DE19700635A1 - Hydraulische Eingriffsvorrichtung für automatische Getriebe - Google Patents
Hydraulische Eingriffsvorrichtung für automatische GetriebeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Ein
griffsvorrichtung für automatische Getriebe.
Die in einer Kraftübertragung angeordnete hydraulische Ein
griffsvorrichtung dient als ein Schaltelement, welches hydrau
lisch in Eingriff oder aus dem Eingriff herausgebracht wird.
Üblicherweise umfaßt die hydraulische Eingriffsvorrichtung ei
ne Rückwärtsgang-Kupplung für den Rückwärtsbetrieb, die zwi
schen einer Rückwärtsgangkupplung-Trommel und einer Rückwärts
gangkupplung-Nabe eingefügt ist und durch einen Rückwärtsgang
kupplung-Kolben in Eingriff bringbar ist sowie eine Direkt
gangkupplung für einen Overdrive, die zwischen einer Direkt
gangkupplung-Trommel und einer Direktgangkupplung-Nabe zwi
schengefügt und über einen Direktgangkupplung-Kolben in Ein
griff bringbar ist.
Die Rückwärtsgangkupplung-Nabe ist an der Direktgang
kupplung-Trommel befestigt, welche wiederum direkt an einer Eingangs
welle angeschlossen ist, während die Rückwärtsgang
kupplung-Trommel an einem Sonnenrad von einem vorderen Planetengetriebe
angeschlossen ist. Dabei ist die Direktgangkupplung-Nabe an
einem Ritzelträger des vorderen Planetengetriebes angeschlos
sen.
Allerdings weist diese bekannte hydraulische Eingriffsvorrich
tung folgende Probleme auf:
- 1) aufgrund der Struktur mit zwei Kupplungstrommeln und zwei Kupplungsnaben weist die Vorrichtung eine große Abmessung in axialer und radialer Richtung auf, was zu einem Nachteil be züglich des Gewichtes und des Platzbedarfs führt;
- 2) aufgrund des Nichtvorhandenseins eines drehenden Teiles, welches sich an der äußeren Seite der Vorrichtung auf die gleiche Art und Weise dreht wie die Eingangswelle, ist es schwierig, zur Messung der Turbinendrehzahl, die für die Schaltungssteuerung verfügbar ist, einen Turbinensensor anzu ordnen; und
- 3) wenn die Maschine in dem N-Bereich mit blockierender Di rektgangkupplung betrieben wird, sind die an das Sonnenrad an geschlossenen Teile, wie z. B. die Rückwärtsgang kupplung-Trommel und der Rückwärtsgangkupplung-Kolben mit einer Über drehzahl in Rotation versetzt, was die Möglichkeit des Ber stens der Rückwärtsgangkupplung-Trommel erhöht. Das bedeutet, daß bei blockierender Direktgangkupplung die Rotation der Ein gangswelle auf die Direktgangkupplung-Nabe über die Direkt gangkupplung übertragen wird, wobei die Direktgangkupplung den Ritzelträger des vorderen Planetengetriebes in Rotation ver setzt. Dies erzeugt eine Rotation des Sonnenrades mit der Ein gangswelle mit einer erhöhten Drehzahl, was zu einer Überdreh zahl der Rückwärtsgangkupplung-Trommel usw., die an dem Son nenrad angeschlossen ist, führt.
Eine Lösung der oben angegebenen Probleme ist bspw. in dem Do
kument angegebenen mit dem Titel "Advanced Shift Control Tech
nology on Newly-developed Automatictransaxle", im Mai 1995 von
der Automotive Technical Society veröffentlicht. Insbesondere
ist der Rückwärtsgangkupplung-Kolben mit Kolbenstopper an der
Rückwärtsgangkupplung-Trommel an dessen Innenseite des Durch
messers angeordnet, um nicht relativ zu der Rückwärtsgangkupp
lung-Trommel zu rotieren. Der Rückwärtsgangkupplungs-Kolben
dient auch als eine Direktgangkupplung-Trommel.
Die Direktgangkupplung weist eine Eingabeseite auf, die über
den Rückwärtsgangkupplungs-Kolben und der Rückwärtsgangkupp
lung-Trommel direkt an der Eingangswelle angeschlossen ist.
Außerdem weist sie eine Ausgangsseite auf, die an dem Ritzel
träger des vorderen Planetengetriebes über die Direktgangkupp
lung-Nabe angeschlossen ist. Die Rückwärtsgangkupplung weist
eine Ausgabeseite auf, die an dem Sonnenrad des vorderen Pla
netengetriebes über die Rückwärtsgangkupplung-Nabe angeschlos
sen ist.
Bei dieser Vorrichtung sind die zwei Kolben axial aufeinander
angeordnet, was zu einer reduzierten Axialabmessung der Vor
richtung führt. Des weiteren ist die Rückwärtsgang
kupplung-Trommel, welche auf dieselbe Art und Weise wie die Eingangs
welle rotiert, an der äußeren Seite der Vorrichtung angeord
net, was zu einer einfachen Anordnung des Turbinensensors
führt. Darüber hinaus dient lediglich die Rückwärtsgangkupp
lung-Nabe als ein Teil, das an dem Sonnenrad befestigt ist, so
daß, selbst wenn die Maschine in dem N-Bereich mit blockieren
der Direktgangkupplung betrieben wird, ein Zerbersten der
Rückwärtskupplung-Trommel vermieden werden kann.
Allerdings weist die oben angegebene Anordnung trotzdem noch
die folgenden Probleme auf.
- 1) Da der Rückwärtsgangkupplung-Kolben auch als eine Direkt gangkupplung-Trommel dient, ist die radiale Abmessung der Vor richtung eingeschränkt, um die radiale Abmessung der Platten der Direktgangkupplung zu verringern, was einer verringerten Kupplungskapazität führt, d. h. einer verringerten Wärme- und Torsionskapazität der Direktgangkupplung führt;
- 2) aufgrund des großen Gewichtes eines Teiles, das innerhalb der Rückwärtsgangkupplung-Trommel angeordnet ist, kann mit de ren Rotation aufgrund einer Zentrifugalkraft ein Verrücken der Trommel leicht auftreten. Insbesondere mit einer eingerückten Rückwärtsgangkupplung weist der konventionelle Kolben aus Alu miniumlegierung Nachteile bezüglich seiner Festigkeit auf, da der Rückwärtsgangkupplung-Kolben über den Kolbenstopper Kraft auf die Rückwärtsgangkupplung-Trommel überträgt, was dazu führt, daß ein Materialwechsel zu Eisen durchgeführt werden muß, wodurch eine Erhöhung des Gewichtes auftritt; und
- 3) es sind zwei Keilwellenuten in den inneren Oberflächen der Rückwärtsgangkupplung-Trommel und des Rückwärtsgang kupplung-Kolbens notwendig, was zu einem Ansteigen der Herstellungsko sten führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine hydraulische Eingriffsvorrichtung für automatische Ge
triebe anzugeben, welche eine benötigte Kupplungskapazität oh
ne ein Verrücken der Rückwärtsgangkupplung-Trommel und ohne
ein Ansteigen der Herstellungskosten und des Gewichtes sicher
stellen kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vor
richtung angegeben für ein automatisches Getriebe mit einer
Eingangswelle, mit:
ersten und zweiten Kupplungsnaben die innerhalb dieser Kupp lungstrommeln angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kupplungsnaben voneinander separierte Teile sind,
ersten und zweiten Kupplungen, die jeweils Platten enthalten, die sich mit einer inneren Oberfläche dieser Kupplungstrommeln im Eingriff befinden, wobei diese ersten und zweiten Kupplun gen, wenn sie sich im Eingriff befinden, eine Rotation der Eingangswelle auf diese erste bzw. zweite Kupplungsnabe über tragen, wobei des weiteren diese ersten und zweiten Kupplungen aneinander angrenzend angeordnet sind, damit keine axiale Überlappung vorhanden ist, und mit
ersten und zweiten Kolben, die innerhalb dieser Kupplungstrom meln angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kolben in axialer Richtung aufeinander angeordnet sind und bezüglich dieser Platten der ersten und zweiten Kupplungen bewegbar sind.
ersten und zweiten Kupplungsnaben die innerhalb dieser Kupp lungstrommeln angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kupplungsnaben voneinander separierte Teile sind,
ersten und zweiten Kupplungen, die jeweils Platten enthalten, die sich mit einer inneren Oberfläche dieser Kupplungstrommeln im Eingriff befinden, wobei diese ersten und zweiten Kupplun gen, wenn sie sich im Eingriff befinden, eine Rotation der Eingangswelle auf diese erste bzw. zweite Kupplungsnabe über tragen, wobei des weiteren diese ersten und zweiten Kupplungen aneinander angrenzend angeordnet sind, damit keine axiale Überlappung vorhanden ist, und mit
ersten und zweiten Kolben, die innerhalb dieser Kupplungstrom meln angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kolben in axialer Richtung aufeinander angeordnet sind und bezüglich dieser Platten der ersten und zweiten Kupplungen bewegbar sind.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in der
Schaffung eines automatischen Getriebes mit:
einer Eingangswelle,
einer Kupplungstrommel, die an dieser Eingangswelle direkt an geschlossen ist,
ersten und zweiten Kupplungsnaben, die innerhalb dieser Kupp lungstrommeln angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kupplungsnaben voneinander separierte Teile sind,
ersten und zweiten Kupplungen, die jeweils Platten enthalten, die sich mit einer inneren Oberfläche dieser Kupplungstrommeln im Eingriff befinden, wobei diese ersten und zweiten Kupplun gen, wenn sie sich im Eingriff befinden, eine Rotation der Eingangswelle auf diese erste bzw. zweite Kupplungsnabe über trägt, wobei des weiteren diese ersten und zweiten Kupplungen aneinander angrenzend angeordnet sind, damit keine axiale Überlappung vorhanden ist, und mit
ersten und zweiten Kolben, die innerhalb dieser Kupplungstrom meln angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kolben in axialer Richtung aufeinander angeordnet sind und bezüglich dieser Platten der ersten und zweiten Kupplungen bewegbar sind.
einer Eingangswelle,
einer Kupplungstrommel, die an dieser Eingangswelle direkt an geschlossen ist,
ersten und zweiten Kupplungsnaben, die innerhalb dieser Kupp lungstrommeln angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kupplungsnaben voneinander separierte Teile sind,
ersten und zweiten Kupplungen, die jeweils Platten enthalten, die sich mit einer inneren Oberfläche dieser Kupplungstrommeln im Eingriff befinden, wobei diese ersten und zweiten Kupplun gen, wenn sie sich im Eingriff befinden, eine Rotation der Eingangswelle auf diese erste bzw. zweite Kupplungsnabe über trägt, wobei des weiteren diese ersten und zweiten Kupplungen aneinander angrenzend angeordnet sind, damit keine axiale Überlappung vorhanden ist, und mit
ersten und zweiten Kolben, die innerhalb dieser Kupplungstrom meln angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kolben in axialer Richtung aufeinander angeordnet sind und bezüglich dieser Platten der ersten und zweiten Kupplungen bewegbar sind.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung einer Aus
führungsform einer hydraulischen Eingriffsvorrichtung
für automatische Getriebe nach der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Kraftüber
tragung, an der die hydraulische Eingriffsvorrichtung
angewandt wird;
Fig. 3 ist eine Tabelle zur Darstellung einer Betriebslogik
von Eingriffselementen der automatischen Getriebe in
jeder Gangposition; und
Fig. 4 ist einer der Fig. 1 ähnliche Ansicht zur Darstellung
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen folgt nun eine Beschrei
bung bezüglich bevorzugter Ausführungsform einer hydraulischen
Eingriffsvorrichtung für automatische Getriebe gemäß der vor
liegenden Erfindung.
Zunächst wird auf die Fig. 2 Bezug genommen, in der eine
Kraftübertragung, an welche eine Ausführungsform einer hydrau
lischen Eingriffsvorrichtung angewandt wird, eine Eingangswel
le IN, eine Ausgangswelle OUT, ein Frontplanetengetriebe FPG
sowie in rückwärtiges Planetengetriebe RPG enthält. Das Front
planetengetriebe FPG enthält ein erstes Sonnenrad S1, ein er
stes Ringrad bzw. Hohlrad R1, ein erstes Ritzel P1 und einen
ersten Ritzelträger C1. Das rückwärtige Planetengetriebe RPG
enthält ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Ring- bzw. Hohl
rad R2, ein zweites Ritzel P2 sowie einen zweiten Ritzelträger
C2.
Um unter Verwendung der oben angegebenen Getriebeanordnung
vier Vorwärtsgeschwindigkeiten und eine Rückwärtsgeschwindig
keit bzw. -Stufe zu erhalten, enthält die Kraftübertragung des
weiteren als Eingriffselemente eine Rückwärtsgangkupplung
REV/C (im folgenden lediglich als R/C bezeichnet), eine Di
rektgangkupplung HIGH/C (im folgenden lediglich als H/C be
zeichnet), eine 2-4 Bremse 2-4/B, eine Niedriggangkupplung
LOW/C (im folgenden lediglich als L/C bezeichnet), einen Nied
riggang- und Rückwärtsgang-Bremse L & R/B sowie eine Niedrig
gang-Einwegkupplung LOW O.W.C.
Das erste Sonnenrad S1 ist über ein erstes Rotationsteil M1
und der Rückwärtsgangkupplung R/C an der Eingangswelle IN an
geschlossen und ebenfalls mit einem Gehäuse K über das erste
Rotationsteil M1 und der 2-4 Bremse 2-4/B angeschlossen.
Der erste Träger C1 ist an die Eingangswelle IN über ein zwei
tes Rotationsteil M2 und der Direktgangkupplung H/C verbunden
und ebenfalls auch noch an das Gehäuse K über ein drittes Ro
tationsteil M3 und der Niedriggang- und Rückwärtsgangbremse L
& R/B angeschlossen. Darüber hinaus ist der erste Träger C1 an
das zweite Ring- bzw. Hohlrad R2 über das dritte Rotationsteil
M3 und der Niedriggangkupplung L/C verbunden.
Die Niedriggangeinwegkupplung LOW O.W.C ist parallel zur Nied
riggang- und Rückwärtsgang-Bremse L & R/B angeordnet.
Das erste Ring- bzw. Hohlrad R1 ist über ein viertes Rotation
steil M4 direkt an den zweiten Ritzelträger C2 angeschlossen,
mit welchem die Ausgangswelle OUT direkt verbunden ist.
Das zweite Sonnenrad S2 ist direkt an die Eingangswelle IN an
geschlossen.
Wie aus der Fig. 1 entnehmbar, bezeichnet H/C die Direktgang
kupplung oder erste Kupplung, bezeichnet R/C die Rückwärts
gangkupplung oder zweite Kupplung, bezeichnet IN die Eingangs
welle, bezeichnet 1 die Kupplungstrommel, bezeichnet die 2 die
Direktgangkupplung-Nabe oder erste Kupplungsnabe oder zweite
Rotationsteil M2, bezeichnet 3 die Rückwärtsgangkupplung-Nabe
oder zweite Kupplungsnabe oder erstes Rotationsteil M1, be
zeichnet 4 den Direktgangkupplung-Kolben oder ersten Kolben,
bezeichnet 5 den Rückwärtsgangkupplung-Kolben oder zweiten
Kolben, bezeichnet FPG das Frontplanetengetriebe, bezeichnet
S1 das erste Sonnenrad, bezeichnet R1 das erste Ring- bzw.
Hohlrad, bezeichnet P1 den ersten Kolben, bezeichnet C1 den
ersten Ritzelträger, bezeichnet 6 das Übertragungsgehäuse, be
zeichnet 7 den Turbinensensor und bezeichnet 8 das Ölpumpenge
häuse.
Die Direktgangkupplung H/C und die Rückwärtsgangkupplung R/C
sind aneinander angrenzend angeordnet, um axial nicht mitein
ander zu überlappen. Wenn sie eingerückt sind, dienen die
Kupplungen H/C und R/C zur Übertragung der Rotation der Ein
gangswelle IN auf die zwei verschiedenen Kupplungsnaben, d. h.
auf die Direktgangkupplungs-Nabe 2 und die Rückwärtsgangkupp
lung-Nabe 3 über die Kupplungstrommel 1.
Die Direktgangkupplung H/C und die Rückwärtsgangkupplung R/C
enthalten Antriebsplatten, die keilwellennutartig mit der
Trommel 1 sich in Eingriff befinden, sowie angetrieben Plat
ten, die sich keilwellennutartig mit der Kupplungsnabe 2 bzw.
3 in Eingriff befinden.
Die Kupplungstrommel 1 enthält eine innere Peripherie 1a, ei
nen Boden 1b, sowie eine äußere Peripherie 1c, um so einen in
vertierten C-förmigen Raum zu bilden. An dem Boden oder der
geschlossenen Seite der Kupplungstrommel ist die Direktgang
kupplung H/C angeordnet, während an dessen offener Seite die
Rückwärtsgangkupplung R/C angeordnet ist.
Die innere Peripherie 1a der Kupplungstrommel 1 ist drehbar in
einem Trommellagerabschnitt 8a des Ölpumpengehäuses 8 gelagert
und ist des weiteren mit einer Drucköffnung 1d für die Rück
wärtsgangkupplung, einer Drucköffnung 1e für die Direktgang
kupplung sowie einer Arbeitsfluidöffnung 1f versehen. Eine
Verlängerung der inneren Peripherie 1a, die an einem Ende aus
gebildet ist, enthält eine Keilwellennut 1g, welche sich mit
der Eingangswelle IN in Eingriff befindet.
Der Boden 1b der Kupplungstrommel ist nahe an einer inneren
Wandung 8d des Ölpumpengehäuses 8 angeordnet.
Die äußere Peripherie 1c der Kupplungstrommel 1 enthält eine
Keilwellennut 1h, die über ihre Gesamtheit mit der gleichen
Form ausgebildet ist, zur Durchführung eines in Eingriffsbrin
gens der Antriebsplatten der Direktgangkupplung H/C und der
Rückwärtsgangkupplung R/C, die zueinander angrenzend angeord
net sind, um nicht in axialer Richtung miteinander zu überlap
pen.
Die Direktgangkupplung-Nabe 2 weist ein Ende auf, das mit ei
ner Keilwellennut 2a ausgebildet ist zur Durchführung eines in
Eingriffsbringens der angetriebenen Platten der Direktgang
kupplung H/C. Dabei ist das andere Ende mit einer Keilwellen
nut ausgebildet, die nicht gezeigt ist, zur Durchführung eines
in Eingriffsbringens mit dem ersten Ritzelträger C1 des Front
planetengetriebes PFG.
Ein Ende der Rückwärtsgangkupplung-Nabe 3 ist mit einer Keil
wellenut 3a ausgebildet zur Durchführung eines in Eingriff
bringens der angetriebenen Platten der Rückwärtsgangkupplung
R/C. An dem anderen Ende ist das erste Sonnenrad S1 des Front
planetengetriebes PFG fixiert.
Der Direktgangkupplung-Kolben 4 sowie der Rückwärtsgangkupp
lung-Kolben 5 sind auf der inneren Peripherie 1a der Kupp
lungstrommel 1 angeordnet, um in axialer Richtung aufeinander
angeordnet zu sein.
Der Direktgangkupplung-Kolben 4 enthält einen Kupplungsdrück
bereich mit einem geringeren Durchmesser als derjenige des
Rückwärtsgangkupplungs-Kolbens 5 sowie einen Löschkolben 9 zur
Erzeugung eines Gegendrucks in einer der Plattendrückrichtung
der Direktgangkupplung H/C entgegengesetzten Richtung. Eine
Rückstellfeder 10 ist zwischen dem Löschkolben 9 und dem Di
rektgangkupplungs-Kolben 4 angeordnet. Der Rückwärtsgangkupp
lungs-Kolben 5 enthält einen Plattendurchlaßabschnitt 5a, der
durch die Antriebsplatten der Direktgangkupplung H/C hindurch
angeordnet ist, sowie einen Abtriebsball 11, der in deren obe
ren Bereich angeordnet ist.
Der Direktgangkupplung-Kolben 4 sowie der Rückwärtsgangkupp
lung-Kolben 5 enthalten jeweils einen preßgeformten Kolben mit
gehärtetem Gummi.
Als nächstes wird der Betrieb der Ausführungsform beschrieben
werden.
Bezugnehmend auf zunächst die Fig. 3 wird die Umschaltoperati
on einer jeden Gangposition beschrieben werden.
Die erste Geschwindigkeit bzw. Stufe wird erreicht durch hy
draulisches in Eingriff bringen der Niedriggangkupplung L/C so
wie hydraulisches in Eingriff bringen der Niedriggang- und
Rückwärtsgang-Bremse L & R/B (aufgrund des ausgewählten Be
reichs der Motorbremsung), oder durch mechanisches in Eingriff
bringen der Niedriggangeinwegekupplung LOW O.W.C (aufgrund der
Beschleunigung). Das bedeutet, die Eingabe erfolgt über das
zweite Sonnenrad S2, wobei das zweite Ring- bzw. Hohlrad R2
fixiert ist, während die Ausgabe von dem zweiten Ritzelträger
C2 erfolgt.
Die zweite Geschwindigkeit bzw. Stufe wird erreicht durch hy
draulisches in Eingriff bringen der Niedriggangkupplung L/C
und der 2-4 Bremse 2-4/B. Das bedeutet, die Eingabe erfolgt
über das zweite Sonnenrad S2, wobei das erste Sonnenrad S1 fi
xiert ist, und die Ausgabe erfolgt über den zweiten Ritzelträ
ger C2.
Die dritte Geschwindigkeit bzw. Stufe wird erreicht durch hy
draulisches in Eingriff bringen der Direktgangkupplung H/C und
der Niedriggangkupplung L/C. Das bedeutet, daß simultan die
Eingabe auf das zweite Ring- bzw. Hohlrad R2 und das zweite
Sonnenrad S2 erfolgt, während die Ausgabe von dem zweiten Rit
zelträger C2 (Geschwindigkeitsverhältnis = 1) durchgeführt
wird. Aufgrund des Heraufschaltens von der zweiten Geschwin
digkeitsstufe auf die dritte Geschwindigkeitsstufe wird die
Direktgangkupplung H/C, welche bisher sich nicht im Eingriff
befand, hydraulisch in Eingriff gebracht, was dadurch durchge
führt wird, daß druckbeaufschlagtes Öl über die Drucköffnung
1e der Direktgangkupplung einer Kolbenkammer 12 der Direkt
gangkupplung zugeführt wird, so daß der Direktgang
kupplungs-Kolben 4 einen Hub nach rechts durchführt, wenn man auf die
Fig. 1 schaut, und zwar entgegen einer Vorspannkraft der Rück
stellfeder 10.
Die vierte Geschwindigkeit bzw. Stufe oder die
Overdrive-Geschwindigkeit wird erhalten durch hydraulisches in Eingriff
bringen der Direktgangkupplung H/C und der 2-4 Bremse 2-4/B.
Das bedeutet, die Eingabe erfolgt über den ersten Ritzelträger
C1 und dem zweiten Sonnenrad S2, wobei das erste Sonnenrad S1
fixiert ist, während die Ausgabe über den zweiten Ritzelträger
C2 erfolgt.
Die Rückwärtsgeschwindigkeit bzw. Rückwärtsfahrt wird erreicht
hydraulisches in Eingriff bringen der Rückwärtsgangkupplung
R/C und der Niedriggang und Rückwärtsgang-Bremse L & R/B. Das
bedeutet, die Eingabe erfolgt über die ersten und zweiten Son
nenräder S1 und S2, wobei der erste Ritzelträger C1 fixiert
ist, während die Ausgabe über den zweiten Ritzelträger C2 er
folgt. Wenn die Rückwärtsfahrt ausgewählt worden ist, wird die
Rückwärtsgangkupplung R/C, welche bisher sich nicht im Ein
griff befand, hydraulisch in Eingriff gebracht. Dies wird
durchgeführt mittels Zuführen von Öldruck über die Drucköff
nung 1d der Rückwärtsgangkupplung zu einer Kolbenkammer 13 der
Rückwärtsgangkupplung, so daß der Rückwärtsgang-Kolben 5 einen
Hub nach rechts durchführt, wenn man auf die Fig. 1 schaut.
Gemäß der Ausführungsform sind der Direktgangkupplungs-Kolben
4 und der Rückwärtsgangkupplungs-Kolben 5 auf der inneren Pe
ripherie 1a der Kupplungstrommel 1 angeordnet, um in axialer
Richtung aufeinander angeordnet zu sein, wodurch verglichen
mit der Anordnung mit zwei Kolben 4, 5, die axial voneinander
getrennt sind, eine reduzierte axiale Abmessung erreicht wird.
Darüber hinaus ist die Kupplungstrommel 1, die zur Begrenzung
des äußeren Durchmessers der Vorrichtung außen angeordnet ist,
ein einzelnes Teil mit einer inneren Oberfläche, mit welcher
sowohl die Antriebsplatten der Direktgangkupplung H/C als auch
diejenigen der Rückwärtsgangkupplung R/C keilwellennutartig
sich im Eingriff befinden. Dies führt, verglichen mit der Vor
richtung mit zwei Kupplungstrommeln, die sich radial überlap
pen, zu einer reduzierten radialen Abmessung. Auf diese Art
und Weise sind die Abmessungen der Vorrichtung sowohl in axia
ler als auch in radialer Richtung reduziert, was zu einem er
höhten Freiheitsgrad für die Auslegung führt, was außerdem
auch noch eine Reduzierung der Abmessung der Kraftübertragung
mit sich führt.
Da die Kupplungstrommel 1, die außerhalb angeordnet ist, ein
Teil ist, das direkt an der Eingangswelle IN angeschlossen ist
und daher in dem gleichen Sinn sich dreht wie die Eingangswel
le IN, können gemäß dieser Ausführungsform Informationen über
die Turbinendrehzahl leicht erhalten werden, wenn sie als Ein
gabeinformation für die Schaltsteuerung benötigt werden, bspw.
durch Anordnen des Turbinensensors 7 an dem Übertragungsgehäu
se 6 mit einem Sensorabschnitt, der auf die Kupplungstrommel 1
gerichtet ist, was in der Fig. 1 gezeigt ist.
Wenn die Maschine in dem N-Bereich mit blockierender Direkt
kupplung läuft, wird die Rotation der Eingangswelle IN auf den
ersten Ritzelträger C1 über die Direktgangskupplungs-Nabe 2
der Direktgangkupplung H/C übertragen, was in einer möglichen
Überdrehzahl des ersten Sonnenrades S1 und der daran ange
schlossenen Teile führen kann. Da die zwei Kupplungen H/C und
R/C aufgrund der einzelnen Kupplungstrommel 1 eine gemeinsame
Eingangsseite sowie eine getrennte Ausgangsseite aufweisen,
aufgrund der entsprechenden Kupplungsnaben 2 und 3, können al
lerdings nach dieser Ausführungsform von den an dem ersten
Sonnenrad angeschlossenen Teile, welche mit dem ersten Sonnen
rad S1 eine Überdrehzahl aufweisen können, lediglich die ange
triebenen Platten der Rückwärtsgangkupplung-Nabe 3 und der
Rückwärtsgangkupplung R/C in eine Überrotation versetzt wer
den. Daher kann mit der Direktgangkupplung-Abmessung selbst
ein Zerplatzen der Kupplungstrommel 1 vermieden werden.
Da die Kupplungstrommel 1 ein einzelnes Teil ist mit einer in
neren Oberfläche, mit welcher sowohl die Antriebsplatten der
Direktgangkupplung H/C als auch diejenigen der Rückwärtsgang
kupplung R/C keilwellenutartig verbunden sind, weist nach der
Ausführungsform der äußere Durchmesser der Kupplungen H/C und
R/C, der lediglich von dem inneren Durchmesser der einzelnen
Kupplungstrommel 1 definiert wird, einen größeren Wert auf,
was insbesondere die benötigten Wärme- und Torssionskapazitä
ten der Direktgangkupplungen H/C sicherstellt.
Die Keilwellennuten sollten mit einer hohen Genauigkeit ma
schinell gearbeitet werden zur Sicherstellung eines sanften in
Eingriffkommens und wieder Ausrückens der Kupplung, was zu er
höhten Herstellungskosten führt. Allerdings ist gemäß der Aus
führungsform die innere Oberfläche der Kupplungstrommel 1 mit
einer Keilwellennut 1h ausgebildet, die entlang ihrer Gesamt
heit die gleiche Form aufweist, zur Durchführung des in Ein
griffbringens der Antriebsplatten der Direktgangkupplung H/C
und der Rückwärtsgangkupplung R/C, die eine reduzierte Anzahl
von maschinellen Bearbeitungsvorgängen für die Keilwellennuten
benötigen verglichen mit der Ausbildung von zwei Keilwellennu
ten für zwei Kupplung H/C und R/C, was schließlich zu einer
Reduzierung der Herstellungskosten führt.
Gemäß der Ausführungsform ist der Direktgangkupplungs-Kolben 4
ein Kolben, der mit einem Löschkolben 9 versehen ist zur Er
zeugung eines Gegendruckes in einer der Plattendrückrichtung
der Direktgangkupplung H/C entgegengesetzten Richtung. Daher
wird bei einem 3 auf 2 Herunterschalten, bei dem die Direkt
gangkupplung H/C außer Eingriff gebracht bzw. ausgerückt wird,
ein zentrifugal wirkender Hydraulikdruck (aufgrund des Arbeit
fluides innerhalb der Kolbenkammer 12 der Direktgangkupplung)
erzeugt, der auf den Direktgangkupplungs-Kolben 4 in Platten
druckrichtung der Direktgangkupplung H/C wirkt, sowie derjeni
ge erzeugt (aufgrund des Arbeitsfluides innerhalb des Lösch
kolbens 14), der in einer dazu entgegengesetzten Richtung
wirkt, um sich miteinander aufzuheben, wodurch kein miteinan
der in Eingriff b ringen des Direktgangkupplungskolbens 4 durch
einen zentrifugal wirkenden Hydraulikdruck oder ein Eingriffs
druck in der Kolbenkammer 12 der Direktgangkupplung erzeugt
wird. Dies verhindert ein Mitschleifen der Direktgangkupplung
H/C aufgrund deren Ausrückens.
Gemäß der Ausführungsform ist der Rückwärtsgang
kupplungs-Kolben 5 ein preßgeformter Kolben, welcher durch die Antriebs
platten der Direktgangkupplung H/C angeordnet ist sowie auch
noch ein geringeres Gewicht aufweist als dasjenige eines ge
gossenen Kolbens. Aufgrund des reduzierten Gewichtes des Rück
wärtsgangkupplungs-Kolbens 5, der innerhalb der Kupplungstrom
mel 1 angeordnet ist, ist eine auswärtige Kraft von der Innen
seite der Kupplungstrommel 1 aufgrund einer zentrifugalen
Kraft geringer, wenn die Rotation der Eingabewelle IN größer
ist, was dazu führt, daß ein Verrücken der Kupplungstrommel 1
verändert ist. Dies ist vorteilhaft für das Anordnen des Tur
binensensors 7 auf der äußeren Peripherie der Kupplungstrommel
1, da ein Spiel zwischen dem Sensorabschnitt des Turbinensen
sors 7 und der Kupplungstrommel 1 reduziert werden kann, was
zu einer verbesserten Genauigkeit der Rotationserfassung
führt.
Als nächstes wird die Wirkung bzw. Auswirkung der Ausführungs
form beschrieben werden.
Da die Direktgangkupplung H/C und die Rückwärtsgangkupplung
R/C, die eine zweireihige Kupplung bilden, aneinander angren
zend angeordnet sind, um in axialer Richtung nicht miteinander
zu überlappen, und darüber hinaus die Kupplungstrommel 1 ein
Einzelteil ist mit einer inneren Oberfläche, mit welcher die
Antriebsplatten der zwei Kupplungen H/C und R/C keilwellennut
artig miteinander sich im Eingriff befinden, sowie zwei unter
schiedliche Kupplungsnaben, d. h. die Direktgangkupplungs-Nabe
2 und Rückwärtsgangkupplung-Nabe 3, angeordnet sind, kann eine
Vorrichtung erhalten werden mit reduzierter axialen und redu
zierter radialen Abmessung, einer einfachen Anordnung des Tur
binensensors 7. Dabei sind ein Zerbersten der Kupplungstrommel
1 mit der Direktkupplungs-Abmessung sowie mit einer Sicher
stellung der benötigten Kupplungskapazität verhindert.
Da die innere Oberfläche der Kupplungstrommel 1 mit einer
Keilwellenut 1h versehen ist, die über ihre Gesamtheit mit der
gleichen Form ausgebildet ist zur Durchführung des in Ein
griffbringens der Antriebsplatten der Direktgangkupplung H/C
und der Rückwärtsgangkupplung R/C, kann darüber hinaus eine
Vorrichtung erhalten werden mit einer reduzierten Anzahl von
Herstellungsvorgängen für die Keilwellennute, wodurch die Her
stellungskosten gesenkt sind.
Darüber hinaus ist die Direktgangkupplung H/C auf dem Boden
oder der geschlossenen Seite der Kupplungstrommel 1 angeord
net, wohingegen die Rückwärtsgangkupplung R/C an deren offenen
Seite angeordnet ist. Der Direktgangkupplungs-Kolben 4 enthält
einen Kupplungsdrückbereich mit einem geringeren Durchmesser
als derjenige des Rückwärtsgangkupplungs-Kolbens 5 sowie einen
Löschkolben 9 zur Erzeugung eines Gegendruckes in einer der
Plattendrückrichtung der Direktgangkupplung H/C entgegenge
setzten Richtung. Dabei enthält der Rückwärtsgang
kupplungs-Kolben 5 einen preßgeformten Kolben, der durch die Antrieb
splatten der Direktankupplung H/C angeordnet ist. Auf diese
Art und Weise kann eine Vorrichtung erhalten werden, bei der
ein Mitnehmen der Direktgangkupplung H/C aufgrund deren Aus
rückens wegen eines zentrifugalen Hydraulikdruckes verhindert
werden kann. Außerdem kann ein Verrücken bzw. Verwinden der
Kupplungstrommel 1 möglich gemacht werden.
In der Ausführungsform enthalten der Direktgang
kupplungs-Kolben 4 und der Rückwärtsgangkupplungs-Kolben 5 jeweils einen
preßgeformten Kolben, was in der Fig. 1 dargestellt ist. Al
ternativ können beide Kolben H/C und R/C einen gegossenen Kol
ben enthalten oder einer der beiden einen gegossenen Kolben
aufweisen.
Darüber hinaus entspricht in der Ausführungsform die erste
Kupplung einer Direktgangkupplung und die zweite Kupplung ei
ner Niedriggangkupplung. Alternativ ist die vorliegende Erfin
dung auch auf andere Hydraulikkupplungen anwendbar, bspw. auf
Mehrscheibenkupplungen.
Ferner enthält in dieser Ausführungsform der Direktgangkupp
lungs-Kolben einen Löschkolben. Alternativ kann auch dieser
ohne einen Löschkolben ausgebildet werden.
Claims (12)
1. Vorrichtung für ein automatisches Getriebe mit einer Ein
gangswelle (IN), mit:
einer Kupplungstrommel (1), die an der Eingangswelle (IN) direkt angeschlossen ist,
ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3), die innerhalb dieser Kupplungstrommel (1) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3) voneinander se parierte Teile sind,
ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C), die jeweils Platten enthalten, die sich mit einer inneren Oberfläche dieser Kupplungstrommeln (1) im Eingriff befinden, wobei diese ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C), wenn sie sich im Eingriff befinden, eine Rotation der Eingangswel le (IN) auf diese erste bzw. zweite Kupplungsnabe (2, 3) übertragen, wobei des weiteren diese ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) aneinander angrenzend angeordnet sind, damit keine axiale Überlappung vorhanden ist, und mit
ersten und zweiten Kolben (4, 5), die innerhalb dieser Kupplungstrommeln (1) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kolben (4, 5) in axialer Richtung aufeinander angeordnet sind und bezüglich dieser Platten der ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) bewegbar sind.
einer Kupplungstrommel (1), die an der Eingangswelle (IN) direkt angeschlossen ist,
ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3), die innerhalb dieser Kupplungstrommel (1) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3) voneinander se parierte Teile sind,
ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C), die jeweils Platten enthalten, die sich mit einer inneren Oberfläche dieser Kupplungstrommeln (1) im Eingriff befinden, wobei diese ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C), wenn sie sich im Eingriff befinden, eine Rotation der Eingangswel le (IN) auf diese erste bzw. zweite Kupplungsnabe (2, 3) übertragen, wobei des weiteren diese ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) aneinander angrenzend angeordnet sind, damit keine axiale Überlappung vorhanden ist, und mit
ersten und zweiten Kolben (4, 5), die innerhalb dieser Kupplungstrommeln (1) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kolben (4, 5) in axialer Richtung aufeinander angeordnet sind und bezüglich dieser Platten der ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) bewegbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3) sich in
axialer Richtung überlappen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Kupplung (H/C) an der geschlossenen Seite die
ser Kupplungstrommel (1) und die zweite Kupplung (R/C) an
deren offenen Seite angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Kupplung (H/C) eine Direktgangkupplung für ei
nen Overdrive enthält und die zweite Kupplung (R/C) eine
Rückwärtsgangkupplung für einen Rückwärtslauf enthält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die innere Oberfläche der Kupplungstrommel (1) mit einer
Keilwellenut versehen ist, die sich mit den Platten von
den ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) im Eingriff
befindet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Keilwellennut über ihre Gesamtheit die gleiche Form
aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Kolben (4) einen Kupplungsdrückbereich auf
weist, dessen Durchmesser geringer ist als derjenige des
zweiten Kolbens (5).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Kolben (4) einen Löschkolben (9) enthält zur
Erzeugung eines Gegendruckes in einer der Plattendrück
richtung der ersten Kupplung (H/C) entgegengesetzten
Richtung.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Kolben (5) einen Abschnitt enthält, der durch
die Platten der ersten Kupplung (H/C) hindurch angeordnet
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten und zweiten Kolben (4, 5) jeweils einen preß
geformten Kolben aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
diese ersten und zweiten Kolben (4, 5) einen gegossenen
Kolben aufweisen.
12. Automatisches Getriebe mit:
einer Eingangswelle (IN);
einer Kupplungstrommel (1), die direkt an dieser Ein gangswelle (IN) angeschlossen ist,
ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3), die innerhalb dieser Kupplungstrommeln (1) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3) voneinander se parierte Teile sind,
ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C),, die jeweils Platten enthalten, die sich mit einer inneren Oberfläche dieser Kupplungstrommeln (1) im Eingriff befinden, wobei diese ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C), wenn sie sich im Eingriff befinden, eine Rotation der Eingangswel le (IN) auf diese erste bzw. zweite Kupplungsnabe (2, 3) übertragen, wobei des weiteren diese ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) aneinander angrenzend angeordnet sind, damit keine axiale Überlappung vorhanden ist, und mit
ersten und zweiten Kolben (4, 5), die innerhalb dieser Kupplungstrommeln (1) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kolben (4, 5) in axialer Richtung aufeinander angeordnet sind und bezüglich dieser Platten der ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) bewegbar sind.
einer Eingangswelle (IN);
einer Kupplungstrommel (1), die direkt an dieser Ein gangswelle (IN) angeschlossen ist,
ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3), die innerhalb dieser Kupplungstrommeln (1) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3) voneinander se parierte Teile sind,
ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C),, die jeweils Platten enthalten, die sich mit einer inneren Oberfläche dieser Kupplungstrommeln (1) im Eingriff befinden, wobei diese ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C), wenn sie sich im Eingriff befinden, eine Rotation der Eingangswel le (IN) auf diese erste bzw. zweite Kupplungsnabe (2, 3) übertragen, wobei des weiteren diese ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) aneinander angrenzend angeordnet sind, damit keine axiale Überlappung vorhanden ist, und mit
ersten und zweiten Kolben (4, 5), die innerhalb dieser Kupplungstrommeln (1) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Kolben (4, 5) in axialer Richtung aufeinander angeordnet sind und bezüglich dieser Platten der ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) bewegbar sind.
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