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DE112008001627T5 - Drehzahlländerungsvorrichtung - Google Patents

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clutch drum
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Abstract

Drehzahländerungsvorrichtung für eine Drehzahlverstellung einer in eine Eingangswelle eingegebenen Kraft bei einer Verstelldrehzahl, die durch Umschalten eines Eingriffszustands einer Vielzahl von Kupplungen geändert werden kann, und für ein anschließendes Ausgeben der Kraft zu einer Abgabewelle, mit:
einer ersten Kupplung, die eine erste Kupplungstrommel hat, in welcher eine ringförmige Kupplungsscheibe an eine Innenumfangsfläche der ersten Kupplungstrommel keilverzahnt ist, und ein mit einem Keilprofil an einer Innenumfangsfläche ausgebildeter Kupplungskolben so vorgesehen ist, dass er in einer Achsrichtung verschiebbar ist und die Kupplungsscheibe drücken kann; und
einer zweiten Kupplung, die eine zweite Kupplungstrommel hat, die in dem Kupplungskolben der ersten Kupplung konzentrisch zu der ersten Kupplung angeordnet ist, und in welcher an deren inneren und äußeren Umfangsflächen derart ein Keilprofil ausgebildet ist, dass Außenumfangsflächenkeilzähne Innenumfangskeilnuten bilden, wodurch die Außenumfangsfläche mit der Innenumfangsfläche des Kupplungskolbens keilverzahnt ist und eine ringförmige Kupplungsscheibe mit der Innenumfangsfläche keilverzahnt ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahländerungsvorrichtung und insbesondere auf eine Drehzahländerungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Verstelldrehzahl durch Schalten eines Eingriffszustands einer Vielzahl von Kupplungen zu ändern.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Eine Drehzahländerungsvorrichtung, die in einem Kraftfahrzeug installiert ist und eine Verstelldrehzahl durch Schalten des Eingriffs einer Vielzahl von Kupplungen ändert, wurde in der zugehörigen Technik als diese Art einer Drehzahländerungsvorrichtung vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentdruckschrift 1). Eine in dieser Drehzahländerungsvorrichtung vorgesehene Kupplung ist eine Vielscheibenkupplung, bei der eine Vielzahl von Kupplungsscheiben alternierend an einer an einem Rotationskörper angebrachten Kupplungstrommel und an einer an einem anderen Rotationskörper angebrachten Kupplungsnabe angeordnet sind, und die beiden Rotationskörper werden durch Drücken der Kupplungsscheiben unter Verwendung eines Kupplungskolbens verbunden.
    • [Patentdruckschrift 1] Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift mit der Nummer JP-A-2006-349162
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Bei dieser Art der Drehzahländerungsvorrichtung sind zwei Kupplungstrommeln derart in zwei konzentrischen Lagen angeordnet, dass zwei Kupplungen auf kompakte Art und Weise untergebracht werden können, wodurch die Gesamtabmessung der Vorrichtung verringert wird. Wenn jedoch die Kupplungstrommeln in zwei Lagen angeordnet sind, dann ist die Abmessung einer jeden Kupplungstrommel in einer Radialrichtung beschränkt, und eine erforderliche Drehmomentkapazität (eine Kontaktfläche zwischen den Kupplungsscheiben) muss innerhalb des Bereichs dieser Beschränkung sichergestellt werden. Es ist möglich, die Anzahl der Kupplungsscheiben zu erhöhen, jedoch wird dadurch die Gesamtlänge der Vorrichtung (die Länge in der Achsrichtung) erhöht.
  • Eine grundlegende Aufgabe der Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Verringerung der Abmessung der Vorrichtung zu erreichen, während eine erforderliche Drehmomentkapazität sicher gestellt wird.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, verwendet die Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den folgenden Aufbau:
    Eine Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verstellt die Drehzahl einer in eine Eingabewelle eingegebenen Kraft bei einer Verstelldrehzahl, die durch Schalten eines Eingriffszustands einer Vielzahl von Kupplungen geändert werden kann, und gibt die Kraft dann zu einer Ausgabewelle aus. Die Drehzahländerungsvorrichtung weist folgendes auf:
    eine erste Kupplung mit einer ersten Kupplungstrommel, in welcher eine ringförmige Kupplungsscheibe mit einer Innenumfangsfläche der ersten Kupplungstrommel keilverzahnt ist, und ein Kupplungskolben, der an seiner Innenumfangsfläche mit einem Keilprofil ausgebildet ist, ist derart vorgesehen, dass er in einer Achsrichtung verschiebbar ist und die Kupplungsscheibe drücken kann;
    eine zweite Kupplung mit einer zweiten Kupplungstrommel, die in dem Kupplungskolben der ersten Kupplung konzentrisch zu der ersten Kupplung angeordnet ist, und in welcher an deren inneren und äußeren Umfangsflächen ein Keilprofil derart ausgebildet ist, dass Außenumfangsflächenkeilprofilzähne Innenumfangsflächenkeilprofilnuten bilden, wodurch die Außenumfangsfläche mit der Innenumfangsfläche des Kupplungskolbens keilverzahnt ist und eine ringförmige Kupplungsscheibe mit der Innenumfangsfläche keilverzahnt ist.
  • Die Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine erste Kupplung mit einer ersten Kupplungstrommel, in welcher eine ringförmige Kupplungsscheibe mit einer Innenumfangsfläche der ersten Kupplungstrommel keilverzahnt ist, und einen Kupplungskolben, der mit eine Keilprofil an seiner Innenumfangsfläche ausgebildet ist, ist derart vorgesehen, dass er in einer Achsrichtung verschiebbar ist und die Kupplungsscheibe drücken kann, sowie eine zweite Kupplung mit einer zweiten Kupplungstrommel, die in dem Kupplungskolben der ersten Kupplung konzentrisch zu der ersten Kupplung angeordnet ist, und in welcher an deren inneren und äußeren Umfangsflächen ein Keilprofil derart ausgebildet ist, dass Außenumfangsflächenkeilprofilzähne Innenumfangsflächenkeilprofilnuten bilden, wodurch die Außenumfangsfläche mit der Innenumfangsfläche des Kupplungskolbens keilverzahnt ist und eine ringförmige Kupplungsscheibe mit deren Innenumfangsfläche keilverzahnt ist. Folglich kann der Durchmesser der Kupplungsscheibe die mit der Innenumfangsfläche der zweiten Kupplungstrommel keilverzahnt ist, vergrößert werden, ohne die Abmessung der ersten Kupplungstrommel in einer Radialrichtung zu vergrößern. Als ein Ergebnis kann die Abmessung der Vorrichtung verringert werden, während eine erforderliche Drehmomentkapazität sicher gestellt ist. Dabei beinhaltet der Ausdruck „Kupplung” eine normale Kupplung zum Verbinden von zwei Rotationssystemen sowie eine Bremse zum Verbinden eines Rotationssystems mit einem feststehenden System, etwa einem Gehäuse.
  • Bei der Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Keilprofil an inneren und äußeren Umfangsflächen des Kupplungskolbens ausgebildet sein, sodass Außenumfangsflächenkeilprofilzähne Innenumfangsflächenkeilprofilnuten bilden, wodurch die Außenumfangsfläche mit der Innenumfangsfläche der ersten Kupplungstrommel keilverzahnt ist und die Innenumfangsfläche mit der Außenumfangsfläche der zweiten Kupplungstrommel keilverzahnt ist. Dadurch kann der Durchmesser der Kupplungsscheibe, die mit der Innenumfangsfläche der zweiten Kupplungstrommel keilverzahnt ist, noch weiter vergrößert werden. Gemäß diesem Gesichtspunkt der Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können die Keilprofile an der Innenumfangsfläche des Kupplungskolbens und der Außenumfangsfläche der zweiten Kupplungstrommel derart ausgebildet sein, dass die Keilverzahnungsnuten und die Keilprofilzähne mit einem größeren räumlichen Spielraum in einer Umfangsrichtung aneinander gepasst sind als die Keilverzahnung zwischen der Innenumfangsfläche der ersten Kupplungstrommel und der Außenumfangsfläche des Kupplungskolbens. Dadurch kann verhindert werden, dass die zweite Kupplungstrommel eine axiale Bewegung des Kupplungskolbens behindert. Bei diesen Gesichtspunkten der Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können die erste Kupplungstrommel und die zweite Kupplungstrommel so miteinander verbunden sein, dass sie in der Lage sind, sich einstückig durch eine Keilverzahnung zu drehen, die an einer anderen fortlaufenden Stelle zu der Stelle vorgesehen ist, an der die erste Kupplungstrommel und die zweite Kupplungstrommel über den Kupplungskolben miteinander keilverzahnt sind. In diesem Fall kann die erste Kupplungstrommel durch ein erstes Element, das mit Keilprofilzähnen ausgebildet ist, die mit dem Kupplungskolben keilverzahnt sind, und ein zweites Element gebildet sein, das mit Keilprofilzähnen ausgebildet ist, die mit der zweiten Kupplungstrommel keilverzahnt sind, die zweite Kupplungstrommel kann durch ein drittes Element, das mit Keilprofilzähnen ausgebildet ist, die mit dem Kupplungskolben keilverzahnt sind, und ein viertes Element gebildet sein, das mit Keilprofilzähnen ausgebildet ist, die mit der ersten Kupplungstrommel keilverzahnt sind, und eine Verbindung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element und eine Verbindung zwischen dem dritten Element und dem vierten Element kann in einem Zustand realisiert werden, in dem die Keilprofilzähne derart positioniert sind, dass die erste Kupplungstrommel und die zweite Kupplungstrommel über den Kupplungskolben keilverzahnt sind und an der fortlaufenden Stelle keilverzahnt sind. Somit kann das Positionieren der Keilprofilzähne einfacher durchgeführt werden.
  • Die Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner folgendes aufweisen: einen Planetengetriebemechanismus, der durch vier Rotationselemente gebildet ist, von denen ein erstes Rotationselement mit einer Kupplung C1 verbunden ist, ein zweites Rotationselement mit einer Rotationswelle verbunden ist, ein drittes Rotationselement mit der Ausgabewelle verbunden ist und ein viertes Rotationselement über eine Einwegkupplung an einem Gehäuse befestigt ist und über eine Kupplung C2 mit der Eingangswelle verbunden ist; und einen zweiten Planetengetriebemechanismus, der durch drei Rotationselemente gebildet ist, von denen ein erstes Rotationselement mit dem Gehäuse befestigt ist, ein zweites Rotationselement über eine Kupplung C3 mit der Rotationswelle verbunden ist und über die Kupplung C1 mit dem ersten Rotationselement des ersten Planetengetriebemechanismus verbunden ist, und ein drittes Rotationselement mit der Eingangswelle verbunden ist und über ein vierte Kupplung C4 mit der Rotationswelle verbunden ist. Die Rotationswelle wird über eine Bremse B1 an dem Gehäuse befestigt, das vierte Rotationselement des ersten Planetengetriebemechanismus ist über eine Bremse B2 an dem Gehäuse befestigt, die erste Kupplung ist die Kupplung C3 und die zweite Kupplung ist die Kupplung C4. Somit kann die Gesamtabmessung der Vorrichtung verkleinert werden, während die erforderliche Drehmomentkapazität in der Kupplung C4 sichergestellt wird. Gemäß diesem Gesichtspunkt der Drehzahländerungsvorrichtung gemäß vorliegenden Erfindung kann der zweite Planetengetriebemechanismus als ein Drehzahlverminderungsmechanismus ausgebildet sein, der die Drehzahl der in das dritte Rotationselement eingegeben Kraft vermindert und die drehzahlverminderte Kraft zu dem dritten Rotationselement ausgibt. Dadurch kann die Kupplung C4, die eine vergleichsweise große Drehmomentkapazität benötigt, diese Drehmomentkapazität sicherstellen.
  • Ferner kann bei der Drehzahländerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Drehzahländerungsvorrichtung ein in einem Fahrzeug installiertes abgestuftes Getriebe sein. In diesem Fall kann die Drehzahländerungsvorrichtung ein vertikal angeordnetes Getriebe sein, das derart vertikal angeordnet ist, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einer senkrechten Richtung zu einer Achse ausgebildet sind. Dadurch können die Wirkungen der vorliegenden Erfindung, wenn sie auf ein vertikales Getriebe angewendet wird, in welchem die Abmessungsbeschränkungen in der Radialrichtung besonders groß sind, noch zutreffender hervorgebracht werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Schaubild, das den Aufbau eines Kraftfahrzeugs 10 zeigt, in welchem eine Drehzahländerungsvorrichtung 20 installiert ist, die als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dient.
  • 2 ist ein Schaubild, das eine Betriebstabelle der Drehzahländerungsvorrichtung 20 zeigt.
  • 3 ist eine Schnittansicht, die einen Querschnitt eines Teils der Drehzahländerungsvorrichtung 20 zeigt.
  • 4 ist eine Schnittansicht, die einen Querschnitt in einem Zustand zeigt, in welchem zwei Kupplungstrommeln 50, 60 und ein Kupplungskolben 56 zusammengebaut sind.
  • 5 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt A-A aus 4 zeigt.
  • 6 ist eine Schnittansicht eines Vergleichsbeispiels.
  • BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Als nächstes wird unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels eine beste Art zum Ausführen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 1 ist ein schematisches Schaubild, das den Aufbau eines Kraftfahrzeugs 10 zeigt, in welchem eine als Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dienende Drehzahländerungsvorrichtung 20 installiert ist. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, hat das Kraftfahrzeug 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine als Brennkraftmaschine dienende Kraftmaschine 12, welche Kraft durch Zünden und Verbrennen eines kohlenwasserstoffbasierten Kraftstoffs, etwa Benzin oder Leichtöl, ausgibt, einen an einer Kurbelwelle 14 der Kraftmaschine 12 angebrachten Drehmomentwandler 16 und die Drehzahländerungsvorrichtung 20, die als ein abgestuftes Getriebe dient, in welchem eine Eingangswelle 22 mit einer Ausgabeseite des Drehmomentwandlers 16 verbunden ist und eine Ausgangswelle 24 über ein Differentialgetriebe 18 mit Antriebsrädern 19a, 19b verbunden ist, und welches die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft ändert und die Kraft mit geänderter Drehzahl zu der Ausgangswelle 24 überträgt. Das Kraftfahrzeug ist ein Kraftfahrzeug mit vorne liegendem Motor und Hinterradantrieb (FR), in welchem die Kraftmaschine 22 und die Drehzahländerungsvorrichtung 20 vertikal angeordnet sind, sodass die Kurbelwelle 14 der Kraftmaschine 22 (die Eingangswelle 22) und die Ausgangswelle 24 der Drehzahländerungsvorrichtung 20) eine Achse rechtwinklig schneidet.
  • Der Drehmomentwandler 16 hat ein Pumpenschaufelrad 16a, das mit der Seite der Antriebswelle 14 der Kraftmaschine 12 verbunden ist, ein Turbinenlaufrad 16b, das mit der Seite der Eingangswelle 22 der Drehzahländerungsvorrichtung 20 verbunden ist, sowie einen Stator 16c, der zwischen dem Pumpenschaufelrad 16a und dem Turbinenlaufrad 16b zwischen geordnet ist, und er überträgt Kraft zwischen der Kurbelwelle 14 der Kraftmaschine 12 und der Eingangswelle 22 der Drehzahländerungsvorrichtung 20 in Übereinstimmung mit einer Drehmomentverstärkung über in dessen Inneres eingefülltes Öl.
  • Die Drehzahländerungsvorrichtung 20 ist ein mit acht Drehzahlstufen abgestuftes Getriebe, das durch Öldruck von einem in den Zeichnungen nicht gezeigten Hydraulikkreis angetrieben wird und hat einen Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart, einen Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart, vier Kupplungen C1, C2, C3, C4, zwei Bremsen B1, B2 und eine Einwegkupplung F1. Der Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart hat ein Sonnenrad 31, das als ein Außenzahnrad dient, ein Hohlrad 32, das als ein konzentrisch zu dem Sonnenrad 31 angeordnetes Innenzahnrad dient, eine Vielzahl von ersten Ritzelzahnrädern 33a, die mit dem Sonnenrad 31 kämmen, eine Vielzahl von zweiten Ritzelzahnrädern 33b, die mit den ersten Ritzelzahnrädern 33a und dem Hohlrad 32 kämmen, und einen Träger 34, der die Vielzahl von ersten Ritzelzahnrädern 33a mit der Vielzahl von zweiten Ritzelzahnrädern 33b verbindet und die ersten und zweiten Ritzelzahnräder 33a, 33b derart trägt, dass sie sich frei drehen und kreisen können. Das Sonnenrad 31 ist an einem Gehäuse befestigt und über die Kupplung C3 mit einer Rotationswelle 36 verbunden und der Träger 34 ist über die Kupplung C4 mit der Rotationswelle 36 verbunden. Die Rotationswelle 36 kann durch Ein- und Ausschalten der Bremse B1 frei drehbar oder befestigt werden. Der Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart hat zwei Sonnenräder 41a, 41b, die als Außenzahnräder dienen, ein Hohlrad 42, das als ein Innenzahnrad dient, eine Vielzahl von kurzen Ritzelzahnrädern 43a, die mit dem Sonnenzahnrad 41a kämmen, eine Vielzahl von langen Ritzelzahnrädern 43b, die mit dem Sonnenzahnrad 41b, der Vielzahl von kurzen Ritzelzahnrädern 43a und dem Hohlrad 42 kämmen, sowie einen Träger 44, der die Vielzahl von kurzen Ritzelzahnrädern 43a mit der Vielzahl von langen Ritzelzahnrädern 43b verbindet und die Vielzahl von Ritzelzahnrädern 43a, 43b derart trägt, dass sie sich frei drehen und kreisen können. Das Sonnenrad 41a ist über die Kupplung C1 mit dem Hohlrad 32 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart verbunden. Das Sonnenrad 41b ist mit der Rotationswelle 36 verbunden. Das Hohlrad 42 ist mit der Ausgabewelle 24 verbunden. Der Träger 44 ist über die Kupplung C2 mit der Eingangswelle 22 verbunden und dessen Drehung kann durch die Einwegkupplung F1 auf eine einzelne Richtung begrenzt werden und durch Ein- und Ausschalten der Bremse B2 frei gelassen oder fixiert werden.
  • Wie dies in der Betriebstabelle von 2 gezeigt ist, ist die Drehzahländerungsvorrichtung 20 in der Lage, zwischen einem ersten bis achten Vorwärtsgang, einem ersten und zweiten Rückwärtsgang und einem Leerlauf umzuschalten, indem die EIN/AUS-Zustände (EIN bedeutet ein eingerückter Zustand und AUS bedeutet ein ausgerückter Zustand) der Kupplung C1 bis C4 und EIN/AUS-Zustände (EIN bedeutet ein eingerückter Zustand und AUS bedeutet ein ausgerückter Zustand) der Bremsen B1, B2 kombiniert werden. Der Leerlaufzustand kann hergestellt werden, indem die Kupplungen C1 bis C4 und die Bremsen B1 und B2 ausgeschaltet werden. Der erste Vorwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplung C1 eingeschaltet wird und die Kupplungen C2 bis C4 und die Bremsen B1 und B2 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand wird die Drehzahl der in den Träger 34 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart von der Eingangswelle 22 eingegebene Kraft vermindert, indem das Sonnenrad 31 festgehalten wird, und sie wird dann zu dem Hohlrad 32 übertragen, und die Drehzahl der von dem Hohlrad 32 über die Kupplung C1 in das Sonnenrad 41A des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart eingegebenen Kraft wird vermindert, indem der Träger 44 unter Verwendung der Einwegkupplung F1 festgehalten wird, und sie wird zu dem Hohlrad 42, d. h., der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft um ein maximales Untersetzungsverhältnis vermindert und dann zu der Ausgabewelle 24 ausgegeben. Während einer Motorbremsung in dem ersten Vorwärtsgangzustand wird die Drehung des Trägers 44 durch Einschalten der Bremse B2 anstelle der Einwegkupplung E1 festgehalten. Der Vorwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplung C2 und die Bremse B1 eingeschaltet werden und die Kupplungen C2 bis C4 und die Bremse B2 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand wird die Drehzahl der von der Eingangswelle 22 in den Träger 34 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart eingegebenen Kraft vermindert, indem das Sonnenrad 31 festgehalten wird, und wird dann zu dem Hohlrad 32 übertragen, und die Drehzahl der von dem Hohlrad 32 in das Sonnenrad 41a des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart über die Kupplung C1 eingegebene Kraft wird vermindert, indem das Sonnenrad 41b unter Verwendung der Bremse B1 festgehalten wird, und wird zu dem Hohlrad 42, d. h., der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangwelle 22 eingegebenen Kraft um ein geringfügig kleineres Untersetzungsverhältnis als jenes des ersten Vorwärtsgangs vermindert und dann zu der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Der dritte Vorwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplungen C1 und C3 eingeschaltet werden und die Kupplungen C2, C4 und die Bremsen B1, B2 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand wird die Drehzahl der von der Eingangswelle 22 in dem Träger 34 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart eingegebene Kraft vermindert, indem das Sonnenrad 31 festgehalten wird, und wird dann zu dem Hohlrad 32 übertragen, und die von dem Hohlrad 32 über die Kupplung C1 in das Sonnenrad 41a des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart eingegebenen und in das Sonnenrad 41b über die Kupplung C3 eingegebenen Kraft wird zu dem Hohlrad 42, d. h., der Ausgangswelle 24 ausgegeben, ohne dass sie einer Drehzahländerung unterworfen wird. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft durch ein geringfügig kleineres Untersetzungsverhältnis als jenes der zweiten Vorwärtsgangs vermindert und dann zu der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Der vierte Vorwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplungen C1 und C4 eingeschaltet werden und die Kupplungen C2, C3 und die Bremsen B1, B2 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand wird die Drehzahl der von der Eingangswelle 22 in den Träger 34 des Planetengetriebemechanismus 40 der Doppelritzelbauart eingegebenen Kraft vermindert, indem das Sonnenrad 31 festgehalten wird, und wird dann zu dem Hohlrad 32 übertragen, und die Drehzahl der von dem Hohlrad 32 über die Kupplung C1 in das Sonnenrad 41a des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart eingegebenen Kraft wird durch die zu dem Sonnenrad 41b von der Eingangswelle 22 über den Träger 34 und die Kupplung C4 ausgegebenen Kraft erhöht und dann zu dem Hohlrad 42, d. h., der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft um ein geringfügig kleineres Untersetzungsverhältnis als jenes des dritten Vorwärtsgangs vermindert und dann zu der Abgabewelle 24 ausgegeben. Der fünfte Vorwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplungen C1 und C2 eingeschaltet werden und die Kupplungen C3, C4 und die Bremsen B1, B2 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand wird die Drehzahl der von der Eingangswelle 22 in den Träger 34 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart eingegebenen Kraft vermindert, indem das Sonnenrad 31 festgehalten wird, und wird dann zu dem Hohlrad 32 übertragen, und die Drehzahl der von dem Hohlrad 32 über die Kupplung C1 in das Sonnenrad 41a des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart eingegebenen Kraft wird durch die von der Eingangswelle 22 über die Kupplung C2 zu dem Träger 44 ausgegebenen Kraft erhöht und dann zu dem Hohlrad 42, d. h., der Ausgabewelle 24 ausgegeben. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft um ein geringfügig kleineres Untersetzungsverhältnis als jenes des vierten Vorwärtsgangs vermindert und dann zu der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Der sechste Vorwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplungen C1 und C4 eingeschaltet werden und die Kupplungen C1, C3 und die Bremsen B1, B2 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand ist die Eingangswelle 22 mit dem Sonnenrad 41b des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart über die Kupplung C4 verbunden und über die Kupplung C2 mit dem Träger 44 verbunden und daher drehen sich alle Rotationselemente des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart derart einstückig, dass die Drehzahl der in der Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft bei einer konstanten Drehzahl zu der Ausgabewelle 24 ausgegeben wird. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft um ein geringfügig kleineres Untersetzungsverhältnis als das der konstanten Drehzahl erhöht und dann zu der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Der achte Vorwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplung C2 und die Bremse B1 eingeschaltet werden und die Kupplungen C1, C3, C4 und die Bremse B2 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand wird die Drehzahl der von der Eingangswelle 22 über die Kupplung C2 zu dem Träger 44 des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart ausgegebene Kraft erhöht, indem das Sonnenrad 41b unter Verwendung der Bremse B1 festgehalten wird und wird dann zu dem Hohlrad 42, d. h., der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft um ein geringfügig kleineres Untersetzungsverhältnis als jenes des siebten Vorwärtsgangs beschleunigt und dann zu der Ausgangswelle 24 ausgegeben.
  • Der erste Rückwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplung C3 und die Bremse B2 eingeschaltet werden und die Kupplungen C1, C2 und C4 und die Bremse B1 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand wird die von der Eingangswelle 22 in den Träger 34 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart eingegebenen Kraft vermindert, indem das Sonnenrad 31 festgehalten wird, und sie wird dann zu dem Hohlrad 32 übertragen, und die von dem Hohlrad 32 über die Kupplung C3 in das Sonnenrad 41b des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart eingegebene Kraft wird umgedreht, indem der Träger 44 unter Verwendung der Bremse B2 festgehalten wird, und sie wird dann zu dem Hohlrad 42, d. h., der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft durch ein vergleichsweise großes Untersetzungsverhältnis vermindert und als eine umgekehrte Rotationskraft zu der Ausgabewelle 24 ausgegeben. Der zweite Rückwärtsgangzustand kann ausgebildet werden, indem die Kupplung C4 und die Bremse B2 eingeschaltet werden und die Kupplungen C1 bis C3 und die Bremse B1 ausgeschaltet werden. In diesem Zustand wird die von der Eingangswelle 22 über die Kupplung C4 in das Sonnenrad 41b des Planetengetriebemechanismus 40 der Ravigneauxbauart eingegebene Kraft umgekehrt, indem der Träger 44 unter Verwendung der Bremse B2 festgehalten wird, und sie wird dann zu dem Hohlrad 42, d. h., der Ausgangswelle 24 ausgegeben. Somit wird die Drehzahl der in die Eingangswelle 22 eingegebenen Kraft um ein vergleichsweise kleines Untersetzungsverhältnis vermindert und als eine umgekehrte Rotationskraft zu der Abgabewelle 24 ausgegeben.
  • 3 ist ein schematisches Schaubild, das den Aufbau eines Teils der Drehzahländerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, und zwar zentriert an der Kupplung C3 und der Kupplung C4. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, hat die Kupplung C3 eine an der Rotationswelle 36 (siehe 1) befestigte Kupplungstrommel 50, eine an dem Hohlrad 32 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart befestigte Kupplungsnabe 54, eine Vielzahl von ringförmigen Kupplungsscheiben 53, 54, die mit einer Innenumfangsfläche der Kupplungstrommel 50 und einer Außenumfangsfläche der Kupplungsnabe 54 alternierend in Keilprofileingriff sind, einen Kupplungskolben 56, der in der Lage ist, zu der Seite einer Kupplungsscheibe 53, 55 zu gleiten, eine Rückstellfeder 57 zum Vorspannen des Kupplungskolbens 56 in einer der Seite der Kupplungsscheibe 53, 55 entgegen gesetzten Richtung, und einen Federhalter 58, der als ein Federbügel dient, der mittels eines Sicherungsrings 59 an der Kupplungstrommel 50 eingerastet ist. Die Kupplung C3 drückt den Kupplungskolben 56 gegen die Kupplungsscheiben 53, 55, indem der Kupplungskolben 56 unter Verwendung eines Öldrucks von einem in den Zeichnungen nicht gezeigten Hydraulikkreis dazu gebracht wird, zu der Seite der Kupplungsscheibe 53, 55 zu gleiten, und als ein Ergebnis werden die Kupplungstrommel 50 und die Kupplungsnabe 54 durch eine zwischen den Kupplungsscheiben 53, 55 wirkende Reibungskraft miteinander in Eingriff gebracht. Die Kupplung C4 hat eine Kupplungstrommel 60, die in der Kupplungstrommel 50 und konzentrisch dazu angeordnet ist und die so mit der Kupplungstrommel 50 verbunden ist, dass sie sich einstückig damit drehen kann, eine an dem Träger 34 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart befestigte Kupplungsnabe 64, eine Vielzahl von ringförmigen Kupplungsscheiben 63, 65, die mit einer Innenumfangsfläche der Kupplungstrommel 60 und einer Außenumfangsfläche der Kupplungsnabe 64 alternierend in Keilprofileingriff sind, einen Kupplungskolben 66, der zu einer Seite der Kupplungsscheibe 63, 65 gleiten kann, eine Rückstellfeder 67 zum Vorspannen des Kupplungskolben 66 in einer der Seite der Kupplungsscheiben 63, 65 entgegen gesetzten Richtung und einen Federhalter 68, der als ein Federbügel dient, der unter Verwendung eines Sicherungsrings 69 an der Kupplungstrommel 50 eingerastet ist. Die Kupplung C4 drückt den Kupplungskolben 66 gegen die Kupplungsscheiben 63, 65, indem der Kupplungskolben 66 dazu gebracht wird, unter Verwendung eines Öldrucks von dem Hydraulikkreis zu der Seite der Kupplungsscheibe 63, 65 zu gleiten und als ein Ergebnis werden die Kupplungstrommel 60 und die Kupplungsnabe 64 durch eine zwischen den Kupplungsscheiben 63, 65 wirkende Reibungskraft in Eingriff gebracht. Man beachte, dass die Kupplungstrommel 50 und die Kupplungstrommel 60 durch eine zylindrische Lagerbuchse 70, die an einer Sonnenradwelle 31a angebracht ist, die mit dem Sonnenrad 31 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart verbunden ist, so gestützt sind, dass sie sich frei drehen können.
  • 4 ist eine Schnittansicht, die einen Schnitt in einem Zustand zeigt, in welchem die zwei Kupplungstrommeln 50, 60 und der Kupplungskolben 56 zusammengebaut sind. Für eine einfache Beschreibung, wurden die Kupplungsnaben 54, 64, die Kupplungsscheiben 53, 55, 63, 65, der Kupplungskolben 66, die Rückstellfedern 57, 67, die Federhalter 58, 68 und so weiter ausgelassen. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, ist die Kupplungstrommel 50 lediglich durch Zusammenfügen eines zylindrischen Trommelelements 51 und eines den Bodenabschnitt der Kupplungstrommel 50 bildenden Basiselements 52 an einem Fügeabschnitt 51a durch Schweißen oder dergleichen ausgebildet. Das Trommelelement 51 ist ausgebildet mit einem ersten Gehäuseabschnitt 51b, der mit einem Innendurchmesser ausgebildet ist, der einen Wert r1 hat, sodass er in der Lage ist, die Kupplung C4 (die Kupplungstrommel 60, die Kupplungsnabe 64, den Kupplungskolben 66 und so weiter) aufzunehmen, und mit einem zweiten Gehäuseabschnitt 51c, der mit einem Innendurchmesser ausgebildet ist, der einen Wert r2 hat, der größer als der Wert r1 ist, sodass er in der Lage ist, den Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart aufzunehmen und die Kupplungsscheiben 53, 55 zwischen dem Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart und der Außenumfangsfläche der Kupplungsnabe 54 aufzunehmen, welche einstückig mit dem Hohlrad 32 des Planetengetriebemechanismus 30 der Doppelritzelbauart ausgebildet ist. Das Basiselement 52 ist durch einen Flanschabschnitt 52a, dessen Außenumfangskante als ein Fügeabschnitt 51a dient, an den das Trommelelement 51 gefügt wird, und durch einen zylindrischen Ansatzabschnitt 52 gebildet, der sich axial von dem Flanschabschnitt 52a erstreckt. Die Kupplungstrommel 60 wird ausgebildet, indem ein topfförmiges Trommelelement 61 mit einer Öffnung in der Mitte dessen Bodenabschnitts und ein als Fortführung des Basiselements 52 vorgesehenes Basiselement 62 an einem Fügeabschnitt 61a mittels Schweißens oder dergleichen zusammengefügt werden. Das Basiselement 62 besteht aus einem Flanschabschnitt 62a, dessen Außenumfangskante als der Fügeabschnitt 61 dient, der an die Öffnung des Trommelelements 61 angefügt ist, und aus einem zylindrischen Ansatzabschnitt 62b, der sich in Achsrichtung von dem Flanschabschnitt 62a erstreckt. Ein Passungsabschnitt 72, an dem die Kupplungstrommel 50 und die Kupplungstrommel 60 mittels Keilverzahnung aneinander gepasst sind, sodass eine einstückige Drehung möglich ist, ist an einer Außenumfangsfläche des Ansatzabschnitts 52b des Basiselements 52 und einer Innenumfangsfläche des Ansatzabschnitts 62b des Basiselements 62 ausgebildet.
  • 5 zeigt eine Schnittansicht, die einen Schnitt A-A aus 4 zeigt. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, ist sowohl an der Außenumfangsfläche als auch an der Innenumfangsfläche des Kupplungskolbens 56 ein Keilprofil derart ausgebildet, dass Außenumfangsflächenkeilprofilzähne Innenumfangsflächenkeilprofilnuten bilden. Auf ähnliche Weise ist sowohl an der Außenumfangsfläche als auch der Innenumfangsfläche der Kupplungstrommel 60 ein Keilprofil derart ausgebildet, dass Außenumfangsflächenkeilprofilzähne Innenumfangsflächenkeilprofilnuten bilden. Ein Passungsabschnitt 74, an dem eine Keilverzahnung ausgebildet werden kann, ist an der Innenumfangsfläche der Kupplungstrommel 50 und der Außenumfangsfläche des Kupplungskolbens 56 ausgebildet, und ein Passungsabschnitt 76, an dem eine Keilverzahnung ausgebildet werden kann, ist an der Innenumfangsfläche des Kupplungskolbens 56 und der Außenumfangsfläche der Kupplungstrommel 60 ausgebildet. Die ringförmige Kupplungsscheibe 63 (siehe 3) ist mit der Innenumfangsfläche der Kupplungstrommel 60 keilverzahnt. Folglich kann die Kupplungsscheibe 63 einen Außendurchmesser annehmen, der einen Wert R2 hat, und zwar relativ zu dem Außendurchmesser der Kupplungstrommel 50, der einen Wert R1 hat. 6 ist eine Schnittansicht eines Vergleichsbeispiels, in welchem der Kupplungskolben 56B und eine Kupplungstrommel 60B nicht keilverzahnt sind. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, ist in einem Vergleichsbeispiel, in dem an der Innenumfangsfläche des Kupplungskolben 56B kein Keilprofil ausgebildet ist, der Außendurchmesser in Übereinstimmung mit dem Grad, mit dem die Keilprofilzähne der Kupplungstrommel 60B nicht in den Kupplungskolben 56B passen, (auf einen Wert R3, der kleiner als der Wert R2 ist) verringert. Folglich kann durch Ausbilden eines Keilprofils sowohl an der inneren als auch der äußeren Umfangsfläche des Kupplungskolbens 56 und der Kupplungstrommel 60 derart, dass die Außenumfangsflächenkeilprofilzähne die Innenumfangskeilprofilnuten bilden und durch anschließendes Aneinanderpassen dieser beiden Elemente mittels Keilverzahnung der Durchmesser (die Kontaktfläche) der Kupplungsscheiben 63, 65 (Reibungsscheiben), die an die Kupplungstrommel 60 gepasst sind, erhöht werden, ohne die Abmessung der Kupplungstrommel 50 in der Radialrichtung zu vergrößern und es kann durch eine geringe Anzahl von Kupplungsscheiben 63, 65 eine zufrieden stellende Drehmomentenkapazität sicher gestellt werden. In der Drehzahländerungsvorrichtung 20 aus diesem Ausführungsbeispiel wird während eines Umschaltens zwischen dem dritten Vorwärtsgang und dem vierten Vorwärtsgang, während eines Umschaltens zwischen dem sechsten Vorwärtsgang und dem siebten Vorwärtsgang, und während eines Umschaltens zwischen dem ersten Rückwärtsgang und dem zweiten Rückwärtsgang ein wiederholtes Einrücken der Kupplung C3 und der Kupplung C4 durchgeführt, wie dies in der Betriebstabelle von 2 gezeigt ist. In einem Fall, in dem das wiederholte Einrücken in der Kupplung C3 und der Kupplung C4 nicht auftritt, kann auf den Kupplungskolben 65 verzichtet werden und die Kupplungstrommel 60 kann doppelt so groß wie der Kupplungskolben 56 ausgebildet werden, und dadurch kann der Durchmesser der Kupplungsscheiben 63, 65 vergleichsweise vergrößert werden. Jedoch wird in einem Fall, in dem das wiederholten Einrücken auftritt, eine problemlose Bewegung der als Kupplungskolben funktionierenden Kupplungstrommel 60 während des wiederholten Einrückens behindert, und als ein Ergebnis kann ein Drehmomentenstoß erzeugt werden. Daher muss der Kupplungskolben 56 getrennt vorgesehen werden. Dementsprechend ist die Abmessung der Kupplungstrommel 60 in der Radialrichtung stark durch den Kupplungskolben 56 eingeschränkt und es wird schwierig, eine ausreichende Drehmomentenkapazität sicher zu stellen. Jedoch sind in diesem Ausführungsbeispiel der Kupplungskolben 56 und die Kupplungstrommel 60 keilverzahnt und daher können selbst dann, wenn an der Abmessung der Kupplungstrommel 60 in der Radialrichtung Beschränkungen vorhanden sind, die Kupplungsscheiben 63, 65 mit vergleichsweise großem Durchmesser vorgesehen werden.
  • Wie dies in 5 gezeigt ist, ist der Passungsabschnitt 74 derart ausgebildet, dass eine Nutbreite der Keilprofilnut der Kupplungstrommel 50 geringfügig größer als eine Zahnbreite des Keilprofilzahns des daran gepassten Kupplungskolbens 56 ist, und als ein Ergebnis sind die Kupplungstrommel 50 und der Kupplungskolben 56 mit einem geringfügigen Abstand dazwischen in einer Umfangsrichtung aneinander gepasst. Wie dies in 5 gezeigt ist, ist der Passungsabschnitt 56 ferner derart ausgebildet, dass die Nutbreite der Keilprofilnut des Kupplungskolbens 56 beträchtlich größer als eine Zahnbreite des Keilprofilzahns der daran gepassten Kupplungstrommel 60 ist, und als ein Ergebnis sind der Kupplungskolben 56 und die Kupplungstrommel 60 mit einem größeren Spalt dazwischen in der Umfangsrichtung als der Spalt des Passabschnitts 74 aneinander gepasst. Somit ist eine axiale Verschiebung des Kupplungskolbens 56 durch die Kupplungstrommel 60 nicht behindert. Der Kupplungskolben 56 ist durch den Passungsabschnitt 74 mit der Kupplungstrommel 50 keilverzahnt und dadurch daran gehindert, sich zu drehen. Jedoch wird die Drehmomentenübertragung zwischen der Kupplungstrommel 50 und der Kupplungstrommel 60 durch den vorstehend beschriebenen Passungsabschnitt 72 durchgeführt und die Drehmomentenübertragung wird nicht durch den Kupplungskolben 56 durchgeführt.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, sind die zwei Kupplungstrommeln 50, 60 so miteinander keilverzahnt, dass sie über den Passungsabschnitt 72 einstückig miteinander verbunden sind und über den Kupplungskolben 56 durch die Passungsabschnitte 74, 76 keilverzahnt sind. Folglich muss ein Positionieren der Keilprofilzähne des Passungsabschnitts 72 und der Keilprofilzähne der Passungsabschnitte 74, 76 durchgeführt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kupplungstrommel 50 hergestellt, indem Keilprofile an den erforderlichen Stellen des Trommelelements 51 und des Basiselements 52 ausgebildet werden, die Keilprofile positioniert werden, das Trommelelement 51 und das Basiselement 52 unter Verwendung einer Fixationshaltevorrichtung fixiert werden, die in der Lage ist, das Trommelelement 51 und das Basiselement 52 nach dem Ausrichten des Fügeabschnitts 51a zu fixieren, und dann der Fügeabschnitt 51a verschleißt wird. Die Kupplungstrommel 60 wird unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens hergestellt. Dies ist der Grund dafür, dass die Kupplungstrommeln 50, 60 durch zwei Elemente gebildet sind, nämlich die entsprechenden Trommelelemente 51, 61 und die entsprechenden Basiselemente 52, 62.
  • Gemäß der Drehzahländerungsvorrichtung 20 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels sind die Kupplungstrommeln 50, 60 konzentrisch in geschichteter Art angeordnet und der Kupplungskolben 56 und die Kupplungstrommel 60 sind durch Ausbilden von Keilprofilen sowohl an der inneren als auch der äußeren Umfangsfläche des Kupplungskolbens 56 und der Kupplungstrommel 60 derart keilverzahnt, dass die Außenumfangsflächenkeilprofilzähne Innenumfangsflächenkeilprofilnuten bilden. Folglich kann der Durchmesser (die Kontaktfläche) der Kupplungsscheiben 63, 65, die an die Kupplungstrommel 60 gepasst sind, vergrößert werden, ohne die Abmessung der Kupplungstrommel 50 in der Radialrichtung zu vergrößern, und es kann eine ausreichende Drehmomentenkapazität sichergestellt werden. Als ein Ergebnis kann die Anzahl der Kupplungsscheiben 63, 65 verringert werden, wodurch eine Verringerung der Gesamtlänge (der Länge in der Achsrichtung) der Vorrichtung ermöglicht wird. Durch konzentrisches Anordnen der Kupplungstrommeln 50, 60 in geschichteter Form kann die Drehzahländerungsvorrichtung 20 sogar in einem Kraftfahrzeug 10 der FR-Bauweise effizient installiert werden, in welchem die Abmessung in radialer Richtung stark eingeschränkt ist. Außerdem ist der Passungabschnitt 76 derart ausgebildet, dass der Kupplungskolben 56 und die Kupplungstrommel 60 mit einem größeren Spielraum in der Umfangsrichtung als der des Passungsabschnitts 74 aneinander gepasst sind und daher kann selbst dann, wenn sich der Kupplungskolben 56 geringfügig in Umfangsrichtung dreht, der Kontakt mit der Kupplungstrommel 60 unterdrückt werden. Als ein Ergebnis kann verhindert werden, dass die Kupplungstrommel 60 die Verschiebebewegung bzw. Gleitbewegung des Kupplungskolbens 56 behindert. Ferner sind die Kupplungstrommel 50 und die Kupplungstrommel 60 jeweils durch zwei Elemente gebildet, nämlich die Trommelelemente 51, 61 und die Basiselemente 52, 62 und daher kann die Keilprofilzahnpositionierung auf einfache Weise durchgeführt werden, wenn die Kupplungstrommel 50 und die Kupplungstrommel 60 so miteinander keilverzahnt werden, dass sie durch den Passungsabschnitt 72 einstückig verbunden und über den Kupplungskolben 56 durch die Passungsabschnitte 74, 76 keilverzahnt sind.
  • Bei der Drehzahländerungsvorrichtung 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Kupplungstrommel 50 und die Kupplungstrommel 60, die der Kupplung C3 und der Kupplung C4 entsprechen, derart keilverzahnt, dass eine Drehmomentübertragung durch den Passungsabschnitt 72 durchgeführt wird, und sie sind über den Kupplungskolben 56 derart keilverzahnt, dass eine Drehmomentübertragung nicht durchgeführt wird. Jedoch können in einer Drehzahländerungsvorrichtung mit einer Spezifikation, bei der ein wiederholtes Einrücken zwischen zwei in geschichteter Art angeordneter Kupplungen nicht durchgeführt wird, eine außenseitige Kupplungstrommel und eine innenseitige Kupplungstrommel derart ausgebildet sein, dass eine Drehmomentübertragung dazwischen durchgeführt wird. In diesem Fall besteht kein Bedarf dazu, einen getrennten Passungsabschnitt zum Verbinden der außenseitigen Kupplungstrommel und der innenseitigen Kupplungstrommel vorzusehen, damit sie in der Lage sind, sich einstückig zu drehen. Es ist anzumerken, dass in diesem Fall die innenseitige Kupplungstrommel ausgebildet sein kann, um als ein Kupplungskolben zum Drücken der an der außenseitigen Kupplungstrommel angebrachten Kupplungsscheiben zu wirken.
  • Bei der Drehzahländerungsvorrichtung 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Innenumfangsfläche der Kupplungstrommel 50 und die Außenumfangsfläche des Kupplungskolbens 56 miteinander keilverzahnt, sie müssen jedoch nicht keilverzahnt sein. In diesem Fall kann ein Prallmechanismus zum Anhalten der Drehung des Kupplungskolbens separat vorgesehen sein.
  • Bei der Drehzahländerungsvorrichtung 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Kupplungstrommel 50 und die Kupplungstrommel 60 jeweils ausgebildet, indem zwei Elemente, nämlich die Trommelelemente 51, 61 und die Basiselemente 52, 62 aneinander geklebt sind, jedoch kann eine oder können beide der Kupplungstrommel 50 und der Kupplungstrommel 60 durch drei oder mehr Elemente oder durch ein einzelnes Element gebildet sein.
  • Bei der Drehzahländerungsvorrichtung 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein achtgängiges, hydraulikgetriebenes Stufengetriebe verwendet, solange das Getriebe jedoch ein abgestuftes Getriebe ist, ist die Anzahl der Verstellgeschwindigkeiten nicht auf acht beschränkt und ein Getriebe mit jeder Anzahl an Verstellgeschwindigkeiten, beispielsweise zwei bis sieben Verstellgeschwindigkeiten oder neun oder mehr Verstellgeschwindigkeiten kann verwendet werden.
  • Hier werden Beziehungen zwischen den Hauptelementen dieses Ausführungsbeispiels und den Hauptelementen der in dem Abschnitt „Offenbarung der Erfindung” beschriebenen Erfindung beschrieben. In dem Ausführungsbeispiel entsprechen die Kupplung C3 und die Kupplung C4 jeweils einer „ersten Kupplung” und einer „zweiten Kupplung”. Ferner entspricht das Trommelelement 51 einem „ersten Element”, das Basiselement 52 entspricht einem „zweiten Element”, das Trommelelement 61 entspricht einem „dritten Element” und das Basiselement 62 entspricht einem „vierten Element”. Man beachte, dass das Ausführungsbeispiel ein Beispiel zum spezifischen Beschreiben der besten Art zum Ausführung der in dem Abschnitt „Offenbarung der Erfindung” beschriebenen Erfindung ist und daher die Beziehungen zwischen den Hauptelementen dieses Ausführungsbeispiels und den Hauptelementen der in dem Abschnitt „Offenbarung der Erfindung” beschriebenen Erfindung nicht die Elemente der in dem Abschnitt „Offenbarung der Erfindung” beschriebenen Erfindung beschränken. Mit anderen Worten ist die in dem Abschnitt „Offenbarung der Erfindung” beschriebene Erfindung auf Grundlage der Beschreibungen in diesem Abschnitt zu interpretieren und das Ausführungsbeispiel ist lediglich ein besonderes Beispiel der in dem Abschnitt „Offenbarung der Erfindung” beschriebenen Erfindung.
  • Die beste Art zum Ausführen der vorliegenden Erfindung wurde vorstehend unter Verwendung deren Ausführungsbeispiels beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auf keine Weise auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt und kann auf verschiedene Arten innerhalb eines Bereichs implementiert werden, der von dem Wesen der vorliegenden Erfindung nicht abweicht.
  • GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung kann in der herstellenden Industrie für Drehzahländerungsvorrichtungen verwendet werden.
  • 1
  • 12
    Kraftmaschine
    20
    Getriebe
  • 2
  • (O)
    Während der Motorbremsung
  • Zusammenfassung
  • Jeweilige Kupplungstrommeln 50, 60 von zwei Kupplungen sind konzentrisch in geschichteter Art angeordnet und ein Kupplungskolben 56 ist mit der Kupplungstrommel 60 keilverzahnt, indem an inneren und äußeren Umfangsflächen des Kupplungskolbens 56 und der Kupplungstrommel 60 derartige Keilprofile ausgebildet sind, dass Außenumfangsflächenkeilprofilzähne Innenumfangsflächenkeilprofilnuten bilden. Somit kann die Kontaktfläche einer Kupplungsscheibe (Reibungsscheibe), die an die Kupplungstrommel 60 gepasst ist, vergrößert werden, ohne die Abmessung der Kupplungstrommel 50 in einer radialen Richtung zu vergrößern, und als ein Ergebnis kann eine zufrieden stellende Drehmomentkapazität sicher gestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2006-349162 A [0002]

Claims (9)

  1. Drehzahländerungsvorrichtung für eine Drehzahlverstellung einer in eine Eingangswelle eingegebenen Kraft bei einer Verstelldrehzahl, die durch Umschalten eines Eingriffszustands einer Vielzahl von Kupplungen geändert werden kann, und für ein anschließendes Ausgeben der Kraft zu einer Abgabewelle, mit: einer ersten Kupplung, die eine erste Kupplungstrommel hat, in welcher eine ringförmige Kupplungsscheibe an eine Innenumfangsfläche der ersten Kupplungstrommel keilverzahnt ist, und ein mit einem Keilprofil an einer Innenumfangsfläche ausgebildeter Kupplungskolben so vorgesehen ist, dass er in einer Achsrichtung verschiebbar ist und die Kupplungsscheibe drücken kann; und einer zweiten Kupplung, die eine zweite Kupplungstrommel hat, die in dem Kupplungskolben der ersten Kupplung konzentrisch zu der ersten Kupplung angeordnet ist, und in welcher an deren inneren und äußeren Umfangsflächen derart ein Keilprofil ausgebildet ist, dass Außenumfangsflächenkeilzähne Innenumfangskeilnuten bilden, wodurch die Außenumfangsfläche mit der Innenumfangsfläche des Kupplungskolbens keilverzahnt ist und eine ringförmige Kupplungsscheibe mit der Innenumfangsfläche keilverzahnt ist.
  2. Drehzahländerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei an inneren und äußeren Umfangsflächen des Kupplungskolbens eine Keilverzahnung derart ausgebildet ist, dass Außenumfangsflächenkeilprofilzähne Innenumfangsflächenkeilprofilnuten bilden, wodurch die Außenumfangsfläche mit der Innenumfangsfläche der ersten Kupplungstrommel keilverzahnt ist und die Innenumfangsfläche mit der Außenumfangsfläche der zweiten Kupplungstrommel keilverzahnt ist.
  3. Drehzahländerungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Keilverzahnungen an der Innenumfangsfläche des Kupplungskolbens und der Außenumfangsfläche der zweiten Kupplungstrommel derart ausgebildet sind, dass die Keilprofilnuten und die Keilprofilzähne mit einem größeren räumlichen Spiel in einer Umfangsrichtung als das der Keilverzahnung zwischen der Innenumfangsfläche der ersten Kupplungstrommel und der Außenumfangsfläche des Kupplungskolbens gepasst sind.
  4. Drehzahländerungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Kupplungstrommel und die zweite Kupplungstrommel durch eine Keilverzahnung, die an einer anderen fortlaufenden Stelle als an der Stelle vorgesehen ist, an der die erste Kupplungstrommel und die zweite Kupplungstrommel über den Kupplungskolben miteinander keilverzahnt sind, so miteinander verbunden sind, dass sie sich einstückig drehen können.
  5. Drehzahländerungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die erste Kupplungstrommel durch ein erstes Element, das mit Keilprofilzähnen ausgebildet ist, die mit dem Kupplungskolben keilverzahnt sind, und aus einem zweiten Element gebildet ist, das mit Keilprofilzähnen ausgebildet ist, die mit der zweiten Kupplungstrommel keilverzahnt sind, die zweite Kupplungstrommel durch ein drittes Element, das mit Keilprofilzähnen ausgebildet ist, die mit dem Kupplungskolben keilverzahnt sind, und ein viertes Element gebildet ist, das mit Keilprofilzähnen ausgebildet ist, die mit der ersten Kupplungstrommel keilverzahnt sind, und eine Verbindung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element und eine Verbindung zwischen dem dritten Element und dem vierten Element in einem Zustand realisiert werden, in welchem die Keilprofilzähne derart positioniert sind, dass die erste Kupplungstrommel und die zweite Kupplungstrommel über den Kupplungskolben keilverzahnt und an der fortlaufenden Stelle keilverzahnt sind.
  6. Drehzahländerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit: einem ersten Planetengetriebemechanismus, der durch vier Rotationselemente gebildet ist, von denen ein erstes Rotationselement mit einer Kupplung C1 verbunden ist, ein zweites Rotationselement mit einer Rotationswelle verbunden ist, ein drittes Rotationselement mit der Abgabewelle verbunden ist und ein viertes Rotationselement über eine Einwegkupplung an einem Gehäuse befestigt und über eine Kupplung C2 mit der Eingangswelle verbunden ist; und einem zweiten Planetengetriebemechanismus, der durch drei Rotationselemente gebildet ist, von denen ein erstes Rotationselement an dem Gehäuse befestigt ist, ein zweites Rotationselement über die Kupplung C3 mit der Rotationswelle verbunden ist und über die Kupplung C1 mit dem ersten Rotationselement des ersten Planetengetriebemechanismus verbunden ist, und ein drittes Rotationselement mit der Eingangswelle verbunden ist und über eine Kupplung C4 mit der Rotationswelle verbunden ist, wobei die Rotationswelle über eine Bremse B1 an dem Gehäuse befestigt ist, das vierte Rotationselement des ersten Planetengetriebemechanismus über eine Bremse B2 an dem Gehäuse befestigt ist, die erste Kupplung die Kupplung C3 ist, und die zweite Kupplung die Kupplung C4 ist.
  7. Drehzahländerungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der zweite Planetengetriebemechanismus als ein Drehzahlverminderungsmechanismus ausgebildet ist, der die Drehzahl der in das dritte Rotationselement eingegebenen Kraft vermindert und die drehzahlverminderte Kraft zu dem dritten Rotationselement ausgibt.
  8. Drehzahländerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Drehzahländerungsvorrichtung ein in einem Fahrzeug installiertes Stufengetriebe ist.
  9. Drehzahländerungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Drehzahländerungsvorrichtung ein vertikal angeordnetes Getriebe ist, das derart vertikal angeordnet ist, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einer zu einer Achse senkrecht verlaufenden Richtung ausgebildet sind.
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