DE1775652B1

DE1775652B1 - POWER-SPANISHING TRANSMISSION

Info

Publication number: DE1775652B1
Application number: DE19681775652
Authority: DE
Inventors: Takuzo Tsuruya
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-09-05
Filing date: 1968-09-05
Publication date: 1971-12-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigendes Getriebe mit einem einen hydrodynamischen D'rehmomentwandler enthaltenden hydraulischen und einem mechanischen Leistungszweig sowie einem die beiden Zweige vereinigenden Sammel-Planetengetriebe, wobei die Verhältnisse der übertragenen Leistungsanteile der beiden Zweige sich mit dem Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes ändern, und zusätzlich die Übersetzungsverhältnisse im mechanischen Getriebeteil automatisch oder willkürlich veränderbar sind und hierdurch die Leistungsaufteilung beeinflußt wird.The invention relates to a power-split transmission with a hydraulic and hydraulic torque converter containing a hydrodynamic torque converter a mechanical power branch and a collective planetary gear unit combining the two branches, where the ratios of the transferred power shares of the two branches change with the overall gear ratio of the gearbox, and additionally the gear ratios are automatically or arbitrarily changeable in the mechanical transmission part and thereby the distribution of services is influenced.

Bei bekannten Getrieben, welche einen hydrodynamischen Drehmomentwandler verwenden, treten insofern Nachteile auf, als ihr maximaler Übertragungswirkungsgrad bei mittleren und höheren Drehzahlen in der Größenordnung von höchstens 851/o liegt und vor allem im Bereich kleiner Drehzahlverhältnisse relativ schlecht ist, da beispielsweise ein beim Betrieb von Drehmomentwandlern unvermeidlicher Energieverlust auf Grund von Schlupf auftritt. Versuche, diesen Nachteilen zu begegnen, haben bisher nur dazu geführt, daß der Aufbau der Wandler komplizierter wurde, z. B. wurden mehrere Turbinenräder mit entsprechenden Hohlwellen und/oder mehrere Leitkränze sowie Schaufelverstelleinrichtungen vorgesehen. Diese Maßnahmen brachten zwar gewisse Verbesserungen mit sich, jedoch sind auch die Nachteile durch den komplizierten Aufbau nicht zu übersehen.In known transmissions which have a hydrodynamic torque converter use, there are disadvantages insofar as their maximum transfer efficiency at medium and higher speeds in the order of magnitude of at most 851 / o and especially in the area of low speed ratios is relatively bad because, for example an inevitable loss of energy due to the operation of torque converters of slip occurs. Attempts to counter these disadvantages have so far only led to the fact that the construction of the converter became more complicated, e.g. B. became several Turbine wheels with corresponding hollow shafts and / or several guide rings and blade adjustment devices intended. These measures brought certain improvements, however the disadvantages due to the complicated structure cannot be overlooked either.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Getriebe der eingangs aufgeführten Gattung derart zu verbessern, daß der Wirkungsgrad, insbesondere bei niedrigen Getriebeausgangsdrehzahlen, vergrößert wird und ein großer übersetzungsbereich vorhanden ist, wobei das Getriebe einfach aufgebaut und leicht zu schalten ist.The object on which the invention is based is to provide a transmission to improve the genus listed above so that the efficiency, in particular at low transmission output speeds, is increased and a large gear ratio range is present, the transmission being simple and easy to shift.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß im hydraulischen Leistungszweig vor dem Sammel-Planetengetriebe zusätzlich ein Untersetzungsgetriebe mit mehreren wahlweise zu- oder abschaltbaren Planetenradsätzen vorgesehen ist, wobei deren innenverzahnte Radkränze gegen Drehen in eine Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung der Getriebeeingangswelle durch Freilaufbremsen feststellbar und das Untersetzungsgetriebe derart ausgelegt ist, daß das Turbinenrad des Wandlers in Betriebsbereichen niedriger Aussgangsdrehzahlen in eine Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Wandlerpumpenrades drehbar ist. ; Es sind bereits Verzweigungsgetriebe mit einem mechanischen und einem hydrodynamischen Leistungszweig bekannt, bei denen automatisch oder willkürlich die Übersetzungsverhältnisse im mechanischen Getriebeteil verändert werden können. Beispiele hierfür sind in der deutschen Auslegeschrift 1153 267 sowie der USA.-Patentschrift 2 448 249 beschrieben. Technische Grundlagen für Verzweigungsgetriebe der eingangs erwähnten Art sind in der »Technischen Rundschau«, 1961/März, S. 7, und der »Technischen Rundschau«, 1962/Februar, S. 45 und 49, näher erläutert.This object is achieved by the invention that in the hydraulic Power branch in front of the collective planetary gear additionally a reduction gear is provided with several planetary gear sets that can be switched on or off, their internally toothed wheel rims against rotating in one direction the direction of rotation of the transmission input shaft can be determined by freewheeling brakes and the reduction gear is designed such that the turbine wheel of the converter Opposite in one direction in operating ranges of low output speeds is rotatable to the direction of rotation of the converter pump wheel. ; There are already branching gears known with a mechanical and a hydrodynamic power branch, in which automatically or arbitrarily the transmission ratios in the mechanical transmission part can be changed. Examples of this are in the German Auslegeschrift 1153 267 and U.S. Patent 2,448,249. technical basics for split gears of the type mentioned at the beginning are in the "Technischen Rundschau", 1961 / March, p. 7, and the "Technischen Rundschau", 1962 / February, p. 45 and 49, in more detail explained.

Bei derartigen Getrieben läuft bei stehender Getriebeausgangswelle und umlaufender Getriebeeingangswelle zwangläufig die Turbinenwelle in entgegengesetzter Richtung um. Daher muß bei der Übertragung eines Drehmomentes auf die stehende Getriebeausgangswelle die in Gegenrichtung umlaufende Turbine ein Abstützmoment liefern, das durch Bremsreibung im hydraulischen Wandler erzeugt wird. Dieses Drehmoment ist um so größer, je größer das Untersetzungsverhältnis von Turbinendrehzahl des innenverzahnten Radkranzes am Sammelgetriebe ist.With such gearboxes, the gearbox output shaft runs when the gearbox output shaft is at a standstill and rotating transmission input shaft inevitably the turbine shaft in the opposite direction Direction around. Therefore, when transmitting a torque to the stationary transmission output shaft the turbine rotating in the opposite direction deliver a support torque that is generated by braking friction is generated in the hydraulic converter. This torque is greater, the greater the reduction ratio of the turbine speed of the internal gear rim is on the gearbox.

Durch die Erfindung wird wegen des durch das zusätzliche Untersetzungsgetriebe großen Untersetzungsverhältnisses ein größerer Teil des Drehmomentes der Antriebsmaschine über den hochwirksamen mechanischen Weg und nur ein kleiner verbleibender Teil des Drehmomentes der Antriebsmaschine über den mit niedrigem Wirkungsgrad arbeitenden hydraulischen Drehmomentwandler übertragen. So wird trotz der relativen Steigerung des Leistungsverlustes im Drehmomentwandler, d. h. des Verlustes in bezug auf die durch den Drehmomentwandler übertragene Leistung, wegen der durch das gesteigerte Untersetzungsverhältnis stark verringerten Leistungsübertragung auf dem hydraulischen Weg der Gesamtwirkungsgrad im Vergleich mit herkömmlichen Verzweigungsgetrieben verbessert.The invention is because of the additional reduction gear large reduction ratio a larger part of the torque of the prime mover via the highly effective mechanical route and only a small remaining part of the Torque of the drive machine over the working with low efficiency hydraulic torque converter. So it will be despite the relative increase the power loss in the torque converter, d. H. of loss in relation to the power transmitted through the torque converter because of the increased Reduction ratio greatly reduced power transfer on the hydraulic Way the overall efficiency compared with conventional split gearboxes improved.

Ferner bilden die Untersetzungsgetriebe ein wahlweise zu- und abschaltbares Schaltgetriebe, wodurch es möglich wird, das Geschwindigkeitsverhältnis der Kraftübertragung wahlweise zu wechseln. Außerdem können bei der erfindungsgemäßen automatischen Kraftübertragung durch Verhinderung der Rückwärtsdrehung der Innenzahnkränze der Untersetzungsgetriebe durch Freilaufbremsen die Kraftübertragungsverhältnisse automatisch von der niederen zur mittleren Übersetzung, und umgekehrt, geändert werden, wenn sich die Drehrichtung des Innenkranzes des Sammelgetriebes von der Rückwärts- zur Vorwärtsrichtung und umgekehrt ändert. So kann das Kraftübertragungsverhältnis zwischen der niederen und mittleren Übersetzung ohne jedes Zuführen einer äußeren Kraft geändert werden, .so daß auf einen Steuerungsmechanismus verzichtet werden kann, welcher normalerweise zum Wechsel des Kraftübertragungsverhältnisses zwischen der niederen und mittleren Übersetzung notwendig ist. Durch Lösen bzw. Anziehen von Bremsen an den Untersetzungsradsätzen der erfindungsgemäßen automatischen Kraftübertragung kann die Kraftübertragung ferner von der mittleren zur großen Übersetzung, und umgekehrt, gewechselt werden.Furthermore, the reduction gears form an optional switchable on and off Manual transmission, which makes it possible to change the speed ratio of the power transmission alternatively to switch. In addition, in the automatic power transmission according to the invention by preventing the internal gear rims of the reduction gears from rotating backwards by freewheeling brakes the power transmission ratio automatically changes from the lower one to the middle translation, and vice versa, can be changed when the direction of rotation of the inner ring of the gearbox from the reverse to the forward direction and conversely changes. So the power transmission ratio between the lower and mean gear ratio can be changed without applying any external force, .so that a control mechanism can be dispensed with, which normally to change the power transmission ratio between the low and medium Translation is necessary. By releasing or applying the brakes on the reduction gear sets the automatic power transmission according to the invention can furthermore power transmission from the medium to the large translation and vice versa.

In der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbei-Spieles der erfindungsgemäßen automatischen Kraftübertragung, F i g. 2 ein Schema, welches das aus F i g. 1 hervorgehende Planetengetriebe zeigt, F i g. 3 ein Diagramm mit Leistungskurven der automatischen Kraftübertragung nach F i g. 1 und einer Kraftübertragung der herkömmlichen Art und F i g. 4 ein Diagramm, das die damit erhaltenen Beziehungen zwischen Drehmoment und Drehzahl angibt.In the following description in conjunction with the drawing is the invention explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section of an exemplary embodiment of the automatic according to the invention Power transmission, F i g. FIG. 2 shows a scheme which shows that from FIG. 1 emerging planetary gear shows F i g. 3 is a graph showing the performance curves of the automatic power transmission according to FIG. 1 and a power transmission of the conventional type and FIG. 4 a Diagram showing the resulting relationships between torque and speed indicates.

Bei der in F i g. 1 dargestellten erfindungsgemäßen automatischen Kraftübertragung besitzt der Drehmomentwandler eine Getriebeeingangswelle 1, die unmittelbar mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden ist, eine Pumpe 3, die über eine zum unmittelbaren Antrieb auf einer Schulter 9 der Antriebswelle 1 angeordnete Antriebsscheibe 2 angetrieben ist, eine an der Schulter 9 mit der Eingangswelle 1 verbundene Zwischenwelle 10, eine mit einer Scheibe 6 verbundene Turbine 4, eine hohle, mit der Platte 6 gekuppelte Turbinenradwelle 7, und ein Leitrad 5. Ferner besitzt der Drehmomentwandler eine Freilaufbremse 8 auf einer Welle 15 und eine drehbare Nabe 11, die an einem Ende mit der Pumpe 3 und an ihrem anderen Ende mit einer Ölpumpe 12 verbunden ist. Die erfindungsgemäße Kraftübertragung weist ein oder mehrere Untersetzungsradsätze, im dargestellten Beispiel zwei Untersetzungsradsätze, neben dem Planetengetriebe auf. Die beiden Untersetzungsradsätze befinden sich zwischen dem obenerwähnten Drehmomentwandler und dem Planetengetriebe, wie noch beschrieben wird.In the case of the in FIG. 1 shown automatic according to the invention Power transmission, the torque converter has a transmission input shaft 1, which is directly connected to a drive, not shown, a pump 3, the Via one arranged for direct drive on a shoulder 9 of the drive shaft 1 Drive pulley 2 driven is, one on the shoulder 9 with the Intermediate shaft 10 connected to input shaft 1, one connected to a disk 6 Turbine 4, a hollow turbine wheel shaft 7 coupled to the plate 6, and a stator 5. The torque converter also has a freewheel brake 8 on a shaft 15 and a rotatable hub 11 connected at one end to the pump 3 and at its other End is connected to an oil pump 12. The power transmission according to the invention has one or more reduction gear sets, in the example shown two reduction gear sets, next to the planetary gear. The two reduction gear sets are located between the above-mentioned torque converter and the planetary gear, as will be described will.

Der erste Untersetzungsradsatz in Form eines Planetengetriebes besteht aus einem Sonnenrad 17, das starr mit der Turbinenwelle 7 des Drehmomentwandlers verbunden ist, einem Innenzahnkranz 19 auf einem Rollenlager 16, damit im Eingriff stehenden Planetenrädern 18 und einem Planetenradträger 24, der von einem Rollenlager 25 getragen wird und seinerseits die Planetenräder 18 trägt. Eine Freilaufbremse 20 ist dazu vorgesehen, den Innenzahnkranz 19 gegen Drehung in Rückwärtsrichtung zu schützen (d. h. in derjenigen Richtung, in welcher sich die Eingangswelle 1 dreht, während die umgekehrte Richtung als Rückwärtsrichtung bezeichnet wird). Ein Bremsband 22 ist um eine andererseits mit der Freilaufbremse 20 verbundene Bremstrommel 21 herumgeschlungen, deren Nabenbohrung mit einem Lagermetall 23 ausgekleidet ist.The first reduction gear set consists of a planetary gear from a sun gear 17, which is rigidly connected to the turbine shaft 7 of the torque converter is connected, an internal ring gear 19 on a roller bearing 16, so in engagement stationary planetary gears 18 and a planetary gear carrier 24, which is supported by a roller bearing 25 is carried and in turn carries the planet gears 18. A freewheel brake 20 is provided to prevent the internal ring gear 19 from rotating in the reverse direction to protect (i.e. in the direction in which the input shaft 1 rotates, while the reverse direction is called the reverse direction). A brake band 22 is around a brake drum 21 connected on the other hand to the freewheel brake 20 looped around, the hub bore is lined with a bearing metal 23.

Der zweite Untersetzungsradsatz besteht aus einem Sonnenrad 26, welches sich starr auf der Turbinenradwelle 7 des Drehmomentwandlers befindet, einem doppelten Innenzahnkranz 28 als Teil des Planetenradträgers 24 des ersten Untersetzungsradsatzes, Planetenrädern 27 im Eingriff mit dem Sonnenrad 26 und dem Innenzahnkranz 28, einem Sonnenrad 34, der von einem Rollenlager 35 getragen wird und als Träger für die Planetenräder 27 fungiert, Planetenrädern 36 im Eingriff mit dem Sonnenrad 34 und einem Planetenradträger 38 in Verbindung mit den Planetenrädern 36, der von einem Rollenlager 37 getragen wird. Eine Freilaufbremse 29 soll den Innenzahnkranz 28 gegen Drehung in Rückwärtsrichtung sichern. Um eine damit verbundene Bremstrommel 30 herum, die von Lagermetallauskleidungen 31 und 32 getragen wird, ist ein Bremsband 33 geschlungen.The second reduction gear set consists of a sun gear 26, which is rigidly located on the turbine wheel shaft 7 of the torque converter, a double one Internal ring gear 28 as part of the planetary gear carrier 24 of the first reduction gear set, Planet gears 27 in engagement with the sun gear 26 and the internal ring gear 28, a Sun gear 34, which is carried by a roller bearing 35 and as a carrier for the Planet gears 27 acts, planet gears 36 in engagement with the sun gear 34 and a planetary gear carrier 38 in connection with the planetary gears 36, of a Roller bearing 37 is carried. A freewheel brake 29 is intended to drive the internal ring gear 28 Secure against rotation in the reverse direction. To an associated brake drum Around 30 supported by bearing metal liners 31 and 32 is a braking band 33 looped.

Weiterhin ist das automatische Getriebe mit dem obenerwähnten Planetengetriebe ausgestattet, das ein Sonnenrad 42 in Verbindung mit der Eingangswelle 10, einen Innenzahnkranz 39 in einem Stück mit dem Planetenradträger 38, eine Mehrzahl Planetenräder 41 - in diesem Beispiel drei Planetenräder, ; die jeweils mit dem Sonnenrad 42 und dem Innenzahnkranz 39 kämmen - und einen Planetenradträger 43 in Verbindung mit den drei Planetenrädern 41 aufweist, wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich. Um den Umfang des Innenzahnkranzes 39 herum ist ein f Bremsband 40 gelegt. Eine mit dem Planetenradträger 43 einstückige Abtriebswelle 44 wird von einem Rollenlager 46 getragen und ist mit einer Bohrung versehen, in welcher ein Kugellager 45 für die Zwischenwelle 10 untergebracht ist.Furthermore, the automatic transmission is equipped with the above-mentioned planetary gear, which has a sun gear 42 in connection with the input shaft 10, an internal ring gear 39 in one piece with the planetary gear carrier 38, a plurality of planetary gears 41 - in this example three planetary gears,; each of which mesh with the sun gear 42 and the internal ring gear 39 - and has a planet gear carrier 43 in connection with the three planet gears 41, as best shown in FIG. 2 can be seen. A brake band 40 is placed around the circumference of the internal gear rim 39. An output shaft 44 that is integral with the planetary gear carrier 43 is carried by a roller bearing 46 and is provided with a bore in which a ball bearing 45 for the intermediate shaft 10 is accommodated.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, befindet sich der Drehmomentwandler in einem Gehäuse 47, während das Untersetzungsgetriebe und das Planetengetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse 48 untergebracht sind.As shown in FIG. 1, the torque converter is located in a housing 47, while the reduction gear and the planetary gear are housed in a common housing 48.

Wenn sich im Betrieb die Turbine 4 in Vorwärtsrichtung dreht und die Freilaufbremse 20 angezogen ist, während die Freilaufbremse 29 gelöst ist, wird die Drehung der Eingangswelle 1 über die Pumpe 3 und die Turbine 4 auf die Turbinenwelle 7 und von dort über den ersten Untersetzungsradsatz bei Untersetzung über das Sonnenrad 17 und die Planetenräder 18, das Sonnenrad 26 und die Planetenräder 27, das Sonnenrad 34 und die Planetenräder 36 auf den Planetenradträger 38 des zweiten Untersetzungsradsatzes übertragen. In diesem Falle sei das durch die Drehzahl der Turbinenwelle 7 dividiert durch die Drehzahl des Planetenradträgers 38 ausgedrückte Untersetzungsverhältnis mit a bezeichnet.When the turbine 4 rotates in the forward direction during operation and the freewheel brake 20 is applied while the freewheel brake 29 is released, the rotation of the input shaft 1 via the pump 3 and the turbine 4 is transferred to the turbine shaft 7 and from there via the first reduction gear set Reduction via the sun gear 17 and the planetary gears 18, the sun gear 26 and the planetary gears 27, the sun gear 34 and the planetary gears 36 are transmitted to the planetary gear carrier 38 of the second reduction gear set. In this case, the reduction ratio expressed by the speed of the turbine shaft 7 divided by the speed of the planetary gear carrier 38 is denoted by a.

Andererseits wird bei gelöster Freilaufbremse 20 und angezogener Freilaufbremse 29 die Drehung der Turbinenwelle 7 über den zweiten Untersetzungsradsatz mit einer Untersetzung auf dem Weg über das Sonnenrad 26, die Planetenräder 27, das Sonnenrad 34 und die Planetenräder 36 auf den Planetenradträger 38 übertragen. In diesem Falle sei das Untersetzungsverhältnis ß.On the other hand, when the free-wheeling brake 20 is released and the free-wheeling brake is on 29 the rotation of the turbine shaft 7 via the second reduction gear set with a Reduction on the way via the sun gear 26, the planet gears 27, the sun gear 34 and the planet gears 36 are transmitted to the planet gear carrier 38. In this case let the reduction ratio be ß.

Wie aus der Anordnung nach F i g. 1 ersichtlich ist, kann die Drehung der Turbinenwelle 7 auf den Planetenradträger 38 auch ohne Reduktion übertragen werden, wenn keine Kraft auf die Innenzahnkränze 19 und 28 von außen her einwirkt, so daß sie frei gedreht werden können. Folglich ist in diesem Falle das Untersetzungsverhältnis gleich 1.As from the arrangement according to FIG. 1 can be seen, the rotation the turbine shaft 7 is transmitted to the planetary gear carrier 38 even without a reduction when no force acts on the internal gear rims 19 and 28 from the outside, so that they can be rotated freely. Hence, in this case, the reduction ratio is equal to 1.

Nimmt man nun an, daß n2 die Drehzahl des Innenzahnkranzes 39, b die Zähnezahl des Innenzahnkranzes 39, n1 die Drehzahl des Sonnenrades 42, a dessen Zähnezahl und e allgemein die im Einzelfall a und ß genannten Untersetzungsverhältnisse bezeichnet, dann ist die Drehzahl Z der Abtriebswelle 44 durch die folgende Gleichung anzugeben: wobei n. die Drehzahl der Turbinenwelle 7 ist. Bei dieser automatischen Übertragung kann die Antriebsenergie einer Antriebsmaschine in der gleichen Weise wie bei herkömmlichen automatischen Kraftübertragungen auf den Drehmomentwandler und über die Eingangswelle 10 auf das Sonnenrad 42 übertragen werden, und es liegt auf der Hand, daß ein auf die Abtriebswelle 44 einwirkendes Drehmoment automatisch nach deren Belastung veränderbar ist. Die Turbine 4 kann sich ebensogut in Rückwärtsrichtung drehen. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Turbinenwelle 7 mit einer Drehzahl zu betreiben und dementsprechend die Abtriebswelle 44 festzuhalten, wie aus der Gleichung hervorgeht. Die Drehzahl der Abtriebswelle 44 kann also von Null an verändert werden.Assuming now that n2 the speed of the internal gear rim 39, b the number of teeth of the internal gear rim 39, n1 the speed of the sun gear 42, a its number of teeth and e generally denotes the reduction ratios mentioned in the individual cases a and ß, then the speed Z of the output shaft 44 indicated by the following equation: where n. is the speed of the turbine shaft 7. In this automatic transmission, the drive energy of a prime mover can be transmitted to the torque converter and via the input shaft 10 to the sun gear 42 in the same manner as in conventional automatic power transmissions, and it is obvious that a torque acting on the output shaft 44 automatically follows whose load can be changed. The turbine 4 can rotate in the reverse direction as well. For this reason, it is possible to run the turbine shaft 7 at one speed to operate and accordingly to hold the output shaft 44, as can be seen from the equation. The speed of the output shaft 44 can therefore be changed from zero.

Der Übertragungswirkungsgrad des erfindungsgemäßen Getriebes kann im Vergleich zu bekannten Getrieben aus folgenden Gründen stark verbessert werden: Wenn sich das Sonnenrad und das innenverzahnte Rad des Sammelgetriebes in positiver Richtung drehen, überträgt das auf der Turbinenwelle 7 angeordnete Untersetzungsgetriebe ein größeres Drehmoment auf den innenverzahnten Radkranz 39, als der Turbine im Wandler aufgegeben wird. Die im Wandler mit hoher Drehzahl umlaufende Turbine muß somit infolge der Einschaltung eines Untersetzungsgetriebes ein wesentlich niedrigeres Drehmoment liefern, als am Radkranz 39 des Sammelgetriebes zur Verfügung steht.The transmission efficiency of the transmission according to the invention can can be greatly improved compared to known transmissions for the following reasons: When the sun gear and the internal gear of the gearbox are in positive Rotate direction, transmits the reduction gear arranged on the turbine shaft 7 a bigger one Torque on the internally toothed rim 39, as the turbine in the converter is abandoned. The one circulating in the converter at high speed Turbine must therefore be a significant as a result of the engagement of a reduction gear Provide lower torque than available on the rim 39 of the gearbox stands.

Außerdem ist es möglich, die Antriebsenergie der Antriebsmaschine in zwei Anteile aufzuzweigen, deren kleinerer über den D'rehmomentwandler, der einen verhältnismäßig geringen übertragungswirkungsgrad besitzt, und deren größerer über das Zahnradgetriebe mit hohem übertragungswirkungsgrad geleitet wird, zu welchem die Zwischenwelle 10 und das Sonnenrad 42 gehören.It is also possible to use the drive energy of the prime mover to split into two parts, the smaller of which via the torque converter, the one has relatively low transmission efficiency, and their greater over the gear transmission with high transmission efficiency is directed to which the intermediate shaft 10 and the sun gear 42 belong.

Erfährt die Abtriebswelle 44 eine große Belastung, so wird der Planetenträger 43 angehalten, falls kein Drehmoment auf den Innenzahnkranz 39 wirkt. Daher wird Kraft vom Sonnenrad 42 auf den Innenzahnkranz 39 übertragen und veranlaßt eine Drehung des letzteren in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Eingangswelle l (d. h. in Rückwäxtsrichtung), wie aus der obigen Beziehung zu verstehen ist. Diese umgekehrte Drehung des Innenzahnkranzes 39 kann auf die Turbine 4 übertragen werden, weil keine Freilaufbremse zwischen der Turbinenwelle und der Turbine angeordnet ist, mit dem Ergebnis, daß die Turbine mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, welches sich aus dem in der Flüssigkeit zwischen der Pumpe 3 und der Turbine 4 entwickelten Reibungswiderstand ergibt. Dieses der Turbine aufgegebene Drehmoment kann über die Turbinenwelle 7 usw. auf den Innenzahnkranz 39 übertragen werden und strebt danach, den letzteren daran zu hindern, daß er in Rückwärtsrichtung gedreht wird. Unter diesen Bedingungen ändert sich die Geschwindigkeit des Innenzahnkranzes 39 entsprechend des auf diesen übertragenen Drehmomentes, und der Planetenradträger 43 beginnt sich in derselben Richtung zu drehen wie die Eingangswelle 1. Das Drehmoment ändert sich entsprechend der auf die Abtriebswelle aufgegebenen Belastung. Die Geschwindigkeit des Innenzahnkranzes 39 wächst jedoch mit dem Nachlassen oder läßt mit dem Anwachsen des auf den Innenzahnkranz 39 aufgebrachten Drehmomentes nach. Daher ändert sich die Drehrichtung des Innenzahnkranzes von der Rückwärts- zur Vorwärtsrichtung, wenn die Belastung der Abtriebswelle vermindert wird.If the output shaft 44 experiences a high load, the planet carrier 43 is stopped if no torque acts on the internal ring gear 39. Therefore, power is transmitted from the sun gear 42 to the ring gear 39 and causes the latter to rotate in a direction opposite to the direction of rotation of the input shaft 1 (ie, in the reverse direction), as can be understood from the above relationship. This reverse rotation of the internal ring gear 39 can be transmitted to the turbine 4 because no overrunning brake is arranged between the turbine shaft and the turbine, with the result that the turbine is subjected to a torque which is derived from the torque in the fluid between the pump 3 and the turbine 4 developed frictional resistance. This torque given to the turbine can be transmitted to the internal ring gear 39 via the turbine shaft 7 etc. and tends to prevent the latter from being rotated in the reverse direction. Under these conditions, the speed of the ring gear 39 changes according to the torque transmitted to it, and the planetary gear carrier 43 begins to rotate in the same direction as the input shaft 1. The torque changes according to the load applied to the output shaft. However, the speed of the internal gear rim 39 increases with the decrease or decreases with the increase in the torque applied to the internal gear rim 39. Therefore, the direction of rotation of the internal ring gear changes from the reverse to the forward direction when the load on the output shaft is reduced.

Die für die Drehung der Turbine 4 in Rückwärtsrichtung verbrauchte Energie stellt einen Verlust bei der Übertragung dar, und es ist verständlich, daß der Verlust um so kleiner ausfällt, je größer das Untersetzungsverhältnis ist, so daß die erfindungsgemäße Kraftübertragung einen hohen Wirkungsgrad besitzt.The one used to rotate the turbine 4 in the reverse direction Energy is a loss in transmission, and it is understandable that the larger the reduction ratio, the smaller the loss turns out to be, so that the power transmission according to the invention has a high efficiency.

Aus dem Vorangehenden geht hervor, daß die er= wähnten Vorteile nur unter Verwendung von einem oder mehreren Untersetzungsradsätzen aus der Turbinenwelle 7 erhalten werden können und daß die Abtriebswelle 44, wie die obige Gleichung zeigt, durch Wechsel des Untersetzungsverhältnisses e der Untersetzungsradsätze eine niedrigere oder auch höhere Drehzahl als die Eingangswelle erhalten kann. Der Wechsel des Untersetzungsverhältnisses geschieht in folgender Weise: Es hat sich bei unseren Versuchen gezeigt, daß in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich; d. h., wenn das Drehzahlverhältnis zwischen dem Sonnenrad 42 und der Abtriebswelle 44 verhältnismäßig klein ist; der Innenzahnkranz 39 seine Drehrichtung von Rückwärtsdrehung auf Vorwärtsdrehung ändert. Daher wird die Freilaufbremse 20 gelöst, solange der Innenzahnkranz 39 in Rückwärtsrichtung angetrieben wird, und die Freilaufbremse 29 wird angezogen: Daher wird die Turbinenwelle 7 entsprechend dem größeren Untersetzungsverhältnis ß verlangsamt. Im Bereich mittlerer Geschwindigkeitsverhältnisse, wo die Freilaufbremse 20 angezogen ist, läuft der Innenzahnkranz 28 wegen des Sonnenrades 17, der Planetenräder 18 und des Innenzahnkranzes 19 in Vorwärtsrichtung, so daß die Freilaufbremse 29 gelöst ist. Daher kann die Drehung der Turbinenwelle 7 bei Untersetzung über das Sonnenrad 17, die Planetenräder 18 und den Innenzahnkranz 19 usw. auf den Planetenradträger 38 übertragen werden. In diesem Falle beträgt das Untersetzungsverhältnis ä. Schließlich, bei einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Abtriebswelle 44 und der Eingangswellet oberhalb des Vorerwähnten, wird eine Druckdifferenz zwischen der Ölpumpe 12 und einer weiteren, nicht gezeigten Ölpumpe, hervorgerufen, die sich auf der Abtriebswelle 44 befindet. Diese Druckdifferenz veranlaßt das Bremsband 22, sich und damit auch die Freilaufbremse 20 zu lösen. Dieses erlaubt die Drehung der Turbinenwelle 7 auf den Planetenradträger 38 ohne Untersetzung zu übertragen. Das heißt, das Untersetzungsverhältnis ist in diesem Falle 1.From the foregoing it can be seen that the advantages mentioned are only using one or more reduction gear sets from the turbine shaft 7 can be obtained and that the output shaft 44, as the above equation shows, by changing the reduction ratio e of the reduction gear sets a lower one or higher speed than the input shaft can get. The change in the reduction ratio happens in the following way: Our experiments have shown that in a low speed range; d. i.e. when the speed ratio is between the sun gear 42 and the output shaft 44 are relatively small; the internal ring gear 39 changes its direction of rotation from reverse rotation to forward rotation. Hence will the freewheel brake 20 is released as long as the internal ring gear 39 is in the reverse direction is driven, and the one-way brake 29 is applied: Therefore, the turbine shaft 7 slowed down according to the larger reduction ratio ß. In the middle range Speed ratios where the freewheel brake 20 is applied, the runs Internal ring gear 28 because of the sun gear 17, the planetary gears 18 and the internal ring gear 19 in the forward direction so that the freewheel brake 29 is released. Therefore, the Rotation of the turbine shaft 7 with reduction via the sun gear 17, the planet gears 18 and the internal ring gear 19 etc. are transmitted to the planetary gear carrier 38. In this case, the reduction ratio is equal to. Finally, at a certain one Speed ratio between the output shaft 44 and the input shaft above the aforementioned, a pressure difference between the oil pump 12 and another, not shown oil pump, caused, which is on the output shaft 44 is located. This pressure difference causes the brake band 22 to be and thus also to release the freewheel brake 20. This allows the turbine shaft 7 to rotate to transmit the planetary gear carrier 38 without reduction. That is, the reduction ratio in this case is 1.

In F i g. 3 sind Leistungskurven des erfindungsgemäßen automatischen Getriebes unter den Bedingungen a = 16,b = 40 und e = 8, 3 oder 1 einander gegenübergestellt,: wobei die Kurven I, TI und 1I den Werten ,,-' = 8 (= ß) bzw. 3 (=,x) bzw. 1 entsprechen und das Verhältnis von Antriebs- zu Abtriebsgeschwindigkeit des Getriebes auf der Abszisse dargestellt ist. Die Kurven I', II' und III' sind solche einer herkömmlichen Kraftübertragung. Ein Vergleich zeigt, daß die erfindungsgemäße automatische Kraftübertragung einen erheblich verbesserten Wirkungsgrad besitzt.In Fig. 3 performance curves of the automatic transmission according to the invention under the conditions a = 16, b = 40 and e = 8, 3 or 1 are compared with each other: where the curves I, TI and 1I the values ,, - '= 8 (= β) and 3 (= , x) or 1 and the ratio of input to output speed of the gear unit is shown on the abscissa. The curves I ', II' and III 'are those of a conventional power transmission. A comparison shows that the automatic power transmission according to the invention has a considerably improved efficiency.

F i g. 4 stellt ein Drehmomentendiagramm dar, in welchem die Kurven I, 1I und III sowie I', 1I' und IH' denjenigen von Fig. 3 entsprechen und die Kurven IV und IV' Drehmomente angeben, die dann auftreten, wenn die Drehmomentwandler mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von ungefähr 0,8 oder mehr laufen, da in diesem Falle jeder der Drehmomentwandler bei gelöster Leitradfreilaufbremse eine Flüssigkeitskupplung bildet. Es ist auch verständlich, daß die erfindungsgemäße Kraftübertragung bezüglich des Ausgangsdrehmomentes einer herkömmlichen Kraftübertragung besonders bei niedrigen und mittleren Drehzahlverhältnissen überlegen ist.F i g. 4 shows a torque diagram in which the curves I, 1I and III and I ', 1I' and IH 'correspond to those of FIG. 3 and the curves IV and IV 'indicate the torques that occur when the torque converter is connected to run at a speed ratio of about 0.8 or more because in this Each of the torque converters has a fluid coupling when the idler freewheel brake is released forms. It is also understood that the power transmission according to the invention with respect to the output torque of a conventional power transmission, especially at low and medium speed ratios is superior.

Außer den obenerwähnten Vorteilen besitzt die Erfindung noch folgende: 1. Ein plötzliches Anwachsen der Geschwindigkeit der Abtriebswelle 44 ist mit einem Anwachsen der Drehzahlen des Innenzahnkranzes 39 und des Sonnenrades 42 und damit mit einem zeitweiligen Anwachsen der Drehzahl der Eingangswelle 10 verbunden. Dies führt dazu, daß diese als Motorbremse wirkt. Auch bringt ein Anziehen des Bremsbandes 40 gegen den Innenzahnkranz 39 einen plötzlichen Anstieg der Drehzahl der Zwischenwelle 10 mit sich, so daß sich der Motorbremseffekt noch verstärkt.In addition to the advantages mentioned above, the invention also has the following: 1. A sudden increase in the speed of the output shaft 44 is with a Increase in the speeds of the internal ring gear 39 and the sun gear 42 and thus associated with a temporary increase in the speed of the input shaft 10. this leads to the fact that this acts as an engine brake. Tightening the brake band also brings about 40 against the inner ring gear 39 a sudden increase in speed the intermediate shaft 10 with it, so that the engine braking effect is increased.

2. Wenn ein mit der erfindungsgemäßen Kraftübertragung ausgerüstetes Fahrzeug vorübergehend anhält und die Abtriebswelle 44 dabei festgehalten wird, fließt Antriebsenergie von der Zwischenwelle 10 zu dem Innenzahnkranz 28 über die Planetenräder 41 und den Planetenradträger 38, die sich im umgekehrten Sinne wie die Eingangswelle 10 drehen. Wenn das Bremsband 33 unter dieser Bedingung gelöst wird, fließt Energie weiterhin zu dem Planetenradträger 24, der dann in gleicher Richtung umläuft. Da der Innenzahnkranz 19 in diesem Falle leer in Rückwärtsrichtung läuft, besteht für den Antrieb keine Notwendigkeit, einen großen Betrag an Kraft zu erzeugen. Daher versteht es sich, daß der Energieverlust im Drehmomentwandler bei der erfindungsgemäßen automatischen Kraftübertragung, welche mit dem Bremsband 33 versehen ist, verringert werden kann. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß der Anstieg der Öltemperatur des Drebmomentwandlers insbesondere im Leerlauf des Getriebes geringer gehalten wird als bei herkömmlichen Kraftübertragungen.2. If an equipped with the power transmission according to the invention The vehicle stops temporarily and the output shaft 44 is held, Drive energy flows from the intermediate shaft 10 to the internal ring gear 28 via the Planet gears 41 and the planet carrier 38, which are in the opposite sense as rotate the input shaft 10. When the brake band 33 is released under this condition is, energy continues to flow to the planet carrier 24, which is then in the same Direction revolves. Since the internal ring gear 19 is empty in the reverse direction in this case running, there is no need for a large amount of force to drive it to create. Therefore, it is understood that the energy loss in the torque converter in the automatic power transmission according to the invention, which with the brake band 33 is provided, can be reduced. This has the advantage that the Rise in the oil temperature of the torque converter, especially when the transmission is idling is kept lower than with conventional power transmissions.

3. Bei angezogenem Bremsband 40 (mechanische Drehmomentübertragung) kann das Fahrzeug mit einer vergleichsweise niederen Geschwindigkeit losfahren, auch wenn der Motor mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit dreht. So besteht keine Notwendigkeit, das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit losfahren zu lassen.3. With the brake band 40 tightened (mechanical torque transmission) the vehicle can start moving at a comparatively low speed, even if the motor rotates at a comparatively high speed. So there is no need to start the vehicle at a high speed.

4. Für den Fall, daß die Antriebsmaschine aus irgendeinem Grunde stehenbleibt, kann das Fahrzeug über eine kurze Strecke mit dem Anlassen betrieben werden, sofern das Bremsband 40 angezogen wird (mit herkömmlichen Kraftübertragungen ausgerüstete Fahrzeuge können im allgemeinen nicht auf diese Weise angetrieben werden).4. In the event that the prime mover stops for any reason, the vehicle can be started for a short distance, provided that the brake band 40 is tightened (equipped with conventional power transmissions Vehicles generally cannot be propelled in this way).

Claims

Claims: 1. Power-split transmission with a one hydrodynamic torque converter containing hydraulic and a mechanical Power branch and a collective planetary gear unit that unites the two branches, where the ratios of the transferred power shares of the two branches change with the overall transmission ratio of the gearbox, and also the transmission ratios are automatically or arbitrarily changeable in the mechanical transmission part and thereby the distribution of power is influenced, as a result t, that in the hydraulic power branch in front of the collective planetary gear (39, 41, 42, 43) additionally a reduction gear with several optionally connectable or disconnectable Planetary gear sets (17, 18, 19; 24, 26, 27; 28; 34, 36, 38) is provided, with their internally toothed wheel rims (19, 28) counter to rotating in one direction the direction of rotation of the transmission input shaft can be determined by freewheeling brakes (20, 29) and the reduction gear is designed such that the turbine wheel (4) of the Converter in operating ranges of low output speeds in one direction opposite is rotatable to the direction of rotation of the converter pump wheel (3).

2. Transmission according to claim 1, characterized in that a switching device is provided in one Operating range of the transmission for low transmission output speeds is the first Freewheel brake (29) keeps operational and the second (20) opens, so that the speed ratio (e) T turbine wheel shaft (7) / wheel rim (39) of the gearbox large (ß), the the first freewheel brake in a transmission operating range for medium output speeds (29) opens and the second (20) makes ready for operation, so that the speed ratio is smaller (x) and that in a transmission operating range for high output speeds releases both freewheel brakes. so that the speed ratio (;) is equal to 1.

3. Transmission according to claim 1 or 2, characterized in that a brake (40) on the internally toothed Wheel rim (39) of the collective planetary gear is provided upon actuation a purely mechanical torque transmission at very low output speeds is switched on.