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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung
und genauer die Verbesserung einer Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung,
in der ein Hydraulikzylinderpaar, welches ein Paar von Reibschlußeinheiten
miteinander verbindet, auf einem gemeinsamen Drehorgan vorgesehen
ist, so daß es
integral um eine Achse rotiert.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Fahrzeug-Automatikgetriebe, in denen
mehrere Planetenradsätze,
Kupplungen und Bremsen verwendet werden, sind vielfach im Gebrauch.
Ein Beispiel für
solch ein Automatikgetriebe ist in der japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 2001-304355 offenbart.
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Das Getriebe umfaßt (a) ein Drehorgan (eine Antriebswelle 2),
(b) einen ersten Hydraulikzylinder und (c) eine erste Reibschlußeinheit
(eine Kupplung C2), (d) einen zweiten Hydraulikzylinder und (e)
eine zweite Reibschlußeinheit
(eine Kupplung C3).
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- (a) Das Drehorgan (die Antriebswelle 2)
dreht sich um eine Achse.
- (b) Der erste Hydraulikzylinder ist koaxial und integral mit
dem Drehorgan in (a) vorgesehen, und dreht sich um die Achse des
Drehorgans in (a). Darüber
hinaus bewegt der erste Hydraulikzylinder einen Kolben (15)
in ersten Richtung parallel zur Achse, wenn Hydraulikfluid in eine
Druckkammer geleite wird.
- (c) Die erste Reibschlußeinheit
(die Kupplung C3) umfaaßt
mehrere Reiborgane, die sowohl auf dem Drehorgan als auch einem
ersten Verbindungsorgan (4b) vor- gesehen sind, die um
die Achse drehbar zueinander angeordnet sind. Die Mehrzahl von Reiborganen;
die auf dem Drehorgan vorgesehen sind, können sich nicht relativ zu diesem
drehen. Die Mehrzahl von Reiborganen, die auf dem ersten Verbindungsorgan
(4b) vorgesehen sind, können
sich ebenfalls nicht relativ zu diesem drehen. Die erste Reibschlußeinheit
(die Kupplung C2) verbindet das Drehorgan und das erste Verbindungsorgan,
wenn der Kolben des ersten Hydraulikzylinders in der ersten Richtung bewegt
wird, so daß die
Reiborgane miteinander verbunden werden.
- (d) Der zweite Hydraulikzylinder ist koaxial und integral mit
dem Drehorgan vorgesehen, und zwar angrenzend an den ersten Hydraulikzylinder
in der ersten Richtung, und dreht sich um die Achse. Außerdem bewegt
der zweite Hydraulikzylinder einen Kolben (31), wenn Hydraulikfluid
in eine Druckkammer geleitet wird.
- (e) Die zweite Reibschlußeinheit
(die Kupplung C3) umfaßt
eine Mehrzahl von Reiborganen, die auf dem Drehorgan sowie einem
zweiten Verbindungsorgan (einer Zwischenwelle 3) vorgesehen sind,
die zueinander drehbar um die Achse rotieren. Die auf dem Drehorgan
vorgesehenen Reiborgane können
sich nicht relativ zu diesem drehen. Die zweite Reibschlußeinheit
(die Kupplung C3) verbindet außerdem
das Drehorgan und das zweite Verbindungsorgan, wenn ein Kolben des zweiten
Hydraulikzylinders bewegt wird, so daß die Reiborgane miteinander
verbunden werden.
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Eine druckaufhebende Platte (21, 34)
ist sowohl im ersten Hydraulikzylinder als auch im zweiten Hydraulikzylinder
bereitgestellt, um den durch die Drehung der Hydraulikzylinder erzeugten
zentrifugalen Hydraulikdruck aufzuheben.
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Wenn die druckaufhebende Platte jedoch
in jedem Hydraulikzylinder vorgesehen ist, um den zentrifugalen
Hydraulikdruck auf diese Weise aufzuheben, erhöht sich die Zahl der Bauteile,
wodurch das Gewicht und die Herstellungskosten steigen. Darüber hinaus
nimmt die Länge
in Axialrichtung zu, was den Anordnungsraumbedarf vergrößert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Angesichts dieser Gegebenheiten ist
es Gegenstand der Erfindung, eine Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung
zu gestalten, in der ein Paar von Hydraulikzylindern auf einem gemeinsamen
Drehorgan so vorgesehen sind, dass sie integral um eine Achse rotieren,
und die dabei kompakt, leicht und kostengünstig ist.
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Anders ausgedrückt, gemäß einem Aspekt der Erfindung
umfaßt
eine Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung,
die sich integral dreht, um Kraft zu übertragen, ein Drehorgan, eine
erste Reibschlußeinheit
und eine zweite Reibschlußeinheit,
einen ersten Hydraulikzylinder, einen zweiten Hydraulikzylinder
und eine den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer. Die
erste Reibschlußeinheit und
die zweite Reibschlußeinheit übertragen
eine Kraft. Der erste Hydraulikzylinder ist koaxial mit dem Drehorgan
vorgesehen. Der erste Hydraulikzylinder dreht sich zusammen mit
der Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung
und bewirkt eine Verbindung der ersten Reibschlußeinheit. Der zweite Hydraulikzylinder
ist koaxial mit dem Drehorgan vorgesehen und ist neben dem ersten
Hydraulikzylinder entlang der Drehachse des Drehorgans vorgesehen. Der
zweite Hydraulikzylinder dreht sich zusammen mit der Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung
und bewirkt eine Verbindung der zweiten Reibschlußeinheit.
Die den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer wird zwischen
einem Zylinderrohr des zweiten Hydraulikzylinders und einem Kolben
des ersten Hydraulikzylinders ausgebildet, wobei das Zylinderrohr
als druckaufhebende Platte verwendet wird. Die den zentrifugalen
Hydraulikdruck aufhebende Kammer hebt den zentrifugalen Hydraulikdruck
im ersten Hydraulikzylinder auf, welcher erzeugt wird, wenn Hydraulikfluid
in den ersten Hydraulikzylinder geleitet wird.
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Bei dieser Ausgestaltung wird das
Zylinderrohr eines der beiden Hydraulikzylinder als druckaufhebende
Platte verwendet, wodurch für
den anderen Hydraulikzylinder eine den zentrifugalen Hydraulikdruck
aufhebende Kammer gebildet wird. Daher sinkt im Vergleich zu dem
Fall, wo die druckaufhebende Platte separat vor gesehen ist, die
Zahl der Bauteile, wodurch das Gewicht und die Herstellungskosten sinken.
Darüber
hinaus wird die Länge
in Axialrichtung verringert, wodurch der Aufbau kompakter wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung umfaßt
eine Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung
ein Drehorgan, einen ersten Hydraulikzylinder, eine erste Reibschlußeinheit,
einen zweiten Hydraulikzylinder, eine zweite Reibschlußeinheit
und eine den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer. Das
Drehorgan dreht sich um eine Achse. Der erste Hydraulikzylinder
ist koaxial und integral mit dem Drehorgan vorgesehen und dreht
sich um die Achse. Außerdem
bewegt der erste Hydraulikzylinder einen Kolben in einer ersten
Richtung parallel zur Achse, wenn Hydraulikfluid in eine Druckkammer
geleitet wird. Die erste Reibschlußeinheit umfaßt jeweils
mindestens ein Reiborgan, das auf dem Drehorgan und dem ersten Verbindungsorgan
vorgesehen ist, die relativ zueinander um die Achse rotieren. Das
mindestens eine Reiborgan, das auf dem ersten Verbindungsorgan vorgesehen
ist, ist nicht relativ zu diesem drehbar. Die erste Reibschlußeinheit
verbindet das Drehorgan und das erste Verbindungsorgan, wenn der
Kolben des ersten Hydraulikzylinders in der ersten Richtung bewegt
wird, so daß das
mindestens eine Reiborgan auf dem Drehorgan und das mindestens eine
Reiborgan auf dem Verbindungsorgan verbunden werden. Der zweite Hydraulikzylinder
ist koaxial und integral mit dem Drehorgan vorgesehen, und zwar
neben dem ersten Hydraulikzylinder in der ersten Richtung, und dreht sich
um die Achse. Darüber
hinaus bewegt der zweite Hydraulikzylinder einen Kolben, wenn Hydraulikfluid
in eine Druckkammer geleitet wird. Die zweite Reibschlußeinheit
umfaßt
jeweils mindestens ein Reiborgan, das auf dem Drehorgan und dem
zweiten Verbindungsorgan vorgesehen ist, die sich relativ zueinander
um eine Achse drehen können.
Das mindestens eine Reiborgan, das auf dem Drehorgan vorgesehen
ist, kann sich nicht relativ zu diesem drehen. Das mindestens eine
Reiborgan, das auf dem zweiten Verbindungsorgan vorgesehen ist,
kann sich nicht relativ zu diesem drehen. Die zweite Reibschlußeinheit
verbindet das Drehorgan und das zweite Verbindungsorgan, wenn der
Kolben des zweiten Hydraulikzylinders bewegt wird, so daß die Reiborgane
miteinander verbunden werden. Die den zentrifugalen Hydraulikdruck
aufhebende Kammer hebt den zentrifugalen Hydraulik druck in der Druckkammer des
ersten Hydraulikzylinders auf, welcher erzeugt wird, wenn Hydraulikfluid
in die Druckkammer des ersten Hydraulikzylinders geleitet wird.
Die Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung überträgt und unterbricht
die Kraft zwischen dem Drehorgan und dem ersten Verbindungsorgan
und zwischen dem Drehorgan und dem zweiten Verbindungsorgan.
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In der oben genannten Auslegung können die
gleichen Ergebnisse erhalten werden wie im ersten Aspekt der Erfindung,
da die den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer ebenfalls
unter Verwendung des Zylinderrohrs des zweiten Hydraulikzylinders
als druckaufhebende Platte ausgebildet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1A ist
eine schematische Darstellung, die ein Fahrzeug-Automatikgetriebe
zeigt, welches eine Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt, und 1B ist
eine Betriebstabelle, welche die Betriebszustände von Kupplungen und Bremsen zeigt,
wenn die einzelnen Gangstufen des Fahrzeug-Automatikgetriebes eingelegt
werden;
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2 ist
ein kolineares Diagramm mit Bezug auf die Ausführungsform von 1. 3 ist eine Querschnittsansicht,
die insbesondere die Kupplungen C1, C2 des Fahrzeug-Automatikgetriebes
von 1 zeigt, und
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4 ist
eine Querschnittsansicht, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im folgenden wird eine Ausführungsform
der Erfindung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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1A ist
eine schematische Darstellung, die ein Fahrzeug-Automatikgetriebe 10 zeigt,
auf das die Erfindung angewendet wurde. 1B ist eine Betriebstabelle, die beschreibt,
welche Elemente eingerückt
werden, wenn verschiedene Gangstufen eingelegt werden. Das Fahrzeug-Automatikgetriebe 10 ist vom
Quereinbau-Typ und wird in einem Fahrzeug mit Frontmotor und Frontantrieb
und dergleichen eingebaut. Das Fahrzeug-Automatikgetriebe 10 umfaßt auf derselben
Achse einen ersten Schaltabschnitt 14 und einen zweiten
Schaltabschnitt 20. Das Fahrzeug-Automatikgetriebe 10 ändert die
Drehgeschwindigkeit von einer Antriebswelle 22 und gibt
die geänderte
Drehgeschwindigkeit über
ein Abtriebsrad 24 weiter. Der erste Schaltabschnitt 14 ist
so ausgelegt, daß er
eine erste Planetengetriebeeinheit 12 vom Doppelritzel-Typ
als Hauptabschnitt aufweist. Der zweite Schaltabschnitt 20 ist
so ausgelegt, daß er
eine zweite Planetengetriebeeinheit 16 vom Einzelritzel-Typ
und eine dritte Planetengetriebe-Vorrichtung 18 vom Doppelritzel-Typ
als Hauptabschnitte aufweist. Die Antriebswelle 22 korrespondiert
mit einem Antriebselement, beispielsweise einer Turbinenwelle oder
einem Drehmomentwandler, der mit einer Antriebsleistungsquelle für den Betrieb
solch eines Motors drehend angetrieben wird.
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Das Fahrzeug-Automatikgetriebe 10 ist
so ausgelegt, daß es
im Wesentlichen achsensymmetrisch ist. In 1A wurde die Hälfte unterhalb der Achse weggelassen.
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Die erste Planetengetriebeeinheit 12,
aus welcher der erste Schaltabschnitt 14 besteht, umfaßt drei
Drehorgane, das heißt,
ein Sonnenrad S1, einen Träger
CA1 und einen Zahnkranz R1. Wenn im ersten Planetengetriebe 12 das
Sonnenrad S1 mit der Antriebswelle 22 verbunden wird, so
daß es
drehend angetrieben wird, und der Träger CA1 an einem Gehäuse 26 festgelegt
wird, so daß er
durch eine dritte Bremse B3 an einer Drehung gehindert wird, wird
die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes R1 als Zwischen-Antriebselement
bezüglich
der Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle 22 verringert,
und wird so weitergegeben. Weiter sind Abschnitte der zweiten Planetengetriebeeinheit 16 und
der dritten Planetengetriebeeinheit 18, welche den zweiten
Schaltabschnitt 20 darstellen, so miteinander verbunden,
daß vier
Drehelemente RM1 bis RM4 gebildet werden. Genauer gesagt, besteht
das erste Drehelement RM1 aus dem Sonnenrad S3 der dritten Planetengetriebeeinheit.
Weiter sind ein Zahnkranz R2 der zweiten Planetengetriebeeinheit 16 und
ein Zahnkranz R3 der dritten Planetengetriebeeinheit 18 so
miteinander verbunden, daß sie
das dritte Drehelement RM3 bilden. Weiter sind ein Träger CA2
der zweiten Planetengetriebeeinheit 16 und ein Träger CA3
der dritten Planetengetriebeeinheit so miteinander verbunden, daß sie das
dritte Drehelement RM3 bilden. Außerdem bildet ein Sonnenrad
S2 der zweiten Planetengetriebeeinheit 16 das vierie Drehelement RM4.
Die zweite Planetengetriebeeinheit 16 und die dritte Planetengetriebeeinheit 18 bilden
einen Getriebezug vom Ravigneaux-Typ, in dem die Träger CA2, CA3
ein gemeinsames Organ bilden, die Zahnkränze R2 und R3 ein gemeinsames
Organ bilden, und ein Ritzel der zweiten Planetengetriebe-Vorrichtung 16 auch
als zweites Ritzel des dritten Planetengetriebes 18 verwendet
wird.
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Das erste Drehelement RM1 (das Sonnenrad
S3) wird durch eine erste Bremse B1 selektiv an dem Gehäuse 26 festgelegt,
so daß seine
Drehung angehalten wird. Das zweite Drehelement RM2 (die Zahnkränze R2,
R3) wird über
eine erste Kupplung Cl mit der Antriebswelle 22 verbunden
und wird durch eine zweite Bremse B2 selektiv an dem Gehäuse 26 festgelegt,
so daß seine
Drehung angehalten wird. Das vierie Drehelement RM4 (das Sonnenrad
S2) wird durch die zweite Kupplung C2 selektiv mit der Antriebswelle 22 verbunden.
Das erste Drehelement RM1 (das Sonnenrad S3) ist integral mit dem
Zahnkranz R1 der ersten Planetengetriebeeinheit 12 verbunden,
bei dem es sich um ein Zwischen-Abtriebsorgan handelt. Das dritte
Drehelement RM3 (die Träger
CA2, CA3) ist integral mit dem Abtriebsrad 24 verbunden,
um die Drehleistung abzugeben. Die Bremsen B1 bis B3, die erste
Kupplung C1 als erste Reibschlußeinheit
und die zweite Kupplung C2 als zweite Reibschlußeinheit bilden eine hydraulische Reibschlußeinheit
vom Mehrscheibentyp, die vom Hydraulikzylinder reibschlüssig verbunden
wird. Eine Einwegkupplung F ist so zwischen dem zweiten Drehelement
RM2 und dem Gehäuse 26 vorgesehen, daß sie parallel
zur zweiten Bremse B2 angeordnet ist. Die Einwegkupplung F erlaubt
eine Drehung des zweiten Drehelements RM2 im Uhrzeigersinn (das heißt, eine
Drehung, deren Richtung die gleiche ist wie die Drehung der Antriebswelle 22)
und verhindert eine Drehung in umgekehrter Richtung.
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2 ist
ein kolalineares Diagramm, das die Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente
des ersten Schaltabschnitts 14 und des zweiten Schaltabschnitts 20 anhand
von geraden Linien zeigt. Eine untere horizontale Linie zeigt die
Drehgeschwindigkeit „0" an, und eine obere
horizontale Linie zeigt die Drehgeschwindigkeit „1,0" an, das heißt, die gleiche Drehgeschwindigkeit,
wie sie die Antriebswelle 22 aufweist. Weiter zeigen vertikale
Linien, die den ersten Schaltabschnitt 14 betreffen, von
links nach rechts das Sonnenrad S1, den Zahnkranz R1 und den Träger CA1
an. Die Abstände
dazwischen werden gemäß einem
Zähnezahlverhältnis p1
der ersten Planetengetriebeeinheit 12 bestimmt (das heißt, anhand
der Anzahl der Zähne
des Sonnenrads/der Zähne
des Zahnkranzes). Vier vertikale Linien, die den zweiten Schaltabschnitt 20 betreffen,
zeigen von links nach rechts das erste Drehelement RM1 (das Sonnenrad
S3), das zweite Drehelement RM2 (die Zahnkränze R2, R3), das dritte Drehelement
RM3 (die Träger
CA2, CA3) und das vierte Drehelement RM4 (das Sonnenrad S2). Die
Abstände
dazwischen werden gemäß einem
Zähnezahlverhältnis p2
der zweiten Planetengetriebeeinheit 16 und einem Zähnezahlverhältnis p3
der dritten Planetengetriebeeinheit 18 bestimmt.
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Wie aus dem obigen kolalinearen Diagramm hervorgeht,
dreht sich das dritte Drehelement RM3, das mit dem Abtriebsrad 24 verbunden
ist, mit einer ersten Drehgeschwindigkeit, wenn die zweite Kupplung
C2 und die zweite Bremse B2 eingerückt sind, das vierte Drehelement
RM4 sich integral mit der Antriebswelle 22 dreht und die
Drehung des zweiten Drehelements RM2 angehalten ist. Somit ist ein
erster Gang eingelegt, dessen Übersetzung
am höchsten
ist. Wenn die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 eingerückt sind,
das vierte Drehelement RM4 sich integral mit der Antriebswelle 22 dreht
und die Drehung des ersten Drehelements RM1 angehalten ist, dreht
sich das dritte Drehelement RM3 mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit.
Somit ist ein zweiter Gang eingelegt, dessen Übersetzung kleiner ist als
die des ersten Gangs. Wenn die zweite Kupplung C2 und die dritte
Bremse B3 eingerückt
sind, das vierte Drehelement RM4 sich integral mit der Antriebswelle 22 dreht
und die Drehung des ersten Drehelements RM1 durch den ersten Schaltabschnitt 14 verlangsamt
wird, dreht sich das dritte Drehelement PM3 bei einer dritten Drehgeschwindigkeit.
Somit ist ein dritter Gang eingelegt, dessen Übersetzung kleiner ist als
die des zweiten Gangs. Wenn die erste Kupplung C1 und die zweite
Kupplung C2 eingerückt sind
und der zweite Schaltabschnitt 20 sich integral mit der
Antriebswelle 22 dreht, dreht sich das dritte Drehelement
RM3 mit einer vierten Drehgeschwindigkeit, die die gleiche ist wie
die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 22. Somit ist
ein vierter Gang eingelegt, dessen Übersetzung kleiner ist als
die des dritten Gangs. Die Übersetzung
des vierten Gangs ist 1. Wenn die erste Kupplung C1 und die dritte
Bremse B3 eingerückt
sind, das zweite Drehelement RM2 sich integral mit der Antriebswelle 22 dreht
und das erste Drehelement RM1 sich mit einer Geschwindigkeit dreht,
die durch den ersten Schaltabschnitt 14 verringert ist,
dreht sich das dritte Drehelement RM3 mit einer fünften Drehgeschwindigkeit.
Somit ist ein fünfter
Gang eingelegt, dessen Übersetzung
kleiner ist als die des vierten Gangs. Wenn die erste Kupplung C1
und die erste Bremse B1 eingerückt
sind, das zweite Drehelement RM2 sich integral mit der Antriebswelle 22 dreht,
und die Drehung des ersten Drehelements RM1 angehalten ist, dreht
sich das dritte Drehelement RM3 bei einer sechsten Drehgeschwindigkeit.
Somit ist ein sechster Gang eingelegt, dessen Übersetzung kleiner ist als
die des fünften Gangs.
Weiter wird, wenn die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3
eingerückt
sind, die Drehung des zweiten Drehelements RM2 angehalten, und das erste
Drehelement RM1 dreht sich mit einer Geschwindigkeit, die durch
den ersten Schaltabschnitt 14 verringert ist. Somit dreht
sich das dritte Drehelement RM3 bei einer Drehgeschwindigkeit Rev
in umgekehrter Richtung. Somit ist der Rückwärtsgang Rev eingelegt.
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1B ist
eine Betriebstabelle, welche die Beziehung zwischen den Gangstufen
und den Betriebszuständen
der Kupplungen C1, C2 und der Bremsen B1 bis B3 zeigt. In der Betriebstabelle
zeigt ein Kreis einen Eingriff an, und ein doppelter Kreis zeigt
einen Eingriff an, der nur während
des Abbremsen des Motors durchgeführt wird. Da die Einwegkupplung
F parallel zur Bremse B2 vorgesehen ist, um den ersten Gang einzulegen,
muß die
Bremse B2 während
des Losfahrens (während
des Beschleunigens) nicht unbedingt eingerückt sein. Weiter werden die Übersetzungen
der Gangstufen auf geeignete Weise durch die Zähnezahlverhältnisse p1, p2 und p3 der ersten
Planetengetriebeeinheit
12, der zweiten Planetengetriebeeinheit 16 und
der dritten Planetengetriebeeinheit 18 bestimmt.
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die speziell eine Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung 30 zeigt,
die eine Kraft zwischen der Antriebswelle 22, bei der es
sich um das Drehorgan handelt, und dem zweiten Drehelement RM2,
bei dem es sich um das erste Verbindungsorgan handelt, überträgt und unterbricht,
sowie zwischen der Antriebswelle 22 und dem vierten Drehelement
RM4, bei dem es sich um das zweite Verbindungsorgan handelt. 3 zeigt die Hälfte oberhalb
der Achse O. Die Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung 30 umfaßt einen
erste Hydraulikzylinder 32, der einen Reibschluß der ersten
Kupplung C1 bewirkt, sowie einen zweiten Hydraulikzylinder 34,
der einen Reibschluß der
zweiten Kupplung C2 bewirkt. Sowohl der erste Hydraulikzylinder 32 als
such der zweite Hydraulikzylinder 34 sind ringförmig, wobei
die Antriebswelle 22 sich in der Mitte befindet, und sind
koaxial und integral mit der Antriebswelle 22 vorgesehen,
so daß sie
sich zusammen mit der Antriebswelle 22 um eine Achse O drehen.
Der erste Hydraulikzylinder 32 entspricht dem ersten Hydraulikzylinder
im ersten Aspekt der Erfindung und der zweite Hydraulikzylinder 34 entspricht
dem zweiten Hydraulikzylinder im zweiten Aspekt der Erfindung.
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Der erste Hydraulikzylinder 32 umfaßt ein Zylinderrohr 36 und
einen Kolben 38. Das Zylinderrohr 36 weist eine
unten geschlossene zylindrische Form auf und ist in 3 zur rechten Seite hin offen. Das Zylinderrohr 36 ist
so vorgesehen, daß es
sich nicht relativ zur Antriebswelle 22 drehen kann und
in Richtung der Achse O nicht verschiebbar ist (in Querrichtung
in 3). Der Kolben 38 ist
so in dem Zylinderrohr 36 angeordnet, daß er in
Richtung der Achse 0 verschiebbar ist.
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Wenn Hydraulikfluid in eine Druckkammer 40 zwischen
dem Zylinderrohr 36 und dem Kolben 38 geleitet
wird, wird der Kolben 38 in einer ersten Richtung verschoben,
das heißt
nach rechts in 3, so daß die erste
Kupplung C1 reibschlüssig
verbunden wird. Dichtorgane 42, 44, die aus Kautschuk
oder dergleichen bestehen, sind am inneren Umfangsabschnitt bzw.
am äußeren Umfangsabschnitt
des Kolbens 38 befestigt, um die Druckkammer 40 fluiddicht zu
abzuschließen.
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Weiter umfaßt die erste Kupplung C1 eine Trommel 46,
mehrere Reiborgane 48 und mehrere Reiborgane 50.
Die Trommel 46 is so vorgesehen, daß sie die integrale Fortsetzung
des äußeren Zylinderabschnitts
des Zylinderrohrs 36 ist. Die mehreren Reiborgane 48 sind
so auf der Trommel 46 vorgesehen, daß sie sich nicht relativ zu
ihr drehen können. Die
mehreren Reiborgane 50 sind so auf dem zweiten Drehelement
RM2 vorgesehen, daß sie
sich nicht relativ zu ihm drehen können. Die Reiborgane 48 und die
Reiborgane 50 sind jeweils abwechselnd angeordnet.
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Wenn die Reiborgane 48, 50 zwischen
dem Kolben 38 und einer Druckplatte 54, die von
einem Arretierungsteil 52 (einem Sicherungsring oder dergleichen),
das an einem Endabschnitt der Trommel 46 vorgesehen ist,
so mit Druck beaufschlagt werden, daß sie sich reibschlüssig verbinden,
wird das zweite Drehelement RM2 integral mit der Antriebswelle 22 verbunden.
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Ein zweiter Hydraulikzylinder 34 ist
so vorgesehen, daß er
sich neben dem ersten Hydraulikzylinder 32 in der ersten
Richtung befindet (in 3 auf der
rechten Seite).
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Der zweite Hydraulikzylinder 34 umfaßt ein Zylinderrohr 56 und
einen Kolben 58. Das Zylinderrohr 56 weist eine
unten geschlossene zylindrische Form auf und ist in 3 nach rechts hin offen. Das Zylinderrohr 56 ist
so vorgesehen, daß es
sich nicht relativ zur Antriebswelle 22 drehen kann und
nicht in Richtung der Achse O bewegen kann. Der Kolben 58 ist
so im Zylinderrohr 56 angeordnet, daß er in Richtung der Achse
O verschiebbar ist. Wenn Hydraulikfluid in eine Druckkammer 60 zwischen
dem Zylinderrohr 56 und dem Kolben 58 eingeleitet
wird, bewegt der zweite Hydraulikzylinder 34 den Kolben 58 in
einer zweiten Richtung, die mit der ersten Richtung übereinstimmt,
das heißt,
in 3 nach rechts, so daß die zweite
Kupplung C2 reibschlüssig
verbunden wird.
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Dichtorgane 62, 64,
die aus Kautschuk oder dergleichen bestehen, sind am inneren Umfangsabschnitt
bzw. am äußeren Umfangsabschnitt
des Kolbens 58 befestigt, um die Druckkammer 60 fluiddicht abzuschließen.
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Weiter umfaßt die zweite Kupplung C2 eine Trommel 66,
eine Mehrzahl von Reiborganen 68 und eine Mehrzahl von
Reiborganen 70. Die Trommel 66 ist so vorgesehen,
daß sie
eine integrale Fortsetzung des Zylinderrohrs 56 darstellt.
Die Mehrzahl von Reiborganen 68 sind so auf der Trommel 66 vorgesehen, daß sie sich
nicht relativ zu dieser drehen können. Die
Mehrzahl von Reiborganen 70 sind so auf dem vierten Drehelement
RM4 vorgesehen, daß sie
sich nicht relativ dazu drehen können.
Die Reiborgane 68 und die Reiborgane 70 sind jeweils
abwechselnd angeordnet.
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Im Fall der zweiten Kupplung C2 werden
die Reiborgane 68, 70 zwischen dem Kolben 58 und
der Druckplatte 74, die von einem Arretierteil 72 (einem Sicherungsring
oder dergleichen) festgehalten wird, das in einem Endabschnitt der
Trommel 66 vorgesehen ist, so mit Druck beaufschlagt, daß sie sich
reibschlüssig
verbinden. Wenn die Reiborgane 68, 70 auf diese
Weise reibschlüssig
verbunden werden, wird das vierte Drehelement RM4 integral mit der
Antriebswelle 22 verbunden. Die zweite Kupplung C2 weist
einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der der ersten Kupplung
C1, und ist so vorgesehen, daß sie
die erste Kupplung C1 in Richtung der Achse O teilweise überschneidet.
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Der zweite Hydraulikzylinder 34 umfaßt auch eine
druckaufhebende Platte 80, die integral mit der Antriebswelle 22 vorgesehen
ist. Im zweiten Hydraulikzylinder 34 ist eine den zentrifugalen
Hydraulikdruck aufhebende Kammer 82 zwischen der druckaufhebenden
Platte 80 und dem Kolben 58 ausgebildet. Die den
zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer ist so vorgesehen,
daß sie
gegenüber der
Druckkammer 60 liegt, wobei sich der Kolben 58 dazwischen
befindet. Die den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer 82 hebt
den aufgrund der Drehung um die Achse O entstehenden zentrifugalen
Hydraulikdruck auf, wenn das Hydraulikfluid aus einem Fluidkanal
(nicht gezeigt), der in einem inneren Umfangsabschnitt der Antriebswelle 22 und dergleichen
vorgesehen ist, in die Druckkammer 60 eingeleitet wird.
Der Kolben 58 umfaßt
einen Außenzylinder 84,
der eine zylindrische Form aufweist. Ein Dichtorgan 86,
das aus Kautschuk oder dergleichen besteht, ist am Außenrand
der druckaufhebenden Platte 80 so befestigt, daß es in
gleitendem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des äußeren Zylinderabschnitts 84 steht.
Das Dichtorgan 86 bildet einen fluiddichten Abschluß zwischen
der äußeren Umfangsfläche der
druckaufhebenden Platte 80 und der inneren Umfangsfläche des äußeren Zylinderabschnitts 84,
wobei der Kolben 58 beweglich bleibt. Eine Rückholfeder 88 ist
in der den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer 82 vorgesehen. Wenn
der Hydraulikdruck in der Druckkammer 60 reduziert wird,
bewirkt die Rückholfeder 88,
daß der Kolben
sich 58 wieder zur linken Seite in 3 bewegt,
so daß die
zweite Kupplung C2 ausgerückt wird.
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Weiter ist im ersten Hydraulikzylinder 32 zwischen
dem Zylinderrohr 56 des zweiten Hydraulikzylinders 34 und
dem Kolben 38 eine den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende
Kammer 90 ausgebildet, wobei das Zylinderrohr 56 als
druckaufhebende Platte dient. Die den zentrifugalen Hydraulikdruck
aufhebende Kammer 90 liegt gegenüber der Druckkammer 40,
wobei sich der Kolben 38 dazwischen befindet. Die den zentrifugalen
Hydraulikdruck aufhebende Kammer 90 hebt den zentrifugalen
Hydraulikdruck auf, der in der Druckkammer 40 aufgrund
der Drehung um die Achse O erzeugt wird, wenn das Hydraulikfluid
aus einem Fluidkanal (nicht gezeigt), der in einem inneren Umfangsbereich
der Antriebswelle 22 oder dergleichen vorgesehen ist, in
die Druckkammer 40 geleitet wird. Der Kolben 38 umfaßt einen äußeren Zylinderabschnitt 92,
der eine zylindrische Form aufweist und der an die äußere Umfangsseite des
Zylinderrohrs 56 angepaßt ist. Ein Dichtorgan 94, das
aus Kautschuk oder dergleichen besteht, ist so am äußeren Umfangsabschnitt
des Zylinderrohrs 56 befestigt, daß es in gleitendem Kontakt
mit der inneren Umfangsfläche
des äußeren Zylinderabschnitts 92 steht.
Das Dichtorgan 94 stellt einen fluiddichten Abschluß zwischen
der äußeren Umfangsfläche des Zylinderrohrs 56 und
der inneren Umfangsfläche
des äußeren Zylinderabschnitts 92 her,
während
der Kolben 38 beweglich bleibt. Eine Rückholfeder 96 ist
in der den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer 90 vorgesehen.
Wenn der Hydraulikdruck in der Druckkammer 40 sinkt, bewirkt
die Rückhol feder 96,
daß der
Kolben 38 sich wieder zur linken Seite in 3 bewegt, so daß die erste Kupplung C1 ausgerückt wird.
Der äußere Zylinderabschnitt 92 entspricht
einem Paßabschnitt.
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Das Zylinderrohr 36 und
der Kolben 38 des ersten Hydraulikzylinders 32 sowie
das Zylinderrohr 56, der Kolben 58 und die druckaufhebende
Platte 80 des zweiten Hydraulikzylinders 34 werden
alle durch ein Zugverfahren oder dergleichen aus einer Metallplatte
unter Verwendung einer Presse ausgebildet.
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In der erfindungsgemäßen Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung 30 wird
das Zylinderrohr 56 des zweiten Hydraulikzylinders 34 als druckaufhebende
Platte verwendet, und es bildet die den zentrifugalen Hydraulikdruck
aufhebende Kammer 90 des ersten Hydraulikzylinders 34.
Somit sinkt im Vergleich zu dem Fall, wo die druckaufhebende Platte
separat vorgesehen ist, die Zahl der Bauteile, wodurch das Gewicht
und die Herstellungskosten sinken. Darüber hinaus wird die Länge in Richtung der
Achse O verringert, wodurch der Aufbau kompakter wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform
ist das Dichtorgan 94 am Zylinderrohr 56 des zweiten
Hydraulikzylinders 34 befestigt. Wie in 4 gezeigt, kann ein Paßabschnitt 100,
der an der äußeren Umfangsseite
des Zylinderrohrs 56 befestigt ist, jedoch auch am Kolben 38 des
ersten Hydraulikzylinders 32 vorgesehen sein, eine ringförmige Nut
kann in der inneren Umfangsfläche
des Paßabschnitts 100 ausgebildet
sein, und ein O-Ring 102 kann darin eingepaßt sein,
so daß der
O-Ring 102 einen fluiddichten Abschluß zwischen dem Paßabschnitt 10 und
der äußeren Umfangsfläche des
Zylinderrohrs 56 bildet. Der O-Ring 102 entspricht
dem Dichtorgan.
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In der erfindungsgemäßen Kraftübertragungs/-unterbrechungs-Vorrichtung
sind beispielsweise der erste Hydraulikzylinder 32, der
zweite Hydraulikzylinder 34 sowie die erste Kupplung C1
und die zweite Kupplung C2 als die Reibschlußeinheiten so ausgebildet,
daß sie
ringförmig
sind und das Drehorgan sich in ihrer Mitte befindet und als Welle
ausgebildet ist. Es können
jedoch verschiedene Ausgestaltungen durchgeführt werden, beispielsweise
eine Ausgestaltung, in der ein Hydraulikzylinder und eine Reibschlußeinheit
im Inneren eines Drehorgans vorgesehen sind, das zylindrisch geformt
ist, sowie eine Ausgestaltung, in der der zweite Hydraulikzylinder 34 einen
Scheibenkolben umfaßt,
der in seiner Mitte keine Öffnung
aufweist.
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Weiter können die beiden Reibschlußeinheiten
im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen und können so
vorgesehen sein, daß sie
in Axialrichtung nebeneinander liegen. Alternativ dazu könne die
beiden Reibschlußeinheiten
in einer im wesentlichen gleichen Position in Axialrichtung vorgesehen
sein, so daß eine
der Reibschlußeinheiten
an der inneren Umfangsseite der anderen positioniert ist.
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Vorzugsweise sollte im zweiten Hydraulikzylinder 34 eine
den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer vorgesehen sein.
Die den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer im zweiten
Hydraulikzylinder 34 ist jedoch nicht unbedingt notwendig,
um die Erfindung zu verwirklichen.
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Vorzugsweise werden eine Kupplung
vom Mehrscheibentyp und eine Bremse vom Mehrscheibentyp als Reibschlußeinheit
verwendet, worin zwei oder mehr Reiborgane auf jedem der Bauteile
vorgesehen sind, die sich relativ zueinander drehen. Es kann jedoch
auch eine Reibschlußeinheit
verwendet werden, bei der nur ein Reiborgan auf jedem Bauteil vorgesehen
ist.
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Die Kraft kann von dem Drehorgan
(der Antriebswelle 22) auf das erste Verbindungsorgan (das zweite
Drehelement RM2) und das zweite Verbindungsorgan (das vierte Drehelement
RM4) übertragen
werden oder kann in umgekehrter Richtung übertragen werden. Alternativ
dazu kann die Richtung der Kraftübertragung
je nach den Gegebenheiten gewechselt werden. Das erste Verbindungsorgan
(das zweite Drehelement RM2) und das zweite Verbindungsorgan (das
vierte Drehelement RM4) können um
die Achse rotieren oder können
an einem Gehäuse
oder dergleichen festgelegt sein, so daß sie sich nicht um die Achse
drehen können.
Weiter können das
erste Verbindungsorgan (das zweite Drehelement RM2) und das zweite
Verbindungsorgan (das vierte Drehelement RM4) getrennt voneinander
angeordnet sein, so daß sie
sich relativ zueinander drehen können
oder sie können
miteinander integral verbunden sein, so daß sie gemeinsam rotieren.
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Die Richtung, in der sich der Kolben 58 des zweiten
Hydraulikzylinders 34 bewegt, kann die gleiche sein wie
eine erste Richtung, das heißt,
die Richtung, in der der Kolben 38 des ersten Hydraulikzylinders 32 bewegt
wird, oder sie kann eine Richtung sein, die der ersten Richtung
entgegengesetzt ist.
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Gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform liegt der Kolben 38 des
ersten Hydraulikzylinders 32 an der äußeren Umfangsseite des Zylinderrohrs 56 des
zweiten Hydraulikzylinders 34 an. Wenn die Erfindung jedoch
in einer anderen Ausführungsform
verwirklicht ist, kann sie beispielsweise so ausgestaltet sein,
daß der
zweite Hydraulikzylinder, der ringförmig ist, im Inneren eines
zylindrischen Drehelements vorgesehen ist, und der Kolben des ersten Hydraulikzylinders
an der inneren Umfangsfläche des
inneren Zylinders eines ringförmigen
Zylinderrohrs anliegt.
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Gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der Paßabschnitt
auf dem Kolben 38 des ersten Hydraulikzylinders so vorgesehen,
daß er
am Zylinderrohr 56 des zweiten Hydraulikzylinders 56 anliegt.
In dem Fall, wo der Kolben des ersten Hydraulikzylinders in einer
zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung hervorsteht, können das
Zylinderrohr des ersten Hydraulikzylinders und das Zylinderrohr
des zweiten Hydraulikzylinders jedoch integral verbunden sein, um
eine den zentrifugalen Hydraulikdruck aufhebende Kammer zu bilden.
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Obwohl die Ausführungsformen der Erfindung
detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben
wurden, sind die Ausführungsformen
lediglich Beispiele, und die Erfindung kann in Ausführungsformen
verwirklicht werden, in denen verschiedene Änderungen und Verbesserungen
auf der Grundlage des Fachwissens durchgeführt werden.