem ersten Planetenradsatz (1) der Einzelritzelbauart, der ein erstes Sonnenrad (1S), ein erstes, mit dem ersten Sonnenrad (1S) kämmendes Planetenritzel (1P) , ein erstes, mit dem ersten Planetenritzel (1P) kämmendes Innenzahnrad (1R) und einen ersten Planetenradträger (1C), der das erste Planetenritzel (1P) drehbar lagert, besitzt, mit einem zweiten Planetenradsatz (2) der Einzelritzelbauart, der ein zweites Sonnenrad (2S), ein zweites, mit dem zweiten Sonnenrad (2S) kämmendes Planetenritzel (2P), ein zweites , mit dem zweiten Planetenritzel (2P) kämmendes Innenzahnrad (2R) und einen zweiten Planetenradträger (2C), der das zweite Planetenritzel (2P) drehbar lagert, besitzt, und mit einem dritten Planetenradsatz (3) der Doppelritzelbauart, der ein drittes Sonnenrad (3S), wenigstens ein Paar von Planetenritzeln (3P) , die miteinander kämmen und von denen eines mit dem dritten Sonnenrad (3S) in Eingriff ist, ein drittes Innenzahnrad (3R), das mit dem anderen Planetenritzel aus dem wenigstens einen Paar von dritten Planetenritzeln (3P) in Eingriff ist, und einen dritten Planetenradträger (3C), der das wenigstens eine Paar von dritten Planetenritzeln (3P) drehbar lagert, besitzt, wobei der genannte erste, zweite und dritte Planetenradsatz (1, 2, 3) koaxial zueinander angeordnet sind, um eine Kraft von einem mit dem ersten Planetenradsatz (1) verbundenen Antriebsglied (4) auf ein hinsichtlich des Planetenradträgers (2C, 3C) des zweiten oder des dritten Plnaetenradsatzes (2, 3) verbundenes Abtriebsglied (5) mit einem ausgewählten Übersetzungsverhältnis aus unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ins Langsame zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß:

- das erwähnte erste sowie dritte Innenzahnrad ( 1R, 3R) miteinander durch entweder dieses erste sowie dritte Innenzahnrad untereinander fixierende Kopplungseinrichtungen oder durch Kupplungsmittel, die selektiv dieses erste sowie dritte Innenzahnrad miteinander kuppeln, verbunden sind;

- das besagte erste Sonnenrad (1S) sowie das erwähnte zweite Innenzahnrad (2R) miteinander durch entweder dieses erste Sonnenrad sowie zweite Innenzahnrad untereinander fixierende Kopplungseinrichtungen oder durch Kupplungsmittel (K3), die selektiv dieses erste Sonnenrad sowie zweite Innenzahnrad miteinander kuppeln, verbunden sind;

- der genannte zweite sowie dritte Planetenradträger (2C, 3C) miteinander durch entweder diesen zweiten sowie dritten Planetenradträger untereinander fixierende Kopplungseinrichtungen oder durch Kupplungsmittel (K5), die selektiv diesen zweiten sowie dritten Planetenradträger miteinander kuppeln, verbunden sind; und

- das besagte zweite sowie dritte Sonnenrad (2S, 3S) miteinander durch entweder dieses zweite sowie dritte Sonnenrad untereinander fixierende Kopplungseinrichtungen oder durch Kupplungsmittel, die selektiv dieses zweite sowie dritte Sonnenrad miteinander kuppeln, verbunden sind.

2. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte erste Sonnenrad und das erwähnte zweite Innenzahnrad (1S, 2R) durch ein Kupplungsmittel (K3) miteinander kuppelbar sind.

3. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte erste sowie dritte Innenzahnrad (1R , 3R) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

4. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zweite sowie dritte Planetenradträger (2C, 3C) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

5. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte zweite sowie dritte Sonnenrad (2S, 3S) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

6. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Abtriebsglied (5) und der genannte zweite Planetenradträger (2C) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

7. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zweite und dritte Planetenradträger (2C, 3C) durch ein Kupplungsmittel (K5) miteinander kuppelbar sind.

8. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte erste sowie dritte Innenzahnrad (1R, 3R) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

9. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte erste Sonnenrad und das erwähnte zweite Innenzahnrad (1S, 2R) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

10. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte zweite sowie dritte Sonnenrad (2S, 3S) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

11. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß drei Kupplungen (K1, K2, K5; K1, K5, K6; K4, K5, K6) , die eine Kupplung als das erwähnte Kupplungsmittel (K5) einschließen, in Kombination mit drei Bremsen (B1 , B2, B3) vorgesehen sind, wobei jedes der genannten unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse ins Langsame durch gleichzeitiges Anziehen von drei aus diesen drei Kupplungen sowie diesen drei Bremsen ausgewählten Elementen geschaffen wird.

12. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vier Kupplungen (K1, K2, K4, K5; K1, K4, K5, K6) , die eine Kupplung als das erwähnte Kupplungsmittel (K5) einschließen, in Kombination mit drei Bremsen (B1, B2, B3) vorgesehen sind, wobei jedes der genannten unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse ins Langsame durch gleichzeitiges Anziehen von drei aus diesen vier Kupplungen sowie drei Bremsen ausgewählten Elementen geschaffen wird.

13. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kupplungen (K5, K6) , die eine Kupplung als das erwähnte Kupplungsmittel (K5) einschließen, in Kombination mit drei Bremsen (B1, B2, B3) vorgesehen sind, wobei jedes der genannten unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse ins Langsame durch gleichzeitiges Anziehen von zwei aus diesen zwei Kupplungen sowie drei Bremsen ausgewählten Elementen geschaffen wird.

14. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Antriebsglied (4) und das besagte erste Sonnenrad (1S) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

15. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Abtriebsglied (5) und der genannte dritte Planetenradträger (3C) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.

16. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Planetenradsatz (2) der Einzelritzelbauart und der genannte dritte Planetenradsatz (3) der Doppelritzelbauart von einem Ravigneaux-Planetengetriebsatz gebildet sind, der ein Sonnenrad (2S, 3S), das als die besagten, untereinander fest gekoppelten Sonnenräder wirkt, ein Planetenritzel (2P, 3P), das als die erwähnten zweiten sowie dritten Planetenritzel wirkt, und einen Planetenradträger (2C, 3C), der als die genannten zweiten sowie dritten Planetenradträger wirkt, besitzt.

17. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte erste Sonnenrad (1S) und das erwähnte zweite Innenzahnrad (2R) durch Kupplungsmittel (K3) miteinander kuppelbar sind.

18. Drehzahlwechselvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte erste sowie dritte Innenzahnrad (1R, 3R) untereinander für eine Drehung als eine Einheit fest gekoppelt sind.