DE3790343C2

DE3790343C2 - Planetengetriebemachanismus in einer automatischen Kraftübertragung

Info

Publication number: DE3790343C2
Application number: DE3790343A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Nishida; Youichi Hayakawa
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1986-07-08
Filing date: 1987-07-08
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2007-07-09
Also published as: GB8804493D0; WO1988000301A1; JPS6319451A; GB2200415B; GB2200415A; JP2510160B2; DE3790343T; US4892011A

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine automatische Kraftübertragung, die mit einem Drehmomentwandler verwendet wird, insbesondere einen Planetengetriebemechanismus.

Automatische Kraftübertragungen umfassen im allgemeinen Arten, die beispielsweise nur einen einzigen Planetengetriebemechanismus umfassen, der ein Ritzel hat (Simpson-Kraftübertragung beispielsweise), wenigstens einen Zweifach-Planetengetriebemechanismus mit einer Mehrzahl von Ritzeln (Ravigneaux-Kraftübertragung einem Vierwellen-Planetengetriebe, beispielsweise) und eine Kraftübertragung, wie sie in dem japanischen Patent 60-230809 usw. vorgeschlagen ist. Die vorliegende Erfindung trifft die letztere Art und insbesondere einen Zweifach-Planetengetriebemechanismus.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Wie in Fig. 11 dargestellt, umfaßt ein Zweifach-Planetengetriebe 1 allgemein ein Sonnenrad S′, ein Ringzahnrad R′, ein erstes Planetenrad P′ (inneres Planetenrad), ein zweites Planetenrad Q′ (äußeres Planetenrad) und einen Träger CR′, der das erste und das zweite Planetenrad P′ und Q′ abstützt. Überlicherweise sind diese Planetenräder P′, Q′ jeweils aus einem einzigen Bauteil gebildet. Die Planetenräder P′ und Q′ kämmen miteinander. Außerdem kämmen P′ und Q′ mit dem Sonnenrad S′ bzw. dem Ringzahnrad R′.

Eine Zweifach-Planetengetriebeeinheit wird oftmals verwendet mit einer Einfach-Planetengetriebeeinheit als eine Kombination. Beispielsweise sind im Fall einer Ravigneaux-Kraftübertragung die Sonnenräder jeweils vorgesehen in jedem Einfach- und Zweifach- Planetengetriebemechanismus, und ein zweites Ritzel, ein Ringzahnrad und ein Träger werden verwendet für die Einfach- Getriebeeinheit und die Zweifach-Getriebeeinheit gemeinsam als eine Einheit. Andererseits bilden eines der Sonnenräder, ein gemeinsames (das zweite) Ritzel und das Ringzahnrad eine Einfach-Planetengetriebeeinheit, und ein weiteres Sonnenrad, das gemeinsame Ritzel und das erste Ritzel, welches zwischen dem "weiteren Sonnenrad" und dem gemeinsamen Ritzel vorgesehen ist, bilden eine Zweifach-Planetengetriebeeinheit. Im Fall einer Kraftübertragung, wie sie durch den Anmelder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen ist, sind Ringzahnräder jeweils vorgesehen in jedem Einfach- und Zweifach-Planetengetriebemechanismus. Das erste Ritzel, ein Sonnenrad und ein Träger werden für die Einfach-Getriebeeinheit und die Zweifach-Getriebeeinheit gemeinsam als eine Einheit verwendet. Eines der Ringzahnräder ein gemeinsames (das erste) Ritzel und ein Sonnenrad bilden eine Einfach-Planetengetriebeeinheit, und ein weiteres Ringzahnrad, das gemeinsame Ritzel und das zweite Ritzel, welches zwischen dem "weiteren Ringzahnrad" und dem gemeinsamen Ritzel angeordnet ist, bilden eine Zweifach-Planetengetriebeeinheit.

Demgemäß kann das erste Ritzel (das gemeinsame Ritzel) axial lang gemacht werden, jedoch kann das zweite Ritzel nicht axial lang gemacht werden als Folge der Interferenz des Sonnenrades oder des Ringzahnrades der Einfach-Planetengetriebeeinheit. Als Folge des Obigen wird die Zahnbeanspruchung (Zahnfußspannung und Hertz′sche Pressung) zwischen dem zweiten Ritzel und dem Sonnenrad (Ravigneaux-Typ) oder dem Ringzahnrad (vorgeschlagen) viel höher als derjenige zwischen dem gemeinsamen Ritzel und dem Ringzahnrad (Ravigneaux-Typ) oder dem Sonnenrad (vorgeschlagen), so daß die Zahnbeanspruchung an dem Teil die Drehmomentübertragung begrenzen kann.

Um die Zahnbeanspruchung niedrig zu machen, wird die Breite der Planetengetriebeeinheit länger gemacht oder die Anzahl der Paare der Ritzel wird erhöht (beispielsweise 4 Paare usw.), jedoch wird dadurch die Größe der gesamten Kraftübertragung groß. Demgemäß kann mit dem Obigen die Anforderung nicht erfüllt werden, eine Kraftübertragung für ein Kraftfahrzeug mit vorne angeordneter Maschine und Frontantrieb zu minimieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Planetengetriebemechanismus in einer automatischen Kraftübertragung zu schaffen und die obengenannten Probleme zu lösen durch Verringerung der Zahnbeanspruchung an dem kürzeren Ritzel, ohne daß die Größe der Kraftübertragung groß wird.

Ein Gegenstand der obengenannten vorliegenden Erfindung weist die Merkmale auf, daß ein erstes Ritzel (P) mit zweiten Ritzeln (Q₁), (Q₂) kämmt, während das erste Ritzel (P) mit einem Sonnenrad (S) und zweite Ritzel (Q₁) und (Q₂) mit einem Ringzahnrad (R₂) kämmen.

Auf der Basis der obigen Ausführung wird das Drehmoment des Ringzahnrades (R₂) (oder des Sonnenrades (S)) auf das Sonnenrad (S) (oder auf das Ringzahnrad (R₂)) übertragen über die Ritzel (P), (Q), wobei zu diesem Zeitpunkt für die Berührung zwischen dem Sonnenrad (S) und dem Ritzel (P) andere Ritzel (Q₁), (Q₂) jeweils mit dem Ringzahnrad (R₂) in Berührung kommen, so daß in Übereinstimmung damit die Zahnbeanspruchung des Ringzahnrades (R₂) und anderer Ritzel (Q₁), (Q₂) verteilt wird.

Die Ausführung der vorliegenden Erfindung ist diejenige, daß das Ritzel (P) (oder (Q)), andere Ritzel (Q₁) und (Q₂) (oder P₁, P₂) kämmen, so daß die axiale Richtung der "anderen Ritzel" kürzer ist als diejenige des Ritzels (P) (oder (Q)), welches obenerwähnt ist, und daß auf das "andere Ritzel" übertragene Drehmoment, welches mit großer Zahnbeanspruchung angelegt wird, verteilt wird. Weiterhin kann die Zahnbeanspruchung für jedes der "anderen Ritzel" verringert werden, und Drehmoment, welches an den Teil angelegt wird, die große Zahnbeanspruchung trägt, wird verteilt, und als Ergebnis wird die Zahnbeanspruchung an jedem Zahnrad der gesamten Getriebeeinheit auf einen Mittelwert gebracht. Demgemäß wird die Breite der Getriebeeinheit minimiert, die Anzahl von Paaren von Ritzeln, welche die ersten und zweiten Ritzel umfassen, wird verringert, die automatische Kraftübertragung als Ganzes wird kompakt und weiterhin wird die Gesamtdrehmomentkapazität erhöht.

Dann wird das obengenannte "Ritzel (P)" definiert als das erste Ritzel, welches mit dem Sonnenrad (S) kämmt, und die obengenannten "anderen Ritzel (Q₁), (Q₂)" werden definiert als die zweiten Ritzel, die mit dem Ringzahnrad (R₂) kämmen. Diese Ausführung ist anwendbar bei einer automatischen Kraftübertragung, die durch den Anmelder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen ist. In dieser automatischen Kraftübertragung ist Drehmomentverteilung durch die beiden Ritzel wirksam hervorgerufen während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit, wobei die Ritzel auch während langer Zeit laufen, und während des Rückwärtsfahrens, bei welchem die Ritzel hohe Last tragen müssen. Weiterhin sind die beiden Ritzel (Q₁) und (Q₂) derart angeordnet in Richtung gegen die Außendurchmesserseite, daß das Auslegen oder Gestalten der Ritzelpaare leicht wird.

Andererseits wird das obengenannte "das Ritzel (Q)" definiert als ein zweites Ritzel (Q), welches mit dem Ringzahnrad (R) kämmt, und die obengenannten "anderen Ritzel (Q₁), (Q₂)" sind definiert als erste Ritzel (P₁), (P₂), die mit einem Sonnenrad (S₂) kämmen. Diese Ausführung ist dann anwendbar bei dem Ravigneaux-Typ und bei einem modifizierten Ravigneaux-Typ. Die Zahnbeanspruchung, die an ein Sonnenrad kleinen Durchmesser angelegt wird, wird verteilt und die Leistung ist wirksam während des Fahrens mit niedriger Geschwindigkeit, wobei hohes Drehmoment übertragen wird.

Weiterhin sind andere Ritzel (Q₁), (Q₂) (oder P₁, P₂) durch eine Welle (43) mit Ölfilm (siehe Fig. 2) mit Drehungsfreiheit getragen. Hierdurch kann die Zahnbeanspruchung jedes Ritzels verteilt werden und die obengenannten Wirkungen werden sicher erhalten und die Zuverlässigkeit ist verbessert.

Alle Symbole in Klammern sind für Querbezugszwecke mit Fig. 1 und sie definieren keine Ansprüche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den begleitenden Zeichnungen sind

Fig. 1 eine Vorderansicht der Getriebeeinheit, wobei eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist,

Fig. 2 eine seitliche Querschnittsansicht der Getriebeeinheit,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Ritzelteiles bei einer teilweise modifizierten Ausführungsform,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer automatischen Kraftübertragung, die für die vorliegende Erfindung anwendbar ist,

Fig. 5 eine Betriebstabelle,

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer anderen automatischen Kraftübertragung, die für die vorliegende Erfindung anwendbar ist,

Fig. 7 eine Betriebstabelle,

Fig. 8 eine schematische Ansicht einer anderen Art einer automatischen Kraftübertragung,

Fig. 9 eine Vorderansicht einer Getriebeeinheit in einer automatischen Kraftübertragung gemäß Fig. 8,

Fig. 10 eine Betriebstabelle,

Fig. 11 eine Vorderansicht eines Zweifach-Planetengetriebes gemäß dem Stand der Technik.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Das Nachfolgende ist eine Beschreibung von Ausführungsformen gemäß der Erfindung.

Eine fünfgängige automatische Kraftübertragung 21 umfaßt einen Drehmomentwandlerteil 22, einen viergängigen automatischen Kraftübertragungsmechanismusteil 23 und einen Untersetzungsteil 25, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Der Drehmomentwandlerteil 22 hat einen Drehmomentwandler 26 und eine Sperrkupplung 27. Drehung einer Maschinenkurbelwelle 28 wird auf eine Eingangswelle 29 übertragen über den Ölfluß durch den Drehmomentwandler 26 oder über mechanische Kopplung mittels der Sperrkupplung 27.

Der viergängige automatische Kraftübertragungsmechanismusteil 23 umfaßt eine Einfach-Planetengetriebeeinheit 30 und eine Zweifach-Planetengetriebeeinheit 31. Jede Getriebeeinheit hat einen Träger CR und ein Sonnenrad S. Die Träger CR sind als ein integrierter Körper miteinander verbunden, und die Sonnenräder sind ebenfalls als ein integrierter Körper miteinander verbunden. Weiterhin ist die Eingangswelle 29 mit dem Ringzahnrad R₁ der Einfach-Planetengetriebeeinheit 30 über die erste (Vorwärts) Kupplung C₁ und auch mit dem Sonnenrad S über die zweite (direkte) Kupplung C₂ gekoppelt, und das Sonnenrad S ist direkt durch die erste (zweite Halte- oder Gleitbremse) Bremse B₁ gebremst und die Drehung des Sonnenrades S in einer Richtung ist durch die zweite Bremse B₂ geregelt über eine erste Einwegkupplung F₁. Das Ringzahnrad R₂ der Zweifach-Planetengetriebeeinheit 31 ist direkt gebremst durch die dritte (erste Bremse und Rückwärtsbremse) Bremse B₃, und die Drehung des Ringzahnrades R₂ in einer Richtung ist durch eine zweite Einwegkupplung F₂ geregelt. Weiterhin ist die Eingangswelle 29 mit dem Ringzahnrad R₂ des Zweifach-Planetengetriebes 31 verbunden über eine dritte (Overdrive) Kupplung C₀, und die Einwegkupplung F₀ ist zwischen der Eingangswelle 29 und dem Sonnenrad S angeordnet, um auf diese Weise eine derartige Regelung zu schaffen, daß die Drehung des Sonnenrades S diejenige der Eingangswelle 29 nicht überschreitet. Weiterhin ist der Träger CR mit dem Gegenantriebszahnrad 32 verbunden, welches der Ausgangsteil des viergängigen automatischen Kraftübertragungsmechanismusteiles 23 ist.

Andererseits ist der Untersetzungsmechanismusteil 25, der eine Einfach-Planetengetriebeeinheit 33 und ein Ringzahnrad R₃ hat, mit einem entgegengesetzt angetriebenen Zahnrad 35 verbunden, welches sich mit dem Gegenantriebszahnrad 32 dauernd im Eingriff befindet, und ein Träger CR₃ ist mit dem Ausgangsrad 36 verbunden. Weiterhin ist die Drehung des Sonnenrades S₃ in einer Richtung durch die vierte Einwegkupplung F₃ geregelt, und das Sonnenrad S₃ ist durch die vierte (Untersetzungs-) Bremse B₄ gebremst und mit dem Träger CR₃ über die vierte (Untersetzung direkt) Kupplung C₃ verbunden.

Das Ausgangsrad 36 ist über die Differentialeinrichtung 37 mit der rechten und der linken Achse 39r bzw. 39l verbunden.

Eine Planetengetriebeeinheit 24 umfaßt: das Sonnenrad S und das erste Ritzel P, die ein gemeinsames Element des Einfach-Planetengetriebes 30 und des Zweifach-Planetengetriebes 31 sind, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, Ringzahnräder R₁ und R₂, die betreffende Elemente beider Planetengetriebeeinheiten 30, 31 sind, und ein zweites Ritzel Q, welches ein ausschließliches Element des Zweifach-Planetengetriebes 31 ist. Als Folge der obigen Ausführung sind gemeinsame Elemente, das Sonnenrad S und das erste Ritzel P axial lang über beide Planetengetriebeeinheiten 30, 31 und die Ringzahnräder R₁, R₂ und das zweite Ritzel Q sind axial kurz. Ein Träger CR umfaßt: zwei Seitenplatten 40, 41, eine Tragwelle 42 für das erste Ritzel P, die zu beiden Seitenplatten erstreckt ist, eine Tragwelle 43 für das zweite Ritzel Q, wobei die Seitenplatte 40 drehungsfrei über eine Nadel durch eine Hülse 45 abgestützt ist, auf welcher das Sonnenrad S gebildet ist. An dem Träger sind drei Paare von Ritzeln angeordnet, deren jedes das erste und das zweite Ritzel umfaßt. Ein Paar von Ritzeln umfaßt ein erstes Ritzel P und zwei zweite Ritzel Q₁, Q₂, die mit dem ersten Ritzel P kämmen. Weiterhin hat die den Träger bildende Seitenplatte 40 einen Ölweg 46, um Schmiermittel an die Nadel anzulegen, welche das erste Ritzel P trägt, und zwar über einen Ölweg 47, der in der Tragwelle 42 gebildet ist. Zusätzlich kann Schmiermittel an eine Nadel angelegt werden, die das zweite Ritzel Q abstützt (dies ist nicht dargestellt).

Eine teilweise modifizierte Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Zahnbeanspruchung an dem zweiten Ritzel Q₁, Q₂ gleich unter der Wirkung eines Lastausgleichsmechanismus. Dies bedeutet, daß die Tragwelle 43 für die zweiten Ritzel Q₁, Q₂ einen Ölweg 50 und einen schmaleren Ölweg 51 hat und Schmiermittel an den Ölweg 50 geliefert wird über einen Ölweg 46′, der in der Seitenplatte 40 gebildet ist. Demgemäß ist allen zweiten Ritzeln in allen Paaren eine elastische Abstützung als Folge eines Ölfilms gegeben, auf der Basis des Ölfilmdrucks der Welle 43, wobei die an die beiden Ritzel Q₁, Q₂ angelegte Kraft so verteilt ist, daß sie gleich ist.

Es kann selbstverständlich gesagt werden, daß der Lastausgleichsmechanismus bei dem ersten Ritzel P anwendbar ist.

Weiterhin wird eine Erläuterung gegeben hinsichtlich der Bewegungen der Ausführungsform. Eine fünfgängige automatische Kraftübertragung 21 liefert den ersten bis fünften Gang jedes Bereiches, der durch das Handventil erhalten ist. In jedem Bereich des Handventils arbeiten die Kupplungen C₀-C₃, die Bremsen B₁-B₄ und die Einwegkupplungen F₀-F₃ in Übereinstimmung mit Fig. 5, so daß der erste bis fünfte Gang in jedem Bereich (P, R, D, 3, 2, 1) des Handschalthebels erhalten werden.

Im ersten Gang des D-Bereichs ist die erste Vorwärtskupplung C₁ eingerückt und die vierte Bremse B₄ arbeitet. Dann wird die Drehung der Eingangswelle 29 auf das Ringzahnrad R₁ der Einfacheinheit 30 über die Kupplung C₁ übertragen. Zu diesem Zeitpunkt dreht das Ringzahnrad R₂ der Zweifacheinheit 31, die durch die zweite Einwegkupplung F₂ an Drehung gehindert ist, das Sonnenrad S in Rückwärtsrichtung ohne Belastung über das erste Ritzel P und das zweite Ritzel Q, und der gemeinsame Träger CR wird in normaler Richtung gedreht und stark verzögert. Die Drehung wird von dem Gegenantriebszahnrad 32 auf das entgegengesetzt angetriebene Zahnrad 35 des Untersetzungsmechanismus (U/D) 25 übertragen. Der Untersetzungsmechanismus 25 befindet sich im "Untersetzungszustand" als Folge der Wirkung der vierten Bremse B₄ und der vierten Einwegkupplung F₃. Demgemäß ist in der automatischen Kraftübertragung 21 insgesamt die erste Geschwindigkeit bzw. der erste Gang erhalten durch Kombination des ersten Ganges der viergängigen automatischen Kraftübertragung 23 und des Untersetzungszustandes oder Underdrive-Zustandes des Untersetzungsmechanismus 25.

Im zweiten Gang des D-Bereiches arbeitet die zweite Bremse B₂ zusätzlich zu dem Anschluß der ersten Vorwärtskupplung C₁. Die Drehung des Sonnenrades R wird dann gehindert durch die erste Einwegkupplung F₁ auf der Basis der zweiten Bremse B₂, und demgemäß wird durch die Drehung des Ringzahnrades R₁ von der Eingangswelle 29 das Ringzahnrad R₂ der Zweifacheinheit 31 in normaler Richtung ohne Last gedreht und auch der gemeinsame Träger CR wird in normaler Richtung mit verringerter Geschwindigkeit gedreht. Diese Drehungen werden von dem Gegenantriebszahnrad 32 auf das entgegengesetzt angetriebene Zahnrad 35 des Untersetzungsmechanismus 25 übertragen. Der Untersetzungsmechanismus 25 befindet sich im "Untersetzungszustand". Demgemäß wird in der automatischen Kraftübertragung 21 als Ganzes der zweite Gang oder die zweite Geschwindigkeit erhalten durch Kombination des zweiten Ganges der viergängigen automatischen Kraftübertragung 23 und des Untersetzungszustandes des Untersetzungsmechanismus 25.

Im dritten Gang des D-Bereiches wird in der viergängigen automatischen Kraftübertragung 23 der zweite Gang beibehalten, und zu diesem Zeitpunkt werden die vierte Bremse B₄ gelöst und die vierte Kupplung C₃ angeschlossen oder eingerückt, und der Untersetzungsmechanismus gelangt in den Zustand direkter Kopplung oder Kupplung. Demgemäß wird in der automatischen Kraftübertragung 21 als Ganzes der dritte Gang erhalten als Kombination des zweiten Ganges der viergängigen automatischen Kraftübertragung 23 und der direkten Kopplung oder Kupplung des Untersetzungsmechanismus 25.

Im vierten Gang des D-Bereiches sind die erste Vorwärtskupplung C₁, die vierte Vorwärtskupplung C₃ und die dritte Kupplung C₀ eingerückt zusätzlich zu der zweiten Bremse B₂. Die Drehung der Eingangswelle 29 wird dann über die Kupplung C₁ auf das Ringzahnrad R₁ der Einfacheinheit 30 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehung der Eingangswelle 29 über die Kupplung C₀ auf das Ringzahnrad R₂ der Zweifacheinheit 31 übertragen, so daß Bauteile der Planetengetriebeeinheiten 30 und 31 sich zusammen drehen, und von dem Träger CR wird die Drehung der Eingangswelle 29 auf das Gegenantriebszahnrad 32 übertragen mit der gleichen Drehgeschwindigkeit wie diejenige der Eingangswelle 29.

Die Drehung des Gegenantriebszahnrades 32 wird mit dem Zustand direkter Kupplung oder Kopplung des Untersetzungsmechanismus 25 kombiniert, so daß dann der vierte Gang, der die gleiche Drehgeschwindigkeit wie die Eingangswelle 29 liefert, in der automatischen Kraftübertragung 21 als Ganzes erhalten ist.

Im fünften Gang des D-Bereiches wird die erste Vorwärtskupplung C₁ ausgerückt und die erste Bremse B₁ arbeitet. Die Drehung der Eingangswelle 29 wird dann über die Kupplung C₀ auf das Ringzahnrad R₂ der Zweifacheinheit 31 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird, da das Sonnenrad S an Drehung gehindert ist, die Drehung der Eingangswelle 29 auf das Ringzahnrad R₁ der Einfacheinheit schnell ohne Last übertragen, und der Träger CR dreht sich dann schnell und diese hohe Drehgeschwindigkeit wird auf das Gegenantriebszahnrad 32 als "Overdrive" übertragen. Die Drehung wird übertragen durch das Gegenantriebszahnrad 32 auf das entgegengesetzt angetriebene Zahnrad 35 des Untersetzungsmechanismus (U/D) 25. Demgemäß ist in der automatischen Kraftübertragung 21 als Ganzes der fünfte Gang erhalten durch Kombination des Overdrive-Zustandes und der direkten Kupplung oder Kopplung des Untersetzungsmechanismus 25. Während des üblichen Fahrens mit hoher Geschwindigkeit befindet sich die automatische Kraftübertragung im "Overdrive"-Zustand, und dieser Zustand dauert lange an. Zu diesem Zeitpunkt wird das von dem Ringzahnrad R₂ der Zweifacheinheit 31 übertragene Drehmoment auf das Sonnenrad S über die zweiten Ritzel Q₁, Q₂ und das erste Ritzel P übertragen. Da das Sonnenrad an Drehung gehindert ist, dreht sich der Träger CR als Reaktion des an Drehung gehinderten Sonnenrades. Die Berührungsfläche des ersten Ritzels und des Sonnenrades S ist groß, da sie axial lang sind, und andererseits ist die Berührungsfläche zwischen dem zweiten Ritzel Q₁, Q₂ und dem Ringzahnrad R₂ klein, da diese axial kurz sind im Vergleich zum ersten Ritzel P und dem Sonnenrad S. Das zweite Ritzel umfaßt zwei Ritzel Q₁ und Q₂, während das erste Ritzel P nur ein Antriebsrad aufweist. Demgemäß ist das Drehmoment zwischen dem Ringzahnrad R₂ und dem zweiten Ritzel Q auf zwei Ritzel aufgeteilt. Dies bedeutet, daß die Zahnbeanspruchung je Ritzel niedrig wird.

Weiterhin ist im Fall, daß der Lastausgleichsmechanismus 49 für die zweiten Ritzel Q₁ und Q₂ vorgesehen ist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, der an die Zahnflächen der Ritzel Q₁, Q₂ angelegte Beladung ausbalanciert, so daß Überlastung eines Ritzels durch falsches Arbeiten usw. und Verringerung der Zahnbeanspruchung als Folge von Drehmomentaufteilung verhindert sind.

Wenn der Handschalthebel 10 aus dem N-Bereich in den R-Bereich geschaltet wird, wird in der automatischen Kraftübertragung 21 die zweite Kupplung C₂ eingerückt und die dritte Bremse B₃ wird wirksam. Die Drehung der Eingangswelle 29 wird dann über die Kupplung C₂ auf das Sonnenrad S übertragen. In diesem Zustand ist durch die dritte Bremse B₃ das Ringzahnrad R₂ der Zweifacheinheit 31 an Drehung gehindert und das Ringzahnrad R₁ der Einfacheinheit 30 dreht sich in umgekehrter Richtung, so daß auch der Träger CR sich in umgekehrter Richtung oder Rückwärtsrichtung dreht. Diese Rückwärtsdrehung wird über das Gegenantriebszahnrad 32 auf den Untersetzungsmechanismus 25 übertragen, der sich im "Untersetzungszustand" oder "Underdrive-Zustand" befindet.

Zu diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment von dem Sonnenrad S auf das Ringzahnrad R₂ der Zweifacheinheit 31 übertragen, wie im Overdrive-Zustand, und das zweite Ritzel Q₁, Q₂ berührt das Ringzahnrad R₂ für jedes Paar der Ritzel an zwei Stellen. Dies bedeutet, daß die Zahnbeanspruchung auf zwei Berührungsstellen aufgeteilt ist, so daß sich keine hohe Belastung ergibt.

Wenn das Handventil 10 in den 3-Bereich geschaltet wird durch den Schalthebel oder den Schalter, wird der Leitungsdruck an die Öffnung 3 angelegt wie im D-Bereich.

Im 3-Bereich sind der erste und der zweite Gang die gleichen wie im D-Bereich, jedoch haben der dritte und der vierte Gang ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis. Dies bedeutet, daß im dritten Gang des 3-Bereiches in der automatischen Kraftübertragung 21 die erste Kupplung C₁ und die dritte Kupplung C₀ eingerückt sind und die zweite Bremse B₂ und die vierte Bremse B₄ wirksam sind. Der viergängige automatische Kraftübertragungsmechanismus 23 gelangt in den Zustand direkter Kupplung, und der Underdrive-Mechanismus 25 gelangt in den Underdrive-Zustand. Dann ist der dritte Gang des 3-Bereiches erhalten.

Im vierten Gang des 3-Bereiches ist demgemäß in der automatischen Kraftübertragung 21 die dritte Kupplung C₀ eingerückt, und die erste, die zweite und die vierte Bremse (B₁, B₂ und B₄) sind wirksam. Dann gelangt der viergängige automatische Kraftübertragungsmechanismus 23 in den Overdrive-Zustand, und der Underdrive-Mechanismus 25 befindet sich im Underdrive-Zustand.

Wenn das Handventil 10 in den 2-Bereich geschaltet wird, wird die Leitungsdrucköffnung L an die Öffnung 2 und an diejenigen der Bereiche D und 3 angeschlossen.

Im ersten Gang des 2-Bereiches, das heißt in der ersten Stufe des 2-Bereiches arbeitet die dritte Bremse B₃ zusätzlich zu dem ersten Gang des D-Bereiches. Als Folge der obengenannten Gestaltung ist das Übersetzungsverhältnis das Gleiche wie im ersten Gang des D-Bereiches, wenn jedoch die Maschinenbremse (Umkehr von Einlaß und Auslaß) angelegt wird, wird der erste Gang des 2-Bereiches beibehalten, weil das Ringzahnrad R₂ durch die Bremse B₃ an Drehung gehindert ist, was im Gegensatz steht zum Zustand im D-Bereich, in welchem im ersten Gang die Kraftübertragung durch die Einwegkupplung F₂ unterbrochen wird.

Im zweiten Gang des 2-Bereiches sind die erste und die vierte Kupplung C₁ und C₃ eingerückt und die dritte Bremse ist wirksam. Dann gelangt der viergängige automatische Kraftübertragungsmechanismus 23 in den Zustand des ersten Ganges und der Underdrive-Mechanismus 25 gelangt in den Zustand direkter Kupplung. Als Ganzes wird der zweite Gang des 2-Bereiches erhalten. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet wie im Fall des ersten Ganges die dritte Bremse, und die Maschinenbremse behält den zweiten Gang bei. Im 2-Bereich ist es möglich, den zweiten und den dritten Gang wie im D-Bereich zu erhalten, wie es in Klammern dargestellt ist.

Weiterhin ist im 1-Bereich der erste Gang der Gleiche wie im 2-Bereich. Wie in Klammern dargestellt, können der zweite Gang als der gleiche wie derjenige des 2-Bereiches, und der dritte Gang als der Gleiche wie derjenige des D-Bereiches erhalten werden.

Zusätzlich zu der obigen Ausführungsform wird eine teilweise modifizierte Ausführungsform für eine dreigängige automatische Kraftübertragung nachstehend erläutert.

Der dreigängige automatische Kraftübertragungsmechanismus 23′, ist gebildet, wie in Fig. 6 dargestellt, durch Fortlassung der dritten Kupplung C₀ und der dritten Einwegkupplung F₀, wobei eine Kupplung mit dem Underdrive-Mechanismus 25 die Gleiche ist wie bei der vorhergehenden Ausführungsform. Damit ist ein Kraftübertragungsmechanismus als Ganzes erhalten in Form einer vier Vorwärtsgänge aufweisenden automatischen Kraftübertragung 21′. Dies bedeutet, daß, wie in der Betriebstabelle der Fig. 7 dargestellt, die Kupplung C₀, die Einwegkupplung F₀ und der fünfte Gang im D-Bereich und der vierte Gang im 3-Bereich von der Fig. 4 fortgelassen sind.

In der automatischen Kraftübertragung 21′ umfaßt eine Getriebeeinheit 24 eine Einfach-Planetengetriebeeinheit 30 und eine Zweifach-Planetengetriebeeinheit 31, die die gleichen sind wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, wie sie in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist. Die Berührung zwischen dem Ringzahnrad R₂ und dem zweiten Ritzel Q₁, Q₂ erfolgt an zwei Stellen, so daß die Zahnbeanspruchung aufgeteilt ist.

Die nächste Ausführungsform ist für das erste Ritzel, an welchem die vorliegende Erfindung angewendet ist.

Ein automatischer Kraftübertragungsmechanismus 21′′, wie in Fig. 8 dargestellt, umfaßt eine Planetengetriebeeinheit 24′ mit einer Einfach-Planetengetriebeeinheit 30′ und einer Zweifach-Planetengetriebeeinheit 31′. Die Planetengetriebeeinheit 24′ hat ein Sonnenrad S₁ bzw. S₂, und das zweite Ritzel Q, das Ringzahnrad R und der Träger CR sind gemeinsam verwendet. Das Sonnenrad S₁, das zweite Ritzel Q und das Ringzahnrad R bilden das Einfach-Planetengetriebe 30′, und andererseits bilden das Sonnenrad S₂, das zweite Ritzel Q und das erste Ritzel P das Zweifach-Planetengetriebe 31′. Das erste Ritzel P ist zwischen dem Sonnenrad S₂ und dem zweiten Ritzel Q angeordnet. Die Eingangswelle 29 ist über die erste Kupplung C₁ mit dem Sonnenrad S₂ des Zweifach-Planetengetriebes 31′, über die zweite Kupplung C₂ und die Einwegkupplung F₀ mit dem Sonnenrad S₁ des Einfach-Planetengetriebes 30′, und über die dritte Kupplung D₀ mit dem Träger verbunden. Der Ausgangsteil 32 ist mit dem Ringzahnrad R verbunden.

Weiterhin ist, wie in Fig. 9 dargestellt, die gesamte Ausführung axial lang, da das zweite Ritzel Q, welches mit dem Ringzahnrad R kämmt und das erste Ritzel P₁, P₂, welches mit dem Sonnenrad S₂ kämmt, mit dem zweiten Ritzel kämmen.

Auf der Basis der obigen Ausführung werden bei dem automatischen Kraftübertragungsmechanismus 21′′ gemäß Fig. 10 der Betriebstabelle der erste bis vierte Gang und der Rückwärtsgang erhalten durch Betätigung jeder Kupplung C₁, C₂, C₃, C₀, jeder Bremse B₁, B₂, B₃ und jeder Einwegkupplung F₁, F₂, F₀. In Fig. 10 bedeutet die Markierung ○ das Einrücken oder Anschließen der Kupplung, die Funktion der Einwegkupplung, und die Markierung ∆ bedeutet die Funktion lediglich für Halten (coasting).

Im ersten Gang ist die erste Kupplung eingerückt oder angeschlossen und Drehung der Eingangswelle 29 wird auf das Sonnenrad S₂ des Zweifach-Planetengetriebes 31′, auf das Ringzahnrad R über das erste und das zweite Ritzel P, Q übertragen, weil der Träger CR durch die Einwegkupplung F₂ oder die dritte Bremse B₃ an Drehung gehindert ist. Zu diesem Zeitpunkt wird vergleichsweise hohes Drehmoment im ersten Gang übertragen, so daß eine große Tangentialkraft an dem Sonnenrad S₂ auftritt, welches kleinen Durchmesser hat. Andererseits umfaßt in jedem Paar von Ritzeln das erste Ritzel zwei Räder P₁, P₂, so daß demgemäß das Drehmoment aufgeteilt wird und die Zahnbeanspruchung zwischen dem Sonnenrad S₂ und den ersten Ritzeln P₁, P₂ nicht hoch wird, obwohl die Ausführung axial lang ist bzw. weil die Ausführung axial lang ist. Das Ringzahnrad R und das zweite Ritzel Q sind axial lang, so daß die Zahnbeanspruchung nicht hoch wird.

Im zweiten Gang ist die erste Kupplung C₁ eingerückt und die erste Bremse B₁ oder die zweite Bremse B₂ sind wirksam. Demgemäß wird Drehung der Eingangswelle 29 auf das zweite Ritzel Q übertragen über das erste Ritzel P₁ und P₂. Da das Sonnenrad S₁ des Einfach-Planetengetriebes 30′ durch die zweite Bremse B₂ und die Einwegkupplung F₁ oder die erste Bremse B₁ gegen Drehung gehalten ist, ist das Ritzel Q gegen Eigendrehung gehalten, und andererseits drehen sich der Träger CR und das Ringzahnrad 32.

Im dritten Gang sind die erste Kupplung C₁ und die dritte Kupplung C₀ eingerückt, und das Sonnenrad S₁ und der Träger CR drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit, und die Komponenten der Getriebeeinheit 24′ drehen sich zusammen.

Weiterhin sind im vierten Gang die dritte Kupplung C₀ und die erste Bremse B₁ wirksam, so daß Drehung der Eingangswelle 29 auf dem Träger CR übertragen wird, und, da das Sonnenrad S₁ des Einfach-Planetengetriebes 30′ an Drehung gehindert ist, dreht sich das zweite Ritzel und dreht sich rund, und diese Drehung wird dann als Overdrive auf das Ringzahnrad übertragen.

Beim Rückwärtsfahren sind die zweite Kupplung C₂ und die dritte Bremse B₃ wirksam. Die Drehung der Eingangswelle 29 wird auf das Ringzahnrad R übertragen über das zweite Ritzel Q, weil Runddrehung des Sonnenrades S₁ des Einfach-Planetengetriebes 30′ verhindert ist.

Claims

1. Planetengetriebemechanismus einer automatischen Kraftübertragung, die eine Zweifach-Planetengetriebeeinheit aufweist mit einem Sonnenrad, einem Ringzahnrad, ersten und zweiten Ritzeln, die miteinander und mit dem Sonnenrad oder mit dem Ringzahnrad kämmen, und mit einem Träger, der die Ritzel abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das erste oder das zweite Ritzel mit einem anderen Ritzel kämmt, welches aus zwei Ritzeln gebildet ist.

2. Planetengetriebemechanismus einer automatischen Kraftübertragung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinheit die Kombination eines Einfach-Planetengetriebes und des Zweifach-Planetengetriebes hat, jedes Einfach- und Zweifach-Getriebe ein Ringzahnrad aufweist und
das erste Ritzel, das Sonnenrad und der Träger für das Einfach- und das Zweifach-Planetengetriebe gemeinsam verwendet sind,
ein Ringzahnrad, das erste Ritzel und das Sonnenrad das Einfach-Planetengetriebe bilden, und
ein weiteres Ringzahnrad, das Sonnenrad, das erste Ritzel, welches mit dem Sonnenrad kämmt, und das zweite Ritzel, welches zwischen dem weiteren Ringzahnrad und dem ersten Ritzel angeordnet ist, das Zweifach-Planetengetriebe bilden, sowie
das erste Ritzel mit dem zweiten Ritzel kämmt, welches aus zwei Ritzeln gebildet ist.

3. Planetengetriebemechanismus einer automatischen Kraftübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinheit eine Kombination des Einfach-Planetengetriebes und des Zweifach-Planetengetriebes ist, jedes Einfach- und Zweifach-Getriebe jeweils das Sonnenrad hat, und das zweite Ritzel, das Ringzahnrad und der Träger für das Einfach- und das Zweifach-Planetengetriebe gemeinsam verwendet sind,
das genannte eine Sonnenrad, das zweite Ritzel und das Ringzahnrad das Einfach-Planetengetriebe bilden, ein weiteres Sonnenrad, das Ringzahnrad, das zweite Ritzel, welches mit dem Ringzahnrad kämmt, und das erste Ritzel, welches zwischen dem weiteren Sonnenrad und dem zweiten Ritzel angeordnet ist, das Zweifach-Planetengetriebe bilden, und
das zweite Ritzel mit dem ersten Ritzel kämmt, welches aus zwei Ritzeln gebildet ist.

4. Planetengetriebemechanismus einer automatischen Kraftübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Ritzel, welches aus zwei Ritzeln gebildet ist, an einer Abstützstange drehungsfrei (rotation free) abgestützt ist und ein gewisser Ölfilm zwischen dem Ritzel und der Stange aufgebracht ist, so daß die Last, die auf die beiden Ritzel ausgeübt wird, gleichmäßig verteilt ist.