Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Gangschaltsystem für die Verwendung in einem Automatikgetriebe
für ein Fahrzeug.
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Sowohl eine Vielzahl Planetradsätze, die den Getriebestrang
des Automatikgetriebes für ein Fahrzeug aufbauen, als auch
Reibungseingriffselemente, wie beispielsweise Kupplungen oder
Bremsen zum wahlweisen Verbinden oder Fixieren der drehenden
Elemente der Planetradsätze sind im allgemeinen in einer
einstückigen Ummantelung untergebracht. Darüber hinaus kann ein
Geschwindigkeitsmeßzahnrad und ein Lager für eine Ausgangswelle
in einem Verlängerungsgehäuse untergebracht sein, das mit einem
Endabschnitt der Ummantelung verbunden ist, wie beispielsweise
in dem Dokument JP-A-5126174 offenbart ist, das am 21. Mai 1993
veröffentlicht wurde.
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Dieser Aufbau wird kurz im folgenden beschrieben. Die
Ummantelung ist an ihrem hinteren Endabschnitt (der sich an der
entgegengesetzten Seite des Drehmomentwandlers befindet) mit
einem Wandabschnitt ausgebildet, der zu der radialen Mitte hin
vorsteht. Dort sind eine Mehrfachscheibenbremse und ein Freilauf
vorgesehen zum wahlweisen Fixieren des Zahnkranzes eines
Planetenradsatzes, der in der Nähe dieses Wandabschnitts
angeordnet ist. Die Mehrfachscheibenbremse hat eine aus einem
Zahnkranz hergestellte Bremsnabe und eine aus der Ummantelung
hergestellte Bremstrommel, so daß die Bremsscheibe mit dem
äußeren Umfang des Zahnkranzes verkeilt ist, wohingegen die
Bremsplatte mit dem inneren Umfang der Ummantelung verkeilt ist.
Andererseits ist der Freilauf zwischen dem vorstehend erwähnten
Planetenradsatz und dem Wandabschnitt derart angeordnet, daß
dessen innere Laufbahn mit dem vorstehend erwähnten Zahnkranz
verbunden ist und dessen äußere Laufbahn mit dem inneren Umfang
der Ummantelung verkeilt ist. Darüber hinaus ist der Kolben zum
Anwenden der vorstehend erwähnten Mehrfachscheibenbremse hin und
hergehend in den vorstehend erwähnten Wandabschnitt eingepaßt.
Infolgedessen ist der Kolben in einer zylindrischen Form
ausgebildet, die den vorstehend erwähnten Freilauf abdeckt, und
dessen führender Endabschnitt mit einem Vorsprung ausgebildet
ist, der über einen Abschnitt der Laufbahn des Freilaufs zu der
Mehrfachscheibenbremse hin vorsteht.
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Infolgedessen ist bei dem Gangschaltsystem gemäß dem
Dokument JP-A-5126174, wie vorstehend beschrieben ist, die
Drehung des Zahnkranzes in eine vorgegebene Richtung durch
Anwenden des Freilaufs blockiert, und der Kolben wird vorwärts
bewegt, um die Mehrfachscheibenbremse anzuwenden zum Verbinden
und Fixieren des Zahnkranzes an der Ummantelung. Somit wird die
Reaktion beim Blockieren der Drehung des Zahnkranzes durch die
Ummantelung aufgenommen.
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Bei dem Gangschaltsystem gemäß dem Dokument JP-A-5126174 ist
der Kolben zum Anwenden der Mehrfachscheibenbremse gegenüber dem
Freilauf angeordnet, so daß er zu der Mehrfachscheibenbremse hin
verlängert werden muß um den Freilauf herum. Infolgedessen ist
die Ummantelung radial so vergrößert, daß ein Nachteil
verursacht wird, daß das Spiel zwischen dieser und dem Körper
vermindert ist. Da der Kolben die zylindrische Form hat entsteht
ein anderer Nachteil, daß seine Steifigkeit aufgegeben werden
muß, wenn seine Unterbringung in der Ummantelung verbessert
werden soll, wohingegen seine Größe vergrößert werden muß, wenn
eine ausreichende Steifigkeit gewährleistet sein soll. Da
darüber hinaus der Kolben mit dem Vorsprung ausgebildet ist, der
sich über einen Abschnitt der äußeren Laufbahn des Freilaufs
erstreckt, um die Bremsscheibe und die Bremsplatte zu drücken,
ist es schwierig, die Steifigkeit an seinem Vorsprung zu halten
und die Bremsscheibe und die Bremsplatte vollkommen gleichförmig
um ihre Umfänge herum zu drücken. Das führt noch zu einem
anderen Nachteil, daß die Drehmomentkapazität klein werden kann
oder daß ein Versatzverschleiß auftreten kann. Da darüber hinaus
der Kolben eine zylindrische Form hat, die die Umgebung des
Freilaufs abdeckt, wird das Schmieröl an dem inneren Umfang des
Kolbens zu der Mehrfachscheibenbremse hingeschleudert durch die
Zentrifugalkraft. Infolgedessen wird zuviel Schmieröl zu der
Mehrfachscheibenbremse zugeführt. Darüber hinaus ist diese
Mehrfachscheibenbremse im vierten Vorwärtsgang gelöst, der
häufig verwendet wird. Somit kann das Mitnahmedrehmoment
aufgrund von zuviel Schmieröl übermäßig ansteigen, um einen
weiteren Nachteil der Reduktion der Energieverluste oder der
Verbesserung des Verbrauchs mit sich zu bringen. Darüber hinaus
ist die Bauweise des Gangschaltsystems, das vorstehend
beschrieben ist, durch derartige komplizierte Arbeiten in den
tiefsten Abschnitten der Ummantelung herzustellen, daß der
Kolben in den Wandabschnitt einzupassen ist, der an dem axialen
Endabschnitt der Ummantelung ausgebildet ist, und daß der
Freilauf dann eingepaßt wird, während der Vorsprung des Kolben
wie gewünscht eingeschraubt wird. Somit ist die Montage des
vorstehend beschriebenen Gangschaltsystems schlecht.
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Ein Gangschaltsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von
Anspruch 1 ist in dem Dokument US-A-5 224 907, das am 06. Juli
1993 veröffentlicht wurde, beschrieben. Familienmitglieder
dieses Dokuments sind die Dokumente JP-A-4 136 545, JP-A-4 136
548 und JP-A-4 136 549, die am 11. Mai 1992 veröffentlicht
wurden.
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Das bekannte Gangschaltsystem nach dem Dokument US-A-5 224
907 und seinen Familienmitgliedern weist einen
Hauptgetriebestrang und einen Sekundärgetriebestrang mit
unterschiedlichen Achsen auf, die parallel zueinander angeordnet
sind. Die Eingangswelle des Getriebes ist auf der Achse des
Hauptgetriebestrangs angeordnet, und die Ausgangswelle des
Getriebes ist auf der Achse des Sekundärgetriebestrangs
angeordnet. Zwei der drei Planetenradsätze sind auf der Achse
des Hauptgetriebestrangs angeordnet, und ein dritter
Planetenradsatz ist auf der Achse des Sekundärgetriebestrangs
angeordnet. Eine Mehrfachscheibenbremse und ein Freilauf sind
auch auf der Achse des Sekundärgetriebestrangs angeordnet. Der
Freilauf und die Ausgangswelle des Getriebes sind an
entgegengesetzten Seiten des dritten Planetenradsatzes
angeordnet. Während dem Hochschalten von der dritten Gangstufe
zu der vierten Gangstufe befindet sich der Freilauf im Eingriff.
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Das bekannte Gangschaltsystem weist eine Ummantelung für die
Unterbringung der Planetenradsätze auf. Ein Verlängerungsgehäuse
ist an einem axialen Endabschnitt der Ummantelung angebracht.
Der Freilauf ist in dem Verlängerungsgehäuse angeordnet.
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Während das bekannte Gangschaltsystem in seiner axialen
Richtung kompakt ist, hat es beträchtliche Abmessungen in der
radialen Richtung. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht in der Weiterbildung eines Gangschaltsystems mit den
Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, so daß es eine
kleinere Größe in der radialen Richtung hat.
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Diese Aufgabe wird durch das Gangschaltsystem nach Anspruch
1 gelöst, beispielsweise indem zusätzlich die Merkmale
vorgesehen werden, die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch
1 enthalten sind.
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Bei dem Gangschaltsystem gemäß der Erfindung sind die
Eingangswelle, die Ausgangswelle, alle Planetenradsätze und der
Freilauf auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Dadurch sind
die radialen Dimensionen des Getriebes reduziert. Der
vorgegebene Planetenradsatz, auf den der Freilauf wirkt, ist auf
der gemeinsamen Achse an dem axialen Endabschnitt der
Ummantelung angeordnet, während der Freilauf außerhalb der
Ummantelung angeordnet ist, nämlich in dem Verlängerungsgehäuse.
Dadurch wird gewährleistet, daß das Getriebe auf eine
vergleichsweise einfache Weise montiert werden kann. Die
Ausgangswelle erstreckt sich in der axialen Richtung durch den
Freilauf hindurch. Dieses Merkmal vermeidet eine kompliziertere
Anordnung, bei der das Abgabedrehmoment an einer axialen
Position geliefert wird irgendwo zwischen den Planetenradsätzen.
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Wenn darüber hinaus die Mehrfachscheibenbremse in dem
Verlängerungsgehäuse angeordnet ist, wird kein überschüssiges
Schmieröl zu der Mehrfachscheibenbremse zugeführt, so daß deren
Mitnahmedrehmoment reduziert werden kann, um die Energieverluste
zu unterdrücken.
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Die vorstehende und weitere Aufgaben und neuen Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden vollständig ersichtlich beim Lesen
der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den
beigefügten Zeichnungen. Es soll ausdrücklich verständlich
gemacht werden, daß die Zeichnungen jedoch nur dem Zweck der
Darstellung dienen, und es nicht beabsichtigt ist, daß diese die
Grenzen der Erfindung definieren.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 zeigt eine schematische Skizze eines
Gangschaltsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 zeigt einen Bereich, der einen Abschnitt des
Gangschaltsystems von Fig. 1 genauer zeigt;
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Fig. 3 zeigt auch einen Bereich, der aber einen anderen
Abschnitt des Gangschaltsystems von Fig. 1 genauer zeigt;
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Fig. 4 zeigt einen Bereich, der einen Abschnitt eines
Beispiels der Montagebauweise des Zahnkranzes und des
Parkzahnrads eines dritten Planetenradsatzes des
Gangschaltsystems, das in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, zeigt;
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Fig. 5 zeigt einen Bereich, der einen Abschnitt der
Doppelkammerbauweise eines hydraulischen Servomechanismuses zum
Aufbringen einer vierten Kraft bei dem in Fig. 2 und 3
gezeigten Gangschaltsystem zeigt;
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Fig. 6 zeigt eine Kupplungs-/Bremsaufbringungstabelle von
Reibungseingriffselementen zum Einrichten einer Vielzahl von
Gangstufen bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 7 zeigt einen Bereich, der einen hydraulischen
Servomechanismus für eine vierte Bremse bei einem anderen
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 8 zeigt einen Bereich, der einen Abschnitt an der
Seite eines Verlängerungsgehäuses noch eines anderen
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 9 zeigt eine Skizze eines weiteren
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 10 zeigt einen Bereich, der einen Abschnitt des
Systems von Fig. 9 genauer zeigt; und
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Fig. 11 zeigt eine Kupplungs-/Bremsaufbringungstabelle der
Reibungseingriffselemente zum Einrichten einer Vielzahl von
Gangstufen bei dem Gangschaltsystem, das in Fig. 9 gezeigt ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Hier wird ein erfindungsgemäßes Gangschaltsystem
beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Skizze eines
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das
erfindungsgemäße Gangschaltsystem ist aufgebaut, um einen
Einzelritzelplanetenradsatz PG1 für eine Overdrivestufe
(Schongang) und erste bis dritte Einzelritzelplanetenradsätze
PG1 bis PG3 zu umfassen. Diese ersten bis dritten
Planetenradsätze PG1 bis PG3 sind vorgesehen zum Einrichten
einer Untersetzungsstufe und sind gereiht in der angeführten
Reihe von PG1, PG2 und PG3 von der Seite der Eingangswelle 1
aus.
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Insbesondere ist der Overdriveplanetenradsatz PG0 an der
Seite der Eingangswelle 1 angeordnet, so daß ein Träger C0 mit
der Eingangswelle 1 verbunden ist. Zwischen dem Träger C0 und
einem Sonnenrad S0 sind eine Mehrfachscheibenkupplung K0 und ein
Freilauf F0 angeordnet, die sich in einer parallelen Beziehung
zueinander befinden. Andererseits ist eine
Mehrfachscheibenbremse B0 zum wahlweisen Fixieren des Sonnenrads
50 zwischen dem Sonnenrad 50 und einer Ummantelung 3
zwischengesetzt. Darüber hinaus hat der Overdriveplanetenradsatz
PG0 einen Zahnkranz R0, der so mit einer Zwischenwelle 4
verbunden ist, die auf einer Verlängerung der Eingangswelle 1
angeordnet ist, daß sie sich miteinander drehen können. Mit
dieser Zwischenwelle 4 ist folgendes verbunden, um sich mit
dieser zu drehen: Der Trommelabschnitt einer ersten Kupplung K1
einer Mehrfachscheibenkupplung, die als in eine erste
Kupplungseinrichtung wirkt; und der Nabenabschnitt einer zweiten
Kupplung K2 einer Mehrfachscheibenkupplung, die als eine zweite
Kupplungseinrichtung wirkt.
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Diese Kupplungen K1 und K2 sind von der Seite der
Eingangswelle 1 aus in der Reihenfolgen von K2 und K1
angeordnet. In der Nachbarschaft dieser ersten Kupplung K1 ist
ein erster Planetenradsatz PG1 angeordnet, der ein Sonnenrad S1
hat, das am äußeren Umfang einer Sonnenradwelle 20 ausgebildet
ist. Die zweite Kupplung K2, die sich auf der Seite des
Overdriveplanetenradsatzes PG0 befindet, hat einen
Trommelabschnitt 21, der sich von dem ersten Planetenradsatz PG1
zu einer Ausgangswelle 2 erstreckt, während er die erste
Kupplung K1 und den ersten Planetenradsatz PG1 solange
überdeckt, wie er mit der Sonnenradwelle 20 verbunden ist, um
sich zusammen mit dieser zu drehen. Um den äußeren Umfang des
Trommelabschnittes 21 herum ist darüber hinaus eine erste Bremse
B1 einer Bandbremse angeordnet, die als eine erste
Bremseinrichtung wirkt.
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Zwischen dem ersten Planetenradsatz PG1 und dem zweiten
Planetenradsatz PG2 sind ein Freilauf F1 und eine zweite Bremse
B2 angeordnet, die aus einer Mehrfachscheibenbremse hergestellt
ist und als eine zweite Bremseinrichtung wirkt. Insbesondere ist
der zweite Planetenradsatz PG2 mit einem Sonnenrad S2 an dem
Endabschnitt der Sonnenradwelle 20 fixiert auf der Seite der
Ausgangswelle 2, so daß er mit dem Sonnenrad S1 des ersten
Planetenradsatzes PG1 verbunden ist, um sich zusammen mit diesen
zu drehen. Der Freilauf F1 und die zweite Bremse B2 sind
zwischen der Sonnenradwelle 20 und der Ummantelung 3 so
angeordnet, um eine Serienbeziehung zueinander anzunehmen.
Darüber hinaus hat der zweite Planetenradsatz PG2 einen Träger
C2, der wahlweise durch eine dritte Bremse B3 einer
Mehrfachscheibenbremse fixiert ist, die als eine dritte
Bremseinrichtung wirkt. Diese dritte Bremse B3 ist um den
äußeren Umfang des zweiten Planetenradsatzes PG2 herum
angeordnet.
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Darüber hinaus hat der zweite Planetenradsatz PG2 einen
Zahnkranz R2, der mit einem Träger C1 des ersten
Planetenradsatzes PG1 verbunden ist. Diese Verbindung wird durch
eine Verbindungswelle 22 bewirkt, die in die Sonnenradwelle 20
eingesetzt ist.
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Der dritte Planetenradsatz PG3 ist in der Nachbarschaft des
zweiten Planetenradsatzes PG2 angeordnet und hat einen Träger
C3, der mit dem Zahnkranz R2 des zweiten Planetenradsatzes PG2
verbunden ist. Darüber hinaus hat der dritte Planetenradsatz PG3
ein Sonnenrad S3, das mit dem Zahnkranz R1 des ersten
Planetenradsatzes PG1 verbunden ist. Diese Verbindung wird durch
eine Verbindungswelle 23 bewirkt, die coaxial in die vorstehend
erwähnte Verbindungswelle 22 eingesetzt ist. Darüber hinaus hat
der dritte Planetenradsatz PG3 noch einen Zahnkranz R3, der
wahlweise durch eine vierte Einrichtung fixiert wird, die aus
einem Freilauf F2 und einer vierten Bremse B4 zusammengesetzt
ist, die durch eine Mehrfachscheibenbremse ausgebildet ist.
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Das in Fig. 1 gezeigte Gangschaltsystem ist insbesondere in
den Fig. 2 und 3 gezeigt. Übrigens zeigt der Bereich der
Darstellungsgrenzen von Fig. 2 eine Hälfte an der Seite der
Eingangswelle 1 und Fig. 2 zeigt die andere Hälfte an der Seite
der Ausgangswelle 2.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Endabschnitt der
Eingangswelle 1 mit dem Turbinenläufer eines Drehmomentwandlers
verbunden (obwohl keiner der beiden gezeigt ist) und ihr anderer
Endabschnitt ist an einem Flanschabschnitt 30 ausgebildet, der
mit dem Träger C0 des Overdriveplanetenradsatzes PG0 verbunden
ist. Das Sonnenrad S0 des Overdriveplanetenradsatzes PG0 ist mit
einem zylindrischen Element 31 ausgebildet, das drehbar auf den
äußeren Umfang der Eingangswelle 1 aufgepaßt ist. Dieses
zylindrische Element 31 wirkt als die innere Laufbahn des
Freilaufs F0, die Trommel der Kupplung K0, die Nabe der Bremse
B0 und der Zylinder des hydraulischen Servomechanismuses für die
Kupplung K0. Die äußere Laufbahn des Freilaufs F0, die in das
zylindrische Element 31 eingepaßt ist, ist mit dem Träger C0
verbunden, der mit der Nabe der Kupplung K0 verkeilt ist. In das
zylindrische Element 31 ist ein Kolben 32 eingepaßt, der
rückwärts bewegt wird und vorwärts zu den Reibungsplatten der
Kupplung K0. Darüber hinaus ist die Bremse B0 zum Fixieren des
Sonnenrades S0 derart aufgebaut, daß ihre abwechselnd
angereihten Reibungsplatten mit dem äußeren Umfang des
zylindrischen Elements 31 und dem inneren Umfang der Ummantelung
3 verkeilt sind.
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In der Umgebung des Overdriveplantenradsatzes PG0 ist ein
Stützelement 34 angeordnet, das mit der inneren Seite der
Ummantelung 3 verkeilt ist und durch einen Sprengring 33 fixiert
ist. In der Mitte des Stützelements 34 ist ein Nabenabschnitt 35
ausgebildet, in den die Zwischenwelle 4 eingepaßt ist. Diese
Welle ist mit einem Endabschnitt in den axialen
Hohlwellenabschnitt der Eingangswelle 1 eingesetzt und drehbar
eingepaßt und ein anderer Endabschnitt ist an dem Nabenabschnitt
35 drehbar gestützt. Darüber hinaus ist der Zahnkranz R0 des
Overdriveplanetenradsatzes PG0 mit der Zwischenwelle 4 durch
eine scheibenförmige Verbindungsplatte 36 verbunden, die mit
ihrem inneren und äußeren Umfang mit dem Zahnkranz R0 und der
Zwischenwelle 4 verkeilt ist. Übrigens hält das Stützelement 34
einen Kolben 37, der gegenüber den Reibungsplatten der Bremse B0
zurück und vorwärts bewegt wird, so daß sein Abschnitt den
hydraulischen Servomechanismus für die Bremse B0 bildet.
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An dem äußeren Umfang des Nabenabschnittes 35 des
Stützelementes 34 ist ein zylindrisches Element 38 für die
zweite Kupplung K2 drehbar aufgepaßt. Dieses zylindrische
Element 38 ist aus einem Innenumfangszylinderabschnitt, der auf
dem Nabenabschnitt 35 aufgepaßt ist, einem
Außenumfangszylinderabschnitt und einen sich radial
erstreckenden Abschnitt gebildet, der als
"Bodenplattenabschnitt" bezeichnet wird. Die Reibungsplatten
sind sowohl mit der inneren Seite des zylindrischen Abschnitts
an dem äußeren Umfang und einem Nabenabschnitt 39 verkeilt, der
angeordnet ist, um dem erstgenannten Abschnitt zugewandt zu
sein. In dem zylindrischen Abschnitt 38 ist ein Kolben 40
angeordnet, der zurückbewegt wird und vorwärts zu diesen
Reibungsplatten hin. Übrigens ist der Nabenabschnitt 39 an einem
Flanschabschnitt 41 fixiert, der ausgebildet ist, um von dem
Endabschnitt der Zwischenwelle 4 radial nach außen vorzustehen.
Darüber hinaus ist ein Axiallager 42 zwischen dem
Flanschabschnitt 41 und dem führenden Endabschnitt des
Nabenabschnittes 35 angeordnet.
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Darüber hinaus definieren der äußere Umfang des führenden
Endes der Zwischenwelle 4 und ein Trommelabschnitt 43 für die
erste Kupplung K1, der an dem Flanschabschnitt 41 montiert ist,
einen Zylinder eines hydraulischen Servomechanismuses für die
erste Kupplung K1. Ein Kolben 44 für die erste Kupplung K1 ist
so in diesen Zylinder eingepaßt, um sich rückwärts und vorwärts
in der axialen Richtung zu bewegen. Andererseits ist der Kolben
44 an seiner vorderen Seite sowohl mit Reibungsplatten
angeordnet, die mit der inneren Seite des Trommelabschnittes 43
verkeilt sind, als auch mit Reibungsplatten, die mit einem
Nabenabschnitt 45 abwechselnd zu den erstgenannten
Reibungsplatten verkeilt sind. Dieser Nabenabschnitt 45 ist auch
mit dem äußeren Umfang eines Flanschabschnittes 46 verkeilt, der
von der Verbindungswelle 23 vorsteht, die an der radial
innersten Position angeordnet ist. Übrigens ist ein Endabschnitt
dieser Verbindungswelle 23 in den Endabschnitt der Zwischenwelle
4 drehbar eingepaßt und ein anderer Abschnitt in den
Endabschnitt der Ausgangswelle 2 drehbar eingepaßt, so daß sie
auf einer gemeinsamen Achse bezüglich der Eingangswelle 1 und
der Ausgangswelle 2 ausgerichtet ist. Darüber hinaus ist ein
Axiallager 47 zwischen diesem Flanschabschnitt 46 und dem
Endabschnitt der vorstehend erwähnten Zwischenwelle 4
angeordnet. Infolgedessen wird der Schub, der auf die
Verbindungswelle 23 wirkt, durch die Ummantelung 3 über die
Zwischenwelle 4 und das Stützelement 34 aufgenommen.
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Auf der entgegengesetzten Seite (die sich auf der rechten
Seite der Zeichnung befindet) der ersten Kupplung K1 gegenüber
diesem Flanschabschnitt 46 ist der erste Planetenradsatz PG1
angeordnet. Bei diesem Planetenradsatz PG1 ist der Zahnkranz R1
mit dem Nabenabschnitt 45 verbunden, der Träger C1 ist mit dem
Flanschabschnitt der Verbindungswelle 22 verbunden, und das
Sonnenrad S1 ist an dem äußeren Umfang der Sonnenradwelle 20
ausgebildet. Die Verbindungswelle 23 ist eine relativ kurze
Hohlwelle, die drehbar aufgepaßt ist auf den äußeren Umfang der
Verbindungswelle 23, die auf der Achse angeordnet ist. Die
Sonnenradwelle 20 ist auch eine Hohlwelle, die drehbar aufgepaßt
ist auf den äußeren Umfang der Verbindungswelle 22, während sie
das Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PG1 mit dem
Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes PG2 verbindet.
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Die individuellen Zahnräder des ersten Planetenradsatzes PG1
sind von der ersten Kupplung K1 axial versetzt. Von diesen
Zahnrädern ist der Zahnkranz R1 mit dem Nabenabschnitt 45 der
ersten Kupplung K1 durch ein Element 48 verbunden, das zu dem
inneren Umfang der ersten Kupplung K1 hin gekrümmt ist. Dank
dieser gekrümmten Verlängerung des Elementes 48 wird der erste
Planetenradsatz PG1 nahe zu der ersten Kupplung K1 gebracht, um
den Totraum zu beseitigen, so daß das Gangschaltsystem in seiner
Gesamtheit axial verkürzt werden kann.
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Der Trommelabschnitt 21 der vorstehend erwähnten zweiten
Kupplung K2 ist in der axialen Richtung verlängert, um die
Umgebung der ersten Kupplung K1 abzudecken und den ersten
Planetenradsatz PG1 soweit, daß sein Endabschnitt mit der
Sonnenradwelle 20 verkeilt ist. Um den Trommelabschnitt 21 herum
ist die erste Bremse B1 einer Bandbremse angeordnet, um als die
erste Bremseinrichtung zu wirken.
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Was somit in der Ummantelung 3 und um den ersten
Planetenradsatz PG1 herum positioniert ist, ist der
Trommelabschitt 21 der zweiten Kupplung K2 und dieser
Trommelabschnitt 21 kann in seiner Form in einem gewissen Ausmaß
frei gestaltet werden. Infolgedessen ist der äußere Durchmesser
des ersten Planetenradsatzes PG1 durch viele Ursachen nicht
beschränkt, sondern kann einfach vergrößert werden. In anderen
Worten ist es möglich, das Gangverhältnis des ersten
Planetenradsatzes PG1 auf einen hohen Wert zu erhöhen.
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Andererseits ist der Freilauf F1 angeordnet, daß sein
innerer Laufkranz in der Nachbarschaft dieses Abschnittes der
Sonnenradwelle 20 angeordnet ist, der mit dem Trommelabschnitt
21 verbunden ist. Zwischen der äußeren Laufbahn des Freilaufs F1
und der Ummantelung 3 ist die zweite Bremse B2 angeordnet, für
die ein hydraulischer Servokolben 49 hin und hergehend in ein
zweites Stützelement 50 eingepaßt ist. Diese zweite Stützelement
50 ist näher an der Ausgangswelle 2 als die zweite Bremse B2
angeordnet. Insbesondere ist das zweite Stützelement 50 in
seinem Abschnitt leicht radial außerhalb des Freilaufs F1
ausgebildet mit einem Zylinderabschnitt 51, der zu der zweiten
Bremse B2 hin offen ist. Der hydraulische Servokolben 49 ist so
in den Zylinderabschnitt 51 eingepaßt, um sich rückwärts und
vorwärts zu bewegen. Infolgedessen ist der hydraulische
Servokolben 49 durch Ausnützen des Raums um den Freilauf F1
herum angeordnet, so daß der Totraum reduziert wird, um das
Gangschaltsystem in der axialen Richtung zu verkürzen.
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An der entgegengesetzten Seite der zweiten Bremse B2
gegenüber dem zweiten Stützelement 50 sind der zweite
Planetenradsatz PG2 und der dritte Planetenradsatz PG3
angeordnet. Von dem zweiten Planetenradsatz PG2 ist das
Sonnenrad S2 mit dem äußeren Umfang des Endabschnitts der
vorstehend erwähnten Sonnenradwelle 20 verkeilt. Um den zweiten
Planetenradsatz PG2 ist darüber hinaus die dritte Bremse B3
einer Mehrfachscheibenbremse angeordnet, die als die dritte
Bremseinrichtung wirkt. Diese dritte Bremse B3 hat einen
Nabenabschnitt 52, der mit dem Träger C2 des zweiten
Planetenradsatzes PG2 verbunden ist. Der hydraulische
Servomechanismus zum Anwenden der dritten Bremse B3 hat seinen
Kolben 53 in dem vorstehend erwähnten zweiten Stützelement 50 so
gehalten, um ihn rückwärts und vorwärts in der axialen Richtung
zu bewegen. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, wird der
innere Durchmesser des Kolbens 53 entweder durch die
Sonnenradwelle 20 oder eine Welle beschränkt, die in die
erstgenannte eingesetzt ist. Infolgedessen nimmt der innere
Durchmesser des Kolbens 53 ab, um eine größere
Druckaufnahmefläche zu haben als die des Servokolbens 49 für die
zweite Bremse B2.
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Darüber hinaus ist der Zahnkranz R2 des zweiten
Planetenradsatzes PG2 mit dem äußeren Umfang des kreisförmigen
Elements 54 verkeilt, das einen Zylinderabschnitt hat, der in
der axialen Richtung von seinem inneren und äußeren Umfang
vorsteht. Durch Verkeilen dieses kreisförmigen Elementes 54 mit
dem äußeren Umfang des Endabschnittes der vorstehend erwähnten
Verbindungswelle 22 ist der Zahnkranz R2 darüber hinaus mit dem
Träger C1 des ersten Planetenradsatzes PG1 über dieses
kreisförmige Element 54 und die Verbindungswelle 22 verbunden.
Das kreisförmige Element 54 hat einen äußeren gezahnten Umfang,
um ein Parkzahnrad 55 zu bilden. Um dieses Parkzahnrad 55 herum
ist ein Parkverriegelungspol 56 angeordnet, um sich in der
Zeichnung aufwärts und abwärts zu bewegen. Dieser
Parkverriegelungspol 56 wird wahlweise in Eingriff mit dem
Parkzahnrad 55 verbunden, um dessen Drehung zu blockieren.
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Hier wird eine Montagestruktur für die Montage des
Zahnkranzes R2 mit dem kreisförmigen Element 54 beschrieben. Das
Parkzahnrad 55 hat Zähne, die zu dem zweiten Planetenradsatz PG2
hin vorstehen, wie in einem vergrößerten Maßstab in Fig. 4
gezeigt ist, und der Zahnkranz R2 ist an seinem äußeren Umfang
mit Keilen 57 ausgebildet, die einen im wesentlichen gleichen
Abstand wie die Zähne des Parkzahnrades 55 haben. Somit ist der
Zahnkranz R2 in der Drehrichtung einstückig mit dem Parkzahnrad
55, indem seine Keile 57 am äußeren Umfang mit den axialen
Vorsprüngen 58 der Zähne des Parkzahnrades 55 kämmen.
Andererseits ist der Zahnkranz R2 in der axialen Richtung durch
einen Sprengring 59 fixiert.
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Der dritte Planetenradsatz PG3 ist nahe dem zweiten
Planetenradsatz PG2 angeordnet, so daß der Träger C3 mit dem
Zahnkranz R2 des zweiten Planetenradsatzes PG2 verbunden ist und
der Träger C1 des ersten Planetenradsatzes PG1 durch einen
Ritzelstift in das vorstehend erwähnte kreisförmige Element 54
eingepaßt ist. Darüber hinaus ist der Träger C3 des dritten
Planetenradsatzes PG3 mit einem Flanschabschnitt 60 der
Ausgangswelle 2 einstückig. Darüber hinaus ist das Sonnenrad 53
des dritten Planetenradsatzes PG3 mit dem äußeren Umfang der
Verbindungswelle 23 verkeilt, die auf der Mittelachse angeordnet
ist, und sein Endabschnitt auf der Seite der Eingangswelle 1 ist
positioniert, um den Schub durch einen Anschlag T aufzunehmen,
der an der Verbindungswelle 23 angebracht ist. Infolgedessen ist
das Sonnenrad S3 mit dem Zahnkranz R1 des ersten
Planetenradsatzes PG1 verbunden.
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Um den Zahnkranz R3 des dritten Planetenradsatzes PG3 zu
fixieren, sind die vierte Bremse B4, die durch einen
Mehrfachscheibenbremse gebildet wird, und der Freilauf F2
vorgesehen. Von diesen ist die vierte Bremse B4 zwischen dem
Zahnkranz R3 und der Ummantelung 3 zwischengesetzt durch
Verkeilen einer Vielzahl von ersten Reibungsplatten mit dem
äußeren Umfang des dritten Planetenradsatzes PG3 und durch
Verkeilen zweiter Reibungsplatten, die abwechselnd mit den
erstgenannten Reibungsplatten an dem inneren Umfang der
Ummantelung 3 angeordnet sind. Der hydraulische Servomechanismus
zum Anwenden dieser vierten Bremse B4 ist von der
Doppelkammerart, deren Kolben 61 und 62 so in einem
Zylinderabschnitt angeordnet sind, um sich in der Axialrichtung
rückwärts und vorwärts zu bewegen. Dieser Zylinderabschnitt ist
durch eine Teilung 63 definiert, die von dem Endabschnitt der
Ummantelung 3 radial nach innen vorsteht.
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Der Aufbau dieses hydraulischen Servomechanismuses wird im
folgenden genauer beschrieben. Wie in einem vergrößerten Maßstab
in Fig. 5 gezeigt ist, ist der der vierten Bremse B4 näheste
Kolben 61 an seinem inneren Umfang mit einem zylindrischen
Nabenabschnitt 64 ausgebildet und befindet sich in einem
gleitenden Kontakt mit der inneren Seite des Zylinderabschnitts,
der durch die Teilung 63 definiert ist. An der Rückseite des
Kolbens 61 ist ein Zylinderelement 65 angeordnet, das sich in
gleitendem Kontakt mit dem äußeren Umfang des Nabenabschnittes
64 und dem inneren Umfang der Ummantelung 3 befindet. Das
Zylinderelement 65 ist mit einem zylindrischen Abschnitt
ausgebildet, der in der axialen Richtung von seinem äußeren
Umfang vorsteht. Der andere Kolben 62 befindet sich in
gleitenden Kontakt sowohl mit dem inneren Umfang dieses
zylindrischen Abschnitts als auch mit dem inneren Umfang des
Zylinderabschnitts, der durch die Teilung 63 definiert ist, und
liegt an dem Endabschnitt des vorstehend erwähnten
Nabenabschnitt 64 an. Darüber hinaus sind Öldruckkammern an den
Rückseiten (die sich auf der rechten Seite der Zeichnung
befinden) der individuellen Kolben 61 und 62 eingerichtet, und
ein Raum 66 zwischen dem rechten Kolben 62 und dem
Zylinderelement 65 ist zu der Atmosphäre hin entlüftet. Übrigens
ist eine Rückholfeder 67 zwischen dem linken Kolben 61 und einem
Halter 68 angeordnet.
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Mit dem Zahnkranz R3 des dritten Planetenradsatzes PG2 ist
darüber hinaus ein Flanschabschnitt 70 verkeilt, der an dem
Endabschnitt einer Verbindungswelle 69 ausgebildet ist zum
Bewirken einer Verbindung mit dem Freilauf F2. Diese
Verbindungswelle 69 ist so zwischen der vorstehend erwähnten
Teilung 63 und der Ausgangswelle 2 eingepaßt, um sich relativ
dazu zu drehen und steht von der Ummantelung 3 vor. Mit dem
Endabschnitt der Ummantelung 3 ist andererseits ein
Verlängerungsgehäuse 71 verbunden. Der Freilauf F2 wird
veranlaßt, um die Drehung des Zahnkranzes R3 in eine Richtung zu
blockieren, indem sein äußeres Laufbahnelement 72 mit der
inneren Seite des Verlängerungsgehäuses 71 und sein inneres
Laufbahnelement 72a mit dem äußeren Umfang der Verbindungswelle
69 verkeilt ist. Gegenüber dem äußeren Laufbahnelement 72 des
Freilaufs F2 sind ein Nabenabschnitt 73, der von der äußeren
Seite der vorstehend erwähnten Teilung 63 vorsteht, und ein
Nabenabschnitt 74 angeordnet, der von der inneren Seite des
Verlängerungsgehäuses 71 vorsteht. Diese Nabenabschnitte 73 und
74 positionieren zusammen das äußere Laufbahnelement 72 in der
axialen Richtung.
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Übrigens ist mit dem Bezugszeichen 75 in Fig. 3 ein Rotor
für einen Drehzahlsensor bezeichnet, der mit der Ausgangswelle 2
verkeilt ist. Zwischen diesem Rotor 75 und dem inneren
Laufbahnelement 72a ist eine Axiallagerscheibe 75a zum
Positionieren des inneren Laufbahnelements 72a auf der Seite des
Verlängerungsgehäuses 71 sandwichartig angeordnet. Die
Positionierung der entgegengesetzten Seite wird durch den
Anschlag T bewirkt, der an der Verbindungswelle 69 angebracht
ist.
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Das somit soweit beschriebene Gangschaltsystem kann fünf
Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe einrichten, und
die individuellen Reibungseingriffselemente für die Gangstufen
folgen einer Kupplungs-/Bremsanwendungstabelle, die in Fig. 6
dargestellt ist. In Fig. 6 deuten Kreissymbole den angewandten
Zustand der Elemente an; Doppelkreissymbole deuten den
angewandten Zustand zum Zeitpunkt einer Motorbremswirkung an;
und Leerstellen deuten den gelösten Zustand der Elemente an. Die
individuellen Gangstufen werden im folgendem kurz beschrieben.
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Zu allererst nimmt bei jeder der ersten bis vierten
Vorwärtsgangstufe der Overdriveplanetenradsatz PG0 den
sogenannten "direkt verbundenen Zustand" an, bei dem er
einstückig mit seiner Gesamtheit gedreht wird, wobei seine
Kupplung C0 angewandt ist. Im ersten Gang befinden sich darüber
hinaus die erste Kupplung K1 und der zweite Freilauf F2 im
Eingriff. Wenn der Zahnkranz R3 des dritten Planetenradsatzes
PG3 fixiert ist, wird deshalb die Kraft von der ersten Kupplung
K1 auf das Sonnenrad S3 eingegeben, so daß dessen Drehmoment
gemäß dem Übersetzungsverhältnis des dritten Planetenradsatzes
PG3 verstärkt wird bis sie von dem Träger C3 auf die
Ausgangswelle 2 ausgegeben wird. Da bei diesem ersten Gang der
Zahnkranz R3 des dritten Planetenradsatzes PG3 durch den zweiten
Freilauf F2 fixiert ist, wird die vierte Bremse B4 in einer
parallelen Beziehung zu dem zweiten Freilauf F2 angewandt, um
die Motorbremswirkung zu bewirken.
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Im zweiten Gang wird nicht nur die erste Kupplung K1,
sondern auch die dritte Bremse B3 angewandt. Infolgedessen wird
die Eingabe gefördert von dem Sonnenrad S2 des zweiten
Planetenradsatz PG2 von dem Sonnenrad S1 des ersten
Planetenradsatzes PG1, und die Ausgabe wird gefördert von dem
Zahnkranz R2 durch Verwendung als ein Reaktionselement des
Trägers C2, der durch die dritte Bremse B3 fixiert ist. Die
Eingabe wird gefördert zu dem Träger C3 des dritten
Planetenradsatzes PG3 von dem Träger C1 des ersten
Planetenradsatzes PG1, so daß das Drehmoment von dem Träger C1
des ersten Planetenradsatzes PG1 und das Drehmoment von dem
Zahnkranz R2 des zweiten Planetenradsatzes PG2 summiert werden
und an die Ausgangswelle 2 ausgegeben werden.
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In dem dritten Gang wird nicht nur die erste Kupplung K1,
sondern auch die zweite Bremse B2 angewandt, und der erste
Freilauf F1 wird angewandt. Infolgedessen wird die Eingabe
gefördert zu dem Zahnkranz R1 des ersten Planetenradsatzes PG1,
wobei das Sonnenrad S1 durch die zweite Bremse B2 und den ersten
Freilauf F1 fixiert ist, so daß das Drehmoment verstärkt wird
gemäß dem Übersetzungsverhältnis des ersten Planetenradsatzes
PG1 und an den Träger C1 und die Ausgangswelle 2 ausgegeben
wird, die mit dem Träger C1 verbunden ist über den Träger C3 des
dritten Planetenradsatzes PG3. Da dabei das Sonnenrad S1 des
ersten Planetenradsatzes PG1 über den Freilauf F1 fixiert ist,
wird die erste Bremse B1 parallel zu dem Freilauf F1 angewandt,
um die Motorbremswirkung zu bewirken.
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Im vierten Gang werden die erste und zweite Kupplung K1 und
K2 angewandt. Infolgedessen wird der erste Planetenradsatz PG1
in seiner Gesamtheit gedreht, und das Drehmoment wird von dem
Träger C1 auf die Ausgangswelle 2 übertragen, so daß das
eingegebene Drehmoment wie es ist ausgegeben wird. Das richtet
den direkt verbundenen Zustand ein.
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Im fünften Gang wird darüber hinaus der
Overdriveplanetenradsatz PG0 in den Overdrivezustand gebracht,
wobei die erste und zweite Kupplung K1 und K2 angewandt werden.
Insbesondere wird die Bremse B0 angewandt, aber die Kupplung K0
wird gelöst. Infolgedessen überträgt der Getriebestrang, der aus
dem ersten bis dritten Planetenradsatz PG1 bis PG3 in dem direkt
verbundenen Zustand zusammengesetzt ist, die Drehung, die durch
den Overdriveplanetenradsatz PG0 beschleunigt wurde, ohne eine
Änderung auf die Ausgangswelle 2.
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Im Rückwärtsgang werden die zweite Kupplung K2 und die
vierte Bremse B4 angewandt, wobei der Träger C0 und das
Sonnenrad S0 des Overdriveplanetenradsatzes PG0 über die
Kupplung K0 verbunden sind und ihrer Gesamtheit einstückig sind.
Infolgedessen erhält der erste Planetenradsatz PG1 die Eingabe
an dem Sonnenrad S1, so daß der Träger C1 und der Zahnkranz R1
ihre Abgabe gemäß ihrem Teilungsverhältnis fördern. Übrigens
sind der Träger C1 und der Zahnkranz R1 umgekehrt (um sich in
die entgegengesetzte Richtung zu der Eingangswelle 1 zu drehen).
Andererseits wird die Eingabe in dem dritten Planetenradsatz PG3
zu dem Sonnenrad S3 gefördert von dem Träger C1 des ersten
Planetenradsatzes PG1, wobei der Zahnkranz R3 fixiert ist, so
daß der Träger C3 das Drehmoment erzeugt, das gemäß dem
Übersetzungsverhältnis des dritten Planetenradsatzes PG3
verstärkt wird. Kurz gibt die Ausgangswelle 2 die Summe des von
dem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PG1 übertragenen
Drehmoments und des durch den dritten Planetenradsatzes PG3
verstärkten Drehmoments ab. In diesem Rückwärtsgang wirkt das
Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PG1 als ein
Eingabeelement, um einen hohen Schub aufzunehmen, und die
Verbindungswelle 23, die mit dem dritten Planetenradsatz PG3
verbunden ist, nimmt auch einen Schub auf. Da jedoch diese
Verbindungswelle 23 durch das Stützelement 34 über die
Axiallager 47 und 42 axial gestützt ist, kann die Last auf das
Axiallager, das das vorstehend erwähnte Sonnenrad S1 stützt,
reduziert werden, um eine kleinere Kapazität zu haben.
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Somit wird bei dem vorstehend beschriebenen Gangschaltsystem
der Overdriveplanetenradsatz PG0 in dem direkt verbundenen
Zustand gehalten, selbst im Rückwärtsgang. Diese direkte
Verbindung wird erreicht, indem die höheren
Übersetzungsverhältnisse den Planetenradsätzen PG1 und PG2
gegeben werden, da der erste und zweite Planetenradsatz PG1 und
PG2 frei oder gelöst sind von den Beschränkungen an ihren
äußeren Durchmessern, da die individuellen Planetenradsätze PG1
bis PG3 angeordnet sind, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist.
Insbesondere kann dem ersten Planetenradsatz PG1 ein höheres
Übersetzungsverhältnis gegeben werden, um ein höheres
Übersetzungsverhältnis im Rückwärtsgang zu erreichen. Diese
Änderung wird jedoch das Übersetzungsverhältnis für den zweiten
Gang nahe dem des ersten Gangs erhöhen. Um das zu verhindern,
hält das vorstehend beschriebene Gangschaltsystem das
Übersetzungsverhältnis des zweiten Gangs bei einem mittleren
geeigneten Wert zwischen den Übersetzungsverhältnissen des
ersten und dritten Gangs, indem ein höheres
Übersetzungsverhältnis dem zweiten Planetenradsatz PG2 gegeben
wird, weil der äußere Durchmesser des zweiten Planetenradsatzes
PG2 nicht ernsthaft beschränkt ist.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist darüber hinaus
der zweite Freilauf F2 mit einer parallelen Beziehung zu der
vierten Bremse B4 in dem Verlängerungsgehäuse 71 angeordnet.
Infolgedessen kann der hydraulische Servomechanismus
einschließlich dem Kolben 61 zum Anwenden der vierten Bremse B4
angeordnet sein, um der vierten Bremse B4 unmittelbar zugewandt
zu sein, und kann in der sogenannten "Doppelkammerart" aufgebaut
sein, wie gezeigt ist. Infolgedessen erhöht der hydraulische
Servomechanismus keine Ursache zum Erhöhen des äußeren
Durchmessers, so daß das Gangschaltsystem in seiner Gesamtheit
diametrisch klein gemessen werden kann.
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Übrigens sollte die vorliegende Erfindung nicht auf das
vorangegangene Ausführungsbeispiel beschränkt sein, sondern kann
auf verschiedene Weisen verbessert werden ohne Ändern der Reihe
der individuellen Planetenradsätze PG0 bis PG3, wie in Fig. 7
ausgeführt ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die vierte Bremse B4
einer Mehrfachscheibenbremse, die als die vierte
Bremseinrichtung wirkt und der zweite Freilauf F2 außerhalb der
Ummantelung 3 und in dem Verlängerungsgehäuse 71 angeordnet.
Insbesondere ist eine Teilung 80 zum Teilen des Endabschnitts
der Ummantelung 3 nach und nahe dem Flanschabschnitt 70 der
Verbindungswelle 69 ausgebildet und ist an seinem inneren Umfang
mit einem Nabenabschnitt 81 ausgebildet, der zu dem
Verlängerungsgehäuse 71 hin vorsteht. Zwischen dem
Nabenabschnitt 81 und dem Vorsprung der Ummantelung 3 ist ein
Zylinderabschnitt ausgebildet, in dem ein
Doppelkammerhydraulikservomechanismus angeordnet ist.
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Ein erster Kolben in diesem hydraulischen Servomechanismus
ist, wie gezeigt ist, an dem inneren Umfang mit einem
Nabenabschnitt ausgebildet, der in der axialen Richtung weit
vorsteht. Dieser Nabenabschnitt ist so flüssigkeitsdicht an dem
äußeren Umfang des Nabenabschnitts 81 der vorstehend erwähnten
Teilung 80 fixiert, um sich rückwärts und vorwärts zu bewegen.
An der anderen Seite (die sich auf der rechten Seite der
Zeichnung befindet) der Teilung 80 ist darüber hinaus einstückig
mit der Ummantelung 3 ein Zylinderelement 83 montiert, dessen
inneres Umfangsende in einem flüssigkeitsdichten gleitenden
Kontakt mit dem äußeren Umfang des Nabenabschnitts des ersten
Kolbens 82 gehalten wird, und der zylindrische Abschnitt an dem
inneren Umfang in flüssigkeitsdichten Kontakt mit dem äußeren
Umfang des ersten Kolbens 82 gehalten wird. Das Zylinderelement
83 steht zu dem Verlängerungsgehäuse 71 hin vor und ist im
Inneren mit einer Rückholfeder 84 zum Zurückholen des ersten
Kolbens 82 ausgestattet.
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An dem Ende des Nabenabschnitts des ersten Kolbens 82 der
von einem in das vorstehend erwähnte Zylinderelement 83
eingepaßten Abschnitt führt, ist ein zweiter Kolben 85
flüssigkeitsdicht eingepaßt, der bezüglich dem ersten Kolben 82
durch einen Sprengring 86 fixiert ist. Darüber hinaus ist ein
äußerer Umfang des zweiten Kolbens 85 in einem
flüssigkeitsdichten gleitenden Kontakt mit dem inneren Umfang
der Ummantelung 3 gehalten. Öldruckkammern sind zwischen dem
ersten Kolben 82 und der Teilung 80 definiert und zwischen dem
zweiten Kolben 85 und dem Zylinderelement 83. Andererseits ist
der zwischen dem ersten Kolben 82 und dem Zylinderelement 83
definierte Raum mit der Rückholfeder 84 angeordnet und zu der
Atmosphäre entlüftet.
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An der führenden Seite (die sich auf der rechten Seite der
Zeichnung befindet) des zweiten Kolbens 85 sind sowohl eine
Vielzahl von zweiten Reibungsplatten angeordnet, die mit der
inneren Seite der Ummantelung 3 verkeilt sind, als auch erste
Reibungsplatten, die bezüglich den erstgenannten Reibungsplatten
abwechselnd aufgereiht sind. Die letzgenannten Reibungsplatten
sind mit dem äußeren Umfang einer zylindrischen Bremsnabe 87
verkeilt, um die vierte Bremse B4 einer Mehrfachscheibenbremse
zu schaffen. Die Bremsnabe 87 ist mit dem inneren
Laufbahnelement 88 des zweiten Freilaufs F2 integriert, der mit
dem äußeren Umfang des führenden Endabschnitts der vorstehend
erwähnten Verbindungswelle 69 verkeilt ist. Das innere
Laufbahnelement 88 ist durch einen Sprengring 89 axial
positioniert, der auf die Verbindungswelle 69 aufgepaßt ist, und
eine Hülse 91 und eine Scheibe 92 fixieren einen
Drehzahlsensormotor 99 an der Ausgangswelle 2. Darüber hinaus
ist das äußere Laufbahnelement 93 des Freilaufs F2 mit einer
Vielzahl von radial nach außen gerichteten Vorsprüngen 94
ausgebildet, die in einem im Umfangsrichtung konstanten Abstand
angeordnet sind. Diese Vorsprünge 94 sind für den Eingriff mit
Teilen 95 hergestellt, die in dem Endabschnitt der Ummantelung 3
ausgebildet sind.
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Bei dem in Fig. 7 gezeigten Aufbau werden deshalb die
vierte Bremse B4, der zweite Freilauf F2 und der hydraulische
Servomechanismus zum Anwenden der vierten Bremse B4 von der
Seite dieses Endabschnitts der Ummantelung 3 montiert, an die
das Verlängerungsgehäuse 71 angebracht wird. Dabei wird die
Montage in dem flachen Abschnitt so ausgeführt, daß sie
erleichtert werden kann, um eine hervorragende
Bearbeitungsfähigkeit zu schaffen.
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Da darüber hinaus kein Zahnrad vorhanden ist in dem
Abschnitt, in dem die vierte Bremse B4, die hauptsächlich für
den Rückwärtsgang angewandt wird, untergebracht ist, muß nie
viel Schmieröl zugeführt werden. Infolgedessen wird kein
übermäßiges Schmieröl in die Spalte zwischen den Reibungsplatten
eindringen, so daß der Mitnahmeverlust der vierten Bremse B4 in
den Vorwärtsgängen reduziert werden kann, um die Leistung und
den Kraftstoffverbrauch vorteilhaft zu verbessern.
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Übrigens werden bei dem in Fig. 7 gezeigten
Ausführungsbeispiel die Reaktionen der vierten Bremse B4 und des
Freilaufs F2 durch die Ummantelung 3 aufgenommen, es kann jedoch
so abgewandelt werden, daß sie durch das Verlängerungsgehäuse 71
aufgenommen werden. Diese Abwandlung ist in Fig. 8 dargestellt.
Mit dieser abgewandelten Bauweise kann das Verlängerungsgehäuse
71 diametrisch klein bemessen werden.
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Noch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben, das
eine Skizze eines Getriebestrangs darstellt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist die vierte Bremseinrichtung in dem
vorstehend beschriebenen Gangschaltsystem verbessert. Bei dem
vorangegangenen Gangschaltsystem ist die vierte Bremseinrichtung
zum Fixieren des Zahnkranzes R3 des dritten Planetenradsatzes
PG3 so aufgebaut, um den zweiten Freilauf F2 und die vierte
Bremse F4 zu umfassen, die durch eine Mehrfachscheibenbremse
gebildet wird, die parallel zu den erstgenannten angeordnet ist.
Bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel sind der
Freilauf F2 und die vierte Bremse B4 in einer Reihenbeziehung
zueinander aufgereiht und in einer parallelen Beziehung zu einer
fünften Bremse B5, die durch eine Mehrfachscheibenbremse zum
wahlweisen Fixieren des Zahnkranzes R3 ausgebildet ist.
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Fig. 10 zeigt einen Bereich eines Abschnitts des
Gangschaltsystems, der den in Fig. 9 gezeigten Aufbau
spezifiziert. An der Rückseite (die sich auf der rechten Seite
der Zeichnung befindet) der Ummantelung 3 hinter dem dritten
Planetenradsatzes PG3 ist eine Teilung 100 ausgebildet, die zu
der Ausgangswelle 2 hin vorsteht. An der Rückseite gegenüber
dieser Teilung 100 sind der zweite Freilauf F2 und die vierte
Bremse B4 angeordnet. Andererseits ist die fünfte Bremse B5 um
den dritten Planetenradsatzes PG3 herum angeordnet, der sich an
der vorderen Endseite (oder der Motorseite) befindet, die von
der Teilung 100 führt.
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Diese fünfte Bremse B5 ist wie die vierte Bremse von Fig. 3
aufgebaut durch Verkeilen von Reibungsplatten mit dem äußeren
Umfang einer Bremsnabe des Zahnkranzes R3 des dritten
Planetenradsatzes PG3 und durch Einpassen anderer
Reibungsplatten, die abwechselnd mit den erstgenannten
Reibungsplatten angeordnet sind, in den inneren Umfang der
Ummantelung 3. In einen in die vorstehend erwähnte Teilung 100
ausgebildeten Zylinderabschnitt ist ein Kolben 101 hin und
hergehend eingepaßt zum Drücken der Reibungsplatten in einen
Reibungskontakt (oder Eingriff). Eine Rückholfeder 102 für den
Kolben 101 ist um das vorstehend erwähnte Parkzahnrad 55 herum
angeordnet. Insbesondere ist der Kolben 101 an dem führenden
Endabschnitt mit einem Sitz 103, der einen C-förmigen
Querschnitt hat, ausgestattet, der sich zu der Außenseite des
Parkzahnrads 55 durch den äußeren Umfang der fünften Bremse B5
hindurch erstreckt. Eine Endplatte 104 der dritten Bremse B3,
die dem führenden Endabschnitt dieses Sitzes 103 zugewandt ist,
ist in der Ummantelung 3 fixiert. Die Rückholfeder 102 ist
zwischen der Endplatte 104 und dem führenden Endabschnitt des
Sitzes 103 komprimiert, um den Kolben 101 über den Sitz 103
elastisch zu drücken.
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Andererseits ist der Endabschnitt der Verbindungswelle 69,
der einstückig mit dem Zahnkranz R3 des dritten
Planetenradsatzes PG3 ist, zu der hinteren Endseite der
Ummantelung 3 verlängert über die innere Umfangsseite der
vorstehend erwähnten Teilung 100. Mit dem äußeren Umfang des
Endabschnitts der Verbindungswelle 69 ist das innere
Laufbahnelement 72a des zweiten Freilaufs F2 verkeilt. Das
äußere Laufbahnelement 72 dieses Freilaufs F2 wirkt als die Nabe
der vierten Bremse B4. Reibungsplatten sind mit dem äußeren
Umfang der äußeren Laufbahn 72 verkeilt, und andere
Reibungsplatten sind mit dem inneren Umfang der Ummantelung 3
verkeilt, während sie abwechselnd mit den zuerst genannten
Reibungsplatten angeordnet sind. Ein Kolben 105 zum Drücken
dieser Reibungsplatten in einen Reibungskontakt (oder Eingriff)
ist hin und hergehend in einen Zylinderabschnitt eingepaßt, der
in der Teilung 100 an der Seite ausgebildet ist, die dem
Abschnitt entgegengesetzt ist, der den Kolben 101 für die fünfte
Bremse B5 einpaßt. Übrigens ist mit einem Bezugszeichen 106 eine
Rückholfeder für den Kolben 101 bezeichnet. Der verbleibende
Aufbau ist ähnlich den in Fig. 2 und 3 gezeigten und seine
Beschreibung wird durch Hinzufügen der gemeinsamen Bezugszeichen
unterlassen.
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Das Gangschaltsystem, wie es in Fig. 9 und 10 gezeigt ist,
kann die Gangstufen der fünf Vorwärts- und eines Rückwärtsgangs
einrichten durch Anwenden der individuellen
Reibungseingriffselemente, die in Fig. 11 dargestellt sind. Wie
durch einen Vergleich der Fig. 11 mit Fig. 6 ersichtlich ist,
ist das in Fig. 9 und 10 gezeigte Gangschaltsystem
unterschiedlich von dem vorangegangenen Gangschaltsystem durch
die Reibungseingriffselemente, die in dem ersten Gang und in dem
Rückwärtsgang anzuwenden sind, was im folgendem kurz beschrieben
ist.
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Der erste Gang wird eingerichtet durch Einrichten des
Overdriveplanetenradsatzes PG0 in den sogenannten "direkt
verbundenen Zustand", das heißt durch Anwenden des Freilaufs F0
nach der Kupplung K0. Im Gegensatz dazu werden der erste bis
dritte Planetenradsatz PG1 bis PG3 in den Zustand des ersten
Gangs eingerichtet. Insbesondere wird der zweite Freilauf F2
nach der ersten Kupplung K1 und der vierten Bremse B4 angewandt.
Wenn infolgedessen der Zahnkranz R3 des dritten
Planetenradsatzes PG3 fixiert ist, wird das Sonnenrad S3
zusammen mit der Eingangswelle gedreht, so daß die Kraft
verzögert und auf die Ausgangswelle 2 übertragen wird. Da somit
der erste Gang durch Anwenden des zweiten Freilaufs F2
eingerichtet wird, wird die fünfte Bremse B5 parallel zu dem
zweiten Freilauf F2 angewandt, wenn die Motorbremswirkung
bewirkt werden soll.
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Wenn andererseits der Rückwärtsgang eingerichtet werden
soll, werden die Kupplung K0 des Overdriveplanetenradsatzes PG0
und die zweite Kupplung K2 zusammen mit der dritten Bremse B3
angewandt. Infolgedessen wird die Kraft auf das Sonnenrad S2 des
zweiten Planetenradsatzes PG2 eingegeben, wobei der Träger C2
desselben fixiert ist, so daß der Zahnkranz R2 und die
Ausgangswelle 2, die mit dem ersteren verbunden ist, von der
Eingangswelle 1 verzögert werden und in die entgegengesetzte
Richtung gedreht wird. Somit ist der Rückwärtsgang eingerichtet
durch die Umkehr und Verzögerungswirkung des zweiten
Planetenradsatzes PG2, und das Übersetzungsverhältnis nimmt
einen niedrigeren Wert an als der Rückwärtsgang des
Gangschaltsystems der vorangegangenen Ausführungsbeispiels. Das
erhaltene Übersetzungsverhältnis kann jedoch eine notwendige und
ausreichende Antriebskraft schaffen durch Einrichten des
Übersetzungsverhältnisses des zweiten Planetenradsatzes PG2 auf
einen geeigneten Wert.
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Bei dem Gangschaltsystem, das wie in Fig. 9 und 10 gezeigt
aufgebaut ist, wird bei einem Vorwärtsgang außer dem ersten Gang
der Zahnkranz R3 des dritten Planetenradsatzes PG3 in derselben
Richtung wie die Eingangswelle 1 gedreht, während der zweite
Freilauf F2 gelöst ist, so daß der Mitnahmeverlust aufgrund der
Leerdrehung der vierten Bremse B4 verhindert werden kann.
Darüber hinaus ist die fünfte Bremse B5 unmittelbar mit dem
Zahnkranz R3 verbunden, so daß sie bei einem anderen Betrieb als
dem Motorbremsen bei dem ersten Gang leer gedreht wird. Da
jedoch die fünfte Bremse B5 eine kleine Kapazität zum Bewirken
der Motorbremswirkung hat, reduziert sich das Mitnahmedrehmoment
aufgrund der Leerdrehungen.
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Andererseits sollte bei der vorliegenden Erfindung der
Freilauf oder die Mehrfachscheibenbremse, die in dem
Verlängerungsgehäuse angeordnet sind, nicht auf die zum Fixieren
des Zahnkranzes beschränkt sein, sondern kann jegliche zum
Fixieren eines Drehelements des Planetenradsatzes sein, der an
dem axialen Endabschnitt der Ummantelung angeordnet ist.
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Hier werden die Vorteile, die durch die vorliegende
Erfindung erhalten werden, künstlich beschrieben. Bei dem
Gangschaltsystem der vorliegenden Erfindung ist von dem Freilauf
und der Mehrfachscheibenbremse zum Fixieren des vorgegebenen
Drehelements des Planetenradsatzes, der an dem Endabschnitt der
Ummantelung angeordnet ist, zumindest der Freilauf in dem
Verlängerungsgehäuse untergebracht, so daß die Störung zwischen
dem hydraulischen Servomechanismus zum Anwenden der
Mehrfachscheibenbremse und des Freilaufs vermieden werden kann.
Infolgedessen können die Ursachen für eine Erhöhung der
diametrischen Größe beseitigt werden, um die diametrische Größe
des Gangschaltsystems zu reduzieren, wodurch es gleich bemessen
und leicht hergestellt wird.
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Wenn der Aufbau derart gemacht wird, daß die
Mehrfachscheibenbremse auch in dem Verlängerungsgehäuse
angeordnet ist, kann das zu den Planetenradsätzen zu fördernde
Schmieröl die Mehrfachscheibenbremse nicht erreichen. Das
ermöglicht eine Verhinderung einer übermäßigen Menge von
Schmieröl, die zu der Mehrfachscheibenbremse gefördert wird und
demgemäß einen Anstieg des Mitnahmedrehmoments, wodurch ein
Energieverlust und die Reduktion der Kilometerleistung
verhindert wird.
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Wenn darüber hinaus die vierte Bremseinrichtung aus der
Mehrfachscheibenbremse zusammengesetzt ist, der Freilauf
parallel zu der erstgenannten ist und eine
Mehrfachscheibenbremse in einer Reihenbeziehung zu derselben
ist, ist es möglich, ein Gangschaltsystem zu schaffen, das eine
hervorragende Kraftübertragungseffizienz hat, durch Reduzieren
des Mitnahmeverlusts der Bremsen. Da darüber hinaus diese
Mehrfachscheibenbremsen separat untergebracht sind in der
Ummantelung und dem Verlängerungsgehäuse und da die Kolben für
die individuellen Mehrfachscheibenbremsen in den Wandabschnitten
an dem Ende der Ummantelung gehalten werden, kann der gesamte
Aufbau der vierten Bremseinrichtung und des hydraulischen
Servomechanismus für die vierte Bremseinrichtung vereinfacht
werden, um die gesamte Größe und das Gewicht des
Gangschaltsystems zu reduzieren.