DE3216594A1 - Automatisches getriebe fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Automatisches getriebe fuer kraftfahrzeuge

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DE3216594A1 DE19823216594 DE3216594A DE3216594A1 DE 3216594 A1 DE3216594 A1 DE 3216594A1 DE 19823216594 DE19823216594 DE 19823216594 DE 3216594 A DE3216594 A DE 3216594A DE 3216594 A1 DE3216594 A1 DE 3216594A1
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    • F16H3/666—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with compound planetary gear units, e.g. two intermeshing orbital gears

Description

:"Τ'\Λ
Pat.Anm.P Ford/US-1201/29. April 1982
-Jr- Patentanmeldung
Automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge 05
Die Erfindung geht aus von einem automatischen Getriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der US-PS 4 014 223 ist bereits ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem ein hydrokinetischer Drehmomentwandler mit einem mehrgängigen Planetenradgetriebe über einen im Drehmomentwandlerbereich angeordneten Verteiler-Planetenradsatz verbunden ist. Der Verteiler-Planetenradsatz besteht hierbei aus einem einfachen Planetenradsatz und ermöglicht eine Drehmomentverteilung auf zwei Eingangswellen des nachgeschalteten mehrgängigen Planetenradgetriebes in der Weise, daß in unterschiedlichen Fahrbereichen das Antriebsdrehmoment zu unterschiedlichen Anteilen hydraulisch und mechanisch übertragen wird.
Ist das automatische Getriebe im Fahrbereich 1 geschaltet, der durch eine hohe Drehmomentvervielfältigung gekennzeichnet ist, so ist der Verteiler-Planetenradsatz unwirksam und das Antriebsdrehmoment wird vollständig hydrokinetisch über den Drehmomentwandler auf eine der Eingangswellen des mehrgängigen Planetenradgetriebes übertragen.
Wird das automatische Getriebe in den Fahrbereich 2 geschaltet, so wird das Antriebsdrehmoment zum Teil hydrokinetisch und zum Teil mechanisch auf die Eirigangswellen des mehrgängigen Planetenradgetriebes übertragen. Das Verhältnis des Anteiles des Antriebsdrehmomentes der hydrokinetisch übertragen wird zum Anteil des Antriebsdrehmomentes der mechanisch übertragen wird liegt hierbei bei etwa 1:2.
Wird das automatische Getriebe in den Fahrbereich 3 geschaltet, so wird das Antriebsdrehmoment im wesentlichen mechanisch übertragen. Nur etwa 7 % des Antriebsdrehmomentes werden hierbei hydrokinetisch übertragen.
• 0 m
m · m
Pat.Anm.P ' Ford/US-1201/29-.April 1982
-X-
Die Anordnung eines solchen Verteiler-Planetenradsatzes verringert die hydrokinetischen Verluste im Drehmomentwandler und verbessert hierdurch den Gesamtwirkungsgrad des automatischen Getriebes.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein automatisches Getriebe der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß es mit geringerem Raumbedarf und einfacher zu montieren ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem ein automatisches Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 aufgezeigten Merkmale aufweist.
In den Ansprüchen 2 bis 4 sind zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.
Dadurch, daß der zwischen dem mit der Antriebswelle verbundenen Pumpenteil und dem Turbinenteil des Drehmomentwandler angeordnete Verteiler-Planetenradsatz als ein Verbund-Planetenradsatz, bestehend aus einem mit dem Pumpenteil verbundenen Sonnenrad, mit diesem und untereinander in Eigriff stehenden, auf einem gemeinsamen Planetenradträger angeordneten Planetenradsätzen und einem mit einem von diesen Sätzen in Eingriff stehenden Ringrad ausgebildet ist, wobei das Turbinenteil mit dem gemeinsamen Planetenradträger verbunden ist und das Ringrad über eine Hohlwelle und eine erste Eingangskupplung mit einem ersten Eingangsglied und der gemeinsame Planetenradträger über eine Zentralwelle und eine zweite Eingangskupplung mit einem zweiten Eingangsglied des mehrgängigen Planetenradgetriebes verbindbar sind und ein Ausgangsglied mit der Abtriebswelle verbunden ist, kann der gesamte Raumbedarf des automatischen Getriebes und dessen Gewicht verringert werden, ohne daß hierdurch die Drehmomentübertragungsfähigkeit reduziert wird.
Die Erfindung wird anhand zweier in den beiliegenden Zeichnungen gezeigter Ausführungsbeispiele näher erläutert. 35
Pat.Anm.P Ford/üS-1201/29. April 1982
Es zeigft :
Fig. 1 ein schematisches Getriebeschaubild eines ersten
Ausführungsbeispieles ;
05
Fig. IA eine Aufstellung über die in den unterschiedlichen
Fahrbereichen betätigten Kupplungen und Bremsen des
Getriebes nach Fig. 1 ;
Fig. 2 ein schematisches Getriebeschaubild eines zweiten
Ausführungsbeispieles und
Fig. 2A eine Tabelle über die in den unterschiedlichen Fahrbereichen betätigten Kupplungen und Bremsen des Getriebes nach Fig. 2.
Die Antriebswelle 10 des automatischen Getriebes kann z. B. die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors sein und die Abtriebswelle . 12 kann die Kardanwelle eines Kraftfahrzeuges sein, die über ein herkömmliches Differential und Achsantriebswellen mit den Antriebsrädern verbunden ist.
Ein hydrokinetischer Drehmomentwandler 14 besteht im wesentlichen aus einem beschaufelten Pumpenteil 16, einem beschaufelten Turbinenteil 18 und einem entsprechenden Statorteil 20. Der Pumpen-, der Stator- und der Turbinenteil sind in einem ringförmigen Strömungskreislauf zueinander angeordnet. Der Pumpenteil 16 wird in bekannter Weise über eine Antriebsscheibe 22 von der Antriebswelle 10 angetrieben und der Statorteil 20 wird in üblicher Weise über eine Dberholkupplung 24 an einer feststehenden Hohlwelle 26 im Getriebegehäuse abgestützt.
Der Turbinenteil 18 ist mit einem Verteiler-Planetenradsatz verbunden, der als ein Verbund-Planetenradsatz 30 ausgebildet ist. Der Verbund-Planetenradsatz 30 besteht aus einem Sonnenrad 32, mit diesem und untereinander in Eingriff stehenden, auf einem gemeinsamen Planetenradträger 28 angeordneten Planetenradsätzen 36 und 38 und einem mit einem von diesen Sätzen in Eingriff stehenden Ringrad 34.
Pat.Anm.P Ford/US-1201/29. April 1982
Der Turbinenteil 18 ist hierbei an der einen Seite des gemeinsamen Planetenradträgers 28 mit diesem treibend verbunden während das Ringrad 34 mit einer Hohlwelle 40 und die andere Seite des gemeinsamen Planetenradträgers 28 mit einer Zentralwelle 42 treibend verbunden sind.
Das sich anschließende, mehrgängige Planetenradgetriebe besteht aus zwei einfachen Planetenradsätzen 44 und 46. Der Planetenradsatz 44 besteht aus einem Sonnenrad 48, einem Ringrad 50 und Planetenrädern
52. Der Planetenradsatz 46 besteht aus einem Sonnenrad 54, einem Ringrad 56 und Planetenrädern 58. Die Planetenräder 52 und 58 sind auf einem gemeinsamen Planetenradträger 60 gelagert, der mit der Abtriebswelle 12 treibend verbunden ist. Das Ringrad 50 bildet einen Teil einer Bremstrommel, die von einem Bremsband 62 einer ersten Bremse Bl umfaßt ist. Das Ringrad 56 bildet in ähnlicher Weise den Teil einer Bremstrommel, die von einem Bremsband 64 einer zweiten Bremse B2 umfaßt wird.
Das Ringrad 50 ist über Reibscheiben 66 einer ersten Kupplung CLl mit der Hohlwelle 40 verbindbar. Das Sonnenrad 54 ist über eine Mittelwelle 72 mit den Reibscheiben 68 einer zweiten Kupplung CL2 verbunden, über die sie mit der Zentralwelle 42 verbindbar ist. Parallel zur zweiten Kupplung CL2 ist eine Oberholkupplung 70 vorgesehen, die das Drehmoment von der Zentral welle 42 auf die Mittelwelle 72 und weiter auf das Sonnenrad 54 überträgt.
In Fig. IA ist eine Tabelle über die in den unterschiedlichen Fahrbereichen betätigten Kupplungen und Bremsen des Getriebes nach Fig. 1 gezeigt.
Wie daraus zu ersehen ist, kann ein erster Fahrbereich in zwei unterschiedlichen Weisen M und D geschaltet werden. Im Bereich M ist die zweite Kupplung CL2 eingerückt und die zweite Bremse B2 betätigt, . wodurch eine Fahrbereich mit einer Motorbremswirkung zur Verfügung steht. Im Bereich D ist die zweite Kupplung CL2 gelöst und die zweite Bremse B2 eingelegt und die Überholkupplung OWC überträgt das Antriebsdrehmoment in Antriebsrichtung.
Pat.Anm.P Ford/US-1201/29. April 1982
Um einen selbsttätigen Fahrbereichswechsel vom Bereich 1 zum Bereich 2 zu vollziehen wird die erste Kupplung CLl eingerückt während die zweite Bremse B2 betätigt bleibt. Das Antriebsdrehmoment am Ringrad 34 wird hierbei auf das Ringrad 50 übertragen. In diesem Fahrbereich unterstützt das direkt auf das Sonnenrad 32 übertragende Antriebsdrehmoment das vom Turbinenteil 18 über den gemeinsamen Planeten radträger 28 auf das Ringrad 34 hydrokinetisch übertragene Antriebsdrehmoment und die summierten Antriebsmomente werden über die Hohlwelle 40 und die erste Kupplung CLl auf das Ringrad 50 übertragen.
Der Fahrbereich 3 wird durch einrücken der ersten Kupplung CLl und gleichzeitiges Einrücken der Kupllung CL2 geschaltet, während beide Bremsen gelöst werden.
Ein Rückwärtsgang wird durch Einrücken der zweiten Kupplung CL2 und Anlegen der ersten Bremse Bl geschaltet.
Während eines Betriebes im Fahrbereich 2 werden etwa zwei Drittel des Antriebsdrehmomentes mechanisch übertragen, während der Rest über den Drehmomentwandler hydrokinetisch übertragen wird. Während eines Betriebes im Fahrbereich 3 wird nahezu das gesamte Antriebsdrehmoment mechanisch übertragen während nur etwa 7 % hydrokinetisch übertragen werden.
Der Verteiler-Planetenradsatz kann hierbei wie aus der US-PS 4 014 223 bekannt, innerhalb des Drehmomentwandlerraumes angeordnet sein.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines automatischen Getriebes gezeigt, das bis auf das nachgeschaltete mehrgängige Planetenradgetriebe mit der Ausführung nach Fig. 1 übereinstimmt und bei dem dementsprechend übereinstimmende Bauteile mit dem gleichen, nur mit einem Strich-Index versehenen Bezugszeichen versehen wurden. Für eine Erläuterung dieser Bauteile kann somit auf die vorhergegangene Beschreibung in Fig. 1 verwiesen werden.
Pat.Anm.P Q Ford/US-1201/29. April 1982
Das von Fig. 1 abweichende, mehrgängige Planetenradgetriebe nach Fig. 2 besteht aus einem Verbund-Planetenradsatz, das aus einem Ringrad 100, einem kleinen Sonnenrad 102, einem größeren Sonnenrad 104 und in Eingriff miteinander stehenden Planetenradsätzen 106 und 108 gebildet ist. Die Planetenräder 106 stehen hierbei in Eingriff mit dem Sonnenrad 102 und den Planetenrädern 108, die wieder in Eingriff mit dem Sonnenrad 104 und dem Ringrad 100 stehen. Die Planetenräder 106 und 108 sind auf einem gemeinsamen Planetenradträger 110 gelagert .
Das Ringrad 100 ist mit einer Bremstrommel verbunden, um die ein Bremsband 112 einer ersten Bremse Bl liegt. Das Sonnenrad 104 ist mit einer Bremstrommel verbunden, um die ein Bremsband 114 einer zweiten Bremse B2 liegt.
In Fig. 2A ist eine Aufstellung über die in den unterschiedlichen Fahrbereichen betätigten Kupplungen und Bremsen gezeigt.
Wie zu ersehen ist, wird ein Rückwärtsgang durch Anlegen der ersten Bremse Bl geschaltet, während das Antriebsdrehmoment über die Überholkupplung OWC übertragen wird. Der Antrieb des Sonnenrades 102 läßt bei festgelegtem Ringrad 100 den Planetenradträger 110 und damit die Abtriebswelle 12' in Rückwärtsdrehrichtung drehen. Wird eine Drehmomentübertragung in beiden Antriebsrichtungen gewünscht, so kann der Rückwärtsgang auch durch Einrücken der zweiten Kupplung CL2 geschaltet werden.
Ein Betrieb im Fahrbereich 1 kann wieder in zwei unterschiedlichen Weisen geschaltet werden, je nach dem, ob eine Motorbremswirkung gewünscht wird oder nicht. Abhängig davon wird entweder die zweite Kupplung CL2 eingerückt und die zweite Bremse B2 betätigt oder aber die Überholkupplung OWC überträgt das Antriebsdrehmöment und die zweite Bremse B2 bleibt eingerückt.
Pat.Anm.P Ford/US-1201/29.April 1982
9
-χ -
Ein Betrieb im Fahrbereich 2 wird geschaltet, indem die erste Kupplung CLl eingerückt wird und die zweite Bremse B2 angelegt bleibt.
Ein Fahrbereich 3 wird geschaltet, indem beide Kupplungen CLl und CL2 eingerückt werden und beide Bremsen gelöst werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß wie in Fig. 2 gezeigt, die Planetenräder 106 Abschnitt unterschiedlichen Durchmessers aufweisen um eine gewünschte Untersetzung zu erzielen. Dadurch kann das Eingangs-Sonnenrad 102 mit einem größeren Durchmesser ausgelegt werden, wodurch die Zahnbelastung bei gegebenen Antriebs drehmoment verringert werden kann.
Bei den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Verbindung zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes auf den Verteiler-Planetenradsatz an der linken Seite des Verteiler-Planetenradsatzes 30 bzw. 30' angeordnet während die Verbindungen zur Übertragung der Abtriebsmomente auf die Eingangswellen 40 bzw. 40' und 42 bzw. 42' der nachgeschalteten, mehrgängigen Planetenradgetriebe an der rechten Seite angeordnet sind. Dadurch wird die Unterbringung und Montage des Verteiler-Planetenradsatzes vereinfacht und ermöglicht es, die Baugröße und das Gewicht des automatischen Getriebes zu verringern.

Claims (4)

  1. Pat.Anm.P Ford/US-1201/29. April 1982
    -JT-
    Patentansprüche
    / 1. Automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem hydrokine-
    \ J
    V^/tischen Drehmomentwandler und einem mehrgängigen Planetenradgetriebe, die über ein im Drehmoment Wandlerbereich angeordneten Verteiler-Planetenradsatz miteinander verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit der Antriebswelle (10 bzw. 10f) verbundenen Pumpenteil (16 bzw. 16') und dem Turbinenteil (18 bzw. 18') des Drehmomentwandlers (14 bzw. 14') angeordnete Verteiler-Planetenradsatz als ein Verbund-Planetenradsatz (30 bzw. 30') ausgebildet ist, der aus einem mit dem Pumpenteil (16 bzw. 16') verbunden Sonnenrad (32 bzw. 32'), mit diesen und untereinander in Eingriff stehenden, auf einem gemeinsamen Planetenradträger (28 bzw. 28') angeordneten Planetenradsätzen (36 und 38 bzw. 36' und 38') und einem mit einem von diesen Sätzen in Eingriff stehenden Ringrad (34 bzw. 34') besteht, wobei der Turbinenteil (18 bzw. 18') mit dem gemeinsamen Planetenradträger (28 bzw. 28') verbunden ist und das Ringrad (34 bzw. 34') über eine Hohlwelle (40 bzw. 40') und eine erste Kupplung (66 bzw. 66') mit einem ersten Eingangsglied und der gemeinsame Planetenradträger (28 bzw. 28') über eine Zentralwelle (42 bzw. 42') und eine zweite Kupplung (68 bzw. 68') mit einem zweiten Eingangsglied des mehrgängigen Planetenradgetriebes verbindbar sind und ein Ausgängsglied mit der Abtriebswelle ( 12 bzw. 12') verbunden ist.
  2. 2. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch
    ge kennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Turbinenteil (18 bzw, 18') und dem gemeinsamen Planetenradträger (28 bzw. 28') benachbart und die Verbindung zwischen dem Ringrad (34 bzw. 34') und dem gemeinsamen Planetenradträger (28 bzw. 28') mit der Hohlwelle (40 bsw. 40») und der Zentralwelle (42 bzw. 42') abliegend zur Antriebswelle (10 bzw. 10') angeordnet ist.
    .
    Pat.Anm.P Ford/US-1201/29. April 1982
  3. 3. Automatisches Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das mehrgängige Planetenradgetriebe aus zwei einfachen Planetenradsätzen (44 und 46) besteht, die je aus einem Sonnenrad (48 bzw. 54), einem Ringrad (50 bzw. 46) und Planetenradsätzen (52 bzw. 58) bestehen wobei das Sonnenrad (48) des ersten Satzes mit dem Ringrad (56) des zweiten Satzes verbunden ist und die Planetenräder (52 bzw. 58) auf einem gemeinsamen Planetenradträger (60) angeordnet sind, der mit der Abtriebswelle (12) verbunden ist und wobei über die erste Kupplung (66) die Hohlwelle (40) mit dem Ringrad (50) des ersten Satzes und über die zweite Kupplung (68) die Zentralwelle (42) mit dem Sonnenrad (54) des zweiten Satzes verbindbar ist und eine erste und eine zweite Bremse (62 bzw. 64) zum wahlweisen Festlegen der Ringräder (50 bzw. 56) des ersten bzw. zweiten Satzes vorgesehen sind.
  4. 4. Automatisches Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das mehrgängige Planetenradgetriebe aus einem Verbund-Planetenradsatz gebildet ist, der zwei Sonnenräder (102 und 104), ein Ringrad (100) und zwei miteinander in Eingriff stehende Planetenradsätze (106 und 108) aufweist, die auf einem gemeinsamen Planetenradträger (110)
    angeordnet sind, der mit der Abtriebswelle (121) verbunden ist und wobei über die erste Kupplung (661) die Hohlwelle (40') mit dem ersten Sonnenrad (102) und über die zweite Kupplung (68') die Zentralwelle (42') mit dem Ringrad (100) verbindbar ist und eine erste und eine zweite. Bremse (112 und 114) zum wahlweisen Festlegen des Ringrades (100) bzw. des zweiten Sonnenrades (104) vorgesehen sind.
DE19823216594 1981-05-21 1982-05-04 Automatisches getriebe fuer kraftfahrzeuge Granted DE3216594A1 (de)

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Publication Number Publication Date
DE3216594A1 true DE3216594A1 (de) 1982-12-09
DE3216594C2 DE3216594C2 (de) 1988-11-17

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DE (1) DE3216594A1 (de)
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