DE3900403A1 - Startvorrichtung fuer ein automatikgetriebe fuer ein fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Startvorrichtung eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, und insbesondere eine Startvorrichtung, die sich für ein Automatikgetriebe eignet, das ein mit Riemen angetriebenes, kontinuierlich regelbares Getriebe aufweist, genauer gesagt eine Startvorrichtung mit einer Flüssigkeitskupplung (einschließlich eines Drehmomentwandlers) und einer Fliehkraft-Sperrkupplung für ein Automatikgetriebe eines Fahrzeugs.

Es wird auf den Stand der Technik Bezug genommen. Üblicherweise wurde bezüglich eines Automatikgetriebes, das ein durch Riemen angetriebenes, kontinuierlich regelbares Getriebe (CVT) vorsieht, wie es aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Sho-57-1 40 956 bekannt ist, ein Automatikgetriebe mit einer Flüssigkeitskupplung, wie beispielsweise einem Drehmomentwandler und einem Strömungsgetriebe, und eine Fliehkraft-Sperrkupplung vorgeschlagen.

Im allgemeinen besteht eine Fliehkraft-Reibungskupplung die als Sperrkupplung einer Flüssigkeitskupplung verwendet wird, aus einem Gewicht, einer Rückholfeder, dessen beide Enden mittels eines Stifts gehalten werden und das Gewicht mit einer Druckkraft versehen, die der Fliehkraft entgegenwirkt, einen Schuh, der sich gegen ein Gehäuse der Flüssigkeitskupplung legen kann und einer Hauptfeder, die zwischen dem Schuh und der Rückholfeder liegt. Die Kennlinie der Fliehkraft-Reibungskupplung ist in Fig. 14 angegeben.

Dabei wird in jenem Fall, wo die Drehzahl der Ausgangsseite der Flüssigkeitskupplung unter einer bestimmten Drehzahl liegt, ein Schlitz zwischen dem Gehäuse und dem Schuh abhängig von der Rückholfeder gebildet, und die Fliehkraft- Reibungskupplung ist ausgekuppelt (Bereich A ohne Bewegung). Bei diesem Zustand wird das Drehmoment des Motors über die Flüssigkeitskupplung einem Automatikgetriebe übertragen, so daß ein Fahrzeug sanft anfährt. Überschreitet die Drehzahl der Ausgangsseite der Flüssigkeitskupplung eine bestimmte Drehzahl, so drückt das Gewicht infolge der Zentrifugalkraft gegen die Rückholfeder und der Schuh gelangt in Anlage mit dem Gehäuse, worauf die Drehmomentübertragung einsetzt (Bereich B für niedrige Geschwindigkeit). Im Bereich B wird das Drehmomentinkrementverhältnis der Kupplung groß, da der Schuh durch Zentrifugalkraft angedrückt wird, die auf das Gewicht einwirkt und ferner eine Zentrifugalkraft hinzukommt, die auf den Schuh selbst wirkt. Infolgedessen wird die Brennstoffausnützung während des Laufs bei niedriger Geschwindigkeit verbessert. Steigt die Drehzahl der Ausgangsseite der Flüssigkeitskupplung weiter an, so gelangt das Gewicht in Anlage an den Stift, die auf das Gewicht einwirkende Zentrifugalkraft wirkt nicht auf den Schuh ein, und die Übertragung erfolgt basierend auf der Zentrifugalkraft, die auf den Schuh selbst einwirkt (Bereich C mit mittlerer Geschwindigkeit). Im Bereich C ist das Drehmomentinkrementverhältnis verhältnismäßig niedrig, Drehmomentschwingungen, die durch Klopfen, etc. und Schaltstoß verursacht sind, werden durch den Schlupf der Kupplung absorbiert (Drehmomentbegrenzungsfunktion). Falls die Drehzahl der Ausgangsseite der Flüssigkeitskupplung doch ansteigt, wird die Hauptfeder durch Zentrifugalkraft nach außen umgebogen und die durch die Hauptfeder selbst entwickelte Zentrifugalkraft addiert sich, so daß die in Fig. 14 angegebene Sperrmomentkurve steil wird (Bereich D für hohe Geschwindigkeit). Der Buchstabe E in Fig. 12 bezeichnet das maximale Drehmoment des Motors.

Selbst wenn die Fliehkraft-Sperrkupplung eine Drehmomentbegrenzungsfunktion aufweist, so tritt bei hohen Belastungen und einem Anstieg der Drehzahl der Ausgangsseite, beispielsweise zum Zeitpunkt eines Kickdowns, d. h. raschen Durchtretens der Gaspedals, ein Beibehalten des Schlupfs der Kupplung als Folge eines Anstiegs des Kupplungsvermögens und der hohen Belastung zusammen mit dem Drehzahlanstieg auf, und infolgedessen wird eine sanfte Beschleunigung mittels Kickdowns behindert, insbesondere im Bereich D für hohe Drehzahl und an der Seite hoher Geschwindigkeit des Bereichs C für mittlere Geschwindigkeit, und ein Schaltstoß tritt auf, weil das Kupplungsvermögen zu groß ist.

Falls andererseits das Drehmomentvermögen der Kupplung zu niedrig eingestellt ist, so kann selbst bei normalen Fahrbedingungen auf ebenen Straßen die Sperrkupplung häufig Schlupf aufweisen (insbesondere im Bereich B für niedrige Geschwindigkeit und an der Seite niedriger Geschwindigkeit des Bereichs C für mittlere Drehzahl) und die Brennstoffausnützung wird erniedrigt.

Zwar wurde eine Anfahrvorrichtung vorgeschlagen, die eine Schlupfkupplung verwendet, dessen Schlupfverhältnis durch einen Mikrocomputer gesteuert wird, so daß ein Fahrzeug sanft anfahren kann, jedoch erfordert eine Vorrichtung dieser Bauart eine komplizierte und verwickelte Steuervorrichtung zur Erfassung der Fahrzeuglast und Motordrehzahl. Ferner tritt unvermeidlicherweise beim Anfahrvorgang eine Ansprechverzögerung bei der Steuerung auf, und diese Verzögerung verursacht eine mangelnde Anpassung zwischen der Betriebsweise eines Fahrers und das Anfahrverhalten wird verschlechtert.

Der Erfindung liegt die Hauptaufgabe zugrunde, eine Startvorrichtung zu schaffen, die in einem in einem Fahrzeug angeordneten Automatikgetriebe verwendet wird und die aus der Kombination einer Fliehkraft-Sperrkupplung und einer Schlupfkupplung besteht, die kostengünstige Einrichtungen darstellen und keine komplizierten Steuervorrichtungen erfordern, wobei die Startvorrichtung ein verbessertes Brennstoffausnützungsvermögen und eine verbesserte Steuerbarkeit durch Absorbierung steiler Lastmomentänderungen aufweist.

Zur Lösung der vorstehend aufgeführten Aufgabenstellung betrifft die Erfindung eine Startvorrichtung, die in einem Automatikgetriebe für eine Fahrzeug befestigt ist, das eine Flüssigkeitskupplung sowie eine Fliehkraft- Sperrkupplung aufweist, die eine Ausgangsseite und eine Eingangsseite der Flüssigkeitskupplung verbindet. Die Startvorrichtung ist erfindungsgemäß durch eine Schlupfkupplung gekennzeichnet, die unter der Bedingung arbeitet, daß ein Drehmoment wirksam ist, das eine bestimmte Größe überschreitet, und die in Reihe mit der Fliehkraft- Sperrkupplung liegt.

Es wird auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen, wonach beispielsweise in Startvorrichtungen (100 ₁), (100 ₂), (100 ₃) eine Flüssigkeitskupplung (40) und eine Fliehkraft- Sperrkupplung (50) vorgesehen sind, die eine Ausgangsseite (41) und eine Eingangsseite (42) der Flüssigkeitskupplung (40) verbindet, sowie eine Schlupfkupplung (110), die einen Schlupf aufweist, wenn das Drehmoment einen bestimmten Wert überschreitet, und die in Reihe mit der Fliehkraft-Sperrkupplung (50) liegt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schlupfkupplung (110) nach Fig. 1 aus einer Kupplungsscheibe (111), einer Kupplungsplatte (112) und einer konischen Scheibenfeder (113) aufgebaut, die sowohl der Kupplungsscheibe (111) als auch der Kupplungsplatte (112) eine bestimmte Druckkraft erteilt, wobei die Schlupfkupplung (110) abhängig von der bestimmten Druckkraft der konischen Scheibenfeder (113) eine bestimmte Drehmomentkapazität aufweist.

Als weiteres Ausführungsbeispiel ist eine Nockensteueranordnung (120) gemäß den Fig. 2 oder 3 in einem Leistungsübertragungsweg an der Ausgangsseite (41) der Flüssigkeitskupplung (40) angeordnet. Die Nockensteueranordnung (120) entwickelt eine Axialkraft entsprechend dem Lastmoment, und die von der Nockensteueranordnung (120) entwickelte Axialkraft wirkt auf die Schlupfkupplung (110), so daß die Schlupfkupplung (110) eine Drehmomentkapazität entsprechend dem Lastmoment aufweist.

Konkret gesprochen hat die Nockensteueranordnung (120) eine antriebsseitige Kurvenbahn (121) und eine abtriebsseitige Kurvenbahn (122), die beide relativ zueinander bewegbar sind. Bezüglich der Ausgangsseite (41) der Flüssigkeitskupplung (40) sind ein Turbinenrad (41 a) und eine Nabe (41 b) zur relativen Drehung zueinander ausgebildet, wobei die antriebsseitige Kurvenbahn (121) mit dem Turbinenrad (41 a) und die abtriebsseitige Kurvenbahn (122) mit der Nabe (41 b) verbunden ist und sich die Nockensteueranordnung (120) in der Schlupfkupplung (110) befindet.

Wird abhängig von obiger Anordnung beispielsweise gemäß Fig. 11 ein Fahrzeug angefahren, so befindet sich die Fliehkraft-Sperrkupplung (50) im ausgeschalteten Zustand, so daß Drehmoment vom Motor über die Flüssigkeitskupplung (40) an ein Automatikgetriebe übertragen wird, und ein Fahrzeug abhängig von der Ölströmung der Flüssigkeitskupplung (40) sanft anfährt (es wird auf den Sperre "AUS"-Bereich K Bezug genommen). Erreicht die Drehzahl an der Ausgangsseite (41) der Flüssigkeitskupplung (40) eine bestimmte Drehzahl, so beginnt die Sperrkupplung (50) Drehmoment zu übertragen (es wird auf den Sperre-Ausgangspunkt L-1 Bezug genommen), eine Drehmomentkapazität der Sperrkupplung (50) steigt steil an, bedingt durch die Zentrifugalkraft, die gemäß der Sperrmomentkapazitätskennlinie L auf ein Gewicht und einen Schuh einwirkt, und infolgedessen wird die Sperrkupplung (50) bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit eingekuppelt, womit die Brennstoffausnützung erhöht wird. Andererseits, selbst wenn die Sperrkupplung im eingekuppelten Zustand ist, falls eine große, durch Kickdown bedingte Last, ein plötzliches Bremsen und Hochschalten, etc. auf die Ausgangsseite einwirken oder durch Klopfen verursachte Schwingungen, etc. auf die Eingangsseite (42) wirken, so schlüpft die Schlupfkupplung (110), so daß die vorausgehend aufgeführten Lasten sanft absorbiert werden. Zu diesem Zeitpunkt läuft das Fahrzeug sanft, indem die vorausgehend aufgeführten Lasten sicher selbst bei hoher Geschwindigkeit absorbiert werden, da die Schlupfkupplung (110) eine Kupplungskennlinie (M) aufweist, die näherungsweise parallel zur Drehzahl der Ausgangsseite verläuft.

Dabei liegt im Sperre "EIN"-Bereich ein gänzlich Sperre "EIN"-Bereich (N) rechterhand der Drehmonentkapazitätskennlinie (L) der Sperrkupplung und unterhalb der Drehmomentkapazitätskennlinie (M) der Schlupfkupplung, wobei der gegenüber (N) unterschiedliche Bereich ein Schlupfbereich (D) ist. Ferner ist der Schlupfbereich in drei Bereiche unterteilt: einen Schlupfbereich der Fliehkraftkupplung (O ₁), einen Schlupfbereich der Fliehkraftkupplung und der Schlupfkupplung (O ₂), und einen Schlupfbereich der Schlupfkupplung (O ₃). Zusätzlich zu obigen Ausführungen bedeutet in Fig. 11 (R) eine Fahrtbelastung bei normaler Fahrt auf ebener Straße, und (E) bezeichnet das maximale Motormoment.

Bezüglich der Drehmomentkapazität der Schlupfkupplung (110) ist es möglich, das Drehmoment näherungsweise unabhängig von der Andruckkraft der konischen Scheibenfeder (113) konstant einzustellen, oder es gemäß Fig. 2 oder Fig. 3 entsprechend dem Lastmoment einzustellen.

Anders ausgedrückt, bei Fahrt mit mehr als einer bestimmten Geschwindigkeit (mehr als entsprechend dem Sperre­ Startpunkt L-1), schlupft die Schlupfkupplung (110), falls das Lastmoment infolge von Kickdown Hochschalten, Klopfen etc. sich plötzlich ändert, anschließend wird Leistung über die Flüssigkeitskupplung (40), deren Eingangsseite (42) und Ausgangsseite (41) sich relativ zueinander drehen, über die Turbine (41 a), die Nockensteueranordnung (120) und die Nabe (41 b) zum Hauptkörper des Automatikgetriebes übertragen. Dabei entwickelt die Nockensteueranordnung (120) eine Axialkraft entsprechend dem Lastmoment, so daß die Axialkraft auf die Schlupfkupplung (110) wirkt, und anschließend die Schlupfkupplung (110) die Drehmomentkapazität entsprechend dem Lastmoment erhöht. Entsprechend wird beispielsweise zum Zeitpunkt eines Kickdowns das Lastmoment einmal Null, worauf es steil ansteigt, die Schlupfkupplung (110) schlüpft, und das Drehmoment wird einmal durch die Flüssigkeitskupplung (40) übertragen. Infolgedessen steigt die Drehmomentkapazität der Schlupfkupplung (110) entsprechend dem Lastmoment an, so daß Leistung mit geringerem Schlupf oder ohne Schlupf übertragen wird. Nachdem dabei eine scharfe Laständerung einmal durch die Flüssigkeitskupplung (40) absorbiert wurde, was automatisch dem Auftreten von Schlupf entspricht, erhöht sich die Drehmomentkapazität der Schlupfkupplung (110) und die Drehung vom direkten Kupplungsübertragungsweg über die Fliehkraft-Sperrkupplung (50) wird zum Hauptkörper des Automatikgetriebes übertragen.

Die in den folgenden Ausführungsformen dargestellten Startvorrichtungen eignen sich für ein Automatikgetriebe, das ein durch Riemen angetriebenes, kontinuierliches regelbares Getriebe umfaßt, und ferner sind, ohne Beschränkung hierauf, die Startvorrichtungen ebenfalls für ein Automatikgetriebe geeignet, das zur Übertragung Zahnräder aufweist.

Schließlich sind die vorausgehend aufgeführten Vorrichtungen als "Startvorrichtung" bezeichnet, jedoch funktionieren sie, wie erläutert wurde, nicht immer zum Zeitpunkt des Starts, und sie funktionieren während der gesamten Laufzeit eines Fahrzeugs. Der Grund, warum die Vorrichtung als "Startvorrichtung" bezeichnet wird, liegt darin, daß sie in bemerkenswerter Weise zum Startzeitpunkt arbeitet, so daß der Ausdruck "Startvor­ richtungen" die beanspruchten Rechte nicht beschränkt.

Die Ziffern und Buchstaben, die in Klammern aufgeführt sind, beziehen sich auf die Zeichnung(en) und definieren nicht die Erfindung, auf die in der Einzelbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Bezug genommen wird; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Startvorrichtung;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung der Startvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung der Startvorrichtung entsprechend einer weiterhin modifizierten Ausführungsform;

Fig. 4(a), (b) vergrößerte Einzeldarstellungen der Nockensteueranordnung, die jeweils einen unterschiedlichen Zustand angeben;

Fig. 4(c) eine vergrößerte Einzeldarstellung der Nockensteueranordnung mit anderem Aufbau;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des kontinuierlich regelbaren Automatikgetriebes, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 6 eine Betriebstabelle für jedes Element an jeder Schaltposition;

Fig. 7 eine Gesamtquerschnittsdarstellung des kontinuierlich regelbaren Automatikgetriebes;

Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung der Fliehkraft- Sperrkupplung;

Fig. 9 eine schematische Darstellung des kontinuierlich regelbaren Automatikgetriebes, das die Startvorrichtung aufweist, die die Nockensteueranordnung verwendet;

Fig. 10 eine vergrößerte Stirnansicht des Verbindungsbereichs des Turbinenrads und der Nabe;

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Drehmomentkapazitäten der in bezug zur Erfindung stehenden Kupplungen;

Fig. 12 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Ausgangsdrehmoment;

Fig. 13 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Lastmoment und der übertragenen Drehmomentkapazität mit einem ein Distanzstück betreffenden Parameter; und

Fig. 14 eine graphische Darstellung der Drehmomentkapazität einer bekannten Fliehkraft- Sperrkupplung.

Es wird auf die bevorzugte Ausführungsform im einzelnen Bezug genommen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr zusammen mit den Zeichnungen in Verbindung mit einem kontinuierlich regelbaren Getriebe erläutert.

Zunächst wird der Entwurf eines kontinuierlich regelbaren Getriebes (12) gemäß Fig. 5 erläutert das eine Einzel­ planetengetriebeanordnung (20), eine riemengetriebene, kontinuierlich regelbare Getriebeanordnung (30), eine Übertragungsanordnung (80), ein Ausgangselement (70) mit einem Untersetzungsgetriebe (71) usw. aufweist, eine Vorwärts/Rückwärts-Schaltvorrichtung mit einer Zwillingsplanetengetriebeanordnung (90), eine Flüssigkeitskupplung (40), eine Startvorrichtung (100 ₁) mit einer Fliehkraft-Sperrkupplung (50) und eine Schlupfkupplung (110).

Bei der vorausgehend aufgeführten Planetengetriebeanordnung (20) ist ein Hohlrad (20 R) mit einer Sekundärwelle (30 a) der Getriebeanordnung (30) gekoppelt, ein Träger (20 C) ist mit einem Ausgangselement (70) gekoppelt, ein Sonnenrad (20 S) ist über die Übertragungsanordnung (80) mit einer Niedriggeschwindigkeit-Einwegkupplung (F) und einer Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) verbunden, die beide eine Arretiervorrichtung bilden, und das Sonnenrad (20 S) ist ferner über eine Hochgeschwindigkeit-Kupplung (C 2) mit einer Eingangswelle (60) gekoppelt.

Ferner hat die Doppelplanetengetriebeanordnung (90) ein Sonnenrad (90 S), das mit der Eingangswelle (60) gekuppelt ist, einen Träger (90 C), der mit einer Primärwelle (30 b) der riemengetriebenen, kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) gekoppelt ist, und ein Hohlrad (90 R), das mit einer Rückbremse (B 2) gekoppelt ist.

Abhängig von dem obigen Aufbau arbeiten alle Kupplungen, Bremsen und Einwegkupplungen in dem kontinuierlich regelbaren Getriebe (12) bei jeder Schaltposition wie in Fig. 6 angegeben ist. Die Markierung zeigt den Betrieb der Sperrkupplung (50) als Folge der Fliehkraft im erforderlichen Zeitpunkt.

Zur näheren Erläuterung ist eine Vorwärtskupplung (C 1) eingekuppelt, und die Niedriggeschwindigkeit-Einwegkupplung (F) arbeitet im Niedriggeschwindigkeitsmodus (L) des D-Bereichs. Dabei wird die Drehung der Motorkurbelwelle (101) über die Sperrkupplung (50) oder die Flüssigkeitskupplung (40) auf die Eingangswelle (60) übertragen, ferner wird die Drehung über die Vorwärtskupplung (C 1) unmittelbar auf das Sonnenrad (90 S) und den Träger (90 C) übertragen. Infolgedessen dreht sich die Doppelplanetengetriebeanordnung (90) zusammen mit der Eingangswelle (60) und überträgt die normale Drehung auf die Primärwelle (30 b) der riemengetriebenen kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30). An der riemengetriebenen kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) wird die wie erforderlich geschaltete Drehzahl von der Sekundärwelle (30 a) auf das Hohlrad (20 R) der Einzelplanetengetriebeanordnung (20) übertragen. Andererseits wird das Sonnenrad (20 S), das ein Stützelement gegen eine Reaktionskraft bildet, durch die Niedriggeschwindigkeit-Einwegkupplung (F) über die Übertragungsanordnung (20) arretiert, und daher wird die Drehung des Hohlrads (20 R) vom Träger (20 C) als verzögerte Drehung abgenommen und über das Untersetzungsgetriebe (71) und dgl. auf die Achse (73) übertragen.

Im Hochgeschwindigkeitsmodus (H) des D-Bereichs sind die Vorwärtskupplung (C 1) und ebenfalls die Hochgeschwindigkeit- Kupplung (C 2) eingekuppelt. In dieser Stufe wird die wie erforderlich, durch die riemengetriebene kontinuierlich regelbare Getriebeanordnung (30) geschaltete Drehzahl, wie bereits beschrieben wurde, von der Ausgangswelle (30 a) abgenommen, und diese normale Umdrehung wird dem Hohlrad (20 R) der Einzelplanetengetriebeanordnung (20) eingegeben, und zwar gleichzeitig während die Drehung der Eingangswelle (60) zum Sonnenrad (20 S) der Einzelplanetengetriebeanordnung (20) über die Hochgeschwindigkeit-Kupplung (C 2) und die Übertragungsanordnung (80) übertragen wird. Infolge der obigen Anordnung werden das Drehmoment des Hohrads (20 R) und des Sonnenrads (20 S) an der Planetengetriebeanordnung (20) kombiniert, und das kombinierte Drehmoment wird vom Träger (20 C) abgenommen. Zu diesem Zeitpunkt wird die der Reaktionskraft entgegengesetzte Drehung über die Übertragungsanordnung (80) dem Sonnenrad (20 S) übertragen, womit ein bestimmtes positives Drehmoment über die Übertragungsanordnung (80) ohne Vorliegen einer Drehmomentschleife übertragen wird.

Dieses kombinierte, vom Träger (20 C) abgenommene Drehmoment wird über das Untersetzungsgetriebe (71) auf die Achse (73) und sofort übertragen.

Hinsichtlich des Betriebs beim D-Bereich wird ein Drehmoment nicht übertragen, wenn ein Rückwärtsdrehmoment einwirkt (oder die Motorbremse wirksam ist), bedingt durch die Niedriggeschwindigkeit-Einwegkupplung (F) , während im S-Bereich das Drehmoment übertragen wird, wenn ein Rückwärtsdrehmoment wirksam ist, bedingt durch den Betrieb der Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) zusätzlich zu der Niedriggeschwindigkeit- Einwegkupplung (F).

Im R-Bereich sind die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) und die Rückbremse (B 2) im Betrieb. Dabei wird die Drehung der Eingangswelle (60) vom Träger (90 C) zur riemengetriebenen, kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) als Rücklaufdrehung übertragen, da das Hohlrad (90 R) arretiert ist. Andererseits ist das Sonnenrad (20 S) durch den Betrieb der Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) arretiert, die Rückwärtsdrehung der riemengetriebenen, kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) wird durch die Planetengetriebeanordnung (20) verzögert und vom Ausgangselement (70) abgenommen.

Die Ausführungsform zur Realisierung der Erfindung wird in Verbindung mit Fig. 7 weiter erläutert.

Das kontinuierlich regelbare Automatikgetriebe (12) hat ein Getriebegehäuse (15), das in drei Abschnitte aufteilbar ist. In diesem Getriebegehäuse (15) sind die Eingangswelle (60) und die Primärwelle (30 b) koaxial (in Reihe) frei drehbar angeordnet, wobei die erste Welle gebildet wird, und eine Ausgangswelle (30 a) der riemengetriebenen, kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) und eine Getriebewelle (70 a) sind frei drehbar koaxial (in Reihe) angeordnet, wobei die zweite Welle gebildet wird. Ferner liegen auf der ersten Welle, die durch eine Fliehkraftkupplung gebildete Sperrkupplung (50), die Flüssigkeitskupplung (40), eine aus einer Schlupfkupplung (110) bestehende Startvorrichtung (100 ₁), die Vorwärtskupplung (C 1), die Hochgeschwindigkeit- Kupplung (C 2), die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1), die Rückbremse (B 2), ein aus der Niedriggeschwindigkeit-Einwegkupplung bestehender Betriebsabschnitt (10), die eine Vorwärts/Rückwärts- Schaltvorrichtung bildende Doppelplanetengetriebeanordnung (90) und eine Ölpumpe (17). Auf der zweiten Welle ist die Einzelplanetengetriebeanordnung (20) angeordnet.

Schließlich wird die Startvorrichtung (100 ₁) in Verbindung mit Fig. 1 im einzelnen erläutert. Die Flüssigkeitskupplung (40) hat ein Kupplungsgehäuse (43), das mit einer (in Fig. 7 dargestellten) Motorkurbelwelle (101) gekoppelt ist. Dieses Kupplungsgehäuse (43) weist ein die Eingangsseite darstellendes Pumpenrad (42) auf, und ein Rotor (s. Fig. 7) der Flüssigkeitspumpe (17) ist mit einer Nabe (43 a) des Kupplungsgehäuses (43) verbunden. Ein Turbinenrad (41 a), das eine Ausgangsseite (41) bildet, ist gegenüber dem Pumpenrad (42) installiert, und dieses Pumpenrad (41 a) ist mittels eines Stifts (46) mit einer Nabe (41 b) gekoppelt. Die Nabe (41 b) ist über Drucklager (45, 45) an einem Gehäuse (43) angeordnet und gehalten, und diese Nabe (41 b) ist mit der Eingangwelle (60) verkeilt. Ferner hat die Nabe (41 b) einen Torsionsdämpfer (102), dessen einer Ansatz (102 a) durch einen Stift (46) verschraubt ist und dessen anderer Ansatz (102 b) sich zur Schlupfkupplung (110) erstreckt. Die Schlupfkupplung (110) hat eine Kupplungsnabe (115), eine mit der Kupplungsnabe (115) verbundene Kupplungsplatte (112), die durch einen Schnappring (116) positioniert wird, eine mit dem Ansatz (102 b) des vorausgehend erwähnten Torsionsdämpfers verbundene Kupplungsscheibe (111), und eine konische Tellerfeder (113), die diesen Platten und der Scheibe eine gewisse Andruckkraft verleiht. Die Schlupfkupplung (110) hat, abhängig von der konischen Tellerfeder (113), eine gewisse Drehmomentkapazität. Eine Scheibe (51), die die Kupplungsnabe (115) festlegt, und durch den Ansatz (102 b) des Torsionsdämpfers und die Nabe (41 b) mit zulässiger Drehung gehalten wird, erstreckt sich in Radialrichtung, und über der Scheibe (51) ist die Fliehkraft-Sperrkupplung (50) installiert.

Die Fliehkraft-Sperrkupplung (50) hat gemäß Fig. 8 ein Gewicht (52), einen ein Reibelement (53 a) aufweisenden Schuh (53) und eine Rückholfeder (55), die eine Blattfeder umfaßt, dessen beide Enden an einem Stift (54) gehalten werden, der an der vorausgehend aufgeführten Scheibe (51) angebracht ist. Diese Rückholfeder (55) steht in Anlage mit einem Rand (53 b) im Innern des Schuhs (53) und veranlaßt sowohl das Gewicht (52) als auch den Schuh (53), sich ständig nach innen zurückzudrehen. Infolgedessen bringt die Sperrkupplung (50), sobald die Fliehkraft einwirkt, mittels dieser Kraft unter Verbiegen der Rückholfeder (55) das Reibelement (53 a) in Anlage mit der Innenseite des Kupplungsgehäuses (43) und überträgt ein Moment. Dank des vorstehenden Aufbaus hat die Sperrkupplung (50) gemäß Fig. 11 eine Drehmomentkapazität in Form einer steil ansteigenden Kurve.

Eine Hohlwelle (60 a) ist mit der Eingangswelle (60) mittels einer Keilnut verbunden, und an der Motorseite der Hohlwelle (60 a) ragt ein Vorsprung (15 a) aus einem Gehäuse (15), und dieser Vorsprung (15 a) trägt über ein Lager ein eingangsseitiges Kettenrad (81). Ferner ist der Nabe dieses Kettenrads (81) über ein Freilaufrad (F) mit dem Vorsprung (15 a) verbunden. Ein Flansch steht radial vom Kettenrad (81) ab, und die Innenseite des Flansches ist mit der eingangsseitigen Hohlwelle (60 a) über die Hochgeschwindigkeit-Kupplung (C 2) verbunden, die aus einer Mehrscheibenkupplung besteht, während zwischen der Außenseite des Flansches und dem Getriebegehäuse (15) die Niedrigdrehzahl-Freilauf- und Rückbremse (B 1) installiert ist, die aus einer Mehrfachscheibenkupplung besteht. Andererseits ist das Sonnenrad (90 S) (s. Fig. 5) der Doppelplanetengetriebeanordnung (90) mittels einer Keilnut an einem Endabschnitt der Eingangswelle (60) aufgebracht und ein Flansch steht radial vom Endabschnitt ab. Ferner umschließt der Endabschnitt der Eingangswelle (60) die Primärwelle (30 b) der riemengetriebenen, kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30), und der Endabschnitt der Eingangswelle (60) und die Primärwelle (30 b) sind in Reihe angeordnet. Ferner ist eine Einstellnockenanordnung (34) an der Primärwelle (30 b) befestigt, und eine eingangsseitige Nocke (34 a) der Einstellnockenanordnung (34) ist mittels einer Keilnut am Träger (90 C) befestigt. Fernerhin hält der Träger (90 C) ein erstes Ritzel (90 P 1) und ein zweites Ritzel (90 P 2), ein Verbindungselement ist radial installiert, und die Vorwärtskupplung (C 1), die aus mehreren Scheiben besteht, liegt zwischen einer inneren Keilnut, die auf einem Rand des Verbindungselements hergestellt ist, und der äußeren Keilnut des Flansches. Ferner ist ein Halteelement, das das Hohlrad (90 R) befestigt, an dem Trägeransatz gehalten, und die Rückbremse (B 2) liegt zwischen einer Keilnut, die an einem Außenrand des Halteelements gefertigt ist und der am Getriebegehäuse (15) angebrachten Keilnut.

Eine Betätigungseinheit (11) ist in einem Bereich zwischen der Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) und der Hochgeschwindigkeit-Kupplung (C 2) einerseits und der Rückbremse (B 2) und der Vorwärtskupplung (C 1) andererseits angeordnet. Die Betätigungseinheit wird durch ein Vorwärts/Rückwärts-Schaltbetätigungselement (11 a) und ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb/ Niedriggeschwindigkeitsbetrieb-Schaltbetätigungselement (11 b) gebildet. Die Betätigungseinheit (11) hat einen Motor (130) für das Vorwärts/Rückwärts-Schalten und einen Motor (131) für das Hochgeschwindigkeit/ Niedriggeschwindigkeit-Schalten, die mittels eines bestimmten umfangsseitigen Abstands getrennt voneinander angeordnet sind. Diese Motoren sind Motoren mit umlaufendem Magnetfeld, wie beispielsweise ein Kommutatormotor und ein Schrittmotor, etc., und ein Elektromotor, wie beispielsweise ein Servomotor und ein Ultraschallmotor. Die Motoren haben eine Haltevorrichtung wie beispielsweise eine elektromagnetische Bremse, um eine bestimmte Drehstellung der Motoren festzuhalten. An der Innenseite des Motors (130) und des Motors (131) ist ein Innengewindeabschnitt am Getriebegehäuse (15) befestigt, und der Innengewindeabschnitt steht über Kugeln in Eingriff mit Außengewindeabschnitten. Die Außengewindeabschnitte für die Vorwärts/Rückwärts- Schaltvorrichtung und die Hochgeschwindigkeitsbetrieb/ Niedriggeschwindigkeitsbetrieb-Schaltvorrichtung liegen Seite an Seite. Ferner stehen diese Außengewindeabschnitte mit den vorausgehend aufgeführten Motoren (130) und (131) über das Ausgangsgetriebe in Eingriff. Verbindungselemente (133) und (135) sind an jedem Außengewindeabschnitt befestigt. Das mit dem Motor (130) für die Vorwärts/ Rückwärts-Schaltvorrichtung verbundene Verbindungselement (133) erfaßt die Vorwärtskupplung (C 1) durch eine Axialbewegung in einer Richtung, und erfaßt die Rückbremse (B 2) durch eine Bewegung in der anderen Richtung. Das Verbindungselement (135) erfaßt die Hochgeschwindigkeit- Kupplung durch eine Axialbewegung in eine Richtung, und erfaßt die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) durch eine axiale Bewegung in der anderen Richtung.

Die riemengetriebene, kontinuierlich regelbare Getriebeanordnung (30) hat eine primäre Riemenscheibe (31), eine sekundäre Riemenscheibe (32) und einen um die Riemenscheiben (31) und (32) gelegten Treibriemen. Sowohl die primäre als auch die sekundäre Riemenscheibe haben stationäre Scheiben (31 a, 32 a und bewegliche Scheiben (31 b, 32 b). Ferner ist eine Einstellnockenanordnung (34) auf der primären Riemenscheibe (31) montiert. Die Einstellnockenanordnung (34) hat einen an der primären Welle (30 b) befestigten starren seitlichen Nocken (34 a), und einen beweglichen seitlichen Nocken (34 b), der über eine konische Tellerfeder mit einer Andruckkraft in Anlage mit der stationären Scheibe (31 a) gelangt, so daß die Einstellnockenanordnung (34) eine Axialkraft im Verhältnis zur Drehmomentübertragung liefert. Ferner wird die bewegliche Scheibe (31 b) an einer Nabe der stationären Scheibe (31 a) über eine Kugel-Nutung gehalten, wobei nur eine Gleitbewegung zugelassen ist, und eine Kugel- Schraubanordnung (35) ist an der Rückseite der beweglichen Scheibe (31) installiert. Bezüglich der Kugel- Schraubanordnung (35) ist ein Bolzenabschnitt (35 a) derart montiert, daß jegliche Drehstellung des Bolzenabschnitts (35 a) gegen das Getriebegehäuse (15) festgelegt ist, und der Bolzenabschnitt (35 a) ist an einem Einstellelement (38) befestigt, das mit der Eingangswelle (30 b) gekoppelt ist, wobei keine Gleitbewegung zugelassen ist. Dabei ist ein Mutterabschnitt (35 b) mit der beweglichen Scheibe (31 b) über ein Drucklager verbunden, so daß sich der Mutterabschnitt (35 b) axial mit der beweglichen Scheibe (31 b) bewegt. Bezüglich der sekundären Riemenscheibe (32) ist eine stationäre Scheibe (32 a) an der Ausgangswelle (30 a) befestigt, so daß die stationäre Scheibe (32 a) und die Ausgangswelle (30 a) am Getriebegehäuse (15) drehbar gehalten werden, während die bewegliche Scheibe (32 b) an der Ausgangswelle (30 a) über eine Kugelnutung gehalten wird, wobei nur eine Gleitbewegung zugelassen ist. Ferner ist eine Kugel- Schraubanordnung (36) an der Rückseite der beweglichen Scheibe (32 b) installiert, und ein Bolzenabschnitt (36 a) ist derart montiert, daß jegliche Drehstellung des Bolzenabschnitts (36 a) gegen das Getriebegehäuse (15) festgelegt ist, und der Bolzenabschnitt (36 a) ist an einem Einstellelement (39) befestigt, das mit der Ausgangswelle (30 a) gekoppelt ist, wobei keine Gleitbewegung zugelassen ist. Ein Mutterabschnitt (36 b) ist mit der beweglichen Scheibe (32 b) über ein Drucklager verbunden, so daß sich der Mutterabschnitt (36 b) axial mit der beweglichen Scheibe (32 b) bewegt.

Zwischen der primären Riemenscheibe (31) und der sekundären Riemenscheibe (32) wird eine Betätigungswelle (160) drehbar gehalten. Ein kreisförmiges Zahnrad (161) und ein nicht-kreisförmiges Zahnrad (162) sind an der Betätigungswelle (160) befestigt, und das kreisförmige Zahnrad (161) steht in Eingriff mit einem kreisförmigen Zahnrad (35 c), das am Mutterabschnitt (35 b) der primären Riemenscheibe (31) befestigt ist, während das nicht-kreisförmige Zahnrad (162) in Eingriff mit einem spiralförmigen, nicht-kreisförmigen Zahnrad (36 c) steht, das auf dem Mutterabschnitt (36 b) der sekundären Riemenscheibe (32) befestigt ist. Das kreisförmige Zahnrad (161) ist mit einem Ausgangszahnrad (166 a) eines Schaltmotors (166) über zwei Reihen von Rädern (165) verbunden, die durch ein Zahnrad mit Stirnverzahnung oder mit Schrägverzahnung gebildet werden. Der Schaltmotor ist ein Elektromotor, und eine Elektromagnetbremse (167) ist auf der Ausgangswelle (166 a) montiert. Die Elektromagnetbremse (167) ist wirksam, wenn der Motor (166) stromlos ist, so daß die primäre Riemenscheibe (31) und die sekundäre Riemenscheibe (32) in einer bestimmten Schaltposition gehalten werden, ungeachtet der Zahnradreihen (165) und der Kugel-Schraubanordnungen (35, 36), die sich zu einer reversiblen Übertragung eignen.

Die Einzelplanetengetriebeanordnung (20) ist auf der Getriebewelle (70 a) montiert, die die zweite Welle bildet, und das Hohlrad (20 R) ist mit einem Flansch der Ausgangswelle (30 a) der riemengetriebenen, kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) verbunden. Ein Kettenrad (82), das auf dem gleichen Element gebildet ist, auf dem das Sonnenrad (20 S) gebildet ist, wird auf der Getriebewelle (70 a) gehalten, und ferner ist der Träger (20 C) der das Ritzel (20 P) drehbar trägt auf der Getriebewelle (70 A) befestigt.

Andererseits ist eine geräuscharme Kette (83) um das Kettenrad (82) und das Kettenrad (81) gelegt, das durch die Niedriggeschwindigkeit-Einwegkupplung (F) gehalten wird. Diese Kettenräder (81) und (82) und die geräuscharme Kette (83) bilden die Übertragungsanordnung (80).

Die Getriebewelle (70 a) und ein Zahnrad (71 a) werden gemeinsam gebildet, und die Getriebewelle (70 a) und das Zahnrad (71 a) bilden das Ausgangselement (70), und das Zahnrad (71 a) steht in Eingriff mit einem Zahnrad (71 c), das auf einer Zwischenwelle (72) befestigt ist. Ferner ist ein kleines Zahnrad (71 d) auf der Zwischenwelle (72) befestigt, und das Zahnrad (71 d) steht in Eingriff mit einem Hohlrad (75 a), das auf einer Differentialgetriebeanordnung (75) befestigt ist, und anschließend ist die Untersetzungsgetriebeanordnung (71) ausgebildet. Ferner erstreckt sich von der Differentialgetriebeanordung (75) eine rechte und linke Vorderachswelle (73) weg.

Es wird der Betrieb einer Ausführungsform erläutert.

Die Drehung der Motorkurbelwelle (101) wird auf ein Verbindungsgehäuse (43) der Startvorrichtung (100 ₁) übertragen. Über eine Flüssigkeitsströmung wird die Drehung der Motorkurbelwelle (101) ferner vom Pumpenrad (42) der Flüssigkeitskupplung (40) auf ein Turbinenrad (41 a) übertragen und von der Nabe (41 b) zur Eingangswelle (60). Zu diesem Zeitpunkt beim Startvorgang des Fahrens ist die Drehzahl der Eingangswelle (60) und der Nabe (41 b) niedrig so daß die Fliehkraft, die auf das Gewicht (52) und den Schuh der Sperrkupplung (50) wirkt die über die Nabe (41 b) und die Schlupfkupplung (110) verbunden ist, gering ist. Die Sperrkupplung (50) ist in einem trennenden Zustand (siehe den Sperre "AUS"-Bereich (K) in Fig. 11), worauf die Drehung der Motorkurbelwelle nur über die Flüssigkeitskupplung (40) übertragen wird, so daß das Fahrzeug sanft anfährt. Sobald die Drehung der Nabe (41 b) eine bestimmte Drehzahl erreicht (den Sperre- Startpunkt L ₁), so berührt das Reibelement (53 a) die Innenseite des Gehäuse (43) infolge der Fliehkraft, die auf das Gewicht (52) und den Schuh (53) wirkt. Infolge dieser Bewegung beginnt die Sperrkupplung (50) Drehmoment zu übertragen und läßt die Drehmomentkapazität steil ansteigen (Drehmomentkapazitätskennlinie L). Da somit die Sperrkupplung (50) während der vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeit (s. Punkt L ₂ in Fig. 11) vollständig eingelegt (connected) ist, wird die Brennstoffausnützung erhöht. Andererseits, selbst bei dem Betriebszustand, wo die Sperrkupplung (50) eingelegt ist, falls eine große Last, die durch Kickdown, plötzliches (Not)bremsen, Hochschalten, etc. verursacht wird, auf die Ausgangsseite (41) wirkt, oder falls eine steile Lastabweichung durch eine Schwingung an der Eingangsseite auftritt, die durch Motorklopfen, etc. verursacht ist, schlüpft die Schlupfkupplung (110), so daß die vorausgehend aufgeführte außergewöhnliche Last oder Schwingung sanft absorbiert wird (s. Schlupfbereich O ₂, O ₃). Bei diesem Betriebsbereich hat die Schlupfkupplung (110) eine näherungsweise konstante Kupplungskapazitätskennlinie (M) über die Drehzahl (Upm), die vorausgehend aufgeführten Belastungen werden selbst bei Lauf mit hoher Drehzahl sicher absorbiert, so daß ein gleichmäßiger Lauf erhalten wird.

Im D-Bereich und S-Bereich ist der Motor (130) für die Vorwärts/Rückwärts-Schaltvorrichtung in der Ausgangsposition, die Vorwärtskupplung (C 1) ist durch die Druckkraft der konischen Tellerscheibe im eingerückten Zustand, während die Rückbremse (82) sich im gelösten Zustand befindet. Unter dieser Bedingung drehen sich das Sonnenrad (90 S) und der Träger (90 C) der Doppelplanetengetriebeanordnung (90) zusammen, entsprechend läuft das Hohlrad (90 R) ebenfalls zusammen um, worauf diese normale Drehung der Eingangswelle (30 b) der riemengetriebenen kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) übertragen wird. Die Drehung der Eingangswelle (30 b) wird auf die Nockenanordnung (34) übertragen und über die stationäre Scheibe (31 a) der primären Riemenscheibe (31) und die Kugel-Nutung auf die bewegliche Scheibe (31 b). Zu diesem Zeitpunkt wirkt die Nockenanordnung (34) auf die Axialkraft, die proportional zum Eingangsdrehmoment an der Eingangswelle (30 b) ist, auf die Rückseite der stationären Scheibe (31 a) über die Tellerfeder ein, die in der Nockenanordnung (34) installiert ist, während die bewegliche Scheibe (31 b) durch die Kugel-Schraubanordnung (35), die ihre Position abhängig von einem bestimmten Schaltverhältnis festlegt, in einer bestimmten Stellung gehalten wird. Infolgedessen wirkt eine Reaktionskraft gleich der Axialkraft über das Drucklager auf die Rückseite der beweglichen Scheibe (41 b), und dadurch hält die primäre Riemenscheibe (31) den Riemen (33) mittels einer Kraft, die dem Eingangsmoment proportional ist. Ferner wird die Drehung des Riemens (33) auf die sekundäre Riemenscheibe (32) übertragen und ferner auf die Ausgangswelle (30 a). Ist der Riemenantrieb in Betrieb und wird der Schaltmotor (166) abhängig von den Signalen eines jeden Sensors zur Erfassung der Drosselklappenöffnung, der Fahrzeuggeschwindigkeit, etc. betrieben, so wird die Betätigungswelle (160) über die Zahnradreihen (165) gedreht. Infolge der Drehung der Betätigungswelle (160) dreht sich der Mutterabschnitt (35 b) der Kugel-Schraubanordnung (35) durch das kreisförmige Zahnrad (161) und (35 c), und der Mutterabschnitt (36 b) der sekundären Riemenscheibe (32) dreht sich durch das nicht­ kreisförmige Zahnrad (162) und (36 c). Als Folge dieser Bewegungen entwickelt sich eine Relativdrehung zwischen den Mutterabschnitten (35 b, 36 b) und den Bolzenabschnitten (35 a, 36 b), die am Getriebegehäuse (15) ohne Zulassung einer Drehung befestigt sind. Infolgedessen bewegt die Kugel-Schraubanordnung (35, 36) die beweglichen Scheiben (31 b, 32 b) über die Drucklager, so daß die primäre Riemenscheibe (31) und die sekundäre Riemenscheibe (32) einen bestimmten effektiven Durchmesser festsetzen, womit das vorgegebene Drehmomentverhältnis erhalten wird.

Ferner wird die Drehung der Ausgangswelle (30 a) der riemengetriebenen, kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) auf das Hohlrad (20 R) der Planetengetriebeanordnung (20) übertragen und weiter über den Träger (20 C) zur Getriebewelle (70 a).

Im Niedriggeschwindigkeitsbetrieb (L) des D-Bereichs arbeitet das Betätigungselement (11 b) für das Schalten des Hochgeschwindigkeits- bzw. Niedriggeschwindigkeitsbetriebs unter der Bedingung, daß der Motor (131) sich um einen bestimmten Betrag dreht, und an einer bestimmten Position anhält, abhängig von den von der Steuereinheit (C) ausgesandten Signalen. Das Verbindungselement (135) bewegt sich geringfügig. Unter dieser Bedingung wird die Hochgeschwindigkeit-Kupplung (C 2) gelöst und die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) wird gelöst. Infolgedessen ist die Niedriggeschwindigkeit-Einwegkupplung (F) in Bewegung, während der Drehmomentübertragung vom Hohlrad (20 R) zum Träger (20 C), jedoch wird das Sonnenrad (20 S) von der Niedriggeschwindigkeit-Einwegkupplung (F) über die Übertragungsanordnung (80) angehalten. Dabei wirkt die Einzelplanetengetriebeanordnung (20) als Untersetzungsanordnung. Infolgedessen wird die Drehung der Ausgangswelle (30 a) der riemengetriebenen kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) allein durch die Einzelplanetengetriebeanordnung (20) verzögert, und die Drehung wird ferner durch die Untersetzungsgetriebeanordnung (71) verzögert, die sich aus dem Zahnrad (71 a), dem Zahnrad (71 c), der Zwischenwelle (72), dem Zahnrad (71 d) und dem Getriebegehäuse (75 a) zusammensetzt, wobei die Drehung über das Diffential (75) zur rechten und linken Vorderachswelle (73) übertragen wird.

Erreichen die Drosselklappenöffnung und die Fahrzeuggeschwindigkeit einen bestimmten Wert, so dreht sich der Elektromotor (131) für die Schaltvorrichtung für den Betrieb mit hoher bzw. niedriger Geschwindigkeit zurück zur Ausgangsposition, abhängig von den Signalen aus der Steuereinheit (C). Dabei ist die Hochgeschwindigkeit-Kupplung (C 2) eingekuppelt, und die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) ist gelöst. Somit wird eine bestimmte Drehung auf das Hohlrad (20 R) der Planetengetriebeanordnung (20) über die riemengetriebene, kontinuierlich regelbare Getriebeanordnung (30) übertragen, und die Drehung der Eingangswelle (60) wird über die Hochgeschwindigkeit-Kupplung (C) auf das Kettenrad (81) übertragen und über die Übertragungsanordnung (80) weiter zum Sonnenrad (20 S). Als Folge dieser Bewegung werden das Drehmoment, das kontinuierlich an der riemengetriebenen kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) geschaltet wird und das Drehmoment, das über die Übertragungsanordnung (80) übertragen wird, in der Planetengetriebeanordnung (20) kombiniert, und das kombinierte Drehmoment wird vom Träger (20 C) auf die Getriebewelle (70 a) übertragen. Ferner wird, wie bei dem vorausgehenden Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit angegeben wurde, die auf die Getriebewelle (70 a) übertragene Drehung über die Untersetzungsgetriebeanordnung (71) und das Differential (75) auf die rechte und linke Vorderachswelle (73) übertragen.

Im Niedriggeschwindigkeitsbetrieb (L) des S-Bereichs dreht sich der Motor (131) für die Schaltanordnung für Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitsbetrieb abhängig von den von der Steuereinheit (C) ausgesandten Signalen. Mit Hilfe der Kugel-Schraubanordnung (132) bewegt sich das Verbindungselement (135) um die Kupplung (C 2) zu lösen, indem die von der konischen Tellerfeder entwickelte Andruckkraft weggenommen wird, und um die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) einzulegen. Bei diesem Zustand wird das Kettenrad (81) durch die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) sowohl an einer Vorwärts- als auch Rückwärtsdrehung gehindert so daß die von einem negativen Drehmoment, wie beispielsweise einer Motorbremsung, etc. verursachte Drehung ebenfalls verhindert wird. Der Hochgeschwindigkeitsbetrieb des S-Bereichs ist der gleiche wie jener des D-Bereichs.

Im R-Bereich wird der Elektromotor (130) für die Schaltvorrichtung für Vorwärts/Rückwärts durch das Signal von der Steuereinheit C mit Strom versorgt, so daß die Kugel-Schraubanordnung (132) eine Relativdrehung ausführt. Die Verbindungsanordnung (133) wird bewegt, anschließend wird die Vorwärts-Kupplung (C 1) gelöst und die Rückbremse (B 2) angezogen. Gleichzeitig dreht sich der Motor (131) für die Schaltvorrichtung für Hochgeschwindigkeits-/ Niedriggeschwindigkeitsbetrieb, und die Hochgeschwindigkeit-Kupplung (C 2) wird gelöst, und die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) eingelegt. In diesem Zustand wird in der Doppelplanetengetriebeanordnung (90) das Hohlrad (90 R) durch die Rückbremse (B 2) angehalten, die Drehung der Eingangswelle (60) wird vom Sonnenrad (90 S) über die Ritzel (90 P 1, 90 P 2) auf den Träger (90 C) übertragen, worauf die Drehung von Träger (90 C) als verzögerte Rückwärtsdrehung aufgenommen wird, und die Drehung wird ferner auf die Eingangswelle (30 b) der riemengetriebenen, kontinuierlich regelbaren Getriebeanordnung (30) übertragen. Ausgehend vom Sonnenrad (20 S) der Einzelplanetengetriebeanordnung (20) wirkt das Reaktionsmoment auf das Kettenrad (81) als Rückwärtsdrehung über die Übertragungsanordnung (80), jedoch ist die Niedriggeschwindigkeit-Freilauf- und Rückbremse (B 1) wirksam um die Bewegung des Kettenrads (81) anzuhalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Startvorrichtung (100 ₂) die teilweise abgeändert ist, wird nunmehr in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Diese Startvorrichtung (100 ₂) eignet sich am besten zur Montage in einem kontinuierlich regelbaren Automatikgetriebe (12), wie in Fig. 9 dargestellt ist.

Die Startvorrichtung (100 ₂) hat ebenfalls die Flüssigkeitskupplung (40), die sich aus der Eingangsseite (42) und der Ausgangsseite (41) zusammensetzt, sowie der Fliehkraftsperrkupplung (50), der Schlupfkupplung (110) und einer Nockenanordnung (120), die eine Axialkraft entsprechend dem zugeführten Drehmoment entwickelt, und die eine derartige Axialkraft auf die Schlupfkupplung (110) ausübt. Anders ausgedrückt, die Nockenanordnung (120) besteht aus zwei stirnseitigen Nocken, nämlich einen betätigenden Nockenabschnitt (121) und einen betätigten Nockenabschnitt (122), und die Stirnseiten beider Nockenabschnitte (121, 122) haben gemäß Fig. 4 Anzüge (121 a, 122 a), zwischen welchen eine Rolle (123) angebracht ist. Die Ausgangsseite (41) der Flüssigkeitskupplung (40) ist in ein Turbinenrad (41 a) und eine Nabe (41 b) unterteilt. Zwischen dem Turbinenrad (41 a) und der Nabe (41 b) ist ein Lager (47) angebracht, und infolgedessen führen das Turbinenrad (41 a) und die Nabe (41 b) eine Relativdrehung zueinander aus. Wie Fig. 10 im einzelnen zeigt, sind am Turbinenrad (41 a) und einer Nabe (41 b), die neben dem Lager (47) liegen, eine konkave Nut (41 a ₁) und eine Klaue (41 b ₁) ausgebildet, die zusammenwirken, um die relative Drehung auf eine bestimmte Größe zu regulieren. Infolge des vorausgehend angegebenen Aufbaus wird die Rolle (123) daran gehindert, sich über einen konvexen Bereich der Nockenfläche zu bewegen, selbst wenn das an den beiden Nockenabschnitten (121, 122) angebrachte Reibelement abgenützt ist. Der betätigende Nockenabschnitt (121) ist mit dem Turbinenrad (41 a) verbunden, wobei nur eine Gleitbewegung zulässig ist, und der betätigte Nockenabschnitt (122) ist mittels einer Keilnut mit der Nabe (41 b) verbunden. Ferner hat die Schlupfkupplung (110) eine Kupplungsnabe (114), zwei mit der Nabe (113) verbundene Kupplungsplatten (112), eine mittels einer Keilnut mit der Nabe (41 b) verbundene Kupplungsscheibe (111), und eine konische Tellerfeder (113), die durch einen Schnappring (116) gehalten wird, und die an die vorstehend erwähnten Kupplungsplatten (112) und die Kupplungsscheibe (111) eine bestimmte Andruckkraft liefert. Zwischen den beiden Kupplungsplatten (112, 112) ist die Nockenanordnung (120) angeordnet. Ferner ist ein Distanzstück (117) vorgesehen, das den Raum zwischen den Kupplungsplatten (112, 112) auf einer bestimmten Größe hält. Die Kupplungsnabe (114) ist an einer Scheibe (51 a) befestigt, die sich in radialer Richtung erstreckt, und der Rand dieser Scheibe (51 a) wird an der Nabe (41 b) und dem Kupplungsgehäuse (43) frei drehbar gehalten. Der obere Rand der Scheibe (51 a) ist mit einem Torsionsdämpfer (102) verbunden. An der Außenseite dieses Torsionsdämpfers (102) erstreckt sich eine weitere Scheibe (51 b) in Radialrichtung, und am oberen Rand dieser Scheibe (51 b) ist die Fliehkraftsperrkupplung (50) installiert die die gleiche wie bei der vorausgehenden Ausführungsform ist.

Bei der Startvorrichtung (100 ₂) wird, wie auch bei der Startvorrichtung (100 ₁) in dem Bereich (K) unterhalb des Sperrestartpunkts (L ₁) der Sperrkupplung (50), Leistung über die Flüssigkeitsströmung der Flüssigkeitskupplung (40) übertragen, und das Fahrzeug fährt sanft an. Überschreitet die Drehzahl den bestimmten Punkt (L ₁, L ₂), so wird die Fliehkraftsperrkupplung (50) eingekuppelt, so daß die Drehung der Motorkurbelwelle (101) über die Fliehkraftsperrkupplung (50) und die Reibung der Schlupfkupplung (110) durch den Druck des Torsionsdämpfers (102) und der konischen Tellerfeder (113) verursacht wird, auf die Nabe (41 b) und die Eingangswelle (60) übertragen wird. Tritt dabei im übertragenen Drehmoment durch Kickdown, Hochschalten, Klopfen, etc. eine plötzliche Laständerung auf, so schlupft die Schlupfkupplung (110) (Schlupfbereich O ₂, O ₃), und infolgedessen überträgt die Flüssigkeitskupplung (40) bei relativer Drehung der Eingangsseite (42) und der Ausgangsseite (41) Leistung zum Turbinenrad (41 a), zur Nockenanordnung (120), zur Nabe (41 b) und zur Eingangswelle (60). Zu diesem Zeitpunkt drehen sich der betätigende Nocken (121) und der betätigte Nocken (122) der Nockenanordnung (120) relativ zueinander im Verhältnis zum übertragenen Drehmoment wie in Fig. 4 (a), (b) dargestellt ist, und eine weitere Abweichung zwischen den Anzügen (121 a, 122 a), die durch die genannte Relativdrehung verursacht wird, entwickelt eine Axialkraft. Die diesem übertragenen Drehmoment entsprechende Axialkraft wirkt auf die Schlupfkupplung (110) zusätzlich zur Andruckkraft der konischen Tellerfeder (113), womit die Axialkraft und die Andruckkraft der konischen Tellerfeder (113) die Kupplungsplatten (112) und die Kupplungsscheibe (111) zusammendrücken, so daß die Drehmomentkapazität der Schlupfkupplung (110) entsprechend dem Anstieg des übertragenen Drehmoments erhöht wird. Wird entsprechend, beispielsweise zum Zeitpunkt eines Kickdowns, das übertragene Drehmoment einmal Null, so steigt jedoch bald darauf das übertragene Drehmoment stark an, und die Schlupfkupplung (110) schlüpft während des starken Drehmomentanstiegs, womit der starke Drehmomentanstieg absorbiert und das Fahrzeug sanft beschleunigt wird. Anschließend steigt die Drehmomentkapazität der Schlupfkupplung (110) entsprechend dem übertragenen Drehmoment an, und Leistung wird bei geringem Schlupf der Schlupfkupplung (110) oder ohne Schlupf übertragen. Daher ist, selbst in einem Bereich hoher Drehmomentbelastung, ein hoher Übertragungswirkungsgrad vorhanden, abhängig von der Fliehkraftsperrkupplung (50) mit geringerem Schlupf der Schlupfkupplung (110) oder ohne Schlupf derselben. Hat ferner gemäß Fig. 12 die Sperrkupplung wie übliche Kupplungen eine Kennlinie, bei welcher die Kurven, die das Ausgangsmoment über der Fahrzeuggeschwindigkeit angeben, eine positive Neigung gegenüber der Koordinate nach Fig. 12 hat, so tritt, falls ein Kickdown bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V ₁) vorliegt, und das Gesamtdrehmomentverhältnis "i" sich von i ₁ auf i ₂ ändert, ein Schlupf über eine gerade Linie (I ₁) auf. Dagegen ist bei dieser Ausführungsform, da die Schlupfkupplung eine Kennlinie hat, deren Kurven, die das Ausgangsdrehmoment über der Fahrzeuggeschwindigkeit darstellen, parallel zur Koordinate nach Fig. 12 verlaufen, selbst bei Schlupf der Wert des Schlupfes gleich I ₂, d. h. der Schlupf ist um "a" kleiner entsprechend dem Unterschied: I ₁-I ₂=a, so daß ein sanfter Kickdown erfolgt.

Gemäß Fig. 4 (c) ist es möglich, den Winkel der ansteigenden und abfallenden Linie der Anzüge des Nockenabschnitts (121, 122) verschieden auszuführen, um eine Axialkraft zu entwickeln, deren Verhalten jeweils bei normaler Übertragung und bei Übertragung in Rückwärtsrichtung verschieden sind.

Die folgende Erläuterung der Ausführungsform erfolgt in Verbindung mit Fig. 3.

Die Startvorrichtung (100 ₃) gemäß dieser Ausführungsform ist nahezu die gleiche wie die Startvorrichtung (100 ₂) der vorausgehenden Ausführungsform mit der Nockenanordnung (120), jedoch unterscheidet sich die erstgenannte (100 ₃) gegenüber der letztgenannten (100 ₄) darin, daß kein Distanzstück zwischen den beiden Kupplungsplatten (112) an den beiden Seiten der Schlupfkupplung (110) gehalten wird.

Infolge dieses Unterschieds unterscheidet sich die Kennlinie der Andruckkraft, die durch die Nockenanordnung (120) gegen die Schlupfkupplung entwickelt wird, gegenüber der vorausgehenden Startvorrichtung (100 ₂) und die Drehmomentkapazität (T kg×m) der Übertragung entsprechend dem übertragenen Drehmoment (T kg×m) ist unterschiedlich (s. Fig. 13).

Es wird auf die technischen Vorteile der Erfindung Bezug genommen. Wie erläutert, ist die Schlupfkupplung (110), die unter der Bedingung schlüpft, das ein Drehmoment wirksam ist, das einen bestimmten Wert überschreitet, in Reihe mit der Fliehkraftsperrkupplung (50) angeordnet, so daß beim Anfahren eines Fahrzeugs Leistung sanft durch die Flüssigkeitskupplung (40) übertragen wird, und die Sperrkupplung (50) wird bei verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit eingekuppelt, um eine bessere Brennstoff­ ausnützung zu erhalten, und ferner wird, wenn ein durch Kickdown, Motorklopfen, Hochschalten, etc. erzeugtes Lastmoment auf die Sperrkupplung (50) einwirkt, das Lastmoment durch den Schlupf der Schlupfkupplung (110) absorbiert. Infolgedessen werden Schwingungen und Stöße verringert, und das Fahrverhalten wird verbessert.

Falls die Schlupfkupplung (110) eine gewisse Drehmomentkapazität aufgrund eines bestimmten Anpreßdrucks der konischen Tellerfeder (113) hat, wird der Aufbau der Schlupfkupplung (110) ziemlich einfach, und die Schlupfkupplung (110) schlüpft sicher, wenn ein Lastmoment, das einen bestimmten Wert überschreitet, wirksam wird, und Schwingungen und Stöße werden verringert.

Falls die Nockenanordnung (120), die eine Axialkraft entsprechend dem Lastmoment entwickelt, installiert ist, so daß die Schlupfkupplung (110) eine Drehmomentkapazität entsprechend dem Lastmoment aufweist, wird die Drehmomentkapazität der Schlußfkupplung (110) automatisch proportional dem Lastmoment gesteuert, ohne daß irgendeine komplizierte elektrische oder hydraulische Anordnung vorhanden ist. Infolge dieses Aufbaus wird bei Auftreten einer plötzlichen Drehmomentänderung das Drehmoment einmal und automatisch durch die Flüssigkeitskupplung übertragen, anschließend wird ein großes Lastmoment absorbiert, und kurz nachher wird die Drehmomentkapazität der Schlupfkupplung (110) erhöht, um die Drehmomentübertragung des direkten Kupplungssystems (Sperrkupplung) zu erhöhen, so daß die Sperrkupplung (50) sicher auf alle Fahrzustände anspricht, ohne eine Regelverzögerung, etc. zu verursachen, und im Hinblick hierauf werden Brennstoffausnützung und Fahrbarkeit sicher und genau erhalten.

Falls ferner die Nockenanordnung (120) aus dem betätigenden Nockenabschnitt (121) und dem betätigten Nockenabschnitt (122) besteht, und die Nockenanordnung (120) zwischen der Schlupfkupplung (110) angebracht ist, wird der Aufbau ziemlich einfach, indem die Nockenanordnung (120) neben der Ausgangsseite (41) der Flüssigkeitskupplung (40) angeordnet wird, und durch direkte Übertragung einer an der Nockenanordnung (120) entwickelten Axialkraft auf die Schlupfkupplung (110) wird das Ansprechen rasch und sicher.

Bezüglich der Schlupfkupplung (110) wird die Drehmoment­ übertragungskapazität gegenüber dem Lastmoment leicht verändert, indem das Distanzstück (117) zwischen die beiden Kupplungsplatten (112, 112) der Schlupfkupplung (110) eingebracht oder nicht eingebracht wird.

Falls die Schlupfkupplung (110) im Gehäuse (43) für die Flüssigkeitskupplung (40) mit der Fliehkraftsperrkupplung (50) angeordnet ist, so sind die Startvorrichtungen (100 ₁, 100 ₂, 100 ₃) kompakt aufgebaut, so daß die Abstimmung mit einem Automatikgetriebe und die Befestigung an einen Fahrzeug verbessert werden.

Falls die Startvorrichtungen für eine kontinuierlich regelbare Übertragung (CVT) verwendet werden, kann die Flüssigkeitskupplung (einschließlich einer Fluidkupplung) verwendet werden, und es sind Startvorrichtungen vorgesehen, die wirtschaftlich sind, und sichere Bewegungen aufweisen, wobei insbesondere in dem Fall, wo das Automatikgetriebe (12) völlig elektrisch gesteuert wird, die Startvorrichtungen (100 ₁, 100 ₂, 100 ₃) durchaus effizienter sind, ohne eine komplizierte hydraulische Steuerung zu verwenden.

Claims (9)

1. Startvorrichtung, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, das eine Flüssigkeitskupplung (40) sowie eine Fliehkraft- Sperrkupplung (50) aufweist, die eine Ausgangsseite und eine Eingangsseite der Flüssigkeitskupplung verbindet, gekennzeichnet durch eine Schlupfkupplung (110), die unter der Bedingung arbeitet, daß ein Drehmoment wirksam ist, das eine bestimmte Größe überschreitet, und die in Reihe mit der Fliehkraft-Sperrkupplung (50) liegt.

2. Startvorrichtung nach Anspruch 1, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfkupplung (110) durch eine Kupplungsscheibe (111) , eine Kupplungsplatte (112) und eine konische Tellerfeder (113) gebildet wird, die der Kupplungsscheibe (111) und der Kupplungsplatte eine bestimmte Andruckkraft erteilt, so daß die Schlupfkupplung abhängig von der bestimmten Andruckkraft der konischen Tellerfeder eine bestimmte Drehmomentkapazität aufweist.

3. Startvorrichtung nach Anspruch 1, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, gekennzeichnet durch eine Nockenanordnung (120), die eine Axialkraft entsprechend einem Lastmoment entwickelt und die in einem Leistungsübertragungsweg an der Ausgangsseite der Flüssigkeitskupplung (40) angeordnet ist, so daß die Schlupfkupplung (10) eine Drehmomentkapazität entsprechend dem Lastmoment aufweist, indem die von der Nockenanordnung (120) entwickelte Axialkraft auf die Schlupfkupplung ausgeübt wird.

4. Startvorrichtung nach Anspruch 3, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenanordnung (120) aus einer betätigenden Nocke (121) und einer betätigten Nocke (122) besteht, die beide relativ zueinander drehbar sind, während die Ausgangsseite der Flüssigkeitskupplung (40) aus einem Turbinenrad (41 a) und einer Nabe (41 b) besteht, die beide relativ zueinander drehbar sind, und daß die betätigende Nocke mit dem Turbinenrad verbunden ist, während die betätigte Nocke mit der Nabe verbunden ist.

5. Startvorrichtung nach Anspruch 4, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenanordnung (120) zwischen zwei Kupplungsplatten (112) liegt, die die Schlupfkupplung (110) bilden.

6. Startvorrichtung nach Anspruch 4, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfkupplung (110) derart angebracht ist, daß eine Andruckkraft von der konischen Tellerscheibe (113) erzeugt wird, die die Schlupfkupplung (110) bildet.

7. Startvorrichtung nach Anspruch 6, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, gekennzeichnet durch ein Distanzstück (117) zur Festlegung des Abstands der Kupplungsplatten (112), das zwischen den beiden, die Schlupfkupplung (110) bildenden Kupplungsplatten (112) liegt, wobei die Nockenanordnung (120) mittels des Distanzstücks in dem vorgegebenen Abstand liegt.

8. Startvorrichtung nach Anspruch 1, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfkupplung (110) zusammen mit der Fliehkraft-Sperrkupplung (50) in einem Gehäuse (43) der Flüssigkeitskupplung (40) enthalten ist.

9. Startvorrichtung nach Anspruch 1, die in einem Automatikgetriebe für ein Fahrzeug befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Automatikgetriebe für ein Fahrzeug ein Automatikgetriebe ist, das eine riemengetriebene kontinuierlich regelbare Getriebeanordnung (30) umfaßt.