DE1075395B

DE1075395B - Epicyclic gear with hydraulic torque converter and downstream change gear

Info

Publication number: DE1075395B
Application number: DENDAT1075395D
Authority: DE
Inventors: Chesham Buckinghamshire Thomas Hindmarch (Großbritannien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1960-02-11

Description

Umlaufrädergetriebe mit hydraulischem Drehmomentwandler und nachgeschaltetem Wechselgetriebe Die Erfindung betrifft Geschwindigkeitswechselgetriebe zur Übertragung großer Antriebsleistungen im Fahrzeugantrieb und für gewerbliche Zwecke, insbesondere aber für Lokomotiven und andere schwere Fahrzeuge.Planetary gear with hydraulic torque converter and downstream Change gears The invention relates to speed change gears for transmission large drive powers in vehicle propulsion and for commercial purposes, in particular but for locomotives and other heavy vehicles.

In Fahrzeugantrieben, z. B. bei Lokomotiven, Triebwagen, schweren Lastkraftfahrzeugen mit Dieselantrieb od. dgl., ist es notwendig, Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer größeren Anzahl von unterschiedlichen Gängen vorzusehen, damit die Antriebsleistung bei unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten voll ausgenutzt werden kann. Die für den Geschwindigkeitswechsel üblicherweise verwendeten mechanischen Wechselgetriebe sind meist so eingerichtet, daß der Antrieb zwischen dem Motor und den angetriebenen Rädern beim Umschalten des Wechselgetriebes vom einen Gang zum anderen Gang unterbrochen wird. Diese Unterbrechung ist jedoch nachteilig, weil sie erhebliche Stöße in den Getrieben und eine verstärkte Abnutzung nach sich zieht.In vehicle drives, e.g. B. in locomotives, railcars, heavy Diesel-powered trucks or the like, it is necessary to have speed change gearboxes to be provided with a larger number of different gears, so that the drive power can be fully utilized at different driving speeds. The for the speed change commonly used mechanical change gear are usually set up so that the drive between the motor and the driven Wheels interrupted when switching the gearbox from one gear to the other will. However, this interruption is disadvantageous because it causes significant impacts in the Driven and increased wear and tear.

Bekannt sind Getriebe, bei denen zur Erzielung stufenlos veränderbarer Übersetzungen eine Leistungsverzweigung zwischen einem Umlaufrädergetriebe und einem hydraulischen Drehmomentwandler erfolgt, sowie Getriebe mit hydraulischem Drehmomentwandler auf einer Nebenwelle.Gearboxes are known where continuously variable to achieve Translations a power split between a planetary gear and a hydraulic torque converter takes place, as well as transmission with hydraulic torque converter on a secondary shaft.

Die Erfindung wird bei einem Umlaufrädergetriebe mit einem hydraulischen Drehmomentwandler und einem nachgeschalteten Wechselgetriebe in der Kombination des dreigliedrigen hydraulischen Drehmomentwandlers mit zwei mit Zahnrädern ausgerüsteten Teilen, die zu beiden Seiten des dritten Teiles auf einer mit dem dritten Teil fest verbunden, am Getriebegehäuse befestigten Nebenachse frei drehbar gelagert sind und über Zahnradstufen mit dem getriebenen Teil einerseits und dem Reaktionsteil .des Umlaufrädergetriebes andererseits im Eingriff stehen, und des getriebenen Teiles des Umlaufrädersatzes mit einem vielstufigen Zahnradwechselgetriebe gesehen, dessen ständig im Eingriff befindliche Getrieberäder teils mit eingebauten Reibungskupplungen, teils mit eingebauten Freiläufen versehen sind. Es soll also die Erfindung in der Kombination nach dem Erfindungsgegenstand liegen, und die in der Erfindung beschriebenen Einzelmaßnahmen sind nicht Gegenstand der Erfindung.The invention is in a planetary gear with a hydraulic Torque converter and a downstream change gear in the combination of the three-part hydraulic torque converter with two equipped with gears Parts that are stuck to either side of the third part on one with the third part connected, attached to the gear housing minor axis are freely rotatable and via gear stages with the driven part on the one hand and the reaction part .the epicyclic gear on the other hand are in engagement, and the driven part of the epicyclic gear set with a multi-stage gear change transmission seen, its constantly engaged gear wheels, some with built-in friction clutches, are partly provided with built-in freewheels. So it should be the invention in the Combination lie according to the subject matter of the invention, and those described in the invention Individual measures are not the subject of the invention.

Während ein hydraulischer Drehmomentwandler allein nur einen Wirkungsgrad von etwa 85 0/o, ein Getriebe, bei dem nur ein Teil der Leistung über einen hydraulischen Drehmomentwandler geht, etwa einen Wirkungsgrad von 95 0/o ergibt, aber nur in einem begrenzten Geschwindigkeitsbereich arbeitet, und Geschwindigkeitswechselgetriebe beim Geschwindigkeitswechsel eine Drehkraftunterbrechung hervorrufen, wird durch die Erfindung erstens ein höherer Wirkungsgrad des nur eine Teilleistung übertragenden hydraulischen Drehmomentwandlers erreicht und zweitens beim Geschwindigkeitswechsel, also beim Schalten der Gänge eine Antriebsunterbrechung vermieden sowie ein höherer Gesamtwirkungsgrad und Geschwindigkeitsbereich als bei den bekannten Getriebekombinationen erzielt.While a hydraulic torque converter alone has only one degree of efficiency of about 85 0 / o, a transmission in which only part of the power is via a hydraulic Torque converter works, gives about an efficiency of 95 0 / o, but only in one limited speed range works, and speed change gearbox cause an interruption of torque when changing speed, is through the invention, firstly, a higher efficiency of only a partial power transmitted hydraulic torque converter and secondly when changing speed, So when shifting the gears, a drive interruption is avoided and a higher one Overall efficiency and speed range than with the known gear combinations achieved.

In der Beschreibung wird ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit mindestens zwei Paaren ständig im Eingriff miteinander stehender Zahnräder verschiedener Größe behandelt, bei dem das in der unteren Übersetzungsstufe arbeitende Zahnradpaar in seinem antriebsseitigen Zahnrad einen Freilauf, das in der höheren Übersetzungsstufe arbeitende Zahnradpaar im antriebsseitigen Zahnrad eine Reibungskupplung aufweist, so daß beim Einrücken dieser Kupplung der Antrieb von dem im unteren Übersetzungsbereich arbeitenden Zahnradpaar unter Wirksamwerden des Freilaufs im abtriebsseitigen Zahnrad ohne Antriebsunterbrechung auf das in der höheren Übersetzungsstufe arbeitende Zahnradpaar übergeht.In the description is a speed change gearbox with at least two pairs of constantly meshing gears of different sizes treated, in which the gear pair working in the lower gear ratio in his drive-side gear has a freewheel, which is in the higher gear ratio working gear pair in the drive-side gear has a friction clutch, so that when this clutch is engaged, the drive is different from that in the lower gear range working gear pair with effective freewheeling in the output-side gear without interrupting the drive to the gear pair working in the higher gear ratio transforms.

Zur beliebigen Erhöhung der Gangzahl können zwei oder mehrere solcher Getriebesätze hintereinandergeschaltet sein. In der nachfolgenden Beschreibung ist ein neungängiges Wechselgetriebe behandelt, das vornehmlich für Lokomotiven, Triebwagen und schwere Lastkraftfahrzeuge verwendet werden soll, doch ist die Erfindung auf diese Getriebeausführung nicht beschränkt und kann in einfachster Form z. B. auch bei Drei- oder Viergangwechselgetrieben für leichte Kraftfahrzeuge verwendet werden, bei denen die Umschaltbarkeit ohne Antriebsunterbrechung den Fahrkomfort erhöht.Two or more of these can be used to increase the number of gears as required Gear sets must be connected in series. In the description below is deals with a nine-speed change gear, primarily for locomotives and railcars and heavy Trucks should be used, but that is Invention is not limited to this transmission design and can be in the simplest Shape z. B. also with three- or four-speed gearboxes for light motor vehicles can be used in which the switchability without interrupting the drive improves driving comfort elevated.

Die Zeichnungen zeigen ein Beispiel für die Ausführung des Wechselgetriebes nach der Erfindung, und zwar zeigt Fig. 1 einen schematisch dargestellten Getriebesatz im Grundriß und Fig.2 einen Drehmomentwandler im Schnitt, der bei dem Getriebesatz nach Fig. 1 verwendet werden kann.The drawings show an example of the design of the gearbox according to the invention, namely Fig. 1 shows a schematically illustrated gear set in plan and Figure 2 a torque converter in section, which in the gear set according to Fig. 1 can be used.

Die Antriebswelle A, die von einem Motor über eine nicht dargestellte Kupplung angetrieben wird, trägt drei Zahnräder B1, B2, B3; zwei dieser Zahnräder, nämlich B2 und B3, sind mit der Antriebswelle durch Kupplungen verbunden, die in die Zahnräder eingebaut sein können. Diese drei Zahnräder, von denen das kleinste Zahnrad B1 keine Kupplung benötigt, sind in ständigem Eingriff mit Zahnrädern Cl, C2 und C3, die auf einer Zwischenwelle D sitzen. Die Zahnräder C1 und C2 sind mit eingebauten Freiläufen versehen. Dieser Teil des Getriebes bildet den ersten Satz des neunstufigen Geschwindigkeitswechsels und arbeitet folgendermaßen: In der untersten Geschwindigkeitsstufe sind die Kupplungen in B2 und B3 ausgerückt, so daß der Antrieb von B1 auf C1 und bei Ausschaltung des zugeordneten Freilaufs auf D übertragen wird. Soll die nächsthöhere Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet werden, wird die Kupplung für B2 eingerückt. Der Antrieb wird dann von B2 auf C2 und weiter auf D übertragen. Da C1 einen Freilauf enthält, kann dieses Zahnrad langsamer laufen als C2, so daß die Wellen A und D mit entsprechenden Drehzahlen auf Grund des Antriebes über die Zahnräder B2 und C2 umlaufen, während der Antrieb über B1, C1 dann aufgehört hat, da der innere Teil des Freilaufes in C1 den äußeren Teil freigegeben hat.The drive shaft A, which is driven by a motor via a not shown Clutch is driven, carries three gears B1, B2, B3; two of these gears, namely B2 and B3, are connected to the drive shaft by clutches that are shown in the gears can be installed. These three gears, the smallest of which Gear B1 does not require a clutch, are in constant mesh with gear wheels Cl, C2 and C3, which sit on an intermediate shaft D. The gears C1 and C2 are with built-in freewheels. This part of the gearbox forms the first set of the nine-stage speed change and works as follows: In the lowest Speed stage, the clutches in B2 and B3 are disengaged, so that the drive is transferred from B1 to C1 and when the associated freewheel is switched off to D. If the next higher speed level is to be switched on, the clutch is indented for B2. The drive is then transferred from B2 to C2 and on to D. Since C1 contains a freewheel, this gear can run slower than C2, so that the shafts A and D with corresponding speeds due to the drive via the Gears B2 and C2 rotate while the drive via B1, C1 has then stopped, because the inner part of the freewheel in C1 has released the outer part.

Wenn die nächsthöhere Drehzahlstufe eingeschaltet werden soll, wird die Kupplung in B3 eingerückt, ohne daß B2 entkuppelt zu werden braucht. Der Antrieb wird dann von B3 auf C3 und weiter auf D übertragen, während in C2 der Freilauf wirksam wird, weil der innere Teil des Freilaufes jetzt schneller umläuft als der äußere Teil.When the next higher speed level is to be switched on, the clutch is engaged in B3 without having to disengage B2. The drive is then transferred from B3 to C3 and on to D, while the freewheel in C2 becomes effective because the inner part of the freewheel now rotates faster than the outer part.

Beim Antriebsbeginn wird somit die Antriebskraft von einem Motor über eine dem Getriebe vorgeschaltete Hauptkupplung auf die Antriebswelle A übertragen, wobei das Getriebe in der untersten Drehzahlstufe wirksam ist. Die Hauptkupplung braucht anschließend nicht betätigt zu werden, sondern kann ständig eingerückt bleiben. Ist in der untersten Übersetzungsstufe eine ausreichend hohe Drehzahl erreicht worden, so daß man auf den zweiten Gang übergehen kann, so wird die Getriebekupplung für B2 eingerückt, ohne daß es erforderlich ist, den 1. Gang über B1, C1 auszuschalten. In gleicher Weise erfolgt die Weiterschaltung vom 2. Gang auf den 3. Gang B3, C3. Dies ist besonders wichtig, wenn ein derartiges Getriebe beispielsweise bei einer Lokomotive benutzt wird, die mit starker Anhängelast auf ansteigender Strecke fährt. Das Umschalten auf den 2. Gang kann ohne Unterbrechung des Antriebes und demzufolge ohne Verminderung des Antriebsmomentes erfolgen.At the start of the drive, the drive force is thus from a motor transmit a main clutch upstream of the gearbox to drive shaft A, the transmission is effective in the lowest speed level. The main clutch does not need to be actuated afterwards, but can remain indented at all times. If a sufficiently high speed has been reached in the lowest gear ratio, so that you can go to second gear, the gear clutch for B2 is engaged without it being necessary to switch off 1st gear via B1, C1. Shifting from 2nd gear to 3rd gear B3, C3 takes place in the same way. This is particularly important when such a transmission, for example in a Locomotive is used that drives with a heavy trailer load on an uphill stretch. Switching to 2nd gear can be done without interrupting the drive and consequently take place without reducing the drive torque.

Ein derartiges Dreiganggetriebe, das den ersten Teil des vollständigen Neunganggetriebes bildet, kann natürlich in geeigneten Fällen, z. B. bei einem leichten Kraftfahrzeug, mit Vorteil auch ein zusätzliches Zahnräderpaar mit eingebauter Kupplung und eingebautem Freilauf erhalten, um in gleicher Weise ein Vierganggetriebe zu erzielen.Such a three-speed transmission, which is the first part of the complete Forms nine-speed transmission can of course in suitable cases, for. B. with a light Motor vehicle, advantageously also an additional pair of gears with built-in clutch and built-in freewheel to get a four-speed transmission in the same way achieve.

Für den zweiten Teil des Neunganggetriebes wirkt die Zwischenwelle D nunmehr als Antriebswelle eines ähnlichen Getriebesatzes, der aus treibenden Zahnrädern E1, E2 und E3 und damit im Eingriff befindlichen Zahnrädern F1, F2 und F3 besteht, wobei E2 und E3 mit Kupplungen. und F1 und F2 mit Freiläufen ausgerüstet sind.The intermediate shaft acts for the second part of the nine-speed transmission D now as the drive shaft of a similar gear set consisting of driving gears E1, E2 and E3 and the gears F1, F2 and F3 that are in mesh with them, where E2 and E3 with couplings. and F1 and F2 are equipped with freewheels.

Der Freilauf für das Zahnrad F3 ist an sich für den richtigen Betrieb des Getriebes nicht erforderlich, kann aber vorgesehen werden, damit die Abtriebswelle auch schneller laufen kann als die Antriebswelle, wenn das Fahrzeug bergab fährt. Die Einschaltung der Gänge vollzieht sich für den zweiten Getriebesatz in gleicher Weise wie für den ersten Getriebesatz. Die Abtriebswelle ist mit G bezeichnet und trägt die Zahnräder F1, F2 und F3. Diese Getrieberäder werden dann nacheinander in gleicher Weise geschaltet; sie ergeben eine Gesamtzahl von neun Gängen. Vom Stillstand bis auf den 9. Gang geht die Gangschaltung folgendermaßen vor sich: 1. Gang: Die dem Antriebsmotor zugeordnete Hauptkupplung ist eingerückt. Die Kupplungen der Zahnräder B2, B3, E2, E3 sind ausgerückt. Der Antrieb wird dann über die folgenden Teile übertragen: Antriebsmotor, Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad Bi, Zahnrad Cl, Zwischenwelle D, Zahnrad EI, Zahnrad F1, Abtriebswelle G.The freewheel for the gear F3 is not required per se for the correct operation of the transmission, but can be provided so that the output shaft can also run faster than the drive shaft when the vehicle is traveling downhill. The engagement of the gears takes place for the second gear set in the same way as for the first gear set. The output shaft is labeled G and carries the gears F1, F2 and F3. These gears are then switched one after the other in the same way; they result in a total of nine courses. From standstill to 9th gear, gear shifting proceeds as follows: 1st gear: The main clutch assigned to the drive motor is engaged. The clutches of gears B2, B3, E2, E3 are disengaged. The drive is then transmitted via the following parts: drive motor, main clutch, drive shaft A, gear Bi, gear Cl, intermediate shaft D, gear EI, gear F1, output shaft G.

2. Gang: Vom Antriebsmotor über die Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad B2, Zahnrad C2, Zwi.@ schenwelle D, Zahnrad EI, Zahnrad F1, Abtriebswelle G.2nd gear: From the drive motor via the main clutch, drive shaft A, gear B2, gear C2, intermediate shaft D, gear EI, gear F1, output shaft G.

3. Gang: Vom Antriebsmotor über die Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad B3, Zahnrad C3, Zwischenwelle D, Zahnrad EI, Zahnrad F1, Abtriebswelle G.3rd gear: From the drive motor via the main clutch, drive shaft A, gear B3, gear C3, intermediate shaft D, gear EI, gear F1, output shaft G.

4. Gang: Vom Antriebsmotor über die Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad B1, Zahnrad Cl, Zwischenwelle D, Zahnrad E2, Zahnrad F2, Abtriebswelle G.4th gear: From the drive motor via the main clutch, drive shaft A, Gear B1, gear Cl, intermediate shaft D, gear E2, gear F2, output shaft G.

5. Gang: Vom Antriebsmotor über die Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad B2, Zahnrad C2, Zwischenwelle D, Zahnrad E2, Zahnrad F2, Abtriebswelle G.5th gear: From the drive motor via the main clutch, drive shaft A, Gear B2, gear C2, intermediate shaft D, gear E2, gear F2, output shaft G.

6. Gang: Vom Antriebsmotor über die Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad 3, Zahnrad C3, Zwischenwelle D, Zahnrad E2, Zahnrad F2, Abtriebswelle G.6th gear: From the drive motor via the main clutch, drive shaft A, Gear 3, gear C3, intermediate shaft D, gear E2, gear F2, output shaft G.

7. Gang: Vom Antriebsmotor über die Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad B1, Zahnrad Cl, Zwischenwelle D, Zahnrad E3, Zahnrad F3, Abtriebswelle G.7th gear: From the drive motor via the main clutch, drive shaft A, Gear B1, gear Cl, intermediate shaft D, gear E3, gear F3, output shaft G.

B. Gang.: Vom Antriebsmotor über die Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad B2, Zahnrad C2, Zwischenwelle D, Zahnrad E3, Zahnrad F3, Abtriebswelle G.B. Gear .: From the drive motor via the main clutch, drive shaft A, gear B2, gear C2, intermediate shaft D, gear E3, gear F3, output shaft G.

9. Gang: Vom Antriebsmotor über die Hauptkupplung, Antriebswelle A, Zahnrad B3, Zahnrad C3, Zwischenwelle D, Zahnrad E3, Zahnrad F3, Abtriebswelle G.9th gear: From the drive motor via the main clutch, drive shaft A, Gear B3, gear C3, intermediate shaft D, gear E3, gear F3, output shaft G.

Das beim Gangwechsel stattfindende Einrücken der Kupplung jedes höheren Ganges in den Zahnrädersätzen B1, B2, B3 und anschließend in den Zahnrädersätzen EI, E2, E3 verursacht keine Unterbrechung in der Übertragung des Antriebsmomentes. Der Zug in den Kupplungsstangen kann sich zwar beim Wechsel von Gang zu Gang etwas ändern, doch wird er vom ersten Einrücken der Hauptkupplung an nicht unterbrochen.The engagement of the clutch of each higher gear in gear sets B1, B2, B3 and then in gear sets EI, E2, E3 when changing gears does not cause any interruption in the transmission of the drive torque. The pull in the clutch rods can change slightly when changing from gear to gear, but it is not interrupted from the first engagement of the main clutch.

In ähnlicher Weise wird beim Befahren einer Steigung, wenn sich die Geschwindigkeit des Zuges oder Fahrzeuges infolge Überlastung vermindert, das Ausrücken der aufeinanderfolgenden Kupplungen ohne Unterbrechung des Zuges in den Kupplungsstangen vor sich gehen. Wird der Zug oder das Fahrzeug infolge Überlastung zur Verminderung der Fahrgeschwindigkeit genötigt, so kann der Kupplungsstangenzug bei nächsttieferen Gang auf seinem Höchstwert beim Einrücken gehalten werden. Dies ist für die Aufrechterhaltung der Fahrgeschwindigkeit von großem Nutzen.Similarly, when traveling up a slope, if the Speed of the train or vehicle reduced due to overload, the disengagement of the successive couplings without interrupting the pull in the coupling rods going on. If the train or the vehicle is reduced as a result of overloading If the driving speed is required, the coupling rod pull can at the next lower Gear must be held at its maximum when engaged. This is for maintaining of great benefit to driving speed.

Die beiden Getriebesätze können in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein, wobei die Zwischenwelle D als Abtriebswelle des ersten Getriebesatzes die Antriebswelle des zweiten Getriebesatzes bildet. Die beiden Getriebesätze können jedoch auch getrennt in selbständigen Gehäusen untergebracht sein und mit einer zwischen der Abtriebswelle des einen und der Antriebswelle des anderen Getriebesatzes eingeschalteten Kupplung ausgerüstet werden.The two gear sets can be accommodated in a common housing be, the intermediate shaft D as the output shaft of the first gear set Forms drive shaft of the second gear set. The two gear sets can but also be housed separately in separate housings and with a between the output shaft of the one and the input shaft of the other gear set activated clutch.

Natürlich können solche Getriebesätze auch in jeder sonstigen Kombination mit einer anderen Anzahl von Übersetzungen in den einzelnen Getriebesätzen hergestellt werden, beispielsweise mit zwei Übersetzungen im ersten Getriebesatz und zwei Übersetzungen im zweiten Getriebesatz, so daß sich insgesamt vier verschiedene Gänge ergeben. Mit zwei Übersetzungen im ersten Getriebesatz und drei Übersetzungen im zweiten Getriebesatz erhält man sechs verschiedene Gänge, bei vier Übersetzungen im ersten und drei Übersetzungen im zweiten Getriebesatz insgesamt zwölf oder mit vier und vier Übersetzungen insgesamt sechzehn Gänge. Der Abtriebswelle G kann ein Wendegetriebe nachgeschaltet werden, das eine der jeweiligen Gangzahl entsprechende Anzahl von Rückwärtsgängen hinzuschaltet. Die Kupplungen für die Zahnräder werden vorzugsweise als druckmittelbetätigte Kupplungen im Innern der Zahnräder angeordnet, können sich jedoch auch neben den Zahnrädern befinden und in jeder geeigneten Weise betätigt werden.Of course, such gear sets can also be used in any other combination produced with a different number of gear ratios in the individual gear sets be, for example with two translations in the first gear set and two translations in the second gear set, so that there are a total of four different gears. With two gear ratios in the first gear set and three gear ratios in the second Gear set you get six different gears, with four gear ratios in the first and three gear ratios in the second gear set a total of twelve or with four and four gear ratios a total of sixteen gears. The output shaft G can be a reversing gear be connected downstream, the number of corresponding to the respective number of gears Switches on reverse gears. The clutches for the gears are preferred arranged as pressure medium-actuated clutches inside the gears, can however, they are also located next to the gears and operated in any suitable manner will.

Das Getriebe nach der Erfindung hat nicht nur den Vorteil, daß es über den ganzen Schaltungsbereich beim Gangwechsel ohne Unterbrechung der Antriebsübertragung arbeitet, sondern zeichnet sich auch dadurch aus, daß trotz der großen Zahl von unterschiedlichen Gängen nur wenige Kupplungen benötigt werden und diese Kupplungen gleiche Abmessungen aufweisen können. Sind die Kupplungen ausgerückt, so bestehen keine übermäßigen Drehzahlunterschiede zwischen den einzelnen Teilen jeder Kupplung. Ferner läßt sich das Getriebe in einfacher Weise mit den für Wechselgetriebe in zahlreichen Ausführungen bekannten, hydraulisch oder auf sonstige Weise betätigten selbsttätigen Umsteuerungen ausrüsten. Überdies läßt sich das Getriebe in sehr gedrängter; Bauart herstellen.The transmission according to the invention not only has the advantage that it over the entire shift range when changing gears without interrupting the drive transmission works, but is also characterized by the fact that, despite the large number of different gears only a few clutches are needed and these clutches can have the same dimensions. If the clutches are disengaged, they exist no excessive speed differences between the individual parts of each clutch. Furthermore, the transmission can be easily combined with the for change gears in numerous designs known, hydraulically or otherwise operated equip automatic reversing. In addition, the transmission can be very compact; Manufacture type.

Da der Gangwechsel sowohl vom Langsamen ins Schnelle als auch umgekehrt in fortlaufender Reihe erfolgt, bereitet der Einbau einer automatischen Steuerung, die den Gangwechsel ohne jede Betätigung seitens des Benutzers vollzieht, keinerlei Schwierigkeiten. Das Steuergetriebe für die automatische Schaltung kann in Abhängigkeit von der Drehzahl oder in Abhängigkeit von dem Drehmoment an der Abtriebswelle oder in Abhängigkeit von sonstigen Bezugsgrößen gesteuert werden. Wird als Hauptkupplung oder in Verbindung mit ihr eine Schlupfkupplung benutzt, deren Schlupf mit dem Drehmoment wächst, so kann der Schlupf in der Kupplung zur selbsttätigen Einleitung des Gangwechsels benutzt werden.Because the gear change from slow to fast and vice versa takes place in a continuous row, the installation of an automatic control prepares which performs the gear change without any action on the part of the user, none Trouble. The control gear for the automatic shift can be dependent on on the speed or as a function of the torque on the output shaft or can be controlled depending on other reference values. Used as the main clutch or in connection with it a slip clutch is used, whose slip with the torque grows, the slip in the clutch can automatically initiate the gear change to be used.

Für das Zahnrad C3 wird kein Freilauf od. dgl. benötigt, wenn dieses Zahnrad auf einer Zwischenwelle sitzt. In ähnlicher Weise wird der Freilauf auf das Zahnrad F3 nur benötigt, wenn das Getriebe mit einem vollständigen Freilaufantrieb arbeiten soll. In ähnlicher Weise wird auch keine Getriebekupplung für das Zahnrad F3 benötigt, wenn dieses Zahnrad auf einer Zwischenwelle sitzt; andererseits kann das Zahnrad B1 mit einer Reibungskupplung oder sonstigen Kupplung ausgerüstet werden, wenn die Antriebswelle nicht mit einer Hauptkupplung versehen ist.No freewheel or the like is required for gear C3 if this Gear sits on an intermediate shaft. Similarly, the freewheel is on the gear F3 is only required if the gearbox has a full freewheel drive should work. Similarly, there is no gear clutch for the gear F3 required if this gear is on an intermediate shaft; on the other hand can the gearwheel B1 is equipped with a friction clutch or other clutch, if the drive shaft is not provided with a main clutch.

Das Getriebe nach der Erfindung ist nicht nur für Straßen- und Schienenfahrzeuge verwendbar, sondern kann auch in allen sonstigen Fällen verwendet werden, in denen eine mehrfache Gangschaltung benötigt wird, beispielsweise zum Antrieb von Walzwerken, Werkzeugmaschinen o.d. dgl.The transmission according to the invention is not only for road and rail vehicles usable, but can also be used in all other cases in which multiple gears are required, for example to drive rolling mills, Machine tools o.d. like

Das beschriebene Wechselgetriebe arbeitet mit einer stufenweisen Änderung der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl. Um es auch mit stetiger Geschwindigkeitsänderung verwendbar zu machen, ist in dem Antrieb statt der dem Wechselgetriebe vorgeschalteten Hauptkupplung oder in Verbindung mit ihr ein Drehmomentwandler vorgesehen, der über den ganzen Drehzahl-bzw. Übersetzungsbereich, d. h. für alle Getriebegänge eine Feinregelung der Drehzahl ermöglicht. Arbeitet z. B. der Drehmomentwandler in einem Geschwindigkeitsbereich, der dicht oberhalb bis etwa 300/o unterhalb der Antriebsdrehzahl reicht, und beträgt die Übersetzungszunahme des Wechselgetriebes von Gang zu Gang beispielsweise 25 0/o, so können die Drehmomentänderungen von Gang zu Gang durch den Drehmomentwandler vollständig abgeglichen werden, und das Leistungsdiagramm ist dann glatt und stufenfrei.The gearbox described works with a gradual change the speed or rotational speed. The same applies to constant changes in speed to make usable, is in the drive instead of the upstream of the change gear Main clutch or in connection with it a torque converter is provided that over the whole speed or. Translation area, d. H. one for all transmission gears Fine control of the speed allows. Works z. B. the torque converter in one Speed range that is just above to about 300 / o below the drive speed is enough, and is the ratio increase of the gearbox from gear to gear for example 25 0 / o, the torque changes from gear to gear can go through the torque converter fully calibrated and the performance graph is then smooth and step-free.

Fig.2 zeigt einen Drehmomentwandler, der für diese Zwecke besonders geeignet ist. Hydrodynamische Drehmomentwandler mit drei oder mehr Elementen haben im allgemeinen nur eine geringe Gesamtleistung. Innerhalb des Arbeitsbereiches, für den sie eingerichtet sind, liegt die Leistung etwa bei 800/o und ist außerhalb dieses Bereiches im allgemeinen wesentlich niedriger. Soweit in manchen Fällen diese Leistung über eine bestimmte Grenze hinaus erhöht werden kann, ist dies mit Nachteilen verbunden, z. B. mit einer Vergrößerung der Abmessungen und einer Erhöhung der Herstellungskosten. Der hier behandelte Drehmomentwandler ist kleiner und billiger und hat eine bessere Leistung als ein Drehmomentwandler, der für den ganzen übersetzungsbereich eingerichtet ist. Er soll vor dem Wechselgetriebe eingebaut werden und ermöglicht eine stetig veränderliche, stufenlose Änderung der Übersetzung.Fig.2 shows a torque converter that is specially designed for this purpose suitable is. Have hydrodynamic torque converters with three or more elements generally only a low overall performance. Within the work area, for which they are set up, the performance is about 800 / o and is outside the range this range is generally much lower. So much for this in some cases If power can be increased beyond a certain limit, this has its drawbacks connected, e.g. B. with an increase in size and an increase in manufacturing cost. The torque converter discussed here is smaller and cheaper and has a better one Performance as a torque converter set up for the whole range of gear ratios is. It should be installed in front of the gearbox and enables a steady flow variable, stepless change of the translation.

Der Drchmomentwandler nach der Erfindung besteht aus einem Übersetzungsgetriebe, das ein Differential- oder Umlaufrädergetriebe mit drei Getriebeteilen aufweist, von denen der eine Getriebeteil unmittelbar oder mittelbar mit dem Antriebsmotor oder sonstigem Hauptantrieb verbunden ist, der zweite Getriebeteil mit der Antriebswelle des Wechselgetriebes in Verbindung steht und der dritte Getriebeteil einen Drehmomentwandler antreibt, dessen Abtriebsseite ebenfalls mit der Antriebswelle des Wechselgetriebes in Verbindung steht. Der Drehmomentwandler nach der Erfindung ist so ausgebildet, daß ein kleinerer Teil des übertragenen Gesamtmoments über den Drehmomentwandler übertragen wird.The torque converter according to the invention consists of a transmission gear, which has a differential or epicyclic gear with three gear parts, of which the one gear part directly or indirectly with the drive motor or other main drive is connected, the second gear part with the drive shaft of the gearbox is in connection and the third transmission part is a torque converter drives whose output side also with the drive shaft of the gearbox communicates. The torque converter according to the invention designed so that a smaller part of the total torque transmitted through the torque converter is transmitted.

In der Ausführung nach Fig. 2, die nur als Beispiel gelten soll, treibt eine Antriebswelle 1 den Umlaufräderträger 2 eines Umlaufrädergetriebes an, an dem die Planetenräder 3, 3' gelagert sind. Der äußere Zahnkranz 4 dieses Getriebes ist mit der Abtriebswelle 5 verbunden. Das Sonnenrad 6 treibt über Zahnräder 7, 8 den Antriebsteil eines drei- oder mehrgliedrigen hydrodynamischen Drehmomentwandlers 9 an. Die Abtriebsseite dieses Wandlers treibt ebenfalls die Abtriebswelle 5 über Zahnräder 10 und 11 an. Bei dieser Bauart des Getriebes wird ein Teil des Antriebsmomentes auf die Abtriebswelle 5 unmittelbar durch das Umlaufrädergetriebe übertragen, während der Rest des Antriebsmomentes durch den Drehmomentwandler übertragen wird. Die jeweilige Größe der übertragenen Teildrehmomente hängt von den für die verschiedenen Zahnräder gewählten Übersetzungsverhältnissen ab. Hat der Zahnkranz 4 z. B. dreimal so viel Zähne wie das Sonnenrad 6, so werden drei Viertel des Drehmomentes über das Umlaufrädergetriebe und ein Viertel über den Drehmomentwandler übertragen. Der Drehmomentwandler selbst kann so eingerichtet sein, daß er schneller umläuft als die Antriebswelle 1, wodurch seine Abmessungen und Herstellungskosten vermindert werden.In the embodiment according to FIG. 2, which is only intended to serve as an example, drives a drive shaft 1 to the epicyclic gear carrier 2 of an epicyclic gearing to which the planet gears 3, 3 'are mounted. The outer ring gear 4 of this gear is connected to the output shaft 5. The sun gear 6 drives the gears 7, 8 Drive part of a three or more link hydrodynamic torque converter 9 at. The output side of this converter also drives the output shaft 5 over Gears 10 and 11 on. With this type of transmission, part of the drive torque is used transmitted to the output shaft 5 directly through the epicyclic gear, while the rest of the drive torque is transmitted through the torque converter. The respective The size of the transmitted partial torques depends on the for the different gears selected gear ratios. Has the ring gear 4 z. B. three times as much Teeth like the sun gear 6 are three quarters of the torque via the epicyclic gear and a quarter transmitted through the torque converter. The torque converter itself can be arranged so that it rotates faster than the drive shaft 1, whereby its dimensions and manufacturing costs can be reduced.

Nimmt die Drehzahl der Abtriebswelle bei zunehmender Belastung der Abtriebswelle ab, so nimmt die Drehzahl des Sonnenrades und demzufolge auch die Drehzahl des Antriebsteiles des Drehmomentwandlers zu. Dies schafft einen Ausgleich dafür, daß trotz Konstantbleibens des vom Drehmomentwandler aufgenommenen Drehmomentes die durch den Drehmomentwandler übertragene Kraft mit zunehmendem Schlupf wächst. Bei gegebener Größe des Drehmomentwandlers nehmen mit steigender Drehzahl die übertragene Kraft und die Leistung zu. Die Erfindung ermöglicht es daher, einen Drehmomentwandler zu verwenden, der besonders wirtschaftlich ist, nur kleiner Abmessungen bedarf und billig hergestellt werden kann.The speed of the output shaft decreases with increasing load of the Output shaft decreases, the speed of the sun gear and consequently also the Speed of the drive part of the torque converter. This creates a balance for the fact that the torque absorbed by the torque converter remains constant the force transmitted through the torque converter increases as the slip increases. For a given size of the torque converter, as the speed increases, the transmitted Strength and performance too. The invention therefore makes it possible to use a torque converter to use, which is particularly economical, only requires small dimensions and can be manufactured cheaply.

Da nur ein Teil der Antriebskraft durch den Drehmomentwandler übertragen wird, sind die Antriebsverluste in diesem Teildes Getriebesatzes entsprechend gering. Hat der Drehmomentwandler in dem zuvor erwähnten Fall beispielsweise eine Eigenleistung von 800/o und überträgt er ein Viertel der Antriebskraft, so beträgt die Gesamtleistung der Übersetzung 95%, sofern man die in den Getrieberädern auftretenden Verluste vernachlässigt, die sehr niedrig gehalten werden können.Because only part of the driving force is transmitted through the torque converter the drive losses in this part of the gear set are correspondingly low. In the above-mentioned case, for example, does the torque converter have its own performance of 800 / o and it transmits a quarter of the driving force, the total power is the translation 95%, provided that the losses occurring in the gears neglected, which can be kept very low.

Wird der Drehmomentwandler nach Fig.2 bei einem mit abgestuften Übersetzungen versehenen, mehrgängigen Wechselgetriebe nach Fig. 1 verwendet, so kann der in dem Drehmomentwandlergetriebe auftretende Gesamtschlupf benutzt werden, um den Gangwechsel im Hauptgetriebe einzuleiten, sofern das Hauptgetriebe für automatische Steuerung geeignet ist. Auf diese Weise wird eine selbsttätig arbeitende und stetig veränderliche Übersetzung erzielt, die mit hoher Leistung arbeitet und nur kleine Abmessungen aufweist.If the torque converter according to Fig.2 with a stepped translation provided, multi-speed change gear according to Fig. 1 used, so the in the Torque converter transmission occurring total slip can be used to change gear initiate in the main transmission, provided the main transmission for automatic control suitable is. In this way it becomes an automatically working and constantly changing one Achieved translation that works with high performance and only small dimensions having.

Fällt der Drehmomentwandler aus, so sind zwei Hilfsmaßnahmen möglich: Entweder werden die Antriebs- und Abtriebsteile des Drehmomentwandlers auf irgendeine Weise gekuppelt, wenn das volle Drehmoment mit einer konstanten Übersetzung übertragen werden kann, oder der Antriebsteil des Drehmomentwandlers wird am Gehäuserahmen verriegelt, wenn ein Teilmoment mit kleiner Übersetzungsstufe übertragen werden kann.If the torque converter fails, two remedial measures are possible: Either the input and output parts of the torque converter are on either one Coupled way when the full torque is transmitted with a constant gear ratio can be, or the drive part of the torque converter is on the housing frame locked when a partial torque is transmitted with a small gear ratio can.

An Stelle des bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgesehenen hydrodynamischen Drehmomentwandlers kann auch jede sonst geeignete Bauart solcher Wandler benutzt werden.Instead of that provided in the exemplary embodiment according to FIG hydrodynamic torque converter can also be any other suitable type of such Transducers are used.

Claims

PATENT CLAIM: Epicyclic gear with a hydraulic torque converter and a subsequent change gear, characterized in that the three-part hydraulic torque converter (9) two parts equipped with gears (8,10) has, on both sides of the third part on one with the third part firmly connected, the secondary axis attached to the gear housing can be freely rotated and which are connected to the driven part (4) via the gear stages (7, 8 and 10, 11) on the one hand and the reaction part (6) of the planetary gear on the other hand in engagement stand, the driven part (4) with a multi-stage gear change transmission is connected, its constantly engaged gears partly with built-in Friction clutches, some with built-in freewheels. Into consideration Drawn pamphlets: German Patent Nos. 410 285, 441549, 654 992, 661783, 688 588, 696162, 701537, 871670, 887 457; Swiss patent no. 144380; U.S. Patent No. 2,645,136.