DE69020952T2

DE69020952T2 - Vierganggetriebe mit direkt nachgeordnetem Schnellgang.

Info

Publication number: DE69020952T2
Application number: DE69020952T
Authority: DE
Inventors: Roy J Garrett; Joseph L Sandel
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1990-04-06
Publication date: 1996-04-11
Anticipated expiration: 2010-04-07
Also published as: EP0396911B1; DE69020952D1; EP0396911A3; EP0396911A2; US4934216A; JPH02292555A

Description

Die vorliegende Erfindung umfaßt Verbesserungen bei einem Viergang-Automatikgetriebe der in der US-A-4 347 765 beschriebenen Art. Sie ist insbesondere zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen mit einer vorne angeordneten Maschine und mit hinteren Antriebsrädern angepaßt.
Das in der US-A-4 347 765 beschriebene Getriebe weist einen hydrokinetischen Drehmomentwandler und eine Verbund-Planetengetriebeeinheit des Ravagineaux-Typs auf, die innerhalb eines gemeinsamen Getriebegehäuses untergebracht und koaxial angeordnet sind, um eine Drehmomentübertragung von der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine zu einer koaxialen Ausgangwelle zu ergeben. Die Ausgangswelle und die Achse der Maschinenkurbelwelle sind fluchtend angeordnet zu der Ausgangswelle, die antriebsmaßig mit den hinteren Treibrädern des Fahrzeuges über eine Antriebswelle und eine Differential- und Achsbaugruppe verbunden ist.
Der Getriebemechanismus der US-A-4 347 765 weist eine Overdrive-Kupplung auf, die über eine Zentralwelle mit einem durch die Kurbelwelle angetriebenen Pumpenrad eines hydrokinetischen Drehmomentwandlers verbunden ist. Die Overdrive-Kupplung dient auch als eine Direktgangkupplung und ist sowohl im Betrieb des dritten Gangs wie auch in dem Antriebsbereich des vierten Overdrive-Ganges betätigt. Anschließend an die Betätigung in dem dritten Gang wird die Overdrive-Bremse betätigt, wodurch ein Reaktionspunkt für das größere von zwei Sonnenrädern des Zahnrädersatzes des Ravagineaux-Typs geschaffen wird. Der Träger, der als das Ausgangsglied dient, treibt so die angetriebene Welle mit einem Overdrive-Verhältnis von etwa 0.67:1 an. Während des Betriebs im dritten Gang weist die Drehmomentlieferung von der Maschine an die angetriebene Welle des Getriebes einen verzweigten Drehmomentlieferweg auf, bei welchem ein Teil des Drehmoments mechanisch über eine Zentralwelle und der Rest des Drehmoments hydrokinetisch über den Drehmomentwandler verteilt wird, wobei das Turbinenrad des Drehmomentwandlers mit den Drehmomenteingangselementen des Zahnrädersatzes des Ravagineaux-Typs verbunden ist.
Bei einem Mehrgang-Planetengetriebe des allgemeineren Typs gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 und bspw. beschrieben in der EP-A-288 950 wird die vorliegende Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 vorzugsweise bei einem Getriebe des Aufbaus angewendet, wie gezeigt in der US-A-4 347 765. In Übereinstimmung damit dient folglich eine Zentralwelle als die einzige Drehmomentlieferwelle von den hydrokinetischen Bereichen des Betriebes zu den Bereichen des Planetengetriebes, wobei der Drehmomentwandler vorzugsweise eine durch einen modulierten Druck betätigte Schlupf-Überbrückungskupplung aufweist, die für die Herstellung einer mechanischen Drehmomentübertragung von dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers zu dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers benutzt wird, wenn die Kupplung aktiv ist. Diese Zentralwelle ist eine von dem Turbinenrad angetriebene Drehmomenteingangswelle des Getriebeaufbaus und ist mit den Drehmomenteingangselementen der Overdrive-Kupplung über eine Anordnung mit einer Gelenkkupplungswelle verbunden, die einen geringfügigen Fluchtungsfehler zwischen der Achse des Lagerträgers für die Kupplungen und die Bremsen, die zwischen dem Planetengetriebe und dem Drehmomentwandler angeordnet sind, und dem Lagerträger für die Ausgangswelle und die Overdrive- Kupplung erlaubt. Dadurch wird die maschinelle Bearbeitung stark vereinfacht und werden übermaßige Lagerlasten und unerwünschte Kräftepaare während der Drehmomentlieferung vermieden.
Die Zwischenwelle hat nur zwei Lagerpunkte, einen an jedem Ende. Die einzige Drehmomenteingangswelle hat ebenfalls zwei Lagerpunkte, von denen einer mit der Zwischenwelle gemeinsam ist. Gleichartig hat die Ausgangswelle einen Lagerpunkt, der mit dem anderen Lagerpunkt der Zwischenwelle gemeinsam ist.
Wegen dieser eindeutig definierten Anordnung der Eingangswelle und der Zwischenwelle des Getriebes wird die an der Drehmomentausgangsseite des Planetengetriebes angeordnete Overdrive-Kupplung während des Antriebsbereichs des direkten dritten Ganges nicht benutzt. Das Getriebe der vorliegenden Erfindung weist daher nicht das Merkmal einer verzweigten Drehmomentlieferung auf wie im Falle des Getriebes der US-A-4 347 765.

Kurze Beschreibung der Figuren der Zeichnungen

Fig. 1A, 1B und 1C zeigen in einem Längsschnitt die gesamte Getriebeanordnung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Ebene der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1B und zeigt die Baugruppe einer Rückwärts-Bremsbandservovorrichtung und eines Kolbens.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Ebene der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1C und zeigt einen 2-3 Sammler zum Dämpfen der Aufwärtsschaltungen der Gänge von dem zweiten Gang in den direkten dritten Gang.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Ebene der Schnittlinie 4-4 der Fig. 1B und zeigt eine Baugruppe mit einer ein Spiel verhindernden Feder und einem Planetentrager.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Ebene der Schnittlinie 5-5 der Fig. 1B und zeigt die Getriebekupplungen und -bremsen unter Einschluß der mittleren Bremsservovorrichtung.
Fig. 6 ist eine Ansicht aus der Ebene der Schnittlinie 6-6 der Fig. 1B und 1C und zeigt die Ölwanne und den Sumpf der Getriebeanordnung.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Wandlers, der Kupplungen, der Bremse und des Getriebes der Fig. 1A, 1B und 1C.
Fig. 8 ist eine Tabelle und zeigt das Muster der Betatigung und des Lösens der Kupplungen und Bremsen für die Bereitstellung der verschiedenen Getriebegänge.

Besondere Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1A bezeichnet die Ziffer 10 einen hydrokinetischen Drehmomentwandler, und in Fig. 1B bezeichnet die Ziffer 12 eine Verbund-Planetengetriebeeinheit. Der Drehmomentwandler 10 und die Getriebeeinheit 12 sind zusammen mit den nachfolgend beschriebenen Kupplungen und Bremsen in einem gemeinsamen Getriebegehäuse 14 eingeschlossen.
Das Gehäuse 14 schließt den Gehäusebereich 16 der Drehmomentwandlerglocke und einen Hauptgetriebebereich 18 ein. Ein Abtriebswellengehäuse 20 ist durch Bolzen 22 an der hinteren Fläche 24 des Hauptgehäusebereichs 18 befestigt.
Viele der Merkmale, die in der folgenden Beschreibung beschrieben sind, sind gemeinsam mit der Beschreibung in der US-A-4 347 765. Zur Ergänzung dieser Beschreibung wird auf dieses Patent Bezug genommen.
Der Drehmomentwandler 10 weist ein Pumpenradgehäuse 26 mit einem beschaufelten Bereich auf, der die Pumpenradschaufeln 28 trägt, die für die Aufnahme einer radialen Ausströmung eines hydraulischen Mediums angepaßt sind. Das Pumpenrad arbeitet mit einem beschaufelten Turbinenrad 30 zusammen, um einen Torusströmungskreis zu definieren, der zusammen mit dem Pumpenrad und dem Turbinenrad ein beschaufeltes Leitrad 32 aufweist, welches zwischen dem Strömungsaustrittsquerschnitt des Turbinenrades und dem Strömungseintrittsquerschnitt des Pumpenrades angeordnet ist.
Das Turbinenrad 30 weist einen Außenmantel 34 und einen Innenmantel 36 auf. Radiale Einströmschaufeln 38 sind zwischen diesen Mänteln angeordnet. Der Außenmantel 34 ist mit einer Turbinenradnabe 40 bspw. durch Niete 42 verbunden. Die Nabe 40 ist bei 44 mit einer Drehmomenteingangwelle 46 verkeilt.
Das Pumpenradgehäuse 26 ist an seinem Außenrand mit einem Pumpenradgehäusebereich 48 verbunden. Eine radial angeordnete Reibkupplungsfläche 50 ist in dem Pumpenradgehäusebereich 48 ausgebildet. Eine Überbrückungskupplung-Baugruppe 52 weist eine Nabe 54 auf, die bei 56 mit der Turbinenradnabe 40 verkeilt ist. Der Außenrand der Uberbrückungskupplung-Baugruppe 52 weist eine Kupplungsscheibe 58 auf, welche direkt neben der Reibungsfläche 50 angeordnet ist. Die Scheibe 58 ist mit der Nabe 54 über eine Dämpfungsfeder- Baugruppe 60 verbunden.
Wenn die Scheibe 58 mit der Fläche 50 reibungsmaßig im Eingriff ist, dann wird das Pumpenraddrehmoment direkt über die Überbrückungskupplung-Baugruppe 52 an die Keilwellennabe 56 übertragen, die ihrerseits die Eingangswelle 56 unter Vermittlung der Keilverbindung 44 antreibt.
Die Nabe 54 der Überbrückungskupplung-Baugruppe 52 hat radiale Arme 62, die zwischen tangential beabstandeten Federn der Baugruppe 60 verlaufen. Die Federn sind für die Übertragung eines Drehmoments zwischen einem Gehäuse 54 und den Armen 62 angepaßt, sodaß das Drehmoment über die Dämpfungsfederbaugruppe 60 in jeder Richtung übertragen werden kann.
Das Pumpenradgehäuse 26 hat eine Pumpenradnabe-Hohlwelle 65, die durch einen Lagerträger 66 drehbar gelagert und abgestützt ist. Dieser ist ein Teil einer Lagerträgerwand 68, die durch Bolzen an einer Innenschulter 70 (siehe Fig. 1B) des Gehäusebereichs 14 des Hauptgetriebes befestigt ist. Die Nabenhohlwelle 65 dient als eine Antriebshohlwelle des Drehmomenteingangs zum Antrieb der Getriebelemente einer positiven Verdrängungszahnradpumpe 72, die in einem Pumpenhohlraum in der Wand 68 angeordnet ist.
Die Nabenhohlwelle 65 ist durch eine Büchse 74 gelagert und ihre Öffnung ist durch eine Lippendichtung 76 abgedichtet. Ein ringförmiger Wandlerzuführkanal 78 ist durch die Nabenhohlwelle 65 und die stationäre Leitrad-Trägerwelle 80 definiert, die einen Teil einer Lagerträgerwand 82 bildet, welche an der Trägerwand 68 befestigt ist. Die Lagerträgerwand 82 bildet einen Deckel für den Pumpenhohlraum der Pumpe 72.
Die Leitrad-Trägerwelle 80 ist mit der Innenspur 84 einer Überholbremse verkeilt, die bevorzugt die Ausbildung einer Rollenkupplung für das Leitrad 32 aufweist. Abstandsstücke 86 und 88 sind zwischen der Nabe 40 des Turbinenrades 30 und der Überholbremse und zwischen der Überholbremse und dem Pumpenradgehäuse 26 angeordnet. Die Abstandsstücke 86 und 88 ermöglichen ein radiales Einfließen und Ausfließen des Wandlerfluids zu und aus dem vorerwähnten ringförmigen Zuführkanal 78 und einem ringförmigen Strömungskanal 90 zwischen der Leitrad-Trägerwelle 80 und einer zentralen Drehmomenteingangswelle 92, die mit der durch das Turbinenrad angetriebenen Drehmomenteingangswelle 46 gemeinsam ist. Ein zentraler Kanal 94, der in dieser Zentralwelle ausgebildet ist, stellt die Steuerdruckverteilung des Kupplungssteuerdruckes an eine Kupplungsdruckkammer 96 bereit, die zwischen der radial verlaufenden Wand 98 des Pumpenradgehäusebereichs 48 und der Kupplungsscheibenbaugruppe 52 angeordnet ist. Die Größe des Druckes in der Kammer 96 wird zum Bewirken eines gesteuerten Schlupfes der Reibflächen moduliert, um so die Drehmomentübertragung von der Maschinenkurbelwelle an die Drehmomenteingangswelle 46 zu dämpfen. Der Kanal 94 sowie auch die ringförmigen Kanäle 90 und 78 stehen mit Innenkanälen in Verbindung, die in der Trägerwand 82 und der stationären Lagerhohlwelle 100 ausgebildet sind. Die Welle 100 bildet einen Teil der Lagerträgerwand 82.
Die Welle 92 ist in der Trägerhohlwelle 100 durch eine Büchse 102 gelagert. An ihrem anderen Ende ist die Welle 92 an ihrem Wellenbereich 46 durch eine Büchse 104 getragen. Das linke Ende des Wellenbereichs 46 ist bei 106 mit der Nabe 40 des Turbinenrades verkeilt.
Das rechte Ende der durch das Turbinenrad angetriebenen Welle 92 ist bei 108 mit der Kupplungshohlwelle 110 verkeilt, die innenverkeilte Kupplungsscheiben der Rückwärtskupplung- Scheibenbaugruppe 112 trägt. Außenverkeilte Scheiben der Baugruppe 112 werden durch eine Bremstrommel 114 getragen, die an der Kupplungsnabe 116 befestigt ist. Die Nabe 116 bildet eine Innenspur für ein Überholbremse 118, deren Außenspur für eine selektive Bremsung durch eine mittlere Scheibenbremse 120 angepaßt ist, deren Außenspur bei 122 gezeigt ist.
Die Mehrfachscheibenbremse 120 wird durch einen Ringkolben 123 betätigt, der in einem in der Wand 68 ausgebildeten Ringzylinder 125 angeordnet ist. Der an den Kolben 123 angelegte Fluiddruck schafft eine Bremskraft an den Reibscheiben, wobei ein Reaktionsring 127 als ein Reaktionspunkt dient.
Die Nabe 116 und die Bremstrommel 114 definieren einen ringförmigen Kupplungszylinder 124, in welchem ein ringförmiger Kupplungskolben 126 angeordnet ist. Wenn die durch den Zylinder 124 definierte Arbeitskammer mit Druck beaufschlagt wird, dann betätigt der Kolben 126 ein Stellglied 128 mit einer Belleville-Feder, wodurch ein Kupplungsdruck an die Druckplatte 131 angelegt und so die Rückwärtskupplung 112 betätigt wird.
Ein Overdrive-Bremsband 130 umgibt die Bremstrommel 114 und ist für eine Betätigung und ein Lösen durch eine in Fig. 5 gezeigte Bremsservovorrichtung angepaßt. Diese Bremsservovorrichtung weist einen Zylinder auf, der einen Teil des Getriebegehäuses 18 bildet, wie bei 132 in Fig. 5 angegeben. Der Zylinder umschließt einen Kolben 134 mit einem Stellgliedschaft 136, der durch eine Öffnung in dem Getriebegehäuse 18 verläuft. Er ist für einen Eingriff mit dem Betätigungsende 138 des Bremsbandes 130 angepaßt.
Die Druckkammer für die Betatigung des Kolbens 134 ist bei 140 gezeigt.
Der Verankerungspunkt für das Reaktionsende 142 des Bremsbandes 130 ist ein durch das Gehäuse 18 getragener Reaktionsstift 144. Die Baugruppe 146 einer Vorwärtskupplung weist einen Kupplungszylinder 148 auf, der an der Kupplungshohlwelle 110 befestigt ist. Ein Vorwärtskupplung-Kolben 150 ist in dem Kupplungszylinder 148 aufgenommen und ist für eine direkte Wirkung auf die Reibungskupplungsscheiben der Kupplung 146 angepaßt, die durch den Kupplungszylinder 148 und durch ein außenverkeiltes Kupplungsglied 152 getragen sind. Das Kupplungsglied 152 ist mit der Sonnenradwelle 154 verkeilt, die durch Buchsen 156 in der Sonnenradhohlwelle 158 gelagert ist. Ein Drehmomentübertragungsgehäuse 160 ist an der Sonnenradhohlwelle 158 befestigt und antriebsmäßig mit einer Bremstrommel 114 verbunden, wie bei 162 in Fig. 1B gezeigt. Die Sonnenradhohlwelle 154 und die Sonnenradhohlwelle 158 bilden einen Teil eines Sonnenrades 164 und eines Sonnenrades 166. Dies ist ein Teil der Planetenradeinheit 12.
Eine lange Planetenritzelbaugruppe 168 ist antriebsmaßig mit dem Sonnenrad 166 im Eingriff, welches den größeren Durchmesser der beiden Sonnenräder hat, und eine kurze Planetenritzelbaugruppe 170 ist mit dem Sonnenrad 164 antriebsmäßig im Eingriff. Die Planetenritzelbaugruppen 168 und 170 sind miteinander antriebsmäßig im Eingriff. Beide sind durch einen gemeinsamen Plantenritzelträger 172 getragen, der auf der Sonnenradhohlwelle 158 gelagert ist.
Der Planetenträger 172 bildet eine Bremstrommel, die von einem Niedrig- und Rückwärtsbremsband 174 umgeben ist, das eine gut bekannte, selbstgreifende Doppelpackausbildung hat. Eine Überholbremse 176 hat eine Außenspur, welche von der Bremstrommel für das Bremsband 174 getragen ist, und eine Innenspur 178, die mit dem Getriebegehäuse 18 über ein Überholbrems-Verankerungsglied 180 verbunden ist.
Fig. 2 zeigt eine Bremsservovorrichtung zur Betätigung des Bremsbandes 174. Die Servovorrichtung weist einen Zylinder auf, der einen Teil des Getriebegehäuses 18 bildet, wie bei 182 gezeigt. Die Servovorrichtung weist einen Kolben 184 auf, der in dem Zylinder 182 angeordnet ist. Der Kolben trägt einen Bremsbetätigungsschaft 186, der sich innerhalb einer Registeröffnung bewegt, die in dem Gehäuse 18 ausgebildet ist. Der Kolben 184 ist in einer Bremslöserichtung durch eine Servofeder 188 vorgespannt.
Der Schaft 186 ist mit dem Betätigungsende 190 des Bremsbandes 174 im Eingriff. Das Reaktionsende des Betätigungsbandes 174, welches bei 192 gezeigt ist, ist mit einem Reaktionsstift 194 im Eingriff.
Der Kolben 184 ist einer Fluiddruckkraft durch das Fluid innerhalb der Servoarbeitskammer unterworfen, wie bei 196 gezeigt ist. Sowohl die Bremsservovorrichtung wie auch die Servovorrichtung für die Kupplung 146 sind druckbetatigt und federgelöst. Die Lösefeder für die Kupplung 146 ist eine Druckfeder, die bei 198 gezeigt ist. Die Lösefeder für die Overdriveband-Servovorrichtung ist in Fig. 5 bei 200 gezeigt, und die Lösefeder für die Rückwärts-Bremsservovorrichtung ist die vorstehend erwähnte Feder 188.
Ein Planetenhohlrad 202 ist mit den langen Planetenritzeln 168 im Eingriff. Sie ist ein Teil einer Hohlradtrommel 204, die an ihrem rechten Ende mit der Endplatte 206 verkeilt ist. Die Platte 206 ist bei 208 mit der Leistungsausgangswelle 210 verkeilt und ist in der Getriebeendwand 212 gelagert.
Die Welle 210 hat einen verringerten Durchmesserbereich, der innerhalb eines Hohlwellenteils 214 eines Direkt und Overdrive-Kupplungszylinders 216 aufgenommen ist, wie in Fig. 1C gezeigt wird. Die Hohlwelle 214 ist eine Nabe für den Kupplungszylinder 216 und sie definiert eine Druckkammer, in welcher ein Direkt und Overdrive-Kupplungskolben 210 angeordnet ist. Ein Direkt und Overdrive-Kupplungsglied 222 trägt mit Keilnuten versehene Kupplungsscheiben, die mit Kupplungsscheiben zusammenpassen, welche von dem Kupplungszylinder 216 getragen sind. Eine Reihe von Kupplungslösefedern 218 ist zwischen einer Federverankerung 224 angeordnet und durch den Kupplungszylinder getragen.
Die Direkt- und Overdrivekupplung ist generell mit der Bezugsziffer 226 bezeichnet. Wenn sie betätigt ist, dann wird der Träger 172 mit der Hohlwelle 214 verbunden. Eine Zwischenwelle 228 (siehe Fig. 1B) dient als eine Antriebsverbindung zwischen der durch das Turbinenrad angetriebenen Zentralwelle 92 und der Hohlwelle 214. Die Welle 228 hat eine Keilverbindung, welche äußere Keile 230 an dem rechten Ende der Welle 228 aufweist, die mit inneren Keilen in der Hohlwelle 214 im Eingriff sind. Diese Keilverbindung hat eine hohe Toleranz der Abmessungen und ergibt so einen losen Keilantrieb.
Das linke Ende der Welle 228 ist bei 232 mit äußeren Keilen versehen. Diese Keile passen zusammen mit inneren Keilen in der Kupplungshohlwelle 110. Diese Keilverbindung hat ebenfalls eine hohe Toleranz der Abmessungen, um eine losen Keilantrieb bereitzustellen. Die Antriebsverbindung zwischen der Welle 92 und der Kupplungshohlwelle 110 ist andererseits eine enge Passung.
Die lose Keilverbindung zwischen dem linken Ende der Welle 28 und der Kupplungshohlwelle 110 und die lose Verbindung bei 230 zwischen der Welle 228 und der Hohlwelle 214 schafft eine Gelenkantriebsverbindung, welche automatisch jeden Fluchtungsfehler zwischen der Achse der Welle 92 und der Achse der Drehmomentausgangswelle 210 kompensiert. Jede unerwünschte radiale Lagerlast, die durch einen beliebigen Fluchtungsfehler verursacht werden könnte, wird so vermieden. Dies erleichtert den Zusammenbau, die Herstellung und die maschinelle Bearbeitung und trägt zu einer Dauerhaftigkeit sowie zu der Eliminierung von unerwünschtein Geräusch und Vibration während der Drehmomentlieferung bei.
In Fig. 4 ist in größerem Detail die Verbindung zwischen dem Drehmomentübertragungsglied 180 und dem Gehäuse 18 gezeigt. Das Glied 180 weist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, radial verlaufende Ansätze 234 auf, die in Aussparungen 236 aufgenommen werden, die in dem Gehäuse 18 ausgebildet sind. Eine Tasche 238, die in dem Gehäuse 18 ausgebildet ist, empfängt eine Vorlastfeder 240, von der ein Ende mit einem Ende der Tasche 238 im Eingriff ist, wie bei 242 gezeigt, und deren anderes Ende mit einem der Ansätze 234 im Eingriff ist, wie bei 244 gezeigt. Die Feder 240 neigt normal dazu, das Drehmomentübertragungsglied 180 in einer Richtung vorzuspannen und dadurch eine Vorlast zu schaffen, welche das Spiel eliminiert, das normal als Folge der losen Verbindung zwischen den Vorsprüngen 234 und den zusammenpassenden Öffnungen oder Aussparungen 236 existieren würde. Wenn daher das Getriebe für den Betrieb in dem niedrigen Gang vorbereitet ist, welches den Träger zur Wirkung als ein Reaktionspunkt erfordert, dann wird ein unerwünschtes Geräusch verhindert, welches sonst bei der Schaltbewegung zwischen dem Drehmomentübertragungsglied 180 und dem Gehäuse 18 erzeugt werden würde.
Das Drehmomentübertragungsglied 180 ist mit einer benachbarten Schulter an dem Gehäuse 18 im Eingriff, damit es axial fest gegen eine Bewegung in einer Richtung gehalten wird. Eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung wird durch einen Schnappring 246 verhindert, der in einer Schnappringnut in dem Gehäuse 18 aufgenommen ist, wie es am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist.
Fig. 3 zeigt einen Sammler, der einen Teil eines Steuerventilschaltkreises bildet, der in dieser Beschreibung nicht beschrieben wird. Ein ähnlicher Sammler ist jedoch unter Bezugnahme auf die US-A-4 347 765 zu sehen. Er weist einen Zylinder 248 mit doppeltem Durchmesser auf, der einen Kolben 250 mit doppeltem Durchmesser aufnimmt. Der Kolben und der Zylinder definieren Sammlerkammern 252 und 254, die eine 2-3 Aufwärtsschaltung dämpfen, wie es in der Beschreibung des Patents '765 erläutert ist. Der Kolben 250 ist durch eine Feder 256 vorgespannt, um der Kraft des Sammlerdruckes entgegenzuwirken. Der Ventilkörper 258, wie gezeigt in Fig. 1 ist an einer bearbeiteten Fläche 260 an der Basis des Gehäuses 18 befestigt. Eine Ölwanne 262 umgibt den Ventilkörper 258 und ist durch Bolzen 264 an der Fläche 260 befestigt. Die Ölwanne 262 bildet einen Sumpf für das Getriebeöl. In dem Sumpf ist ein Ölsieb 266 angeordnet, wie in den Fig. 1 und 6 gezeigt ist.
Fig. 8 zeigt eine Tabelle, die das Betatigungs- und Lösemuster der Kupplungen und Bremsen zum Bewirken der verschiedenen Antriebeverhältnisse bezeichnet, welche vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang umfassen. Für den Zweck eines Zusammenpassens der Tabelle der Fig. 8 mit der Querschnittszeichnung der Fig. 1A, 1B und 1C ist in Fig. 7 eine schematische Darstellung der Getriebeanordnung gezeigt, bei welcher die Kupplungen und Bremsen mit Bezugsziffern bezeichnet wurden, welche den in Fig. 8 benutzten Bezugsziffern entsprechen. Die mittlere Kupplung ist daher mit C5 bezeichnet. Die mittlere Überholkupplung 118 ist als Überholkupplung C6 bezeichnet. Die Rückwärtskupplung 112 ist als Kupplung C2 bezeichnet. Das Overdriveband 130 ist als Band B1 bezeichnet.
Die Vorwärtskupplung 146 ist als Kupplung C1 bezeichnet. Die niedrige Reaktionüberholkupplung 176 ist als C4 bezeichnet, das Niederig- und Rückwärtsband 174 ist als Band B2 bezeichnet, und die Direkt- und Overdrivekupplung ist als Kupplung C3 bezeichnet.
Das erste untersetzte Verhältnis kann durch Benutzung der niedrigen Reaktionskupplung C4 oder des Bremsbandes B2 erhalten werden. Wenn das Bremsband B2 betätigt ist, ist ein Bremsen im Schiebebetrieb im niedrigen Gang möglich. Das Getriebesteuersystem, wie beschrieben in der US-A-4 347 765 wird einen kontinuierlichen Betrieb des Getriebes in dem niedrigen Gang bewirken, ohne daß es zu automatischen Hochschaltungen kommt. Wenn der normale Modus des Vorwärtsantriebes gewünscht wird, dann wird auf die Kupplung C4 vertraut, um einen Reaktionspunkt zu schaffen, und das Bremsband B1 wird nicht betätigt. Dieser Zustand wird durch das Symbol D in der Tabelle der Fig. 8 angegeben, während der vorhergehende Zustand als M angegeben ist, womit der manuelle Betrieb im niedrigen Gang angezeigt wird.
Während des Betriebs in jedem der drei Vorwärtsgänge ist die Kupplung C1 betätigt und schafft so eine Antriebsverbindung zwischen der durch das Turbinenrad angetriebenen Welle und dem Sonnenrad 164 kleinen Durchmessers. Der Träger reagiert dabei als ein Reaktionspunkt und das Sonnenrad 164 wirkt als ein Drehmomenteingangselement, sodaß das Hohlrad 202 und die Ausgangswelle mit einem Drehmoment- Vervielfachungsverhältnis von 2.4:1 angetrieben werden.
Um einen Gangwechsel in den zweiten Gang zu bewirken, wird die Kupplung C5 betatigt und dadurch das Sonnenrad 166 großen Durchmessers verankert. Das Hohlrad 202 und die Ausgangwelle werden so mit einem verringerten Vervielfachungsverhältnis von 1.4671 angetrieben.
Ein direktes Antriebsverhältnis von 1.1 wird erreicht durch eine gleichzeitige Betätigung einer Direkt- und Overdrivekupplung C3, während die Kupplung C1 betatigt bleibt. Dadurch werden alle Elemente der Planetengetriebeeinheit für eine gemeinsame Drehung verriegelt. Die Kupplung C6 überholt und erlaubt so, daß die Kupplung C5 betätigt bleibt, obwohl sie in dem dritten direkten Antriebsverhältnis keine Funktion hat.
Ein vierter Gang, der ein Overdrive-Verhältnis von 0.667:1 schafft, wird durch eine Betätigung des Bremsbandes B1 und ein Lösen der Kupplung C1 erreicht, während die Kupplung C3 betätigt bleibt. Das Sonnenrad 166 wirkt so als ein Reaktionsglied, während das Hohlrad 202 und die Ausgangswelle im Overdrive angetrieben sind.
Der Rückwärtsgang wird durch eine Betätigung der Bremse B1 und der Kupplung C2 erhalten. Der Träger ist dadurch verankert, sodaß er als ein Reaktionspunkt dienen kann, und das Sonnenrad 166 wirkt als ein Drehmomenteingangselement, während die Kupplung C2 das Drehmoment des Turbinenrades von der Welle 46 über die Kupplung C2 liefert.

Claims

1. Mehrgang-Planetengetriebe mit einem hydrokinetischen Drehmomentwandler (10) und einer Verbund-Planetengetriebeeinheit (12), wobei der Wandler ein beschaufeltes Turbinenrad (30) und ein von der Maschine angetriebenes beschaufeltes Pumpenrad (28) aufweist;

die Planetengetriebeeinheit (12) besteht aus einem Sonnenrad (166) mit großem Durchmesser, einem Sonnenrad (164) mit kleinem Durchmesser, einem Verbundträger (172), der einen Satz langer Planetenritzel (168) und einen Satz kurzer Planetenritzel (170) abstützt, die miteinander im Zahneingriff sind, und einem Hohlrad (202), welches in die langen Planetenräder (168) eingreift, wobei das Sonnenrad (166) mit großem Durchmesser in die langen Planetenräder (168) eingreift und das Sonnenrad (164) mit kleinem Durchmesser in die kurzen Planetenräder (170) eingreift; eine angetriebene Welle (210) mit dem Hohlrad (202) verbunden ist, wobei eine Kupplung (226) für einen Direkt- und einen Overdrivegang mit ihrer Drehmomente ingangsseite mit dem Träger (172) verbunden und zwischen der Planetengetriebeeinheit (12) und der angetriebenen Welle (210) an einer Seite der Planetengetriebeeinheit (12) angeordnet ist;

eine Vorwärtskupplung (146) und eine Rückwärtskupplung (112), wobei die Drehmomentausgangsseite der Vorwärtskupplung (146) mit dem Sonnenrad (164) mit kleinem Durchmesser verbunden ist und die Drehmomentausgangsseite der Rückwärtskupplung (112) mit dem Sonnenrad (166) mit großem Durchmesser verbunden ist;

eine von dem Turbinenrad angetriebene Welle (46, 92), die zu dem Wandler (10) und der Planetengetriebeeinheit (12) konzentrisch angeordnet ist, wobei eine ein Drehmoment liefernde Hohlwelle (214) mit der Eingangsseite der Kupplung (226) des Direkt- und Overdriveganges verbunden ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Vorwärtskupplung (146) und die Rückwärtskupplung (112) zwischen dem Drehmomentwandler (10) und der Planetengetriebeeinheit (12) angeordnet sind; und daß

eine Zwischenwelle (228) für eine Verbindung der Hohlwelle (214) mit der von dem Turbinenrad angetriebenen Welle (46, 92) vorgesehen ist, wobei diese Zwischenwelle an ihren entgegengesetzten Enden Antriebsverbindungen mit der durch das Turbinenrad angetriebenen Welle und der Hohlwelle aufweist,

diese Antriebsverbindungen Eingriffsbereiche mit einer großen Abmessungstoleranz haben, wodurch eine schwache Gelenkverbindung der Zwischenwelle (228) erhalten wird, um einen Fluchtungsfehler zwischen den Achsen der von dem Turbinenrad angetriebenen Welle (46, 92) und der Hohlwelle (214) auszugleichen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, bei welchem die Antriebsverbindung zwischen der Zwischenwelle (228) und der von dem Turbinenrad angetriebenen Welle (46, 92) eine Kupplungshülse (110) mit einer inneren Keilwellenverzahnung aufweist, die einen Teil eines Drehmomenteingangselements (148) der Vorwärtskupplung (146) bildet, wobei eine äußere Keilwellenverzahnung (108) an der von dem Turbinenrad angetriebenen Welle (46, 92) mit der inneren Keilwellenverzahnung in der Kupplungshülse (110) mit einer engen Passung im Eingriff ist und eine äußere Keilwellenverzahnung (232) an der Zwischenwelle (228) mit der inneren Keilwellenverzahnung in der Kupplungshülse (110) mit einer hohen Toleranzpassung im Eingriff ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem eine Wandler-Überbrückungsrutschkupplungseinrichtung (52) vorgesehen ist für die Bereitstellung eines mechanischen Drehmomentlieferweges zwischen dem beschaufelten Pumpenrad (28) und dem beschaufelten Turbinenrad (30) des Wandlers (10), um einen hydrokinetischen Drehmomentlieferweg zwischen der Maschine und der von dem Turbinenrad angetriebenen Welle (46, 92) zu ergänzen.