DE4230462C2

DE4230462C2 - Automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4230462C2
Application number: DE4230462A
Authority: DE
Inventors: Akira Mochizuki
Original assignee: JATCO Corp
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2012-09-12
Also published as: DE4230462A1; US5495778A; JP3667775B2; JPH05172247A

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einem Getriebe gehäuse, welches an einem Ende offen ist, einem Seitendeckel zum Abdecken des offe nen Endes des Getriebegehäuses, einem hydraulisch betätigbaren Brems-Kolben, einer Scheibenbremse, der bewegbar im Inneren einer Kammer aufgenommen ist, welche in einem Innenabschnitt des Seitendeckels ausgebildet ist, einem Satz abwechselnd vor gesehener erster und zweiter Bremsscheiben der Bremse, wobei wenigstens eine dieser Bremsscheiben mit einem Rotationselement in Eingriff steht, und wobei jene Brems scheiben nach Maßgabe der Bewegung des Bremskolbens in Eingriff oder außer Eingriff bringbar sind.

Derartige, in Topfbauweise ausgeführte Getriebe umfassen üblicherweise einen hydrau lisch betätigten Mechanismus, der in einem Endbereich des Getriebes angeordnet ist.

Aus "Toyota A240 Automatic Transmission Shuuricho (Repair Manual)", Seiten 3-4, veröffentlicht im Dezember 1986 durch "Toyota Motors Co. Ltd." ist ein solches automa tisches Getriebe bekannt, bei welchem ein Kolben und eine Rückholfeder in einer Zylin derkammer untergebracht sind, welche in einem Endbereich eines Getriebegehäuses angeordnet ist.

Darüberhinaus sind von den Toyota-Modellen A140 und A141, "Automatic Transmission Repair Manual", Seiten 3-7 bzw. 3-8, veröffentlicht am 24. Mai 1985 durch "Toyota Motors Co. Ltd.", sowie von den automatischen Getrieben von Mitsubishi KM170, KM171, KM172 und KM175, "Com.plete Equipment Manual (Seibi Kaisetsusho)", Seite 5, veröffentlicht im Oktober 1983 durch "Mitsubishi Motors Co. Ltd., automatische Ge triebe bekannt, bei welchen in einer Zylinderkammer eine Rückholfeder untergebracht ist. Ein sich radial erstreckender Wandabschnitt ist in einem Seitendeckel des Getriebes ausgebildet und Kupplungslamellen sind zwischen dieser Wand und der Zylinderkammer angeordnet.

Bei den vorangehend beschriebenen, herkömmlichen automatischen Getrieben ist es erforderlich, daß ein radialer Wandabschnitt in dem Getriebegehäuse entweder an dem Seitendeckel oder innerhalb des Gehäuses selbst vorgesehen ist. Bei derartigen Getrie beanordnungen ergibt sich ferner eine vergleichsweise große axiale Baulänge.

Darüber hinaus muß bei den zuvor beschriebenen herkömmlichen automatischen Ge trieben zunächst die hydraulisch betätigte Kupplung oder Bremse montiert werden, wor aufhin dann die Montage des das Ende des Getriebegehäuses verschließenden Seiten deckels erfolgen kann. Dementsprechend sind mehrere Montageschritte erforderlich, was die Kosten und die Kompliziertheit der Herstellung des automatischen Getriebes er höht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Getriebe der eingangs ge nannten Art zu schaffen, das sich durch vergleichsweise kompakte Abmessungen aus zeichnet und unter fertigungs- und montagetechnischen Gesichtspunkten günstig her stellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein automatisches Getriebe mit den in Pa tentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Das erfindungsgemäße Getriebe umfaßt in vorteilhafter Weise ein Getriebegehäuse, welches an einem Ende geöffnet ist; einen Seitendeckel, welcher das Getriebegehäuse an jenem Ende verschließt; einen hydraulisch betätigten Bremsmechanismus, welcher in einem Endteil des Getriebegehäuses nahe dem offenen Ende angeordnet ist, wobei der Bremsmechanismus wenigstens eine erste Kupplungslamelle aufweist, welche mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und wenigstens eine zweite Kupplungslamelle aufweist, welche mit einem Rotationselement verbunden ist, welches in dem Getriebegehäuse an geordnet ist, wobei die erste und die zweite Kupplungslamelle derart betätigt werden können, daß sie miteinander in Eingriff oder außer Eingriff entsprechend der Bewegung eines hydraulisch betätigten Kolbens gebracht werden können, und eine Zylinderkam mer, in welcher der Kolben aufgenommen ist, wobei die Zylinderkammer in einer Innen fläche des Seitendeckels ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezug nahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt einer Ausführungsform des automatischen Getriebes;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt eines Hauptteils des automatischen Getriebes;

Fig. 3 eine Tabelle, welche zeigt, welche Kupplungen oder Bremsen sich bei welchem eingeschalteten Gang des automatischen Getriebes im Eingriff befinden;

Fig. 4(a) eine schematische Darstellung des Getriebes, welches die Verbindung der ein zelnen Elemente des automatischen Getriebes bei eingeschaltetem erstem Gang zeigt;

Fig. 4(b) ein Diagramm, welches die Drehzahlverhältnisse bei eingeschaltetem erstem Gang gemäß Fig. 4(a) zeigt;

Fig. 5(a) eine schematische Darstellung des Getriebes, welches die Verbindung der ein zelnen Elemente des automatischen Getriebes bei eingeschaltetem zweitem Gang zeigt;

Fig. 5(b) ein Diagramm, welches die Drehzahlverhältnisse bei eingeschaltetem zweiten Gang gemäß Fig. 5(a) zeigt;

Fig. 6(a) eine schematische Darstellung des Getriebes, welches die Verbindung der ein zelnen Elemente des automatischen Getriebes bei eingeschaltetem drittem Gang zeigt;

Fig. 6(b) ein Diagramm, welches die Drehzahlverhältnisse bei eingeschaltetem dritten Gang gemäß Fig. 6(a) zeigt;

Fig. 7(a) eine schematische Darstellung des Getriebes, welches die Verbindung der ein zelnen Elemente des automatischen Getriebes bei eingeschaltetem vierten Gang zeigt;

Fig. 7(b) ein Diagramm, welches die Drehzahlverhältnisse bei eingeschaltetem vierten Gang gemäß Fig. 7(a) zeigt;

Fig. 8(a) eine schematische Darstellung des Getriebes, welches die Verbindung der ein zelnen Elemente des automatischen Getriebes bei eingeschaltetem Rück wärtsgang zeigt;

Fig. 8(b) ein Diagramm, welches die Drehzahlverhältnisse bei eingeschaltetem Rück wärtsgang gemäß Fig. 8(a) zeigt.

Wie aus der Zeichnung, insbesondere aus der Fig. 1 ersichtlich ist, weist das automati sche Getriebe einen Drehmomentwandler TC, ein Getriebegehäuse 1 und einen Deckel 2 auf, welcher an dem Getriebegehäuse 1 mittels einer Mehrzahl von Schrauben 3 befe stigt ist.

Darüberhinaus ist das automatische Getriebe mit einer Antriebswelle IN und einem Ab triebszahnrad OUT versehen. Zwischen der Antriebswelle IN und dem Abtriebszahnrad OUT ist ein Vorwärtsgang-Planetenrad FPG und ein Rückwärtsgang-Planetenrad RPG angeordnet, um vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang einschalten zu können. Zur Steuerung der Leistungsübertragung mittels des Getriebes, d. h. für die Schaltvor gänge, und für die Regelung des Betriebs des Motors sind eine Rückwärtslauf-Kupplung REV/C, eine Bandbremse B/B, eine Langsamlauf-Kupplung LOW/C und eine Langsam lauf- und Rückwärtslauf-Bremse L/B, eine Schnellauf-Kupplung H/C, und eine Lang samlauf-Freilaufkupplung LOW O.W.C. vorgesehen. Mit der Antriebswelle IN und dem Abtriebszahnrad OUT sind Rotationselemente M1, M2 und M3 verbunden.

Das oben erwähnte Vorwärtsgang-Planetenrad FPG und Rückwärtsgang-Planetenrad RPG sind in einem Planetenradgetriebe angeordnet. In dem dritten Rotationselement M3 sind ein kurzes Zahnrad SP und ein langes Zahnrad LP derart gelagert, daß sie frei rotie ren können. Das Vorwärtsgang-Planetenrad FPG kämmt mit dem langen Zahnrad LP und einem Vorwärtslauf-Sonnenrad SF, und ein Vorwärtslauf-Hohlrad RF steht mit dem Abtriebszahnrad OUT in Eingriff. Darüberhinaus kämmt das Rückwärtslauf-Planetenrad RPG mit dem kurzen Zahnrad SP und einem Rückwärtslauf-Sonnenrad SR.

Weiterhin steht das oben bereits erwähnte erste Rotationselement MI mit dem Vorwärts lauf-Sonnenrad SF im Eingriff und das zweite Rotationselement M2 steht mit dem Rück wärtslauf-Sonnenrad SR in Eingriff. Die RückwärtsgangKupplung REV/C bringt das erste Rotationselement MI mit der Antriebswelle IN lösbar in Eingriff, und die Bandbremse B/B verbindet das erste Rotationselement MI lösbar mit dem Getriebegehäuse 1.

Die Langsamgang-Kupplung LOW/C verbindet das zweite Rotationselement MI lösbar mit der Antriebswelle IN.

Die Langsamgang- und Rückwärtsgang-Bremse L/B und die Langsamgang- Freilaufkupplung LOW O.W.C. sind einander benachbart angeordnet und können das dritte Rotationselement M3 lösbar mit dem Getriebegehäuse 1 koppeln, und die Schnell gang-Kupplung H/C kann das dritte Rotationselement M3 lösbar mit der Antriebswelle IN verbinden.

Nachfolgend wird die Anordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Einzelnen unter Bezugnahme auf den vergrößerten Schnitt gemäß Fig. 2 erläutert.

Der Deckel 2 weist ein Stützteil 2a auf, um eine Schnellauf-Kupplungstrommel 4a der Schnellauf-Kupplung H/C zu lagern, und ist mit einer Zylinderkammer 2b versehen, wel che radial auswärts im Bezug auf das Stützteil 2a angeordnet ist.

Ein Kolben 4b ist in einem Aufnahmeteil der Schnellauf-Kupplungstrommel 4a derart un tergebracht, daß eine Relativdrehung zu der Schnellauf-Kupplungstrommel 4a möglich ist.

Die Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse L/B weist Bremsscheiben 5a und 5b, einen Kolben 5c und eine Rückholfeder 5d auf. Bei der Langsamlauf- und Rückwärts lauf-Bremse L/B sind die Bremsscheiben 5a und 5b abwechselnd in einem Mittelbe reich zwischen der Schnellauf-Kupplung H/C und dem Getriebegehäuse 1 derart ange ordnet, daß die eine Bremsscheibe 5a mit dem Getriebegehäuse 1 verbindbar ist und die andere Kupplungsscheibe 5b mit einer Nabe 6 verbindbar ist, welche an dem dritten Rotationselement M3 ausgebildet ist. Darüber hinaus wird der Kolben 5c hydraulisch betätigt, um mit den Bremsscheiben 5a und 5b in Eingriff zu gelangen, wozu sich der Kolben 5c innerhalb einer Zylinderkammer 2b in Axialrichtung bewegt, welche in der In nenfläche des Deckels 2 ausgebildet ist. Weiter ist eine Mehrzahl von Armelementen 5e vorgesehen, welche mit dem Kolben 5c verbunden sind, um gegen die Kupplungslamel len 5a und 5b zu drücken. Zwischen den Armelementen 5e ist die Rückholfeder 5d vor gesehen, um eine Rückholkraft gegen den Druck der Armelemente 5e auszuüben. Ein Ende der Rückholfeder 5d ist an den Kolben 5c installiert, während deren anderes Ende in einen Federsitz 5f eingepaßt ist. Ein Anschlagelement 1a ist in dem Getriebegehäuse 1 vorgesehen, um die Bewegungsfreiheit des Federsitzes 5f in Längsrichtung der Rückhol feder 5d zu begrenzen.

Darüber hinaus weist die Zylinderkammer 2b in der Innenfläche des Seitendeckels 2 eine Nut 2c auf, welche einen Vorsprung 5g des Kolbens 5c zum Begrenzen der Bewegung des Kolbens 5c aufweist.

Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, ist ein Sensor 7 vorgesehen und derart angeordnet, daß dieser in das Getriebegehäuse 1 eindringt, um eine Drehzahl der Antriebswelle IN zu erfassen. Die Armelemente 5e sind mit Ausnehmungen 5h versehen, um ein Hin durchpassieren des Sensors 7 zu gestatten. Die Antriebswelle IN ist mittels einer Keilwel lenverzahnung mit der Schnellauf-Kupplungstrommel 4a der Schnellauf-Kupplung H/C verbunden. Eine Sensorscheibe 4c ist an der Schnellauf-Kupplungstrommel 4a ange bracht, welche mit dem Sensor 7 zusammenwirkt. Die Sensorscheibe 4c ist an dem äu ßeren Rand der Schnellauf-Kupplungstrommel 4a angebracht, um der Schnellauf- Kupplungstrommel 4a eine unebene oder gezahnte Form zu geben und damit das Erfas sen der Drehzahl mittels des Sensors 7 zu ermöglichen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 der Eingriff der einzelnen Elemente des automatischen Getriebes für jeden Gang unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert.

Wenn bei dem automatischen Getriebe zunächst der erste Gang eingeschaltet ist, befin det sich die Langsamlauf-Kupplung LOW/C im Eingriff. Im Beschleunigungszustand bei eingeschaltetem erstem Gang bleibt die Langsamlauf-Freilaufkupplung LOW O.W.C. weiter im Eingriff (was durch den schraffierten Kreis in Fig. 3 veranschaulicht ist) und im Bremsbetriebszustand des Motors bei eingeschaltetem erstem Gang befindet sich dar überhinaus die Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse L/B ebenfalls im Eingriff (was durch den gestrichelten Kreis in Fig. 3 angedeutet ist).

Bei eingeschaltetem zweiten Gang des automatischen Getriebes befinden sich die Lang samlauf-Kupplung LOW/C und die Bandbremse B/B in Eingriff.

Bei eingeschaltetem dritten Gang des automatischen Getriebes befinden sich die Schnellauf-Kupplung H/C und die LangsamlaufKupplung LOW/C in Eingriff.

Bei eingeschaltetem vierten Gang befinden sich die SchnellaufKupplung H/C und die Bandbremse B/B in Eingriff.

Bei eingeschaltetem Rückwärtsgang des automatischen Getriebes befinden sich die Rückwärtslauf-Kupplung REV/C und die Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse L/B in Eingriff.

Die Fig. 4-8(a) stellen schematische Darstellungen dar, welche den Eingriff der Getrie beelemente für jeden der vier Vorwärtsgänge und den Rückwärtsgang veranschaulichen.

Die Fig. 4-8(b) zeigen Diagramme, welche die Drehzahlcharakteristik der einzelnen Ge triebeelemente und die Abtriebsdrehzahl zeigen.

Nachfolgend werden die speziellen Merkmale des automatischen Getriebes im Einzelnen erläutert.

1. Weil die Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse L/B am äußeren Rand des Ge triebegehäuses angeordnet ist, kann die axiale Abmessung des automatischen Getrie bes wesentlich verringert werden. Darüberhinaus ist der Kolben 5c, welcher von den Ar melementen 5e abgestützt wird und eine Ausnehmung 5h aufweist, in der Nähe des Sensor 7 angeordnet und weist einen Vorsprung 5g auf, welcher in seiner Form der Nut 2c entspricht, welche in der Zylinderkammer 2b in der Innenfläche des Seitendeckels 2 ausgebildet ist, weshalb auf diese Weise die Bewegung des Kolbens kontrolliert geführt wird und ein Zusammentreffen mit dem Kolben 5c, der Langsamlauf- und Rückwärts lauf-Bremse L/B und dem Sensor 7 nicht auftreten kann.
2. Die Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse L/B ist radial auswärts im Bezug auf die Schnellauf-Kupplung H/C und das Stützteil 2a angeordnet, wobei die Schnellauf- Kupplungstrommel 4a und eine Zylinderkammer 2b für den Kolben 5c der Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse L/B einstückig in der Innenfläche des Seitendeckels 2 ausgebildet sind. Darüber hinaus sind die Bremsscheiben 5a und 5b der Langsamlauf- und RÜckwärtslauf-Bremse L/B an einer Stelle axial einwärts der Schnellauf- Kupplung H/C angeordnet. Infolgedessen wird der Innenraum des automatischen Getrie bes effektiv genutzt, weil der Seitendeckel 2 zugleich als Zylinderkammer 2b und als Stützteil 2a dient, wodurch eine Verringerung der axialen Abmessung des automatischen Getriebes erreicht wird und die Herstellung des Getriebes erleichtert wird.
Weil darüberhinaus der Kolben 5c der Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse L/B im wesentlichen radial auswärts des Außenumfangs der Schnellauf-Kupplung H/C ange ordnet ist, läßt sich der Durchmesser des automatischen Getriebes verringern.
3. Weil ein radialer Wandteil bei der erfindungsgemäßen Konstruktion nicht erforderlich ist, um die Scheiben, den Kolben oder die Kolbenkammer zu stützen, wird eine weitere Verringerung der axialen Abmessung des automatischen Getriebes erreicht.

Zusammenfassend ist bei dem automatischen Getriebe die Langsamlauf- und Rück wärtslauf-Bremse in einem Endbereich eines Getriebegehäuses im Abstand zu einem Seitendeckel des Getriebes angeordnet und eine Zylinderkammer zum Aufnehmen eines Kolbens der Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse sowie eine zweite Kammer sind beide in dem Seitendeckel ausgebildet, wobei die zweite Kammer radial einwärts der Zy linderkammer angeordnet ist, um eine Kupplungstrommel einer Schnellauf-Kupplung unterzubringen, welche in der Nähe der Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse ange bracht ist.

Obgleich die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert wurde, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erzielen, sind auch viele andere Ausfüh rungsbeispiele möglich, denen das gleiche Erfindungsprinzip zugrundeliegt. Aus diesem Grund sind alle möglichen Ausführungsbeispiele und Modifikationen möglich, welche sich im Schutzumfang der nachfolgenden Patentansprüche bewegen.

Claims

1. Automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit

1. einem Getriebegehäuse (1), welches an einem Ende offen ist,
2. einem Seitendeckel (2) zum Abdecken des offenen Endes des Getriebegehäuses (1),
3. einem hydraulisch betätigbaren Brems-Kolben (5c), einer Scheibenbremse (L/B), der bewegbar im Inneren einer Kammer (2b) aufgenommen ist, welche in einem Innen abschnitt des Seitendeckels (2) ausgebildet ist,
4. einem Satz abwechselnd angeordneter erster und zweiter Bremsscheiben (5a, 5b) der Bremse (L/B), wobei wenigstens eine dieser Bremsscheiben (5b) mit einem Rota tionselement (6) in Eingriff steht, und wobei jene Bremsscheiben (5a, 5b) nach Maßga be der Bewegung des Bremskolbens (5c) in Eingriff oder außer Eingriff bringbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

1. der Seitendeckel (2) einen Lagerungsabschnitt (Stützteil, 2a) aufweist zur Lagerung einer Kupplungstrommel (4a) einer Kupplung (H/C),
2. daß der Seitendeckel (2) jene Kammer 2b für die Scheibenbremse (LR/B) bildet, welche bezüglich des Lagerungsabschnittes (2a) radial auswärts liegend und diesem Lagerungsabschnitt (2a) benachbart angeordnet ist,
3. daß ein Kupplungskolben (4b) für die Kupplung (HIC) in einem Aufnahmeabschnitt der Kupplung (H/C) gelagert ist, und
4. daß zwischen dem Bremskolben (5c) und den Bremsscheiben (5a, 5b) mehrere Arme lemente (5e) vorgesehen sind, welche radial an der Kupplungstrommel (4a) der Kupp lung (H/C) vorbeiführen und welche mit dem Bremskolben (5c) derart gekoppelt sind, daß diese die Bremsscheiben (5a, 5b) gegen Rückholfedern (5d) drängen.

2. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (LR/B) eine Langsamlauf- und Rückwärtslauf-Bremse ist, die für den Langsamlauf und den Rückwärtslauf in Eingriff tritt.

3. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (HIC) eine Schnelllauf-Kupplung ist, die für den dritten Gang in Ein griff tritt.

4. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheiben (5a, 5b) bezüglich der Kupplungstrommel (4a) radial auswärts an geordnet sind.

5. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheiben (5a, 5b) axial weiter einwärts beabstandet angeordnet sind als die Kupplungstrommel (4a).

6. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rückholfedern (5d) zwischen zwei einander benachbarten Armelementen (5e) angeordnet ist.