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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Automatikgetriebesystem und im besonderen ein kontinuierliches
variables Automatikgetriebesystem, dessen gesamte Breite verengt
worden ist, um in einem begrenzten Raum eines Maschinenkompartments
untergebracht zu werden.
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Im allgemeinen enthält ein kontinuierliches variables
Automatikgetriebesystem, das für
ein Motorfahrzeug verwendet wird, ein kontinulierliches variables
Getriebe, das ein Hauptgetriebemechanismus ist zur Steuerung von
Fahrzeuggeschwindigkeiten während
des normalen Betriebs, einen Startapparat zum Steuern der Kraftübertragung
einer Maschine und Getriebes während
der Fahrzeugstartperiode, und einen Vorwärts- und Rückwärtswechselapparat zum Wechseln
aus der Vorwärts-
in die Rückwärtsbewegung.
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Der hier beschriebene Startapparat
hat die Funktion einer Kupplung zur sanften Übertragung der Kraft von der
Maschine zum Getriebe, wenn das Fahrzeug startet, um sich aus einem
stehenden Zustand zu bewegen. Beispielsweise offenbart die japanische
Anmeldung, Offenlegungsnummer Toku-Kai-Shou 61-105333, ein kontinuierliches
variables Automatikgetriebesystem, das einen Drehmomentwandler in
einem Startapparat 2 verwendet, wie in 5 schematisch gezeigt. Startet die Maschine, wird
die Antriebskraft der Maschine 10 übertragen auf ein Pumpenflügelrad 2c,
das in einem Drehmoment- wandler 2b aufgenommen
ist, durch ein Drehmomentwandlergehäuse 2a, das im Startapparat 2 bereitgestellt
wird. Anschließend
treibt das Pumpenflügelrad 2c einen
Turbinenläufer 2d via
Arbeitsfluid und zur gleichen Zeit eine Ölpumpe 2e. Ein Vorwärts- und
Rückwärts-Wechselapparat 4 ist
bereitgestellt zwischen dem Startapparat 2 und einem kontinuierlichen
variablen Getriebe 3 und eine mit dem Turbinenläufer 2d verbundene
Abtriebswelle 2f ist mit einer Vorwärtskupplung 4a verbunden.
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Während
des Vorwärtslaufens
ist die Vorwärtskupplung 4a eingreifend,
um die Antriebskraft zu übertragen
auf eine primäre
Riemenscheibe 3a durch die Vorwärtskupplung 4a. Beim
Rückwärtslauf wird
die Vorwärtskupplung 4a freigegeben
und gleichzeitig eine Umkehrbremse 4b eingekuppelt, um die
Rotation eines Ringrades 4d des Planentengetriebes 4c zu
fixieren. Als Ergebnis davon wird die Rotationsrichtung eines mit
der primären
Riemenscheibe 3a des kontinuierlichen variablen Getriebes 3 verbundenen
Sonnenrades bei einer reduzierten Geschwindigkeit umgedreht durch
ein Planetenritzel, das mit einem Planetenträger 4f verbunden ist,
welcher vollständig
verbunden ist mit einer Kupplungstrommel 4e der Vorwärtskupplung 4a,
um die primäre Riemenscheibe 3a entgegengesetzt
rotieren zu lassen.
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Der Startapparat 2 beinhaltet
eine Überbrückungskupplung 2g zum Übertragen
der Maschinenkraft direkt auf die Abtriebswelle 2f des
Drehmomentwandlers 2b, ohne durch ein Arbeitsfluid während des
normalen Laufes zu gehen. Das Einkuppeln und Auskuppeln der Überbrükkungskupplung 2g wird
mittels eines Überbrückungskolbens 2h gesteuert.
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Im Drehmomentwandlergehäuse 2a wird eine
sogenannte "Anwendungskammer" 2j gebildet auf
der linken Seite des Überbrückungskolbens 2h, wobei
eine sogenannte "Freigabekammer" 2k gebildet
wird auf der rechten Seite davon. Fließt das Arbeitsfluid, das zur
Freigabekammer 2k gespeist wird, in die Anwendungskammer 2j,
wird der Überbrückungskolben 2h nach
links bewegt durch die Druckdifferenz zwischen der Freigabekammer 2k und
der Anwendungskammer 2j, wobei die Überbrückungskupplung 2g ausgekuppelt
wird, um den Drehmomentwandler 2b an die Maschine zu koppeln.
Das Arbeitsfluid, welches in die Anwendungskammer 2j fließt, geht
zur Abflußseite
nach Schmierung und Kühlung
des Drehmomentwandlers 2b. Wird das Arbeitsfluid zur Anwendungskammer 2j gefördert, fließt das Arbeitsfluid
durch die Freigabekammer 2k ab, wobei eine Druckdifferenz
erzeugt wird zwischen der Anwendungskammer 2j und der Freigabekammer 2k,
so daß der Überbrückungskolben 2h nach
rechts bewegt wird und die Überbrückungskupplung 2g eingekuppelt
wird, um den Überbrückungszustand
mit dem Drehmomentwandler zu erhalten, der von der Maschine 10 abgekoppelt
ist, wobei die Abtriebswelle 2f direkt mit der Maschine 10 gekoppelt
ist.
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Das Einkuppeln und Auskuppeln der Überbrückungskupplung 2g muß bei laufenden
Bedingungen schnell durchgeführt
werden. Vorzugsweise ist die Überbrückungskupplung 2g bei
niedrigen Maschinengeschwindigkeiten eingekuppelt, um die Kraftübertragungseffizienz
zu erhöhen.
Wird die Überbrückungskupplung 2g jedoch
bei einer geringen Maschinengeschwindigkeit eingekuppelt, neigt die
Maschinengeschwindigkeit dazu, zu fluktuieren, insbesondere in dem
Fall, wenn ein schmales Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis gewählt ist,
oder die Kraftübertragung
und der Fahrzeugkörper
können
schwere Vibrationen und Geräusche
verursachen aufgrund einer Resonanz bei einem bestimmten Rotationsgeschwindigkeitsbereich.
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Im allgemeinen wird die Kraftübertragung von
der Überbrückungskupplung 2g zur
Abtriebswelle 2f des Drehmomentwandlers durchgeführt mittels einer
Dämpfereinheit 2i.
Um Fluktuationen der Maschinengeschwindigkeit effektiv zu absorbieren,
ist es notwendig, die Größe der Dämpfereinheit
zu vergrößern. Die
Vergrößerung der
Größe zieht
nicht nur eine Erhöhung
der Herstellungskosten nach sich, sondern ebenso eine Vergrößerung des
Startapparates 2.
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Es existiert eine bekannte Technik,
die verwendet wird, wenn das Maschinendrehmoment gering ist, um
Vibrationen und Geräusche
zu reduzieren. Diese Technik verursacht, daß die Überbrückungskupplung gleitet, so
daß ein
Teil der Antriebskraft auf den Drehmomentwandler 2b übertragen wird.
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Die Überbrückungskupplung 2g wird
durch eine relativ große
Menge an Arbeitsfluid betrieben, das zwischen der Anwendungskammer 2j und
der Freigabekammer 2k fließt. Dieser Fluß des Arbeitsfluides
wird gesteuert durch Wechseln über
hydraulische Schaltkreise, die in der Anwendungskammer 2j bzw.
der Freigabekammer 2k bereitgestellt sind. Konsequenterweise
ist es schwierig, die Wechselzeit der hydraulischen Schaltkreise
und den Druck des Arbeitsfluides fein zu steuern. Daher ist es schwierig, eine
stabile und akkurate Gleitsteuerung zu erreichen, bei Einkuppeln
oder Auskuppeln der Überbrükkungskupplung,
soweit die Überbrückungskupplung 2g gesteuert
wird durch die hydraulischen Schaltkreise, geteilt mit anderen hydraulischen
Schaltkreisen der Übertragung.
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Um einen Überbrückungssteuerapparat mit einer
schnellen Antwort und einer akkuraten Betriebsweise zu erhalten,
ist es folglich erforderlich, einen dezidierten unabhängigen hydraulischen
Schaltkreis zur Gleit steuerung einzubauen. Im allgemeinen ist jedoch
die Bereitstellung eines dezidierten hydraulischen Schaltkreises
unpraktisch aufgrund der Komplikation von hydraulischen Schaltkreisen
und ebenso aufgrund einer Erhöhung
der Herstellungskosten.
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Um daher einen praktischen unabhängigen hydraulischen
Schaltkreis zu erhalten, sollte die Konstruktion des dezidierten
hydraulischen Schaltkreises so einfach wie möglich sein.
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6 ist
ein Beispiel des Falles, bei dem die Maschine 10 und das
Getriebe 1 transversal angeordnet sind, bei dem die gesamte
Breite Ws der Maschine 10 und des Getriebes 1 eine
Größe aufweisen muß, um in
einem Maschinenkompartment 6a untergebracht werden zu können.
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Neueste Motorfahrzeuge sind ausgestattet mit
einem Rahmen 7 im Maschinenkompartment 6a zur Absorbierung
eines Einflusses auf beiden Seiten des Fahrzeuges für den Fall,
daß das
Fahrzeug eine Kollision aus der lateralen Richtung hat. Weiterhin
ist ein Vorderreifen 8 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet.
Der Rahmen 7 muß einen
Abschnittsbereich aufweisen, der ausreichend ist, um eine Festigkeit zur
Sicherheit bereitzustellen, wobei darüber hinaus der Vorderreifen 8 benötigt wird,
um sich innerhalb eines so groß wie
möglichen
Lenkungswinkels zu bewegen, um einen kleinen Wendekreisradius zu
erhalten. Als Ergebnis davon tendiert ein Raum zur Unterbringung
der Maschine 10 und des Getriebes 1 im Maschinenkompartment 6a dazu,
klein zu werden, so daß aus
diesem Grund die gesamte Breite Ws einschließlich der Maschine 10 und
des Getriebes 1 so weit wie möglich verkürzt werden muß.
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Im kontinuierlichen variablen Automatikgetriebe 1 der
bekannten Art ist es jedoch technisch schwierig, die Breite Wt des
kontinuierlichen variablen Automa tikgetriebesystems 1 zu
reduzieren, da der Startapparat 2 und der Vorwärts- und
Rückwärtswechselapparat 4 angeordnet
sind zwischen der Maschine 10 und dem kontinuierlichen
variablen Getriebe 3 gemäß dem Grad der Kraftübertragung.
Verschiedene Mittel, wie beispielsweise das Einstellen eines kleinen
Riemenscheibenverhältnisses
des kontinuierlichen variablen Getriebes, die Reduzierung der Breite
eines um beide Riemenscheiben gewundenen Riemens, die Herstellung
dünner
Wände sowie
das Verringern von Spielräumen
zwischen den Komponenten und ähnliches
können
in Betracht gezogen werden. Jedoch kann jede dieser Mittel sich gegenteilig
auswirken auf die Funktion des kontinuierlichen variablen Automatikgetriebesystems 1 oder die
Steifigkeit und Festigkeit des Getriebes verringern.
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Als Ergebnis davon ist es schwierig,
diese Techniken einzubauen zum Verkürzen der Breite des Automatikgetriebesystems 1 und
darüber
hinaus eine oder mehrere andere Techniken zur Erhöhung des
Ansprechverhaltens und der Steuerungsperformance der Überbrückungssteuerung
in das Automatikgetriebesystem.
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GB-A-2033029 offenbart einen variablen
Geschwindigkeitsverhältnisgetriebemechanismus,
der ein Fluid enthält,
ankoppelnd eine sich erweiternde Riemenscheiben-Übersetzung, um Variationen
im Verhältnis
bereitzustellen, und einen Planetenübersetzungssatz, um einen Rückwärtsantrieb
bereitzustellen. Der Planetenübersetzungssatz/Planetengetriebesatz
ist im allgemeinen angeordnet im Raum, der von der Fluidkupplung
umgeben ist. Vorliegende Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert,
ist charakterisiert durch Bezugnahme auf GB-A-2033029.
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Angesichts der vorher erwähnten Nachteile des
Standes der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein enges kontinuierliches variables Automatikgetriebesystem bereitzustellen,
das in einem engen Maschinenkompartment unterzubringen ist, so daß dadurch
der Nachteil des Standes der Technik gemindert wird. Es ist ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein kompaktes kontinuierliches
variables Getriebe bereitzustellen, das in der Lage ist, das Ansprechverhalten
und die Steuerungsperformance unter Überbrückungssteuerung zu verbessern.
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Um die durch den vorher erwähnten Stand der
Technik aufgezeigten technischen Probleme zu mindern, stellt die
vorliegende Erfindung ein Automatikgetriebesystem bereit zum Kuppeln
an einem Motor (10) in einem Fahrzeug mit einem Drehmomentwandler
(15) und einem Getriebe (3), enthaltend:
eine
Antriebswelle (3b), die mit dem Getriebe (3) verbunden
ist:
ein Drehmomentwandlergehäuse (14), in dem der Drehmomentwandler
(15) untergebracht ist;
einen Vorwärts- und Rückwärtswechselapparat (16), der
auf der Antriebswelle (3b) angeordnet ist und ein Planetengetriebe
(17), eine Umkehrbremse (19) und eine Vorwärtskupplung
(20) aufweist;
eine Überbrückungskupplung (22),
die an einer äußeren Peripherie
der Vorwärtskupplung
(20) angebracht ist und mit einem Überbrückungskupplungskolben (22c)
verbunden ist,
wobei sowohl das Planetengetriebe (17),
als auch die Vorwärtskupplung
(20) sowie die Überbrückungskupplung
im Drehmomentwandlergehäuse
(17) angeordnet ist zwischen dem Drehmomentwandler (15) und
einer Kupplungsmaschine,
und eine Vorwärtskupplung (20);
und
wobei die Vorwärtskupplung
(20) einen Vorwärts
kupplugskolben
(20) enthält,
dadurch
gekennzeichnet, daß
die
Umkehrbremse (19) innerhalb des Drehmomentwandlergehäuses (17)
ist und sich zwischen dem Drehmomentwandler (15) und der
Kupplungsmaschine befindet,
die Vorwärtskupplung (20) eine
Vorwärtskupplungsplatte
(20b) enthält,
die in einer Vorwärtskupplungstrommel
(20a) untergebracht ist und der Vorwärtskupplungskolben (20c)
bereitgestellt ist zum Eingreifen/ Einkuppeln und Freigeben/Auskuppeln
der Vorwärtskupplungsplatte
(20b);
die Überbrückungskupplung
(22) eine Überbrückungskupplungsplatte
(22b) aufweist, die auflerhalb der Vorwärtskupplungstrommel (20a)
angeordnet und der Überbrückungskupplungskolben
(22c) bereitgestellt ist, um an der Überbrückungskupplungsplatte (22b)
anzugreifen/einzukuppeln und diese freizugeben/auszukuppeln; und
die
Vorwärtskupplungstrommel
(20a) der Vorwärtskupplungskolben
(20c) und der Überbrückungskupplungskolben
(22c) konzentrisch um die Antriebswelle (3b) nebeneinander
angeordnet sind, um eine Vorwärtskupplungsbetriebskammer
(20d) und dazwischen eine Überbrükkungskupplungsbetriebskammer
(22d) zu bilden.
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Lediglich auf Beispielwegen wird
nun ein Automatikgetriebesystem, das die vorliegende Erfindung verkörpert, beschrieben,
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, wobei:
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1 eine
schematische Ansicht ist, die ein Automatikgetriebesystem gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
vergröflerte
fragmentarische Schnittansicht ist, die einen Betriebsmechanismus einer Überbrückungskupplung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt;
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3 eine
schematische Ansicht ist, die ein Automatikgetriebesystem gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine
vergrößerte fragmentarische Schnittansicht
ist, die einen Betriebsmechanismus einer Überbrückungskupplung gemäß der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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6 eine
schematische Schichtansicht ist, die ein Layout eines Automatikgetriebesystems
zeigt, das ingesamt gekoppelt ist mit einer Maschine, die transversal
in einem Maschinenkompartment angeordnet ist.
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Bezugnehmend auf 1 bezeichnet die Referenzziffer 11 ein
kontinuierliches variables Automatikgetriebesystem, das einen Startapparat 12 und ein
kontinuierliches variables Getriebe 3 dort aufnimmt. Das
kontinuierliche variable Automatikgetriebesystem 11 ist
vollständig
gekoppelt an der dortigen Antriebsseite mit einer Maschine 10.
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Der Startapparat 12 weist
eine fixierte (Kupplungs-)Platte 13 auf, die verbunden
ist mit einer Kurbelwelle 10a der Maschine 10.
Die fixierte Platte 13 ist verbunden mit einem Pumpenflügelrad 15a eines Drehmomentwandlers 15 über ein
Drehmomentwandlergehäuse 14.
Im Drehmomentwandlergehäuse 14 ist
der Drehmomentwandler 15 untergebracht. Das Drehmomentwandlergehäuse 14 ist
verbunden mit einem Gehäuse
zur Unterbringung des kontinuierlichen variablen Getriebes 3.
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Der Drehmomentwandler 15 beinhaltet
das Pumpenflügelrad 15a,
einen über
ein Arbeitsfluid durch das Pumpenflügelrad 15a angetriebenen
Turbinenläufer 15b und
einen Stator 15c zur Ausrichtung des Arbeitsfluidstroms.
Der Stator 15c ist verbunden durch eine Einwegkupplung 15d mit
einer Statorwelle 15e, die direkt oder indirekt an einem
Gehäusekörper 12a fixiert
ist.
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Ziffer 18 kennzeichnet eine Ölpumpe,
die direkt durch das Pumpenflügelrad 15a angetrieben wird.
Weiterhin kennzeichnet Ziffer 16 einen Vorwärts- und
Rückwärtswechselapparat,
der im Drehmomentwandlergehäuse 14 untergebracht
ist. Der Vorwärts-
und Rückwärtswechselapparat 16 beinhaltet
ein Planetengetriebe 17, eine Umkehrbremse 19 und
eine Vorwärtskupplung 20.
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Das Planetengetriebe 17 ist
zum Turbinenläufer 15b des
Drehmomentwandlers 15 benachbart angeordnet. Das Planetengetriebe 17 beinhaltet
ein Sonnenrad 17a, das verbunden ist mit oder integral gebildet
ist mit einer Riemenscheibenantriebswelle 3b, die sich
von einer primären
Riemenscheibe 3a erstreckt. Weiterhin beinhaltet das Planetengetriebe 17 ein
Ringrad, wobei ein Gehäuse 19a zum
Anbringen der Umkehrbremse 19 auf der äußeren Peripherie des Ringrads 17b angeordnet
ist. Das Gehäuse 19a ist
verbunden mit dem Gehäusekörper 12a durch
die Statorwelle 15e. Weiterhin sind dort Bremsplatten 19b zwischen
dem Gehäuse 19a und
dem Ringrad 17b bereitgestellt.
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Darüber hinaus wird das Gehäuse 19a bereitgestellt
zwischen dem Planetengetriebe 17 und dem Turbinenläufer 15b,
wobei dessen Zentrum zur Statorwelle 15e fixiert ist. Weiterhin
ist ein Bremskolben 19c zum Eingreifen und Freigeben der
Bremsplatten 19b bereitgestellt zwischen dem Gehäuse 19a und
dem Planetengetriebe 17 mit dessen zur Statorwelle 15e angepaßten Zentrum.
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Weiterhin hält ein im Planetengetriebe 17 bereitgestellter
Planetenträger 17c einen
Planetenkolben 17d derart, daß dieser dort den Bremskolben 19c einschließt. Weiterhin
ist der Planetenträger 17c derart
mit dem Turbinenläufer 15b verbunden,
daß dieser über das
Gehäuse 19a von
außen
herausragt. Darüber
hinaus erstreckt sich ein Teil des Planetenträgers 17c zur fixierten
Platte 13.
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Der erstreckte Teil des Planetenträgers 17c ist
entgegengesetzt zu einer Vorwärtskupplungstrommel 20a der
Vorwärtskupplung 20.
Die Vorwärtskupplungstrommel 20a ist
auf der entgegengesetzten Seite der fixierten Platte 13 bereitgestellt
durch das Drehmomentwandlergehäuse 14 und
ist verbunden mit der Riemenscheibenantriebswelle 3b. Darüber hinaus
wird die Vorwärtskupplungstrommel 20a rotativ
durch das Drehmomentwandlergehäuse 14 durch ein
Kugelspurlager 26 gestützt.
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In der Vorwärtskupplungstrommel 20a ist
ein Vorwärtskupplungskolben 20c enthalten.
Weiterhin ist ein Überbrückungskupplungskolben 22c einer Überbrückungskupplung 22 zwischen
dem Vorwärtskupplungskolben 20c und
der Vorwärtskupplungstrommel 20a bereitgestellt.
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Der Vorwärtskupplungskolben 20c ist
da zum Eingreifen und Freigeben einer Vorwärtskupplungsplatte 20b,
die bereitgestellt ist zwischen dem erstreckten Teil des Planetenträgers 17c und
der inneren Peripherie der Vorwärtskupplungstrommel 20a,
wobei dessen Zentrumsachse gleitend in die axiale Richtung zur Riemenscheibenantriebswelle 3b durch
ein Dichtungsglied angepaßt
ist. Weiterhin ist ein Federhalter 20e zur Riemenscheibenantriebswelle 3b auf
der linken Seite des Vorwärtskupplungskolbens 20c fixiert,
um die zum Vorwärtskupplungskolben 20c applizierte
Kraft aufzunehmen, wie in 2 gezeigt.
Weiterhin ist dort bereitgestellt eine Rückspringfeder 20f zur
Vorspannung des Vorwärtskupplungskolbens 20c in
rechtshändige
Richtung in
-
2.
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Auf der anderen Seite dient der Überbrückungskupplungskolben 22c zum
Eingreifen und Freigeben einer Überbrückungskupplungsplatte 22b, die
bereitgestellt ist zwischen der äußeren Peripherie der
Vorwärtskupplungstrommel 20a und
einer Überbrückungskupplungstrommel 22a der Überbrückungskupplung 22,
wobei dessen Zentralachse gleitend in axiale Richtung zur Riemenscheibenantriebswelle 3b durch
ein Dichtungsglied angepaßt
ist.
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Wie in 2 gezeigt,
wird das Wandern des Überbrückungskupplungskolbens 22c in
rechtshändige
Richtung durch einen Stopper 22e beschränkt. Weiterhin weist der Überbrückungskupplungskolben 22c einen
gefalteten Abschnitt 22f nahe der Überbrückungskupplungstrommel 22a auf,
wobei der gefaltete Abschnitt 22f gleitend in die axiale
Richtung zur äußeren Peripherie
des Vorwärtskupplungskolbens 20c durch
ein Dichtungsglied angepaßt
ist. Weiterhin ist der Überbrückungskupplungskolben 22c gleitend in
die axiale Richtung am oberen Ende dort zur inneren Peripherie der
Vorwärtskupplungstrommel 20a durch
ein Dichtungsglied angepaßt.
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Als Ergebnis davon ist der Raum zwischen der
Vorwärtskupplungstrommel 20a und
dem Vorwärtskupplungskolben 20c in
zwei Kammern durch den Überbrückungskupplungskolben 22c geteilt.
Die erste Kammer ist eine Vorwärtskupplungsbetriebskammer 20d,
die gebildet ist zwischen dem Überbrückungskupplungskolben 22c und
dem Vorwärtskupplungskolben 20c,
wobei die zweite Kammer eine Überbrückungsbetriebskammer 20d ist,
die gebildet ist zwischen der Vorwärtskupplungstommel 20a und dem Überbrückungskupplungskolben 22c.
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Die äußere Peripherie der Vorwärtskupplungstrommel 20a ist
entgegengesetzt zur Überbrückungskupplungstrommel 22a,
die durch eine Dämpfereinheit 21 mit
dem Drehmomentwandlergehäuse 14 verbunden
ist und dort ausgestattet ist mit der Überbrückungskupplungsplatte 22b zwischen
beiden Kupplungstrommeln 20a, 22a. Die Dämp fereinheit 21 wird
bereitgestellt um die äußere Peripherie
der Überbrückungskupplungsplatte 22b.
Weiterhin ist der Überbrückungskupplungskolben 22c zum
Eingreifen und Freigeben der Überbrückungskupplungsplatte 22b -
gleitend in die axiale Richtung zur inneren Peripherie
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der Vorwärtskupplungstrommel 20a und ebenso
in die axiale Richtung zum Vorwärtskupplungskolben 20c gleitend
angepaßt.
Das Rotationszentrum des Überbrückungskupplungskolbens 22c ist
in die axiale Richtung zur Riemenscheibenantriebswelle 3b gleitend
angepaßt.
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Wie in 2 gezeigt,
ist die Vorwärtskupplungstrommel 20a am
dortigen offenen Ende verbunden mit einem sich erstreckenden Abschnitt
mit Bohrungen, durch die der Überbrückungskupplungskolben 22c die Überbrükkungskupplungsplatte 22b stößt.
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Weiterhin ist die primäre Riemenscheibe 3a des
kontinuierlichen variablen Getriebes 3, welches auf der
Riemenscheibenantriebswelle 3b angebracht ist, durch einen
Riemen 3d gekoppelt mit einer sekundären Riemenscheibe 3c,
wobei eine Riemenscheibenabtriebswelle 3e, die die sekundäre Riemenscheibe 3c aufbaut,
verbunden ist durch ein Reduktionsgetriebesatz 23a einer
finalen Reduktionsgetriebeeinheit 23 mit einem Differential 23b zum
Antreiben einer vorderen oder hinteren Antriebswelle 24.
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Ein primärer hydraulischer Druck wird
zu einer primären Ölkammer 3f gefördert, die
in der primären
Riemenscheibe 3a bereitgestellt wird, um eine Rillenweite
der primären
Riemenscheibe 3a zu bestimmen. Weiterhin wird ein sekundärer hydraulischer
Druck zu einer sekundären Ölkammer 3g gefördert, bereitgestellt
in der sekundären
Riemenscheibe 3c, um eine Spannung zu erzeugen, die für die Drehmomentübertragung
im Riemen 3d benötigt wird.
Die primären
bzw. sekundären
hydrauli schen Drücke
werden durch eine Getriebesteuereinheit (TCU, nicht gezeigt), basierend
auf Maschinenbetriebszustände,
aufgebaut. Daher wird ein gewünschtes
Reduktionsverhältnis
erhalten in umgekehrter Proportion zu den Rillenweiten beider Riemenscheiben 3a, 3c.
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Als nächstes wird ein Betrieb eines
solchen aufgebauten kontinuierlichen variablen Automatikgetriebesystems
beschrieben.
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Startet die Maschine 10,
wird die Maschinenkraft übertragen
auf das Pumpenflügelrad 15a des Drehmomentwandlers 15 durch
die fixierte Platte 13, die mit der Kurbelwelle 10a und
dem Drehmomentwandlergehäuse 14 verbunden
ist. Der dem Pumpenflügelrad 15a entgegengesetzte
Turbinenläufer 15b empfängt die
Kraft durch das Arbeitsfluid. Andererseits wird das Arbeitsfluid
zum Pumpenflügelrad 15a zurückgeführt, nachdem
dieses durch den Stator 15c ausgerichtet worden ist.
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Wird der Auswahlhebel in die Stellung "N" (Neutral) oder "P" (Parken)-Bereiche
positioniert, da die Bremsplatte 19b der Umkehrbremse 19,
die Vorwärtskupplungsplatte 20b der
Vorwärtskupplung 20 und
die Überbrückungskupplungplatte 22b der Überbrückungskupplung 22 alle
im freigegebenen Zustand sind, laufen das Planetengetriebe 17 und
der Planetenträger 17c des
Vorwärts-
und Rückwärtswechselapparates 16 im
Leerlauf, wobei als ein Ergebnis davon die Kraft niemals auf das
kontinuierliche variable Getriebe 3 übertragen wird.
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Wenn der Auswahlhebel in einem Vorwärtsbereich
wie beispielsweise "D" (Drive-)Bereich
positioniert ist, wird weiterhin hydraulischer Druck zur Vorwärtskupplungsbetriebskammer 20d gespeist,
die gebildet ist zwischen dem Überbrückungskupplungskolben 22c und
dem Vorwärtskupplungskolben 20c. Anschließend fährt der Überbrückungskupplungskolben 22c zurück (in die
rechtshän dige
Richtung in 2), bis
der Stopper 22e die Riemenscheibenantriebswelle 3b berührt. Wird
der Stopper 22e blockiert durch die Riemenscheibenantriebswelle 3b,
stoppt der Überbrückungskupplungskolben 22c das
Wandern, wobei anschlieflend der hydraulische Druck den Vorwärtskupplungskolben 20c in
die linkshändige
Richtung gegen die Vorspannkraft der Rückspringfeder drückt, um
die Vorwärtskupplungsplatte 20b anzugreifen.
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Da die Vorwärtskupplungsplatte 20b zwischen
der Vorwärtskupplungstrommel 20a und
dem Planetenträger 17c des
Planetengetriebes 17 bereitgestellt wird, ist der Planetenträger 17c angekoppelt mit
der Vorwärtskupplungstrommel 20a.
Als Ergebnis davon wird die Antriebskraft übertragen vom Turbinenläufer 15b durch
die Vorwärtskupplungstrommel 20a zur
Riemenscheibenantriebswelle 3b, die verbunden ist mit der
primären
Riemenscheibe 3a, so daß das kontinuierliche variable
Getriebe in Vorwärtsrichtung
rotiert.
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Wird der Überbrückungsbetriebszustand während des
Vorwärtslaufens
befriedigt, wird ein hydraulischer Druck zur Überbrückungsbetriebskammer 22b gespeist,
die gebildet ist zwischen der Vorwärtskupplungstrommel 20a und
dem Überbrückungskupplungskolben 22c der Überbrükkungskupplung 22,
wobei der Überbrückungskupplungskolben 22c operiert,
um an der Überbrückungskupplungsplatte 22b anzugreifen.
Andererseits wird zur gleichen Zeit der hydraulische Druck in der
Vorwärtskupplungsbetiebskammer 20d abgeführt und
als Ergebnis davon wird der Vorwärtskupplungskolben 20c zurückgeschlagen
in die rechtshändige
Richtung durch die Vorspannkraft der Rückspringfeder 20f,
um die Vorwärtskupplungsplatte 20b freizugeben.
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Die Überbrückungskupplungsplatte 22b ist bereitgestellt
zwischen der Überbrückungskupplungstrommel
22a,
die verbunden ist durch die Dämpfereinheit 21 mit
dem Drehmomentwandlergehäuse 14 und
der Vorwärtskupplungstrommel 20a, so
daß dadurch
die Maschinenkraft von der Maschine 10 direkt auf die Riemenscheibenantriebswelle 3b übertragen
wird, ohne durch das Arbeitsfluid des Drehmomentwandlers 15 zu
gehen. Dieser Zustand wird in diesem Fall als ein "Überbrückungs"-Zustand bezeichnet, da die Überbrückungsbetriebskammer 22d verbunden
ist mit einem dezidierten hydraulischen Schaltkreis, wobei nicht
nur die Überbrückungskupplung
von der Eingriffskondition zur Freigabekondition und umgekehrt mit
einer guten Ansprechbarkeit gewechselt werden kann, jedoch ebenso
der Betriebsdruck davon präzise
aufrecht erhalten werden kann. Aus diesem Grund kann eine sogenannte
Gleit-Steuerung relativ leicht durchgeführt werden, was größtenteils
zu einer Reduzierung von Vibrationen und Geräuschen aufgrund der Fluktuationen
in der Maschinengeschwindigkeit beiträgt.
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Ist der Auswahlhebel im "R" (Rückwärts)-Bereich
positioniert, wird der hydraulische Druck, der zur Vorwärtskupplungsbetriebskammer 20d und Überbrückungskupplungsbetriebskammer 22g gespeist
wird, abgeführt,
um die Vorwärtskupplungsplatte 20b und
die Überbrückungskupplungsplatte 22b freizugeben.
Zur gleichen Zeit operiert der Bremskolben 19c der Umkehrbremse 19,
um die Bremsplatte 19b anzugreifen.
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Anschließend wird das Ringrad 17b des
Planetengetriebes 17 fixiert und der Planetenkolben 17d durch
den Planetenträger 17c gedreht,
um eine Umkehrantriebskraft im Sonnenrad 17a zu erzeugen.
Als Ergebnis davon wird die Umkehrantriebskraft übermittelt auf die Riemenscheibenantriebswelle 3b durch
das Sonnenrad 17a.
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Ein solch aufgebautes Getriebe stellt
verschiedene Dimensions- und Funktions-Vorteile bereit.
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Da zunächst der Drehmomentwandler 15, der
Vorwärts-
und Rückwärtswechselapparat 16 und die Überbrückungskupplung 22 im
Drehmomentwandlergehäuse 14 untergebracht
sind, kann die gesamte Breite Wt des Getriebes reduziert werden.
Im besonderen kann die axiale Länge
des Vorwärts-
und Rückwärtswechselapparates 16 verkürzt werden,
da die Komponententeile des Vorwärtskupplungsmechanismus
und diese des Überbrückungskupplungsmechanismus
an annähernd
der gleichen Ebene angeordnet werden, expandierend in die radiale
Richtung der Riemenscheibenantriebswelle.
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Dies stellt weiterhin eine Verringerung
der Anzahl der Komponenten bereit. Beispielsweise wird die Seitenwand
des Überbrückungskupplungskolbens 22c als
eine Seitenwand der Vorwärtskupplungsbetriebskammer 20d verwendet.
Weiterhin wird die Vorwärtskupplungstrommel 20a ebenso
als ein Kraftübertragungsglied
verwendet, wenn die Überbrückungskupplung 22 eingekuppelt
ist.
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Da die Dämpfereinheit 21 in
der radialen Richtung der Überbrückungskupplungsplatte 22b angeordnet
ist, kann weiterhin ein Anstieg der Breite aufgrund der Dämpfereinheit 21 minimiert
werden.
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Da ein dezidierter hydraulischer
Schaltkreis verbunden ist zur Überbrückungsbetriebskammer 22d,
kann weiterhin die Überbrückungskupplung
mit einer guten Antwort operieren und der hydaulische Druck präzise gesteuert
werden, dies ermöglicht
eine sogenannte Gleit-Kontrolle der Überbrückungskupplung.
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3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der ersten Ausführungsform ist der Überbrückungskupplungskolben 22c bereitgestellt
zwischen dem Vorwärtskupplungskolben 20c und
der Vorwärtskupplungstrommel 20a,
wobei jedoch in der zweiten Ausführungsform
der Überbrückungskupplungs kolben 22c außerhalb
der Vorwärtskupplungstrommel 20a bereitgestellt
ist.
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Wird der Auswahlhebel in den "D"-Bereich positioniert, wird ein hydraulischer
Druck zur Vorwärtskupplungsbetriebskammer 20d gespeist,
die zwischen dem Vorwärtskupplungskolben 20c und der
Vorwärtskupplungstrommel 20a gebildet
ist. Das Rotationszentrum des Vorwärtskupplungskolbens 20c ist
gleitend an die Riemenscheibenantriebswelle 3b durch ein
Dichtungsglied angepaßt.
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Die äußere Peripherie des Vorwärtskupplungskolbens 20c ist
weiterhin gleitend angepaßt
an die innere Peripherie der Vorwärtskupplungstrommel 20a durch
ein Dichtungsglied. Wird der hydraulische Druck in der Vorwärtskupplungsbetriebskammer 20d höher als
die Spannkraft der Rückspringfeder 20f, bewegt
sich der Vorwärtskupplungskolben 20c in
die linkshändige
Richtung in 4, während dieser durch
beide Gleitflächen
gestützt
wird, um die Vorwärtskupplungsplatte 20b anzugreifen.
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Als Ergebnis davon wird die Antriebskraft vom
Planetenträger 17c übertragen
auf die Riemenscheibenantriebswelle 3b durch die Vorwärtskupplungsplatte 20b und
die Vorwärtskupplungstrommel 20a.
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Ist der Überbrückungszustand zufriedenstellend,
wird der hydraulische Druck in der Vorwärtskupplungsbetriebskammer 20d weiterhin
abgeführt, um
die Vorwärtskupplungsplatte 20b der
Vorwärtskupplung 20 freizugeben,
wobei zur gleichen Zeit ein hydraulischer Druck zur Überbrückungsbetriebskammer 22d gespeist
wird, die gebildet ist zwischen der Vorwärtskupplungstrommel 20a und
dem Überbrückungskupplungskolben 22c.
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Das Rotationszentrum des Überbrückungskupplungskolbens 22c ist
gleitend angepaßt
an die Riemenschei benantriebswelle 3b durch ein Dichtungsglied,
und weiterhin ist dort die innere Peripherie gleitend angepaßt an die äußere Peripherie
der Vorwärtskupplungstrommel 20a durch
ein Dichtungsglied. Weiterhin ist dort ein Federhalter 22g bereitgestellt,
der verbunden ist mit der Riemenscheibenantriebswelle 3b auf
der entgegengesetzten Seite der Vorwärtskupplungstrommel 20a,
wobei dort bereitgestellt ist eine Rückhol-/Rückspringfeder 22h zur
Vorspannung des Überbrückungskupplungskolbens 22c in
die Freigaberichtung zwischen dem Überbrückungskupplungskolben 22c und
dem Halter 22g.
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Wird der hydraulische Druck in der Überbrückungsbetriebskammer 22d höher als
die Vorspannkraft der Rückholfeder 22h,
bewegt sich der Überbrückungskupplungskolben 22c in
die rechtshändige Richtung
in 4, während dieser
durch beide Gleitflächen
gestützt
wird.
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Das offene Ende des Überbrückungskupplungskolbens 22c ist
kammzahnähnlich
geformt und die Überbrückungskupplungsplatte 22b weist
Löcher auf,
durch die die Kammzähne
passieren. Das Ende der Kammzähne
ist hakenähnlich
geformt, mit denen die Überbrückungskupplungsplatte 22b zusammenstößt. Weiterhin
ist die Dämpfereinheit 21 bereitgestellt
zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse 14 und der Überbrückungskupplungstrommel 22a um die äußere Peripherie
der Überbrückungskupplungsplatte 22b,
auf die gleiche Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform.
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Bewegt sich der Überbrückungskupplungskolben 22c in
die rechtshändige
Richtung in 4, stoßen die
Haken die anzugreifende Überbrückungskupplungsplatte 22b.
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Ist die Überbrückungskupplungsplatte 22b angegriffen,
wird die Antriebskraft von der Maschine 10 direkt übertragen
auf die Riemenscheibenantriebswelle 3b ohne durch das Fluid über das
Drehmomentwandlergehäuse 14,
die Dämpfereinheit 21, die Überbrückungskupplungstrommel 22a,
die Überbrückungskupplungsplatte 22b und
die Vorwärtskupplungstrommel 20a zu
gehen.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform
ist der Vorwärtskupplungskolben 20c innerhalb
der Vorwärtskupplungstrommel 20a bereitgestellt
und der Überbrückungskupplungskolben 22c außerhalb
der Vorwärtskupplungstrommel 20a.
Der Vorwärtskupplungskolben 20c bzw.
der Überbrückungskupplungskolben 22c sind
gleitend gestützt
durch die Vorwärtskupplungstrommel.
Die Vorwärtskupplungsbetriebskammer 20d und
die Überbrückungsbetriebskammer 22d sind
unabhängig
gebildet auf beiden Seiten der Vorwärtskupplungstrommel 20a.
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Auf die gleiche Art und Weise wie
in der ersten Ausführungsform
sind die Komponententeile des Vorwärtskupplungsmechanismus und
solche des Überbrückungskupplungsmechanismus
daher ungefähr
in der gleichen Ebene angeordnet, die sich in radialer Richtung
der Riemenscheibenantriebswelle erstreckt, wobei die axiale Länge des
Vorwärts-
und Rückwärtswechselapparates
gekürzt
werden kann.
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Das Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung
kann eine konventionelle Getriebetypübertragung an Stelle der kontinuierlichen
variablen Typübertragung
sein.
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Zusammengefaßt ist zu sagen, daß gemäß der vorliegenden
Erfindung, der Drehmomentwandler, der Vorwärtsund Rückwärtstswechselapparat, die Überbrückungskupplung
und die Dämpfereinheit
im Drehmomentwandlergehäuse
vollständig
untergebracht sind, wobei die gesamte Breite des Automatikgetriebesystems
reduziert werden kann. Darüber
hinaus können
diese Komponenten kompakt im Drehmomentwandlergehäuse untergebracht
werden, da die Vorwärtskupplungsplatte,
die Überbrückungskupplungsplatte
und die Dämpfereinheit
annähernd in
der gleichen Ebene angeordnet sind, die sich in der radialen Richtung
bezüglich
der Antriebswelle, die mit dem Automatikgetriebesystem verbunden
ist, erstreckt.
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Da der Überbrückungskupplungskolben und der
Vorwärtskupplungskolben
in der Vorwärtskupplungstrommel
oder der Vorwärtskupplungskolben und
der Überbrückungskupplungskolben
mit der Vorwärtskupplungstrommel
dazwischen angeordnet sind, kann die Integration der Komponenten
erreicht werden, wobei dies zu einer Reduktion der Komponententeile
des Getriebes führt.
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Da die Vorwärtskupplungstrommel ein gemeinsames
Antriebskraftübertragungsglied
bildet, kann die Anzahl der Komponententeile realisiert werden.
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Während
die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung aufgezeigt und beschrieben worden sind, ist dieses dahingehend
zu verstehen, daß diese
Offenbarungen zu Zwecken der Illustration dienen und daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen, die ausgeführt werden
können
ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie in den angehängten Ansprüchen aufgestellt.