DE19700635C2 - Kupplungsanordnung für ein Automatikgetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für ein Automatikgetriebe ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solch eine Kupplungsanordnung für ein Automatikgetriebe ist aus DE 38 38 865 A1 be­ kannt.

Die in einer Kraftübertragung angeordnete hydraulische Eingriffsvorrichtung (Kupplungsan­ ordnung) 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 Direktgangkupplung- Trommel befestigt, welche wiederum direkt an einer Eingangs­ welle angeschlossen ist, während die Rückwärtsgangkupplung- 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 Rückwärtsgangkupplung- 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 Druch­ 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 Direktgangkupplung-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 Rückwärtsgangkupplung- 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 Rückwärtsgangkupplung- Kolbens notwendig, was zu einem Ansteigen der Herstellungsko­ sten führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung für ein Automatikgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter fertigungs­ technischen Gesichtspunkten günstig herstellbar ist, und eine präzise steuerbare Betäti­ gung der jeweiligen Kupplungslamellenpakete ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch eine Kupplungsanordnung für ein Automatikgetriebe mit einer Eingangswelle, einer Kupplungstrommel, die mit der Ein­ gangswelle verbunden ist, ersten und zweiten Kupplungsnaben, die innerhalb der Kupp­ lungstrommel angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Kupplungsnaben als sepa­ rate Teile ausgebildet sind, ersten und zweiten Kupplungen, die jeweils Kupplungsschei­ ben aufweisen, die mit einer Innenfläche der Kupplungstrommel in Eingriff stehen, wobei die ersten und zweiten Kupplungen vorgesehen sind zur Drehmomentenübertragung zwischen der Eingangswelle und der ersten oder der zweiten Kupplungsnabe, wobei die ersten und zweiten Kupplungen zueinander benachbart angeordnet sind, und erste und zweite Kolben innerhalb jener Kupplungstrommel axial aufeinander angeordnet sind und die ersten und zweiten Kolben gegenüber den Platten der ersten und zweiten Kupplun­ gen bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Fläche der Kupp­ lungstrommel mit einer Keilwellennut versehen ist, die mit den Kupplungsscheiben der ersten und zweiten Kupplungen in Eingriff steht, und daß eine Verbindungsstruktur zwi­ schen dem zweiten Kolben und der zugeordneten Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, wobei die Verbindungsstruktur einen Abschnitt des zweiten Kolbens aufweist, der sich durch die Kupplungsscheiben der ersten Kupplung hindurch erstreckt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den übrigen Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht zur Darstellung einer Ausführungsform einer Kupp­ lungsanordnung (nachfolgend als hydraulische Eingriffsvorrichtung bezeich­ net) für automatische Getriebe nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Kraftüber­ tragung, an der die hydraulische Eingriffsvorrichtung angewandt wird;

Fig. 3 eine Tabelle zur Darstellung einer Betriebslogik von Eingriffselementen der automatischen Getriebe in jeder Gangposition; und

Fig. 4 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 bezeichnet), 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 Rückwärtsgangkupplungs-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 Eingriffbringen 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 Direktgangkupplungs- 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 Peripherie 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 allerdings 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 Direktgangkupplung 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 Eingriffbringen 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 Rückwärtsgangkupplungs- 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 Rückwärtsgangkupplungs- 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 Direktgangkupplungs- 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 (9)

1. Kupplungsanordnung für ein Automatikgetriebe mit:
einer Eingangswelle (IN),
einer Kupplungstrommel (1), die mit der Eingangswelle (IN) verbunden ist,
ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3), die innerhalb der Kupplungstrommel (1) angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Kupplungsnaben als separate Teile ausgebildet sind,
ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C), die jeweils Kupplungsscheiben auf­ weisen, die mit einer Innenfläche der Kupplungstrommel (1) in Eingriff stehen, wo­ bei die ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) vorgesehen sind zur Drehmo­ mentenübertragung zwischen der Eingangswelle und der ersten oder der zweiten Kupplungsnabe,
wobei die ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) zueinander benachbart an­ geordnet sind, und
erste und zweite Kolben (4, 5) innerhalb jener Kupplungstrommel (1) axial aufein­ ander angeordnet sind und die ersten und zweiten Kolben gegenüber den Platten der ersten und zweiten Kupplungen bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die innere Fläche der Kupplungstrommel (1) mit einer Keilwellennut (1h) versehen ist, die mit den Kupplungsscheiben der ersten und zweiten Kupplungen (H/C, R/C) in Eingriff steht, und daß eine Verbindungsstruktur zwischen dem zweiten Kolben (5) und der zugeordneten Kupplungseinrichtung (R/C) vorgesehen ist, wobei die Verbindungsstruktur einen Abschnitt (5a) des zweiten Kol­ bens (5) aufweist, der sich durch die Kupplungsscheiben der ersten Kupplung (H/C) hindurch erstreckt.

2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kupplungsnaben (2, 3) sich in axialer Richtung überlappen.

3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (H/C) an der geschlossenen Seite dieser Kupplungstrommel (1) und die zweite Kupplung (R/C) an deren offenen Seite angeordnet ist.

4. Kupplungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Keilwellennut (1h) über ihre Gesamtheit die gleiche Form aufweist.

5. Kupplungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Kolben (4) einen Kupplungsdrückbereich aufweist, dessen Durchmesser geringer ist als derjenige des zweiten Kolbens (5).

6. Kupplungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Kolben (4) einen Löschkolben (9) enthält zur Erzeugung eines Gegendruckes in einer der Plattendrückrichtung der ersten Kupplung (H/C) entgegen­ gesetzten Richtung.

7. Kupplungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten und zweiten Kolben (4, 5) aus einem preßgeformten Kolben bestehen.

8. Kupplungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten und zweiten Kolben (4, 5) aus einem gegossenen Kolben be­ stehen.

9. Kupplungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einer der beiden ersten und zweiten Kolben (4, 5) aus einem gegosse­ nen Kolben und der andere aus einem preßgeformten Kolben bestehen.