DE69215167T2

DE69215167T2 - Vielganggetriebe in Transaxle-Bauweise für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69215167T2
Application number: DE69215167T
Authority: DE
Inventors: Stanley Leroy Pierce
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1992-08-03
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2012-08-04
Also published as: EP0530516A3; EP0530516A2; DE69215167D1; EP0530516B1; US5131902A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Mehrgang-Transaxlegetriebe für ein Kraftfahrzeug von der Art wie beschrieben in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und bekannt aus der EP-A-037 169.
Im Stand der Technik sind verschiedene Anordnungen von Kupplungen, Bremsen und Einwegkupplungen zur Steuerung des Betriebes von dualen, miteinander verbundenen Planetengetriebeeinheiten zur Herstellung von Vorwärts-Drehzahlübersetzungen und einer Rückwärts-Antriebsübersetzung bei einem automatischen Getriebe verwendet.
Das U.S. Patent 4 418 585 hat derart angeordnete Kupplungen und Bremsen, daß ein Wechsel der Gangübersetzung von dem niedrigsten Gang in den zweiten Gang nichtsynchron durchgeführt wird, d.h. durch eine Überführung des Drehmoments von einer Überholkupplung an eine Reibkupplung. Bei diesem Getriebe erfordert ein Gangwechsel von dem zweiten Gang in den dritten Gang das Lösen eines Bremsbandes und die Betätigung einer Kupplung. Ein Wechsel der Gangubersetzung von dem dritten Gang in die vierte oder Overdrive-Übersetzung erfordert ebenfalls das Lösen eines Bremsbandes und die Betätigung einer Reibkupplung. In dem Betrieb des Getriebes erfordert keiner der Gangwechsel das synchrone Lösen einer Kupplung und die Betätigung einer anderen Kupplung. Es werden daher Zeitfolgeprobleme bei der Betätigung und dem Lösen der Kupplung-Bremse-Steuerungservos vermieden.
Das Getriebe gemäß dem '585 Patent benötigt für das Lösen der Kupplung der hohen Drehzahlübersetzung und die Betätigung einer Reibbremse eine gewisse Zeit, um den Drehzahlwechsel von der dritten Vorwärtsdrehzahl in die vierte Overdrive-Drehzahl herzustellen.
Das U.S. Patent 4 368 649 beschreibt ein Viergang-Transaxlegetriebe, welches diese Schwierigkeit überwindet. Bei dem Transaxlegetriebe des '649 Patents resultiert der Gangwechsel von dem dritten Gang in den vierten Gang aus der Betätigung einer einzigen Reibbremse zusätzlich zu den anderen Reibelementen, die während des dritten Ganges betätigt sind. Ein Gangwechsel von dem ersten Gang in den zweiten Vorwärtsgang resultiert lediglich aus der Betätigung einer zweiten Reibkupplung, während eine begleitende Reibkupplung betätigt bleibt. Auf diese Art und Weise resultiert ein Wechsel der Übersetzung von dem ersten Gang und von dem dritten Gang in dem Vorwärts-Antriebsdrehzahlbereich lediglich aus der Betätigung oder dem Lösen eines einzigen Reibelements, entweder einer Kupplung oder einer Bremse, sodaß dadurch die Steuerung der Kupplungen stark vereinfacht wird und das Potential für grobe oder abrupte Gangwechselveränderungen eliminiert wird.
Das U.S. Patent 4 509 389 beschreibt eine weitere Verbesserung, die eine latente Schwierigkeit bei der Steuerung des Betriebes gemäß dem '649 Patent eliminiert, welche eine Kalibrierung der 2, 3-Aufwärtsschaltung schwierig macht. Das Sonnenrad ist nicht mit dem Zylinder einer Reibkupplung verbunden, sondern ist statt dessen mit der Innenspur einer verbundenen Einwegkupplung verbunden. Die Innenspuren jeder Einwegkupplung sind mit einem gemeinsamen Glied verbunden, welches als ein Element zur Lieferung eines Drehmoments für das Eingabe- bzw. Eingangssonnenrad des Planetengetriebes arbeitet. Die maximale Drehzahl der Reibkupplung-Zylinder ist gleich der Drehzahl des angetriebenen Kettenrades eines Kettenmechanismus, welcher den Ausgang eines Drehmomentwandlers mit der Eingangswelle des Getriebes verbindet.
Das U.S. Patent 4 086 827 beschreibt ein Vierganggetriebe, bei welchem eine einzige Einwegkupplung in Reihe zwischen einer Eingangsreibkupplung und einem Getriebeglied eines Planetengetriebesatzes angeordnet ist. Die Einwegkupplung erlaubt es, daß das Getriebeglied den Eingang bzw. die Eingabe während der Overdrive-Übersetzung überholt, sodaß sich ein Hochschalten aus dem dritten Gang in den vierten Gang ergibt ohne ein synchrones Lösen der Eingang- bzw. Eingabe-Reibkupplung. Um ein Herunterschalten aus dem vierten Gang in den zweiten oder in den dritten Gang herzustellen, vergrößert die Eingabe die Drehzahl des Getriebegliedes durch einen Eingriff der Einwegkupplung, wenn eine Reibbremse oder eine andere Reibkupplung gelöst wird.
Die vorliegende Erfindung, wie beansprucht im Patentanspruch 11 befaßt sich mit fünf Vorwärtsgängen und einer Rückwärts-Antriebsübersetzung und ergibt eine Verbesserung gegenüber dem Viergang-Transaxlegetriebe, wie beschrieben in der EP-A-037 169.
Die vorliegende Erfindung ist ein Zweiachsen-Transaxlegetriebe, das vorzugsweise einen hydrokinetischen Drehmomentwandler aufweist, der an einer Achse montiert ist, die mit der Kurbelwelle der Maschine konzentrisch und parallel zu der Achse des Mehrganggetriebes ist. Das Transaxlegetriebe erzeugt zwei untertourige Übersetzungen, ein direktes Antriebsverhältnis, zwei übertourige Übersetzungen und eine e Rückwärts -Antriebsübersetzung.
Wegen der eigenwilligen Anordnung der Kupplung, der Bremsen und der Einwegkupplungen ist das Transaxlegetriebe äußerst kompakt und ist sein Gewicht niedrig. Die Kompaktheit des Transaxlegetriebes ist das Ergebnis der Verwendung von bestimmten Komponenten des Transaxlegetriebes für mehrfache Zwecke zur Herstellung von mehrfachen Drehzahlübersetzungen. Bspw. wird die Struktur, welche die Reaktionskraft des Getriebesatzes über eine Einwegkupplung in den mittleren Drehzahlbereichen, den zweiten und dritten Drehzahlbereichen, schafft, auch verwendet zur Übertragung des Turbinenrad- Drehmoments des Drehmomentwandlers in dem Zustand des Rückwärts antriebes.
Der Drehmomentweg zwischen der Maschine und dem Planetengetriebe in dem Zustand des Rückwärtsantriebes verläuft über eine Rückwärts-Reibkupplung und eine Trommel, die eine Oberfläche bereitstellt, welche von dem Bremsband eines mittleren Ganges und der Reibplatte der Rückwärts-Reibkupplung in Eingriff genommen ist. Die Benutzung einer solchen Trommel für mehrfache Zwecke eliminiert die Notwendigkeit für eine zusätzliche Komponente.
Eine Einwegkupplung, die zwischen den Getriebeeinheiten und der Maschine angeordnet ist, überholt in dem Zustand des Rückwärtsfrei laufs. Die Maschine ist antriebsmäßig von den Rädem gelöst und ist daher für eine Beeinträchtigung der Bewegung des Fahrzeuges nicht verfügbar. Dies vermeidet abrupte, unerwartete Wechsel bei der Beschleunigung, wenn der Fahrer einen Wechsel vornimmt von den Bedingungen des Antriebs zu dem Freilauf in dem Ruckwartsbereich.
Das Transaxlegetriebe weist drei Planetengetriebeeinheiten auf, von denen jede ein Sonnenrad, ein Hohlrad, einen Träger und Planetenritzel einschließt, die auf den Träger drehbar abgestützt sind und mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmen. Der Träger der ersten Getriebeeinheit ist an dem Hohlrad der zweiten Getriebeeinheit befestigt und ist antriebsmäßig verbunden als der Ausgang von dem Getriebe mit dem Sonnenrad eines finalen Antriebsplanetengetriebesatzes, der einen Differentialmechanismus antreibt.
Der Träger der zweiten Getriebeeinheit ist mit dem Hohlrad der ersten Getriebeeinheit und mit der Innenspur einer Einwegbremse verbunden, die an dem Getriebegehäuse befestigt ist. Die Sonnenräder der zweiten und dritten Getriebeeinheiten sind wechselseitig verbunden und mit zwei Einwegkupplungen, wobei jede Kupplung an einer betreffenden Bremse befestigt ist. Der Träger der dritten Getriebeeinheit ist mit einer Bremse lösbar verbunden.
Parallele Drehmoment-Lieferwege zwischen dem Hohlrad der ersten Planetengetriebeeinheit und der Bremstrommel eines niedrigen Rückwärtsganges umfassen eine Einwegkupplung und eine Vorwärtskupplung parallel zu einer Freilaufkupplung, die eine Drehmomentreaktion bereitstellt, welche die Einwegkupplung während eines Freilaufzustandes umgeht.
Die Kupplungen und Bremsen des Transaxlegetriebes sind derart angeordnet, daß ein Wechsel der Getriebeübersetzung von der niedrigsten Drehzahl in die zweite Drehzahl bzw. den zweiten Gang aus der Übertragung des Drehmoments von einer Einwegbremse an ein Bremsband eines mittleren Ganges resultiert. Ein Wechsel dieser Getriebeübersetzung von dem zweiten Gang in den dritten Gang ergibt sich dann, wenn eine Direktgangkupplung betätigt wird, während das Bremsband fortgesetzt betätigt bleibt. Ein Wechsel der Getriebeübersetzung von dem dritten Gang in den vierten Gang resultiert aus der Betätigung einer Overdrive-Bremse, einem Reibglied, während die Betätigung der Direktgangkupplung beibehalten wird. Ein Hochschalten auf einen fünften Gang von dem vierten Gang resultiert aus der Betätigung einer Bremse des fünften Ganges, während die Bremselemente betätigt bleiben, welche den vierten Gang herstellen. Kein Gangwechsel erfordert daher ein synchrones Lösen eines Reibelements und eine Betätigung eines anderen Reibelements. Wegen dieses Merkmals werden Zeitfolgeprobleme bei dem Betätigen und dem Lösen von Reibkupplungen und Bremsen sowie von Steuerungservos vermieden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1-4 ergeben zusammengefaßt einen Querschnitt entlang der Achsen der Eingangs- und Ausgangswelle, wobei verschiedene Reibkupplungen und Bremsen und mehrere Einwegkupplungen gezeigt sind, die zur Herstellung von mehreren Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsantrieb benutzt werden.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die ein Planetengetriebe, Kupplungen, Bremsen, Kupplungen, einen Drehmomentwandler, einen Kettenantriebsmechanismus, ein finales Getriebe und einen Differentialmechanismus zeigt.
Fig. 6 ist eine Tabelle, welche das Schema der Betätigung und des Lösens von Kupplungen und Bremsen zeigt bei der Bereitstellung der Vorwärts-Antriebsübersetzungen und des Rückwärtsantriebs des Transaxlegetriebes der Fig. 1.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme zuerst auf die Fig. 1 - 5 ist ein hydrokinetischer Drehmornentwandler 10 mit einer Verbrennungskraftmaschine antriebsmäßig verbunden, die eine Kurbelwelle 12 aufweist, welche mit einem beschaufelten Pumpenrad 14 des Drehmomentwandlers verbunden ist. Ein beschaufeltes Turbinenrad 14, ein beschaufeltes Leitrad 18 und das Pumpenrad 14 definieren einen toroidalen Fluidströmungskreislauf innerhalb des Gehäuses des Drehmornentwandlers. Das Leitrad 18 ist an einer stationären Hohlwelle 20 abgestützt, und eine Überholbremse 22 verankert das Leitrad mit der Welle 20, um eine Drehung des Leitrades 18 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Pumpenrades zu verhindern, obwohl eine Freilaufbewegung in der entgegengesetzten Richtung ermöglicht wird.
Das Turbinenrad 16 ist mit einer Turbinenrad-Hohlwelle 24 verbunden, welche das Drehmomenteingabe-Kettenrad 26 an e treibt. Das Kettenrad 26 ist ein Teil eines Eingabedrehmoment-Übertragungsantriebes, der auch eine Antriebskette 28 und ein angetriebenes Kettenrad 30 aufweist, welches für eine Drehung um die Drehmomenteingabe-Hohlwelle 32 montiert ist. Achswellen 34, 36' sind konzentrisch zu der Achse der Eingangswelle 32.
Ein Planetengetriebe weist drei einfache Planetengetriebeeinheiten auf. Die erste Getriebeeinheit weist ein Sonnenrad 36, ein Hohlrad 38, einen Träger 40 und Planetenritzel 42 auf, die durch den Träger 40 abgestützt sind und mit dem Sonnenrad 36 und dem Hohlrad 38 in kämmendem Eingriff sind. Die zweite Planetengetriebeeinheit weist ein Sonnenrad 44, ein Hohlrad 46, einen Träger 48 und Planetenritzel 50 auf, die durch den Träger 48 abgestützt sind und sich in einem kämmenden Eingriff mit dem Sonnenrad 44 und dem Hohlrad 46 befinden. Die dritte Getriebeeinheit weist ein Sonnenrad 52, ein Hohlrad 54, einen Träger 56 und Planetenritzel 58 auf, die durch den Träger 56 abgestützt sind und sich in einem kämmenden Eingriff mit dem Sonnenrad 52 und dem Hohlrad 54 befinden. Der Träger 48 und das Hohlrad 54 sind wechselseitig verbunden, und sie sind mit dem Hohlrad 38 durch eine Trommel 60, eine Vorwärtskupplung 62 und eine Einwegkupplung 64 verbunden, die auch als OWC2 identifiziert ist. Das Hohlrad 46 ist mit dem Träger 40 und mit der Drehmomentausgangswelle 66 verbunden. Die Sonnenräder 44, 52 sind wechselseitig durch eine Welle 68 verbunden.
Ein finaler Antriebs-Planetengetriebesatz 70 ist in einem Drehmoment-Lieferweg zwischen der Ausgangswelle 66 und einer Differentialgetriebeeinheit 72 angeordnet, mit welcher die Achswellen 34 und 36' verbunden sind. Die Getriebeeinheit 70 weist ein mit der Ausgangswelle 66 verbundenes Sonnenrad 74 auf; ein Hohlrad 76, das an dem Getriebegehäuse dauerhaft befestigt ist; einen Träger 78, der mit der Welle 80 des Differentialrnechanismus 72 verbunden ist; und Planetenritzel 82, die an dem Träger 78 drehbar abgestützt sind und mit dem Sonnenrad 74 und dem Hohlrad 76 in Eingriff sind. Die Differentialgetriebeeinheit 72 hat Kegelritzel 84, 85 die mit Kegelseitenrädem 86, 87 kämmen, welche mit den Achswellen 34, 36' verbunden sind.
Das mit der Hohlwelle 32 verbundene Kettenrad 30 ist direkt mit dem Sonnenrad 36 der ersten Planetengetriebeeinheit verbunden. Die Sonnenräder 44, 52 der zweiten und dritten Getriebeeinheiten sind mit dem Getriebegehäuse lösbar zu verbinden und zwar über eine Einwegkupplung 92 (OWC3) und eine Bremse 88, die auch mit dem Symbol 48 bezeichnet ist. Die Sonnenräder 44, 52 sind weiterhin über eine Einwegkupplung 94 (OWC4) und eine Bremse 90, die auch mit dem Symbol 28 bezeichnet ist, mit dem Gehäuse lösbar verbunden. Die Innenspuren der Einwegkupplungen 92, 94 sind durch die Hohlwelle 68 direkt mit den Sonnenrädem 44, 52 verbunden; die Außenspuren der Kupplungen 94, 92 sind mit der Trommel 96 verbunden, die mit dem Getriebegehäuse,durch eine Betätigung der Bremse 90, und mit der Bremse 88 verbunden ist.
Das äußere Torsionsglied einer Rückwärtskupplung 98 (RC) ist mit der Trommel 96 verbunden, und das Innenglied der Rückwärtskupplung ist direkt mit der Eingangswelle 32 und mit dem Außenglied der Direktgangkupplung 100 (DC) verbunden.
Der Träger 48 der zweiten Getriebeeinheit ist mit der Eingangswelle 32 über die Direktgangkupplung 100 selektiv e verbunden.
Der Drehmornentwandler umfaßt eine Verriegelungskupplung 102, die innerhalb des Drehmomentwandlers und des Pumpenradgehäuses angeordnet ist. Die Drehmornentausgangsseite der Verriegelungskupplung weist einen Dämpfer 104 auf, der zwischen dem Pumpenrad und der Turbinenrad-Hohlwelle 24 angeordnet ist, sodaß eine Betätigung der Verriegelungskupplung nicht von einer Rauhheit als Folge von Übergangsschwankungen des Drehmoments begleitet sein wird.
Die Innenspur einer Einweg- oder Überholbrernse (OWC1) 106 ist direkt mit dem Träger 48 und der Trommel 60 verbunden; die Außenspur der Bremse 106 ist dauerhaft gegen Drehung an dem Getriebegehäuse befestigt. Die Innenspur der Einwegkupplung 64 ist mit dem Hohlrad 38 verbunden, und ihre Außenspur ist mit einem Element der Vorwärtskupplung 62 verbunden. Einwegkupplungen 64, 92, 94 und eine Einwegbremse 106 sind Überholkupplungen des Rollentyps und weisen generell einen äußeren Nocken mit einer geneigten Oberfläche auf, die durch eine Rolle mit der Innenspur antriebsmäßig verbunden oder von dieser gelost ist in Übereinstimmung mit der Drehzahl der Innenspur relativ zu der Außenspur. Eine Bremse 110 (SB), eine Reibscheibenbremse, hält den Träger 56 gegen eine Drehung durch seine Verbindung mit dem Gehäuse, wenn die Bremse betätigt ist, und sie gibt den Träger 56 frei, wenn sie gelöst ist.
Die Innenspur der Einwegkupplung 64 ist auch mit einem Element einer Freilaufkupplung 108 (CC) verbunden, während die andere Komponente der Freilaufkupplung mit der Trommel 60 verbunden ist.
Reibelemente 62, 88, 98, 100, 108, 110 sind hydraulisch betätigte Kupplungen und Bremsen des Typs mit mehreren Reibscheiben, die an einem Glied des Reibelements drehbar abgestützt sind, und einem zweiten Satz von Reibscheiben, die zwischen den Gliedern des ersten Reibscheibensatzes angeordnet und drehbar abgestützt sind an dem anderen Glied des Reibelements. Wenn an das Reibelement ein Hydraulikdruck angelegt wird, werden die Scheiben in eine wechselseitige Reibberührung gebracht und das Reibelement überträgt ein Drehmoment zwischen seinen Gliedern. Wenn die Größe des an die Reibelemente gelieferten Hydraulikdruckes verringert wird, dann löst eine Feder die Scheiben,und das Reibelement ist danach unfähig, ein Drehmoment zu übertragen.
Ein Niedrig/Rückwärts-Bremsband 112 ist mit der Trommel 60 unter den Bedingungen eines manuellen Niedrigganges und des Rückwärtsantriebes selektiv im Eingriff. Die Bremsbänder 90, 112 werden durch hydraulische Servovorrichtungen betätigt, welche das entsprechende Bremsband für einen Eingriff mit den betreffenden Trommeln 60, 96 verkürzen und diesen Eingriff freigeben, wenn die entsprechende Servovorrichtung belüftet wird.
Fig. 6 zeigt eine Tabelle, welche die Kupplungen und Bremsen angibt, die selektiv betätigt und gelöst sind, um jede der verschiedenen Vorwärts-Antriebsü.bersetzungen und der Rückwärts-Übersetzung herzustellen. In der Tabelle wird das Symbol X zur Identifizierung einer betätigten Kupplung oder Bremse benutzt, das Symbol O/R wird zur Angabe eines Überholzustandes für die Kupplungen oder Bremsen verwendet, und ein freier Raum wird bei den Spalten, die mit "OWC1", "OWC2" und "OWC3" und "OWC4" bezeichnet sind, benutzt zur Angabe einer Einwegkupplung oder einer Bremse, die weder überholt noch antreibt.
Wenn sich im Betrieb der Gangschalthebel in der Position "D" oder "OD" befindet, um automatisch die niedrigste vorwärts-Drehzahlübersetzung herzustellen, dann ist die Vorwärtskupplung 62 betätigt und ergibt die Einwegkupplung 64 einen Antrieb und treibt auch die Einwegbrernse 106 an. Wenn die Vorwärtskupplung betätigt ist, dann ist das Hohlrad 38 an dem Getriebegehäuse gegen Drehung befestigt, sodaß dadurch die Reaktion des Getriebesatzes bereitgestellt wird. Das Maschinendrehmoment wird dann hydrodynarnisch durch den Drehmomentwandler übertragen sowie durch die Übertragungsantriebskette 28 an das Kettenrad 30, die Eingangwelle 32 und das Sonnenrad 36. Der Träger 40 der ersten Planetengetriebeeinheit treibt die Ausgangswelle 66 an, und die Achswellen 34, 36' sind über den finalen Antriebsgetriebesatz 70 und die Differentialeinheit 72 angetrieben. Wenn in dem D-Bereich unter einer Freilaufbedingung gearbeitet wird, dann überholen die Einwegbremse 106 und die Einwegkupplung 64.
Wenn der erste Gang dadurch manuell ausgewählt wird, daß der Fahrer den Gangwechselhebel in die Position des 1M-Bereichs bringt, dann werden die Freilaufkupplung 108 und das Band 112 des niedrigen Rückwärtsganges betätigt. Der Lieferweg des Drehmoments von dem Hohlrad 38 über die Freilaufkupplung ergibt eine Abzweigung des Drehmomentweges, der die Einwegkupplung 64 und die Vorwärtskupplung 62 umfaßt. Es bestehen daher in dem Antriebszustand zwei parallele Wege, die potentiell eine Reaktion des Getriebesatzes an dem Getriebegehäuse bereitstellen, um das Hohlrad 38 gegen Drehung zu halten. Der eine Weg geht durch die Einwegkupplung 64 und die Vorwärtskupplung 62 sowie die Einwegbremse 106 hindurch; der andere Weg geht durch die Freilaufkupplung 108 und das Rückwärtsband 102 hindurch. In dem Freilaufzustand sind jedoch die Kupplungen 64 und 106 untätig, und die Reaktion an dem Getriebegehäuse, welche das Hohlrad 38 hält, ist durch die Freilaufkupplung und durch das Niedrig/Rückwärts- Band hindurch bereitgestellt.
Der Drehmomentlieferweg für den zweiten Vorwärtsgang in dem D-Bereich ergibt sich dann, wenn die Vorwärtskupplung 62 und das Bremsband 90 betätigt sind, die Einwegkupplungen 64, 94 antreiben und die Einwegbremse 106 überholt. In diesem Fall wird das Sonnenrad 44 gegen Drehung an dem Getriebegehäuse durch eine Betätigung des Bremsbandes 90 gehalten. Das Drehmoment von der Maschine wird an das Sonnenrad 36 geliefert, und die Abgabe bzw. der Ausgang wird an dem Träger 40 abgenommen, der mit der Ausgangswelle 66 verbunden ist. In dem Freilaufzustand überholen alle Einwegkupplungen 64, 94, 106; die Abgabeeinrichtung, welche aus der Ausgangswelle 66, dem Träger 40 und den Planetenritzeln 42 besteht, dreht daher als eine Einheit.
Wenn der Gangwähler manuell für einen Betrieb in dem 2M- Bereich eingestellt ist, dann sind die Freilaufkupplung 108, die Vorwärtskupplung 62, die Reibbrernse 88 und das Bremsband 90 betätigt. Während des Antriebszustandes in dem 2M- Bereich ergeben die Einwegkupplungen 64, 94 einen Antrieb und überholt die Einwegbremse 106. In diesem Fall ist das Sonnenrad 44 gegen Drehung an dem Getriebegehäuse durch die Betätigung des Bremsbandes 90 befestigt und ist das Hohlrad 38 mit dem Träger 48 der zweiten Planetengetriebeeinheit entweder über den Drehmomentlieferweg antriebsmäßig verbunden, der die Freilaufkupplung 108 aufweist, oder über den parallelen Weg, der die Einwegkupplung 64 und die Vorwärtskupplung 62 aufweist. In dem Freilaufzustand in dem 2M- Bereich überholt die Einwegbremse 106 und sind die Einwegkupplungen 64 und 94 untätig. Das Sonnenrad 44 ist durch die Bremse 44 an dem Getriebegehäuse gegen Drehung festgelegt. Das Hohlrad 38 ist mit dem Träger 48 der ersten Planetengetriebeeinheit durch den Weg verbunden, welcher die Freilaufkupplung 108 und die Trommel 60 aufweist. Das Sonnenrad 36 treibt die Eingangswelle 32 an.
Wenn das Getriebe in dem dritten Vorwärtsgang arbeitet und sich der Gangwähler in dem D-Bereich befindet, in welchem die Gangwechsel automatisch hergestellt werden, dann bleiben die Vorwärtskupplung 62 und das Bremsband 90 betätigt, während die Direktgangkupplung 100 betätigt ist und die Einwegkupplung 62 antreibt. Der Drehmornenteingang von der Maschine wird durch die Direktgangkupplung und die mittlere Welle 102 hindurch ausgerichtet, die konzentrisch mit der Eingangswelle 32 und der Achswelle 34 angeordnet ist, und zwar hin zu dem Träger 48 der zweiten Planetengetriebeeinheit. Der Träger 48 treibt das Hohlrad 36 über die Trommel 60, die Vorwärtskupplung 62 und die Einwegkupplung 64 an. Der Drehmornentausgang wird durch den Träger 40 an die Ausgangswelle 66 übernommen.
Während eines Freilaufzustandes in dem dritten Vorwärtsgang des D-Bereichs überholen die Einwegkupplungen 64, 94, 106, und das Drehmoment von der Ausgangswelle 66 wird durch den Träger 48 an das Hohlrad 46 übermittelt, welches durch die Überholkupplung 64 mit der Eingangswelle 32 antriebsmäßig verbunden ist.
Wenn das Getriebe in dem 3M-Bereich arbeitet, sind die Vorwärtskupplung 62, die Freilaufkupplung 108, die Direktgangkupplung 100 und das Bremsband 90 betätigt. Während eines Antriebszustandes in diesem Bereich treibt die Einwegkupplung 64 an. Wenn die Reibelemente so betätigt sind, dann ist die Maschinenwelle 12 über den Drehmomentwandler und dem Kettenantrieb mit der Eingangswelle 32 antriebsmäßig verbunden, die über die Direktgangkupplung 100 mit der mittleren Welle 114 verbunden ist, welche den Träger 48, das Eingangsglied der beiden Planetengetriebeeinheit, antreibt. Der Träger 48 ist über die Vorwärtskupplung 62 und die Einwegkupplung 64 mit dem Hohlrad 38 verbunden. Die dritte Drehzahlübersetzung ist eine Direktgang-Antriebsübersetzung; die Abgabeeinheit, nämlich das Hohlrad 46, der Träger 40 und die Ausgangswelle 66, drehen daher mit der Drehzahl des Trägers 48 und des Hohlrades 38. Während eines Freilaufzustandes in dem 3M-Bereich überholen die Einwegkupplungen 94, 106 und sind die Kupplungen 64, 92 untatig.
Die Freilaufkupplung 108 und die Trommel 60 umgehen daher den Drehmomentlieferweg, der die Vorwärtskupplung 62 und die Einwegkupplung 64 aufweist, um das Hohlrad 38 mit dem Träger 48 antriebsmäßig zu verbinden, wodurch die Eingangswelle 32 mit der Drehzahl der Ausgangswelle 66 angetrieben wird. Eine Betätigung der Bremse 82 stellt sicher, daß die Einwegkupplung 94 überholt.
Der vierte Vorwärtsgang, eine Overdrive-Übersetzung, steht zur Verfügung, wenn sich der Gangwähler in den Positionen des D-Bereichs und des 4M-Bereichs befindet. Um die vierte Drehzahlübersetzung in dem D-Bereich herzustellen, werden das Reibband 88, die Vorwärtskupplung 62 und die Direktgangkupplung 100 betätigt, überholen die Einwegkupplung 64 und 106, ist die Einwegkupplung 94 untätig und treibt die Kupplung 92 an. Die Maschinenwelle ist daher über den Drehmomentwandler, den Kettenantriebsmechanismus, die Eingangswelle 32, die Direktgangkupplung 100 und die mittlere Welle 114 mit dem Träger 48 verbunden, dem Eingang an das Planetengetriebe. Das Sonnenrad 44 ist gegen Drehung an dem Getriebegehäuse durch Betätigung der Reibbremse 88 befestigt. Der Ausgang ist das Hohlrad 48, der Träger 40 und die Ausgangswelle 66, deren Drehzahl durch diese Anordnung nur in der zweiten Planetengetriebeeinheit vervielfacht wird. Die erste Getriebeeinheit ist untätig, obwohl die Vorwärtskupplung 62 betätigt ist, weil die Einwegkupplung 64 überholt. Die Betätigung des Bremsbandes 90 stellt sicher, daß die Einwegkupplung 94 in dem Antriebszustand überholt.
Während des Freilaufzustandes des vierten Ganges in dem D-Bereich überholen die Einwegkupplungen 64, 92, 106. Das Sonnenrad 44 wird gegen Drehung durch die Bremse 88 gehalten, und die Welle 66 treibt den Träger 40 und das Hohlrad 46 an. Der Träger 48 ist antriebsmäßig mit dem Kettenrad 30 des Kettenantriebsmechanisrnus über die mittlere Welle 114, die Direktgangkupplung 100 und die Eingangswelle 32 verbunden.
Während des Betriebs in dem 4M-Bereich sind die Bremse 88, die Direktgangkupplung 100 und die Vorwärtskupplung 62 betätigt. Die Kupplungen 64, 106 überholen, während die Kupplung 92 antreibt. Unter den Antriebsbedingungen stellt daher das Sonnenrad 44 die Reaktion des Getriebesatzes her, weil es an dem Gehäuse über die Kupplung 92 durch die Betätigung der Bremse 88 gehalten wird. Der Träger 48 wird angetrieben, jedoch wird wegen des Überholens der Kupplung 64 der Ausgang an dem Hohlrad 46, dem Träger 40 und der Welle 66 erhalten.
Unter Freilaufbedingungen in dem 4M-Bereich treibt die Welle 66 den Träger 40 und das Hohlrad 46 an, jedoch wird das Sonnenrad 44 durch die Bremse 88 gegen Drehung gehalten. Der Träger 48 treibt daher die mittlere Welle 114 an, die mit der Maschine über die Welle 32, die Direktgangkupplung und den Kettenantriebsrnechanismus verbunden ist.
Der fünfte Gang ist nur verfügbar, wenn sich der Gangwähler in dem D-Bereich befindet. Der fünfte Gang ergibt sich dann, wenn die Bremsen 88 und 90, die Direktgangkupplung und die Vorwärtskupplung betätigt sind. Dies bewirkt ein Überholen der Kupplungen 64, 92, 106 und ein Halten des Trägers 56 gegen Drehung. Die Eingangswelle 32 treibt den Träger 48 und das Hohlrad 54 über die Direktgangkupplung und die mittlere Welle an. Die Planetenritzel 58 treiben das Sonnenrad 52 und die Trommel 96 über die Kupplung 94 entgegengesetzt an, weil der Träger 58 gehalten wird. Das durch die verbundenen Sonnenräder 52 und 44 getragene Drehmoment wird in der zweiten Getriebeeinheit zusammengefaßt, um die Planetenritzel 58 anzutreiben, die sich als Folge der Verbindung des Trägers 48 mit der Eingangswelle ebenfalls drehen. Das Hohlrad 46, das durch den Träger 48 und die Ritzel 50 angetrieben wird, ist mit der Ausgangswelle durch den Träger 40 verbunden. Das Hohlrad 38 und die Innenspur der Kupplung 64 überholen.
Wenn das Getriebe fur einen Betrieb im Rückwärtsgang angeordnet ist, dann ist die Eingangswelle 32 über die Rückwärtskupplung 98, die Trommel 96, die Einwegkupplung 94 und die Hohlwelle 68 mit den verbundenen Sonnenrädem 52 und 44, dem Eingang an die zweite Planetengetriebeeinheit, antriebsmäßig verbunden. Der Träger 48 ist gegen Drehung durch die Betätigung des Niedrig/Rückwärts-Bremsbandes 112 befestigt.
e Als ein Ergebnis dieser Betätigung wird das Hohlrad 46 in entgeqengesetzter Richtung gedreht und wird der Ausgang an dem Träger 40 und der Ausgangswelle 66 abgenommen. Während des Freilaufzustandes in dem R-Bereich überholt die Kupplung 94, wodurch die Sonnenräder 44 und 52 von der Eingangswelle 32 und von der Maschine antriebsmäßig unterbrochen werden.

Claims

1. Automatisches Mehrgang-Transaxlegetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftguelle zum Antrieb einer Last, bestehend aus:

- einer Eingabeeinrichtung (10, 32) zum Tragen eines Drehmoments zwischen der Kraftquelle und einem Planetengetriebesystem;

- einer Ausgabeeinrichtung (34, 36', 66, 70, 72) zum Tragen eines Drehmoments zwischen dem Planetengetriebesystem und der Last;

- wobei das Planetengetriebesystem aus ersten, zweiten und dritten Planetengetriebeeinheiten besteht, jede Getriebeeinheit ein Sonnenrad (36, 44, 52), ein Hohlrad (38, 46, 54) Planetenräder (42, 50, 56) , die mit den Sonnen- und Hohlrädem kämmen, und einen Träger (40, 48, 56) aufweist, der die Planetenräder drehbar trägt, wobei die Sonnenräder (44, 52) der zweiten und dritten Getriebeeinheiten wechselseitig verbunden sind, der Träger (48) der zweiten Getriebeeinheit mit dem Hohlrad (54) der dritten Getriebeeinheit dauernd verbunden ist, die Eingabeeinrichtung (10, 32) mit dem Sonnenrad (36) der ersten Getriebeeinheit verbunden ist und die Ausgabeeinrichtung (34, 36', 66, 70, 72) mit einem Element (46) der zweiten Getriebeeinheit und mit dem Träger (40) der ersten Getriebeeinheit verbunden ist; und

- Kupplungs- und Bremeinrichtungen zur Erzeugung von mehreren Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang in einer zeitlich abgestimmten Beziehung;

gekennzeichnet durch

- eine erste Kupplungseinrichtung zur Lieferung eines Drehmoments zwischen dem Hohlrad (38) der ersten Getriebeeinheit und dem Träger (48) der zweiten Getriebeeinheit, deren Hohlrad (46) mit der Ausgabeeinrichtung (34, 36', 66, 70, 72) verbunden ist, wobei die erste Kupplungseinrichtung aus einer ersten Überholkupplung (OWC2/64) und einer ersten Reibungskupplung (62) besteht, die in Reihe mit der ersten Überholkupplung angeordnet sind;

- eine erste Überholbremseinrichtung (OWC1/106) zum Halten des Trägers (48) der zweiten Getriebeeinheit und des Hohlrades (54) der dritten Getriebeeinheit gegen eine Drehung in einer Drehrichtung und zur Freigabe des Trägers (48) und des Hohlrades (54) in der entgegengesetzten Drehrichtung;

- eine zweite Kupplungseinrichtung (100) zur Lieferung eines Drehmoments zwischen der Eingabeinrichtung (10, 32) und dem Träger (48) der zweiten Getriebeeinheit;

- eine dritte Kupplungseinrichtung zur Lieferung eines Drehmoments zwischen der Eingabeeinrichtung (10, 32) und den Sonnenrädem (44, 52) der zweiten und dritten Getriebeeinheiten, wobei die dritte Kupplungseinrichtung aus einer zweiten Überholkupplung (OWC4/94) und einer dritten Reibungskupplung (98) besteht, die in Reihe mit der zweiten Überholkupplung angeordnet sind;

- eine erste Bremseinrichtung (90) für ein lösbares Halten der Sonnenräder (44, 52) der zweiten und dritten Getriebeeinheiten gegen eine Drehung;

- eine zweite Bremseinrichtung (112) für ein lösbares Halten des Trägers (48) der zweiten Getriebeeinheit gegen eine Drehung;

- eine erste Overdrive-Bremseinrichtung für ein Halten gegen eine Drehung und eine Freigabe der Sonnenräder (44, 52) der zweiten und dritten Getriebeeinheiten, wobei die erste Overdrive-Brernseinrichtung aus einer ersten Reibungsbremse (88) mit einem Ausgang besteht, der an dem Getriebegehäuse befestigt ist, und einer dritten Überholkupplung (OWC3/92) zur Herstellung einer Einweg-Antriebsverbindung zwischen den Sonnenrädem (44, 52) der zweiten und dritten Getriebeeinheiten und der ersten Reibungsbremse (88);

- eine zweite Overdrive-Bremseinrichtung (110) zum Halten gegen Drehung und zur Freigabe des Trägers (56) der dritten Getriebeeinheit; und

- eine Freilauf-Kupplungseinrichtung (108), die parallel zu der ersten Kupplungseinrichtung (OWC2/64; 62) zwischen dem Hohlrad (38) der ersten Getriebeeinheit und dem Träger (48) der zweiten Getriebeeinheit angeordnet ist.

2. Automatisches Mehrgang-Transaxlegetriebe nach Anspruch 1, bei welchem eine erste Trommel (60) mit dem Träger (48) der zweiten Getriebeeinheit und dem Hohlrad (54) der dritten Getriebeeinheit antriebsmäßig verbunden ist, wobei die erste Trommel mit der ersten Kupplungseinrichtung (OWC2/64, 62) der ersten Überholbremseinrichtung (OWC1/106) und der zweiten Bremseinrichtung (112) zusamrnenwirkt; und eine zweite Trommel (96) mit den Sonnenrädem (44, 52) der zweiten und dritten Getriebeeinheiten antriebsmäßig verbunden ist, wobei die zweite Trommel mit der ersten Overdrive-Bremseinrichtung (OWC3/92, 88), der dritten Kupplungseinrichtung (OWC4/94, 98) und der ersten Bremseinrichtung (90) zusammenwirkt, wobei die dritte Reibungskupplung (98) die zweite Trommel und die Eingabeeinrichtung (10, 32) lösbar miteinander verbindet.

3. Automatisches Mehrgang-Transaxlegetriebe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem die Eingabeeinrichtung einen hydrokinetischen Drehmomentwandler (10) mit einem Pumpenrad (14) aufweist, welches mit der Kraftquelle antriebsmäßig verbunden ist, und ein Turbinenrad (16), das mit dem Pumpenrad hydrokinetisch gekuppelt ist, wobei das Pumpenrad mit einer Drehmomenteingabe-Hohlwelle (32) antriebsmäßig verbunden ist.

4. Automatisches Mehrgang-Transaxlegetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Ausgabeeinrichtung e (34, 36', 66, 70, 72) aus einem Endantriebsgetriebe (70) besteht, welches den Ausgang des Planetengetriebesystems und die Last miteinander verbindet.

5. Automatisches Mehrgang-Transaxlegetriebe nach einem der Ansprüche 3 und 4, bei welchem der ein Drehmoment tragende Weg weiterhin einen Drehmoment-Übertragungsantrieb aufweist, der aus einem mit dem Turbinenrad (16) verbundenen Antriebskettenrad (26), einem mit der Drehmomenteingabe-Hohlwelle (32) verbundenen angetriebenen Kettenrad (30) und einer Antriebskette (28) besteht, welche die antreibenden und angetriebenen Kettenräder antriebsmäßig miteinander verbindet.