DE3124070A1

DE3124070A1 - Continuously variable transmission

Info

Publication number: DE3124070A1
Application number: DE19813124070
Authority: DE
Inventors: Malcolm Luton Bedfordshire Tomlinson
Original assignee: Vauxhall Motors Ltd
Current assignee: Vauxhall Motors Ltd
Priority date: 1981-06-11
Filing date: 1981-06-11
Publication date: 1983-01-05

Abstract

The continuously variable transmission (Fig. 1) consists of a mechanical variator (10) with three planetary gear sets (12, 14, 16) connected to its output, between an input shaft (18) and an output shaft (20). The design and the transmission ratios of the planetary gear sets are chosen so that the range of transmission ratios of the transmission is considerably larger than that of the mechanical variator, which has a limit of, for example, 6 : 1. The invention approximately doubles this range for the transmission. During the regulation of the transmission ratio, one of the planet carriers (36) is used to feed torque back to the input (22) of the variator. A direct drive between the input and the output shaft can additionally be provided, for which purpose an arbitrarily actuable lock-up clutch is provided between them. In this condition, internal losses and wear can be reduced by fixing one element (48) by means of a selectively operable brake (47). As variators, use can be made of any known designs which allow a suitable configuration of the transmission for the particular application, especially as regards the relative position of the input shaft and the output shaft. Belt drives with a continuously variable transmission ratio are advantageous as variators for vehicle transmissions. <IMAGE>

Description

Das erfindungsgemässe Getriebe mit-veränderlicher Übersetzung ist vorwiegend für Kraftfahrzeuge bestimmt. The transmission according to the invention with variable translation is primarily intended for motor vehicles.

Stufenlos regelbare Getriebe mit entsprechender Steuereinrichtung sind für Kraftfahrzeuge vorteilhaft, da sie so ausgelegt werden können, dass auf die Betriebsbedingungen abgestimmt, eine vorgegebene Drehzahl der Antriebsmaschine eingehalten wird, beispielsweise bei Weise geschwindigkeit auf Drehzahlen für wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch, wobei bei grosser Drehmomentanforderung eine schnelle Anpassung ermöglicht ist, die die Höchstleistung der Antriebsmaschine ermöglicht. Leistungsaufahmefähigkeit und Wirkungsgrad des Getribbes sind für die Auslage wesentliche Faktoren. Infinitely variable transmission with corresponding control device are advantageous for motor vehicles as they can be designed so that on matched the operating conditions, a predetermined speed of the drive machine is adhered to, for example, when speed on speed for economic Fuel consumption, with a quick adjustment in the case of a high torque requirement is made possible, which enables the maximum performance of the prime mover. Performance capacity and the efficiency of the drive are essential factors for the display.

Derartige getriebe mit einem eingegliederten mechanischen Variator sind beispielsweise durch die GB-PS 1 515 687 bekannt. Such transmissions with an integrated mechanical variator are known for example from GB-PS 1,515,687.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde derartige Getriebe so auszugestalten, dass ihr Bereich der Übersetzungsverhältnisse wesentlich grösser als der Bereich der Sbersetzungsterhältnisse des in ihnen enthaltenen me- chanischen Variators ist, um dadurci Bedingungen für ein Wechselgetriebe zu erhalten.The invention is based on the object of designing such transmissions in such a way that their range of gear ratios is significantly greater than the range of gear ratios of the gear contained in them. mechanical variator is in order to obtain dadurci conditions for a change gearbox.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöst. This task is achieved by the characterizing part of claim 1 highlighted features solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, Durch eine entsprechende Wahl der Übersetzung;-verhältnisse der Planetenrädersätze kann der Bereich der Übersetzungsverhältnisse gegenüber dem des mechanischen Variators etwa verdoppelt werden0 Die maximale Übersetzung des mechanischen Variators beträgt beispielsweise 6:1 und die Vergrösserung dieses Bereichs im Getriebe findet lediglich eine grenze in der Vergrösserung der Verluste bei der Drehmomentrückleitung Im Betrieb läuft der Planetenträger des erste Planetenrädersatzes mit.zur Drehzahl des Eingangsglieds des mechanischen Variators proportionaler Drehzahl um, so dass von diesem aus die Drehmomentrückleitung erfolgt0 In abgewandelter Weise kann dies aber auch von den Planetenträgern des zweiten und dritten Planetenrädersatzes erfolgen, die ebenfalls mit zum Eingangsglied des 3Variator proportionaler Drehzahl umlaufen, jedoch ist hier bei maximaler Übersetzung ein etwas geringerer Wirkungsgrad vorhanden, da etwas grössere Verluste bei der Drehmomentrück leitung auftreten. Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims, through a corresponding choice of the translation; -relationships of the planetary gear sets, the range of gear ratios can be compared to the of the mechanical variator can be roughly doubled 0 The maximum ratio of the mechanical variator is, for example, 6: 1 and the increase in this range in the transmission there is only one limit in the increase in losses at the Torque return line During operation, the planet carrier of the first planetary gear set runs with. speed proportional to the speed of the input element of the mechanical variator um, so that the torque return is carried out from this 0 in a modified way but can also do this from the planet carriers of the second and third planetary gear sets which also take place with the speed proportional to the input element of the 3Variator circulate, however, there is a somewhat lower degree of efficiency here at maximum gear ratio present, as somewhat larger losses occur in the torque return line.

In beiden Fällen werden normalerweise Drehzahländerungsvorrichtungen in die erbindung einzugliedern sein, um unterschiedlichen Drehzahlen des Eingangsglieds des Variators und der Planetenträger Kechnung zu tragen. In both cases, speed change devices are usually used to be incorporated into the connection to different speeds of the input link of the variator and the planet carrier.

Das Eingangsglied des Getriebes wird normalerweise von einer Antriebsmaschine angetrieben und es ist daher zweckmässig eine Wendevorrichtung einzuschalten, die wahlweise betätigt Vorwärtsantrieb, Rückwärtsantrieb und Leerlauf zu schalten gestattet. Diese kann als Ausgleichgetriebe mit Reibungsschaltbremsen sein oder auch ein Planetenräderausgleichgetriebe. The input link of the transmission is normally from driven by a prime mover and it is therefore expedient to use a turning device turn on, which actuates either forward drive, reverse drive and idle allowed to switch. This can be used as a differential gear with friction shift brakes his or a planetary gear differential.

Ferner kann der Wendevorrichtung noch eine hydraulische Kupplung vorgeschaltet werden. Um hydraulische Verluste bei Reisegeschwindigkeit zu vermeiden, ist ferner eine Überbrückungskupplung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsglied des Getriebes zweckmässig, die wahlweise betätigbar ist. Es wird hierdurch der Wirkungsgrad verbessert0 Um Spinverluste zu vermeiden, kann eine zweckmässig als Mehrscheibenreibungsbremse ausgebildete Bremse vorgesehen sein, die das zweite Glied des zweiten Planetenrädersatzes festzulegen gestattet. Beim Lüften dieser Bremse wird die Ausgangsdrehzahl des Variators etwa auf die Ausgangsdrehzahl des Getriebes verringert. The turning device can also have a hydraulic clutch upstream. To avoid hydraulic losses at cruising speed, is also a lock-up clutch between the input and the output member of the gearbox useful, which can be operated optionally. This increases the efficiency improved0 In order to avoid spin losses, a can be used as a multi-disc friction brake trained brake may be provided, which is the second link of the second planetary gear set allowed to set. When this brake is released, the output speed of the variator approximately reduced to the output speed of the transmission.

Im übrigen sind unterschiedliche Arten des Aufbaus des Getriebes möglich, um gegebenen Verhälttisser gerecht zu werden0 So können durch Verwendung von Kegelrädersätzen die Drehrichtungen von Eingang und Ausgang senkrecht zu einander liegen. Ebenso kann eine Anordnung getroffen werden, bei der die Drehachsen des Eingangsglieder von Getriebe und Variator koaxial zueinander ausgerichtet parallel zur Drehachse des Ausgangsglieds des Getriebes liegen. Ferner ist es möglich die Ausgangswelle des Getriebes mit einem umlaufenden Gehäuse eines Ausgleichgetriebes zu verbindens das mit zwei in entgegengesetzter Richtung liegenden Ausgangswellen versehen ist, die partial zur Drehachse des Eingangsglieds des Getriebes liegen. Die eine der Halbwellen ist dann zentral durch die inneren Zentralräder der Planetenrädersätze und das Ausgangsglied des Variators mit Spiel zu führen, Bei einem Fahrzeuggetriebe muss eine geeignete Steuereinrichtung für das Ubersetzungsverhältnis des mechanischen Variators vorgesehen werden, die auf Betriebs bedingungen ansprtcht und einen-wahlweisen Eingriff durch den Fahrer gestattet. Parameter können hierbei die Eingangsdrehzahl, Fahrgeschwindigkeit über die Ausgangsdrehzahl des Getriebes, Antriebsmaschinenleistung durch Ansaugdruck oder Drosselklappenstellung sein. Ferner ist auch eineKickdown-Stellung zum schnellen Beschleunigen am Gaspedal zweckmässig.In addition, different types of construction of the gearbox are possible in order to do justice to given ratios0 For example, by using sets of bevel gears, the directions of rotation of input and output can be perpendicular to each other. An arrangement can also be made in which the axes of rotation of the input members of the transmission and variator are aligned coaxially to one another and parallel to the axis of rotation of the output member of the transmission. Furthermore, it is possible to connect the output shaft of the gearbox with a circumferential housing of a differential gear which is provided with two output shafts in opposite directions, which are partially to the axis of rotation of the input member of the transmission. One of the half-waves is then to be guided centrally through the inner central gears of the planetary gear sets and the output member of the variator with play.In a vehicle transmission, a suitable control device must be provided for the transmission ratio of the mechanical variator, which responds to operating conditions and an optional intervention allowed the driver. Parameters can be the input speed, the driving speed via the output speed of the gearbox, the engine power through the intake pressure or the throttle valve position. Furthermore, a kickdown position for quick acceleration on the accelerator pedal is useful.

Die Steuersignale ermöglichen, dass die Antriebsmaschine jederzeit mit zweckmässiger Drehzahl läuft, sei es für Reisegeschwindigkeit mit sparsamen Kraftstoffverbrauch, oder für Höchstleistung bei Anfordern durch den Fahrer. The control signals enable the prime mover at all times runs at an appropriate speed, be it for cruising speed with economical Fuel consumption, or for maximum performance when requested by the driver.

Bei Überholbedingungen sollte das tbersetzungs verhältnis eine Motorbremsung bis zur Höchstdrehzahl der Antriebsmaschine ermöglichen. In overtaking conditions, the gear ratio should be engine braking up to the maximum speed of the Enable driving machine.

Eine wirtschaftliche Fahrweise wird dem Fahrer dadurch ermöglicht, dass ein kombinierter Geschwindigkeits- und Drehzahlmesser zur Verfügung steht. Dieser weist kalibrierte Skalen alif, die konzentrisch zueinander liegen und die auf Antriebsmaschinendrehzahl und Bahrgeschwindigkeit ansprechenden Zeiger geben durch ihre Relativstellung zueinander Hinweise auf das Detriebsverhalten des getriebes. An economical driving style is made possible for the driver that a combined speed and tachometer is available. This has calibrated scales alif, which are concentric to one another and which give appropriate pointer to drive machine speed and stretcher speed their relative position to each other provides information on the drive behavior of the transmission.

Der mechanische Variator kann von beliebiger bekannter Bauart sein, also ein Keilriemen- oder Kettentrieb mit stufenlos veränderlicher Übersetzung, ein Kopp-Antrieb mit Reibantrieb durch Kugeln oder ein serbury-Getriebe mit schwenkbaren Scheiben. Die ersterwähnte Bauart hat für Fahrzeugantriebe gewisse Vorteile, insbesondere wegen der hohen Drehmomentaufnahmefähigkeit. Werden hier grössere Anforderungen gestellt, wie z.B. bei schweren Arbeitsfahrzeugen, so können mehrere derartige Variatoren zusammengeschaltet werden. Um Abriebe infolge geringer Unterschiede der Ubersetzungsverhältnisse der Variatoren/kann die Ziordnung von Ausgleichgetrieben zu den Variatoren erfolgen.The mechanical variator can be of any known type, i.e. a V-belt or chain drive with continuously variable transmission, a coupling drive with friction drive by balls or a Serbury gear with swiveling disks. The first-mentioned design has certain advantages for vehicle drives, in particular because of the high torque capacity. If greater demands are made here, for example in the case of heavy work vehicles, several such variators can be interconnected. To avoid abrasions due to slight differences in the transmission ratios of the Variators / the assignment of differential gears to the variators can be done.

Ausführungsbeispiele der «erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. In den echnungen zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Bauform eines Getriebes nach der Erfindung, Fig0 2 eine schematische Barstellung einer zweiten Bauform, Fig. 3 bis 5 schematische Darstellung von Getrieben für Kraftfahrzeuge, Fig0 6 ein Schaubild , das die Drehzahlen von Elementen des Getriebes über dem Übersetzungsverhältnis darstellt, auf die Bauform nach Figo 5 bezogen, Fig. 7 binde Darstellung der übertragenen Drehmomente und Leistungen bei fünf Übersetzungsverhältnissen an einigen Stellen eines Getriebes gemäss Fig0 5, Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Anordnung mehrerer Variatoren, Fig. 9 bis 12 Darstellungen von Getrieben mit paralleler Anordnung von Eingang und Ausgang, Fig. 13 und 14 Darstellungen von getrieben mit zum Eingang senkrechten Ausgang, Fig. 15 und 16 eine Darstellung eines Kombibinatiänsgeschwindigkeits und Drehzahlmesers, Fig0 17 eine Darstellung eines Getriebes für RaupenfahrzeugeO Das Getriebe mit veränderlicher Übersetzung gemäss Fig. 1 enthält einen mechanischen Variator 10 und drei miteinander verbundene Planetenrädersätze 12, 14 und 16, über die ein Antriebsdrehmoment von einer Eingangswelle 18 stufenlos geregelt auf eine Ausgangswelle 20 übertragen wird. Exemplary embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings shown. Show in the invoices Fig. 1 is a schematic representation a first design of a transmission according to the invention, Fig0 2 is a schematic Representation of a second design, FIGS. 3 to 5 a schematic representation of gears for motor vehicles, Fig0 6 is a diagram showing the speeds of elements of the Gearbox over the transmission ratio, to the design according to Figo 5 related, Fig. 7 bind representation of the transmitted torques and powers five gear ratios at some points of a transmission according to Fig0 5, 8 shows a schematic illustration of an arrangement of several variators, FIG. 9 up to 12 representations of gears with parallel arrangement of input and output, 13 and 14 representations of driven with an output perpendicular to the input, 15 and 16 a representation of a combination speed and tachometer, Fig. 17 is an illustration of a transmission for crawler vehicles That A variable gear transmission according to FIG. 1 contains a mechanical one Variator 10 and three interconnected planetary gear sets 12, 14 and 16, over the a drive torque from an input shaft 18 continuously regulated to a Output shaft 20 is transmitted.

Der mechanische Variator ist von bekannter Bauart und weist Riemenscheiben 22 (Eingang) und 24 (Ausgang) mit veränderlicher Steigung auf, über die ein Keilriemen 26 läuft. Nicht dargestellte Regeleinrichtung, die auf betriebsbedingungen ansprechen, bewirken die stufenlose Änderung der Übersetzung des mechanischen Variators in der bekannten Weise, indem die Steigungen der Riemen scheiben in einander entgesetztem Sinn geändert werden. The mechanical variator is of a well-known type and has pulleys 22 (input) and 24 (output) with a variable slope over which a V-belt 26 is running. Control device, not shown, which respond to operating conditions, cause the stepless change in the translation of the mechanical variator in the known way, by the slopes of the belt pulleys in opposite directions Meaning to be changed.

Ein maximales Übersetzungsverhältnis von 6: 1 ist hier erreichbar.A maximum transmission ratio of 6: 1 can be achieved here.

Die Ausgangsriemenscheibe 24 des Variators 10 ist mit einem inneren entralrad 28 des ersten Planetenrädersatzes 12 verbunden. Ein äusseres Zentralrad 30 des'ersten Planetenrädersatzes 12 treibt ein inneres Zentralrad 32 des dritten Planetenrädersatzes 16 an. Die Zentralrad der 28 und 30 kämmen mit Planetenrädern 34, die drehbar in einem Planetenträger 36 gelagert sind. Dieser ist mit einem inneren Zentralrad 38 des zweiten Planetenrädersatze 14 verbunden. The output pulley 24 of the variator 10 is with an inner Entralrad 28 of the first planetary gear set 12 connected. An outer central wheel 30 of the first planetary gear set 12 drives an inner central gear 32 of the third Planetary gear set 16 on. The central gears of 28 and 30 mesh with planet gears 34, which are rotatably mounted in a planet carrier 36. This one is with an inner one Central gear 38 of the second planetary gear set 14 connected.

Ein äusseres Zentralrad 40 des dritten Planetenrädersatzes 16 ist mit der Ausgangswelle 20 des getrieb bes verbunden. Die Zentralräder 32 und 40 des dritten Planetenrädersatzes 16 kämmen mit Planetenrädern 42, die dreh bar in einem Planetenträger 44 gelagert sind. Ein äusseres Zentralrad 46 des zweiten Planetenrädersatzes 14 ist über eine Kupplung 47 an einem ortsfesten Getriebegehäuseteil festlegbar. Die Zentralräder 38 und 46 des zweiten Planetenrädersatzes 14 kämmen mit Planetenrädern 48, die dreh bar in einem Planetenträger 50 gelagert sind, der mit dem Planetenträger 44 des dritten Planetenrädersatzes 16 verbunden ist. An outer central gear 40 of the third planetary gear set 16 is connected to the output shaft 20 of the gear bes. The central wheels 32 and 40 of the third planetary gear set 16 mesh with planetary gears 42, which are rotatable are mounted in a planet carrier 44. An outer central wheel 46 of the second Planetary gear set 14 is via a coupling 47 on a stationary transmission housing part definable. The central gears 38 and 46 of the second planetary gear set 14 mesh with planet gears 48, which are rotatably mounted in a planet carrier 50 bar, the is connected to the planet carrier 44 of the third planetary gear set 16.

Der Planetenträger 36 des ersten Planetenrädersatzes 12 und das innere Zentralsrad 38 des zweiten Planetenrädersatzes 14 besitzen eine Antriebsverbindung 52 zu einer Riemenscheibe 54, die über einen Riemen 56 oder eine Kette 56 mit einer zweiten Riemenscheibe 58 zusammenarbeitet, die koaxial zur Eingangswelle 18 liegt. Die zweite 58 Riemenscheibe ist wahlweise mit der- Eingangsriemenscheibe 22 über eine Antriebsverbindung 60, eine Kupplung 62 und eine Welle 61 verbindbar. Im Kupplungsfall sind beide Riemenscheiben mit der Eingangswelle 18 verbunden. Die Teile 52 bis 62 bewirken eine Drehmomentrückleitung vom Planeten träger 36 zur Ejngangsriemenscheibe 22 des Variators 10, Vorteilhaft ist eine zusätzliche Massnahme, die einen unmittelbaren Antrieb zwischen der Singangswelle 18 und der Ausgangswelle 20 ermöglichtO Hierzu ist eine wahlweise einrückbare Mehrscheibenreibungskupplung 64 vorgesehen, die die Eingangswelle 18 mit einer Riemenscheibe 68 verbindet, die über einen Riemen oder eine Kette 68 eine Riemenscheibe 70 antreibt, welche koaxial zur Ausgang! ~ welle 20 liegt und mit dieser eine Antriebsverbindung 72 hat. Beim Einrücken dieser Überbrückungskupplung 64 wird die Kupplung 62 ausgerückt0 Die in Fig. 2 dargestellte zweite Bauform entspricht in vielen Teilen der ersten Bauform, so dass gleiche bauteile gleiche bezugszeichen aufweisen. Die Dreh momentrückleitung erfolgt hier jedoch von den miteinander verbundenen Planetenträgern 50 und 44 des zweiten bzw. The planet carrier 36 of the first planetary gear set 12 and the inner Central gear 38 of the second planetary gear set 14 have a drive connection 52 to a pulley 54, which via a belt 56 or a chain 56 with a second pulley 58 cooperates, which is coaxial with the input shaft 18. The second 58 pulley is optionally over with the input pulley 22 a drive connection 60, a coupling 62 and a shaft 61 can be connected. In the case of coupling Both pulleys are connected to the input shaft 18. Parts 52 to 62 cause a torque return from the planet carrier 36 to the input pulley 22 of the variator 10, an additional measure is advantageous, which is an immediate Drive between the singing shaft 18 and the output shaft 20 enables this is a selectively engageable multiple plate friction clutch 64 provided, which connects the input shaft 18 to a pulley 68, which over a belt or chain 68 drives a pulley 70 which is coaxial with the Exit! ~ shaft 20 and has a drive connection 72 with it. When engaging This lock-up clutch 64, the clutch 62 is disengaged0 that shown in FIG The second design corresponds in many parts to the first design, so that the same components have the same reference numerals. The torque return line takes place here, however of the interconnected planetary carriers 50 and 44 of the second or

dritten Planetenrädersatzes 14 bzw. 16 zu einer ersten Riemenscheibe 54t0 Auch hier kann wahlweise eine Überbrückungskupplung zum direkten Antrieb zwischen Eingangswelle 18 un Ausgangswelle 20 vorgesehen werden (Teile 64 bis 72).third planetary gear set 14 or 16 to a first pulley 54t0 Here, too, a lock-up clutch can optionally be used for direct drive between Input shaft 18 and output shaft 20 are provided (parts 64 to 72).

Bei beiden Bauarten ist ein gleiches Verhältnis der Zähnezahlen des äusseren Zentralrads zut4 den Zähne. Both types have the same ratio of the number of teeth outer central wheel to the teeth.

des inneren Zentralrads vorgegehen; beim ersten Planetenrädersatz 12 4:1 , bei zweiten Planetenrädersatz 16 1,65:1 und beim dritten Planetenrädersatz 16 2:1.proceed of the inner central gear; with the first set of planetary gears 12 4: 1, for the second set of planet gears 16 1.65: 1 and for the third set of planet gears 16 2: 1.

Die Arbeitsweise beider Bauarten ist im wesentlichen gleich. Bei eingerückter Kupplung 62 wird das Drehmoment von der Eingangswelle 18 zur Eingangsriemenscheibe 22 des Variators 10 geleitet, der es mit der eingestellten Übersetzung über die Kette 26 und die Ausgangs riemenscheibe 24 auf das innere entralrad 28 des ersten Planetenrädersatzes 12 überträgt.Der Planetenträger 36 des ersten Planetenrädersatzes 12, wie auch das innere Zenw tralrad 38 des zweiten Planetenrädersatzes läuft in gleicher Richtung um wie das innere Zentralrad 28, und zwar mit zur Eingangswellendrehzahl proportionalerr Drehzahl und erhöhtem Drehmoment T =T5 (eR + 4), worin T c das Drehmoment am Planetenträger 36 , T5 das Drehmoment am inneren entralrad 28 , R die Zähnezahl des äusseren Zentralrads 30 und S die Zähnezahl des inneren Zentralsrads 28 sind. Das äussere Zentralrad 30 des ersten Planetenrädersatzes, wie auch das innere Zentralrad 32 des dritten Planetenrädersatzes 16 weisen eine Drehmomentreaktion in entgegengesetzter Richtung zum inneren Zentralrad 28 des ersten Planetenrädersatzes 12 auf. Diese entspricht der Grösse nach für 95% vom Ende niedriger Drehzahl des Bereichs dem Drehmoment am inneren Zentralrad 28. Bei 95 kommt das äussere Zentralrad 30 zum Stillstand und dreht sich für die restlichen 5% des Bereichs in entgegenwl gesetzter Richtung0 Diese %-Angaben ändern sich natürlich . The operation of both types is essentially the same. at With the clutch 62 engaged, the torque from the input shaft 18 becomes the input pulley 22 of the variator 10 passed, which it with the set translation Via the chain 26 and the output pulley 24 onto the inner sprocket 28 of the first planetary gear set 12 transmits. The planet carrier 36 of the first planetary gear set 12, as well as the inner Zenw tralrad 38 of the second planetary gear set runs in the same direction as the inner central wheel 28, namely with the input shaft speed proportional speed and increased torque T = T5 (eR + 4), where T c is the torque on the planet carrier 36, T5 the torque on the inner gear 28, R the number of teeth of the outer central wheel 30 and S is the number of teeth of the inner central wheel 28. The outer central gear 30 of the first planetary gear set, as well as the inner central gear 32 of the third planetary gear set 16 have a torque reaction in the opposite direction Direction to the inner central wheel 28 of the first planetary gear set 12. These corresponds in size to that for 95% of the end of the low speed range Torque on the inner central gear 28. At 95, the outer central gear 30 comes to Standstill and turns in the opposite direction for the remaining 5% of the range Direction0 These% figures change of course.

mit den jeweiligen Übersetzungsverhältnissen, mit denen der Variator und die Planetenrädersätze ausgelegt sind Bei einem Drehmoment am inneren Zentralrad 38 und durch Einrücken der Kupplung 47 festgelegtem äusserem Zentralrad 46 des zweiten Planetenrädersatzes 14 übertragen dessen Planetenräder 48 Drehmoment zu den vereinigten Planetenträgern 50 und 44 von den Planetenrädern 34 des ersten Planetenrädersatzes 12 e Da am i-nneren Zentralrad 32 des dritten Planetenrädersatzes 16 ein Reaktionsdrehmoment in entgegengesetzter Richtung zum Drehmoment an dem inneren entralrad 28 des ersten Planetenrädersatzee 12 wirkt, besteht eine Reaktion für die Planetenräder 42 des dritten Planetenrädersatzes, die ein Drehmoment über das äussere Zentralrad 40 auf die Ausgangswelle 20 übertragen.with the respective gear ratios with which the variator and the planetary gear sets are designed for a torque on the inner central gear 38 and external determined by engaging the clutch 47 Central wheel 46 of the second planetary gear set 14 transmit its planetary gears 48 torque to the united planet carriers 50 and 44 from the planet gears 34 of the first Planetary gear set 12 e Da on the inner central gear 32 of the third planetary gear set 16, a reaction torque in the opposite direction to the torque on the inner Entralrad 28 of the first planetary gear set 12 acts, there is a reaction for the planetary gears 42 of the third planetary gear set, which have a torque via the Outer central gear 40 is transferred to the output shaft 20.

Das am äusseren entralrad 40 verfügbare Drehmoment ist jedoch durch das am inneren Zentralrad 32 vorliegende Reaktionsmoment begrenzt. Ein Überschußdrehmoment am Planetenträger 44 wird also am inneren Zentral rad 38 abgenommen und über die Drehmomentrückleitungsverbindung 52 bis 62 an die Eingangsriemenscheibe 22 des Variators 10 abgegeben, In der Tat besteht ene sofortige Reaktion auf Balancekräfte und je grösser das vom Variator bewirkte Drehmomentverhältnis ist, desdo grösser ist das zu diesem zurückgeleitete Drehmoment und damit die Vergrösserung des Ausgangsdrehmoments. However, the torque available at the outer sprocket 40 is through the reaction torque present at the inner central wheel 32 is limited. An excess torque on the planet carrier 44 is thus removed from the inner central wheel 38 and over the Torque return connection 52-62 to the variator input pulley 22 10 given, in fact there is an immediate reaction to balance forces and ever The greater the torque ratio caused by the variator, therefore the greater it is to this returned torque and thus the increase in the output torque.

Erreicht der Variator sein kleinstes Übersetzungsverhältnis, so kann die Kupplung 62 ausgerückt und die Überbrückungskupplung 64 zum direkten Antrieb der Ausgangswelle 20 eingerückt werden. Hierdurch werden die die Drehmomentwandlung bewirkenden Bauteile entlastet und bei der Drehmomentrückleitung entstehende Verluste vermieten Es treten aber trotzdem Spinverluste ein, die nicht unbeachtlich sind, da diese Teile weiterhin umlaufen. Um diese Verluste zu vermeiden und auch den Abrieb am Variator zu verringern, ist es lediglich erforderlcih, | die Kupplung 47 auszukupplen, so dass diese leise freilaufen, wobei die Drehzahl auf etwa 11% der bisherigen sinkt, Im Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 47 als ehrscheibenreibungskupplung gezeichnet; sie könnte aber auch als Klauenkupplung mit Synchronisierung ausgebildet sein. If the variator reaches its smallest transmission ratio, so can the clutch 62 disengaged and the lock-up clutch 64 for direct drive of the output shaft 20 are engaged. This will make the the The components causing torque conversion are relieved of the load and when the torque is returned Rent out resulting losses However, there are still spin losses that do not occur are irrelevant, as these parts continue to circulate. To avoid these losses and also to reduce the wear on the variator, it is only necessary to | disengage the clutch 47 so that it frees quietly, with the speed drops to about 11% of the previous one. In the exemplary embodiment, the clutch 47 is as disc friction clutch drawn; but it could also be used as a claw coupling be designed with synchronization.

Die Arbeitsweise der Bauform nach Fig. 2 ist im wesentlichen die gleiche0 Das Überschußdrehmoment wird hier von den vereinigten Planetenträgern 50 und 44 abgeleitet. Auch deren Drehzahl ist der Eingangsdrehzahl proportXonal, wenn auch verschieden von der des inneren Zentralsrads 38. The mode of operation of the design according to FIG. 2 is essentially that Same0 The excess torque is here from the combined planetary carriers 50 and 44 derived. Their speed is also proportional to the input speed, if also different from that of the inner center wheel 38.

Die erste Bauform ist zu bevorzugen, da die Drehmomentrückleitung weiter stromaufwärts im Drehmomentflß erfolgt und somit Verluste im zweiten Planetenrädersatz 14 vermieden sind0 Atsserdem kann in der Drehmomentrückleitungsverbindung ein vorteilhafteres Ubersetzungsverhältnis, beispielsweise von 2:1 gegenüber einem Wert von 4:1 bei der zweiten Bauform gewähltwerden0 Die Bauform nach Fig. 3 entspricht wirkunggmässig der zweiten Bauform. Eine Antriebsmaschine 80 überträgt Drehmoment auf eine ,einen chwingungsdämpfer enthaltende hydraulische Kupplung 82, der eine nicht dargestellte wahlweise betätigbare Überbrückungskupplung zugeordnet ist. Anstelle der hydraulischen Kupplung könnte auch ein hydrodynamischer Drehmomentwandler vorgesehen sein. The first design is to be preferred because the torque return line takes place further upstream in the torque flow and thus losses in the second set of planet gears 14 are avoided0 At the same time, in the torque return connection, a more advantageous Translation ratio, for example of 2: 1 compared to a value of 4: 1 the second design can be selected 0 The design according to FIG. 3 corresponds effective of the second design. A prime mover 80 transmits torque on a, a vibration damper containing hydraulic clutch 82, the one is assigned optionally actuatable lock-up clutch, not shown. Instead of A hydrodynamic torque converter could also be provided for the hydraulic clutch be.

Am gehäuse der hydraulischen Kupplung, das umläuft, ist eine hydraulische Pumpe 84 angetrieben. Das Ausgangs drehmoment der hydraulischen Kupplung 82 wird einem Eingangsrad 86 einer Wende-Ausgleichvorrichtung 88 zugeleitet, das mit Ritzeln kämmi.-, welche drehbar auf einem Querstift 91 gelagert sind. Der Querstift 91 sitzt in einem umlaufenden Ausgleichgehäuse 94. Die Ritzel kämmen mit einem zum Eingangsrad 86 parallelen Ausgangsrad 90. Eine Reibungsbremse 96 hat Reibscheiben, die abwechseln mit dem umlaufenden Ausgleichgehäuse bzw. einem ortsfestem Getriebegehäuse 98 verbunden sind. Die Reibungsbremse 96 kann mittels eines zugeordneten hydrauluschen Stellkolbens angelegt werden , um das Ausgleichgehäuse 94 festzuhalten. There is a hydraulic clutch on the housing of the hydraulic clutch that rotates Pump 84 driven. The output torque of the hydraulic clutch 82 is fed to an input wheel 86 of a turning compensation device 88, the pinion kämmi.- which are rotatably mounted on a transverse pin 91. The cross pin 91 is seated in a circumferential differential housing 94. The pinions mesh with one of the input gear 86 parallel output gear 90. A friction brake 96 has friction disks that alternate connected to the circumferential differential housing or a stationary gear housing 98 are. The friction brake 96 can be operated by means of an associated hydraulic actuating piston are applied to hold the differential housing 94 in place.

Es wird dann das Ausgangsrad 90 und eine mit ihm verbundene Welle 118 entgegengesetzt zur Eingangswelle angetrieben, also Rückwärtsantrieb bewirkt. Eine weitere Reibungskupplung 102, die wahlweise durch einen hydraulischen Stellmotor einrückbar ist, verbindet dann das Ausgleichgehäuse 94 mit einer Kupplungstrommel 104, die an der Welle 118 befestigt ist. Es erfolgt dann Vorwärtsantrieb mit der Eingangsdrehzahl. Bei gelüfteter Bremse 96 und ausgerückter Kupplung 102, ist Leerlauf geschaltet, in dem kein Drehmoment übertragen wird0 Neben der hydraulischen Pumpe 84 ist ein Magnet 106 und ein Ventilblock 108 vorgesehen, die wahlwelse auf Grund von Steuersignalen die Stellmotoren beaufschlagen.Mit-.. -der Kupplungstrommel 104 ist wahlweise eine Sperrklinke 109 zum Verriegeln des Getriebes verbindbar, Die Welle 118 ist mit einem mechanischen Vari*>-ator 110 und mit drei Planetenrädersätzen 112, 114 und 116 entsprechend Fig0 2 verbunden.It then becomes the output gear 90 and a shaft connected to it 118 driven in the opposite direction to the input shaft, thus causing reverse drive. Another friction clutch 102, optionally by a hydraulic servomotor is engageable, then connects the differential housing 94 to a clutch drum 104 attached to the shaft 118 is. Forward drive then takes place with the input speed. With the brake 96 released and the clutch 102 disengaged, is idle, in which no torque is transmitted 0 In addition to the hydraulic Pump 84, a magnet 106 and a valve block 108 are provided, which can be selected Activate the servomotors based on control signals.With- .. -the clutch drum 104, a pawl 109 can optionally be connected to lock the gearbox, The shaft 118 is equipped with a mechanical variator 110 and with three sets of planetary gears 112, 114 and 116 according to Fig0 2 connected.

Der mechanische Variator 110 hat eine Eingang -riemenscheibe 122, eine Ausgangsriemenscheibe 124 und eine über diese laufende Kette 126, die das Drehmonent veränder lich geregelt überträgt0 Der Variator 110 hat ein maximales Übersetzungsverhältnis von 6:1. The mechanical variator 110 has an input pulley 122, an output pulley 124 and a chain 126 running over this, the torque variable controlled transmissions0 The variator 110 has a maximum transmission ratio from 6: 1.

Die Ausgangsriemenscheibe 124 des Variators ist mit einem inneren Lentralrad 128 des ersten Planetenrädersatzes 112 verbunden, Es kämmt zusammen mit einem äusseren Zentralrad 130 mit Planetenrädern 134,.die drehbar in einem Planetenträger 136 gelagert sind, der mit einem inneren entralrad 138 des zweiten Planetenrädersatzes 114 verbunden ist. The variator output pulley 124 is an inner one Central gear 128 of the first planetary gear set 112 connected, it meshes with an outer central gear 130 with planet gears 134, .the rotatable in a planet carrier 136 are mounted, which is connected to an inner entral gear 138 of the second planetary gear set 114 is connected.

Ein äusseres Zentralrad 140 des dritten Planes tenrädersatzes 116 ist mit einem Ausgang verbunden der eine Riemenscheibe 170 aufweist. Die Zentralräder 132 und 140 des dritten Planetenrädersatzes 116 kämmen mit Planetenrädern 142, die drehbar in einem Planetenträger 144 ge lagert sind. Ein äusseres zentralrad 146 des zweiten Planetenrädersatzes 114 ist durch eine nicht dargestellte Kupplung, entsprechend der Kupplung 47 in Fig.2, an einem ortsfestem Wehäuseteil festlegbar. Die Zentralräder 138 und 146 des zweiten Planetenrädersatzes 114 kämmen mit Planetenrädern 148, die drehbar in einem Planetenträger 150 gelagert sind0 Die beiden Planetenträger 144 und 150 sind miteinander verbunden und weisen eine Verlängerung in Form einer Riemsnscheibe 154 auf, die über eine Kette 156 eine zweite Riemenscheibe 158 antreibt, die- koaxial einen Teil der Welle 118 umgibt.. Die zweite Riemenscheibe 158 hat eine Antriebsverbindung 60 zu einer Mehrscheibenreibungskupplung 162, die wahlweise eingerückt über eine Welle 161 die Verbindung zur Eingangsriemenscheibe 122 des Variators 110 und zur Welle 118 herstellt. Die Teile 154 bis 162 stellen einen Weg zur Drehmomentrückführung von den vereinigten Planetenträgern 144,150 zur Eingangsriemenscheibe 122 des mechanischen Variators dar. An outer central wheel 140 of the third planetary gear set 116 is connected to an output of the has a pulley 170. The central gears 132 and 140 of the third set of planet gears 116 mesh with planet gears 142, which are rotatably superimposed in a planet carrier 144 ge. An outer central wheel 146 of the second planetary gear set 114 is connected by a clutch (not shown), corresponding to the coupling 47 in FIG. 2, can be fixed to a stationary housing part. The central gears 138 and 146 of the second planetary gear set 114 mesh with planetary gears 148, which are rotatably mounted in a planet carrier 1500 The two planet carriers 144 and 150 are connected to each other and have an extension in the form of a Belt pulley 154, which drives a second belt pulley 158 via a chain 156, which coaxially surrounds part of the shaft 118. The second pulley 158 has a drive connection 60 to a multiple plate friction clutch 162, which is optional engaged via a shaft 161 the connection to the input pulley 122 of the Variators 110 and shaft 118 manufactures. Parts 154 to 162 provide a path for torque return from the combined planetary carriers 144,150 to the input pulley 122 of the mechanical variator.

Wie bei der zweiten Bauform ist auch hier eine Überbrückung zwischen der Welle 118-und der Riemenscheibe 170 vorgesehen. Eine wahlweise betätigbare zweite Kupplung 64 verbindet die Welle 118 mit einer Riemenscheibe 166, die über eine Kette 168 die Riemenscheibe 170 atreibt. As with the second design, there is also a bridging between shaft 118 and pulley 170 are provided. An optionally actuatable second Coupling 64 connects shaft 118 to a pulley 166, which drives the pulley 170 via a chain 168.

Die Riemenscheibe 170 ist mit dem umlaufenden Gehäuse 182 eines Ausgleichgetriebes 180 verbunden, das in üblicher Weise als Kegelradausgleichgetriebe mit Querstift ausgebildet iste Es enthält zwei einander entgegen gerichtete Ausgangswellen 184 und 186, die parallel zur den Eingang bildenden Welle 118 liegen. Die Ausgangswelle 186 erstreckt sich koaxial durch die Planetenrädersätze 116 114 und 112 und die Ausgangsriemenscheibe 124 des Variators 110. Die Verhältniszahlen zwischen den Zähnen der äusseren und inneren Zentralräder ist wie bei der zwei ten Bauform gewählt, Die Arbeitsweise entspricht ebenfalls der der zweiten Bauform. Bei eingerückter Kupplung 162 wird das Drehmoment von der Eingangswelle 118 zur Eingangsriemenscheibe 122 des mechanischen Variators 110 übertragen, der es- umgewandelt über die Kette 124 und die Ausgangsrie menscheibe 124 zum inneren Zentralrad 128 des ersten Plane tenrädersatzes 112 weiterleitet.. Der Planetenträger136 des ersten Planetenrädersatzes und das innere Zentralrad 138 des zweiten Planetenrädersatzes drehen sich in gleiche Richtung wie das innere Zentralrad 128 mit der Eingangsdrehzahl proportionaler Drehzahl und einem entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Slanetenrädersatzes erhöhtem Drehmoment D entsprechen der bereits erwähnten Gleichung Tc = Ts ( # + 1). The pulley 170 is connected to the rotating housing 182 of a differential gear 180 connected, in the usual way as a bevel gear with cross pin It contains two output shafts 184 directed opposite one another and 186, which are parallel to the input shaft 118. The output shaft 186 extends coaxially through the planetary gear sets 116, 114 and 112 and the Output pulley 124 of variator 110. The ratios between the teeth the outer and inner central gears are selected as with the second design, The mode of operation also corresponds to that of the second design. With indented Clutch 162 applies the torque from input shaft 118 to the input pulley 122 of the mechanical variator 110 transmitted, which is converted via the chain 124 and the output pulley 124 to the inner central gear 128 of the first tarpaulin ten wheel set 112 forwards .. The planet carrier 136 of the first planet wheel set and the inner central gear 138 of the second planetary gear set rotate in the same way Direction as the inner central gear 128 with the input speed proportional speed and one corresponding to the gear ratio of the first slanete gear set increased torque D correspond to that already mentioned equation Tc = Ts (# + 1).

Das äussere Zentralrad 130 des ersten Planetenrädersatzes 112 und das innere Zentralrad 132 des dritten Planetenrädersatzes 116 zu 6 bewirken ein Reaktionsdrehmoment, das dem Drehmoment am inneren entralrad 128 entgegengesetzt ist und bis 95 des Bereichs vom Ende kleinster Drehzahl gleiche Grösse hat. Bei 95% kommt das äussere Zentralrad 130 zum Stillstand und dreht sich dann für die restlichen 5% des Bereichs in entgegengesetzter Richtung.The outer central gear 130 of the first planetary gear set 112 and the inner central gear 132 of the third planetary gear set 116 to 6 cause a Reaction torque opposing the torque on inner sprocket 128 and has the same size up to 95 of the range from the end of the lowest speed. at 95%, the outer central wheel 130 comes to a standstill and then rotates for the remaining 5% of the area in the opposite direction.

Bei einem Drehmoment am inneren zentralrad 138 und festgelegtem äusseren zentralrad 146 Ubertragen die Planetenräder 148 des zweiten Planetenrädersatzes 114 Drehmoment auf die Planetenträger 150 und 144 von den Planetenräders 134 des ersten Planetenrädersatzes 112. With a torque on the inner central wheel 138 and fixed outer central gear 146 transmit the planetary gears 148 of the second planetary gear set 114 torque on the planet carrier 150 and 144 from the planetary gears 134 of the first set of planetary gears 112.

Da am inneren entralrad 132 des dritten Planetenrädersatzes 116 ein Reaktionsdrehmoment wirkt, besteht eine Reaktion für die Planetenräder 142, so dass dar äussere Zentralrad 140 Drehmoment zum Antrieb des Ausgleichgetriebes 180 überträgt.Since on the inner sprocket 132 of the third planetary gear set 116 a Reaction torque acts, there is a reaction for the planetary gears 142, so that the outer central wheel 140 transmits torque for driving the differential gear 180.

Auch hier ist das verfübare Drehmoment durch das Reaktionsdrehmoment am inneren Zentralrad 132 begrenzt so dass das Überschussdrehmoment über die Riemenscheibe 154 zur Eingsngsriemenscheibe 122 des Variators zurückgeleitet wird. Again, the available torque is due to the reaction torque on the inner central gear 132 so that the excess torque is limited via the pulley 154 is returned to the variator pulley 122.

Erreicht der Variator 120 sein kleinstes Übersetzungsverhältnis, so kann die Kupplung 162 ausgerückt werden und durch Einrücken der Kupplung 164 der direkte Antrieb zwischen Eingang und Ausgang geschaltet werden, um die Verluste bei der Drehmomentrückleitung zu vermeiden. The variator 120 reaches its smallest Transmission ratio, thus the clutch 162 can be disengaged and by engaging the clutch 164 the direct drive can be switched between input and output to reduce the losses to be avoided when returning the torque.

Ebenso können wie bei der zweiten Bauform Spinverluste vermieden werden0 In Fig. 4 ist eine etwas gegenüber der Bauform nach Fig. 3 abgewandelte bauform dargestellt. Gleiche Bauteile haben daher gleiche Bezugszeichen, jedoch mi einem Beistrich versehen. As with the second design, spin losses can also be avoided werden0 In Fig. 4 is a slightly modified compared to the design according to Fig. 3 design shown. The same components therefore have the same reference numerals, however with a comma.

Bei dieser Bauform sind die Wendevorrichtung 88t und der Ventilblock 108' nach aussen von der Eingangs riemenscheibe 122 des mechanischen Variators 110t verleg -und der Antrieb erfolgt von der in Fig. 4 nicht dargesel -ten hydraulischen Kupplung über eine Welle 89'. In this design, the turning device 88t and the valve block are 108 'outward from the input pulley 122 of the mechanical variator 110t laying - and the drive takes place from the hydraulic not shown in Fig. 4 Coupling via a shaft 89 '.

Die Bauformen nach Fig. 3 und 4 können für Vierradantriebe von Fahrzeugen eingesetzt werden, indem die Ausgangswellen 184 und 186 als Antriebswellen für die Vorderachs- bzw. Hinterachswellen dienen. Die Ausgleichgetriebe können durch Planetenrädereinheiten ersetzt werden, um eine Drehmomentverteilung entsprechend der Achsbelastung zu erhalten. The designs according to FIGS. 3 and 4 can be used for four-wheel drives of vehicles are used by the output shafts 184 and 186 as drive shafts for the Front axle and rear axle shafts are used. The differential gears can be through planetary gear units can be replaced in order to obtain a torque distribution according to the axle load.

Fig. 5 zeigt eine weitere Bauform, die wirkungsmässig der zweiten Bauform entspricht, aber so aufgebaut ist, dass die Drehachse der Eingangswelle senkrecht zur Drehachse der Eingangsriemenscheibe des Variators liegt, aber parallel zur Ausgangswelle des Getriebes. Fig. 5 shows a further design, the effect of the second Design corresponds, but is constructed in such a way that the axis of rotation of the input shaft perpendicular to the axis of rotation of the variator's input pulley but parallel to the output shaft of the gearbox.

Eine Antriebsmaschine 187 ist, wie in Fig.3 beschrieben, mit einer hydraulischen Kupplung mit zugeordnetem Schwingungsdämpfer verbunden, wobei eine nicht dar gestellte Uberbrückungskupplung vorgesehen ist. Eine hydraulische Pumpe ist an dem umlaufenden Gehäuse der hydraulischen Kupplung angetrieben. Ferner ist auch hier Ein Eingangs-Ausgleichgetriebe 188 als Wendevorrichtung vorgesehen, dessen Ausgangsrad 190 mit einer Welle 200 verbunden ist. A drive machine 187 is, as described in Figure 3, with a hydraulic clutch connected to associated vibration damper, with a is not provided lock-up clutch is provided. A hydraulic pump is driven on the rotating housing of the hydraulic clutch. Furthermore is Here, too, an input differential gear 188 is provided as a turning device, its Output gear 190 is connected to a shaft 200.

Die Welle 200 treibe eine Regeleinrichtung 20:1 an und ist mittelbar oder unmittelbar mit einer hohlen Ein gangswelle 218 verbunden, Diese treibt über einen Kegelrädersatz 219 eine Eingangsriemenscheibe 222 eines mechanischen Variatots 210an, die über eine Kette 226 eine Ausgangsriemenscheibe 224 antreibt0 Die Ausgangsriemenscheibe 224 ist mit einem inneren entralrad 228 eines ersten Planetenrädersatzes 112 verbunden, Dem ersten Planetenrädersatz 212 sind ein zweiter Planetenrädersatz 214 und ein dritter Planetenrädersatz 216 zugeordnet. Diese Planetenrädersätze sind entsprechend Fig. 2 ausgebildet und übertragen auf eine Ausgangswelle 220 Drehmoment. The shaft 200 drives a control device 20: 1 and is indirect or directly connected to a hollow input shaft 218, This drives over a bevel gear set 219 an input pulley 222 of a mechanical variator 210an, which drives an output pulley 224 via a chain 226. The output pulley 224 is connected to an inner sprocket 228 of a first planetary gear set 112, The first planetary gear set 212 is a second planetary gear set 214 and a third set of planetary gears 216 assigned. These planetary gear sets are accordingly Fig. 2 formed and transmitted to an output shaft 220 torque.

Ein äusseres Zentralrad 246 des zweiten Planetenrädersatzes 214 kann durch eine Bremse 247 wahlweise festgelegt werden. Eine Drehmomentrückleitung von den vereinigten Planetenträgern 244 und 250 des zweiten und dritten Planetenrädersatzes 214 und 216 erfolgt über eine flanschartige Verlängerung 254 der Planetenträger, die nach Art eines Kronenrades kegelförmige Verzahnungen trägt. Diese arbeiten mit einem Seeelrad 258 zusammen9 um einen Weg für die Drehmomentrückleitung über eine Kupplung 263, eine Welle 217 und den Kegelrädersatz 219 zur EingangsriemenscheiFe222 des mechanischen Variators zu bilden. An outer central gear 246 of the second planetary gear set 214 can by a brake 247 optionally be determined. A torque return line of the combined planet carriers 244 and 250 of the second and third planetary gear sets 214 and 216 takes place via a flange-like extension 254 of the planet carrier, which has conical toothing in the manner of a crown gear. These work with a Seelrad 258 together9 to a path for the torque return via a Coupling 263, a shaft 217 and the bevel gear set 219 for the input belt pulley222 of the mechanical variator.

Die Kupplung 263 ist zur Überbrückung wahlweise einrückbar, um die Eingangswelle 218 entweder mit und dem Kegelrädersatz 254,258 dem Kegelrädersatz 219 zu verbinden oder über die Welle 217 mit einem Kegelrad 270/ 266, das mit einer Kegelradverzahnung7am äusseren Zentralrad 240 des dritten Planetenrädersatzes kämmt.The clutch 263 is selectively engageable for bridging to the input shaft 218 with either and the bevel gear set 254,258 to connect the bevel gear set 219 or via the shaft 217 with a bevel gear 270/266, which meshes with a bevel gear toothing 7 on the outer central gear 240 of the third planetary gear set.

Die Steuereinrichtung 202 an der Welle 200 spricht auf die Fahrgeschwindigkeit, die Drehzahl der Antriebsmaschine, die Leistung der Antriebsmaschine und auf ein willkürliches Signal des Fahrers an und bewirkt die Verstellung der Riemenscheiben 222 und 224 des mechanischn Variators 210, sowie der Überbrückungskupplung 63. The control device 202 on the shaft 200 responds to the driving speed, the speed of the prime mover, the power of the prime mover and on arbitrary signal from the driver and causes the pulleys to be adjusted 222 and 224 of the mechanical variator 210 and the lock-up clutch 63.

Die Arbeitsweise der Bauform nach Fig. 5 ist im grundsätzlFihen gleich wie bei der zweiten Bauform. The mode of operation of the construction according to FIG. 5 is basically the same as with the second design.

In abgewandelter Weise könnte der direkte Antrieb auch dadurch bewirkt werden dass eine Kupplung zwischen dem äusseren Zentralrad 240 des dritten Planetenrädersatzes 216 und dem inneren Zentralrad 232 des dritten Planetenrädersatzes vorgenommen wird, während gleichzeitig der mechanische Variator von der Eingangswelle abgekuppelt wird. Diese Lösung ist jedoch weniger vorteilhaft, da das niedrigste Übersetsungsverhältnis verscßlechtert und te Verluste bei der DrehmomentrUckleitung grösser würden. In a modified way, the direct drive could also be brought about by this be that a clutch between the outer central gear 240 of the third planetary gear set 216 and the inner central gear 232 of the third planetary gear set is made while at the same time the mechanical variator from the input shaft is uncoupled. However, this solution is less advantageous as it is the lowest The transmission ratio deteriorates and there are te losses in the torque return line would get bigger.

Die Figo 6 und 7 veranschaulichen die Drehzahlverhältnisse und die Drehmomentverteilung bei der Bauform nach Fig. 5. In beiden Schaubildern sind Werte für fünf Sbersetzungsverhältnisse innerhalb des stufenlos regelbaren bereichs angegeben, Die maximale Übersetzung des Variators ist mit 6:1 und die Übersetzungsverhältnisse zwischen den Zähnen der äussern und inneren Zentralräder ist 4:1 beim ersten Planetenrädersatz 212 , 1,65:1 beim zweiten Planetenrädersatz 214 und 2:1 beim dritten Planetenrädersatz. Der Kegelrädersatz 219 hat ein Zähneverhältnis von 1: 1. Die angegebenen Werte berücksichtigen Verluste nicht. FIGS. 6 and 7 illustrate the speed ratios and the Torque distribution in the design according to Fig. 5. In both diagrams are values specified for five transmission ratios within the continuously adjustable range, The maximum gear ratio of the variator is 6: 1 and the gear ratios between the teeth of the outer and inner central gears is 4: 1 for the first set of planet gears 212, 1.65: 1 for the second set of planets 214 and 2: 1 for the third set of planets. The bevel gear set 219 has a tooth ratio of 1: 1. Take the given values into account Losses do not.

In Figo 6 sind die Drehzahlen in U/min für die einzelnen Elemente angegeben. Die gerade Kurte 278 bei 100 U/min entspricht der Drahzahl der Eingangswelle 218; die gerade Linie 280 zeigt die kleinere Drehzahl des Planetenträgers 236 des ersten Planetenrädersatzes an und die gerade Kurve 282 zeigt die noch kleinere Drehzahl der vereinten Planetenträger 244 und 250 an. Die mit steigende Übersetzung des Variators kräftig ansteigende Kurve 284 gehört zum inneren Zentralrad 228 des ersten Planete. In Figo 6 the speeds are in rpm for the individual elements specified. The straight curve 278 at 100 rpm corresponds to the number of wires on the input shaft 218; the straight line 280 shows the lower speed of the planet carrier 236 of the first set of planetary gears and the straight curve 282 shows the even lower speed of the combined planet carriers 244 and 250. The one with increasing translation of the variator sharply rising curve 284 belongs to the inner central gear 228 of the first planet.

dersatzes. Die mit steigendem ÜbersetzngsverhältnIs des Variators sanft ansteigende Kurve 286 stellt die drehzahl des äusseren Zentralsrads 240 des dritten Planetenrädersatzes 216 und der AusgangswellX 200 dar. Die fallende Kurve 288 zeigt die Drehzahl des äusseren Zentralrads 230 des ersten Planetenrädersatzes0 Die fallende gestrichelte Kurve R veranschaulicht die Gesamtübersetzung des Getriebes.the sentence. The one with increasing transmission ratio of the variator gently rising curve 286 represents the speed of the outer central wheel 240 of the third planetary gear set 216 and the output wave X 200. The falling curve 288 shows the speed of the outer central gear 230 of the first planetary gear set 0 The falling dashed curve R illustrates the overall ratio of the transmission.

Die Punkte P1 und P2 zeigen die Geschwindigkeit bei Steil gung Null an.Points P1 and P2 show the speed at zero slope at.

In Fig. 7 sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 5 verwendete Fig0 8 zeigt schematisch eine Anordnung mit mehreren mechanischen ariatorenO Zwischen den einzelnen Variatoren sind einfache Ausgleichgetriebe vorgesehen0 Handelt es sich um unterschiedliche Variatoren so ist zum Ausgleich das Zwischenschalten eines Planetenräder-Ausgleichgetriebes zweckmässigO emäss Fig, 8 ist eine Eingangswelle 300 mit mehreren Eingangsgliedern 301a, 301b, 301c von Variatoren verbunden, die über Riemen oder Ketten 303aD 303b und 303c Ausgangsglieder 302a? 302b und 302c antreibenO Die Ausgangsglieder 302a und 302 sind mit zwei Seitenrädern 304 eines Ausgleichgetriebes 305 verbunden und ihre gemeinsame Leistung wird von den Ritzeln 306, einem Querstift 707 und einer Welle 308 abgenommen. Zur Kupplung mit einem dritten Variator wird das Drehmoment der Welle 308 in ein äusseres entralrad 309 eines Planetenräder-Ausgleichgetriebes 310 eingebracht und durch ein inneres Zentralrad 311 ausbalanziert, das mit einem Ausgangsglied 302c verbunden ist. Das gesamte Drehmoment wir dann über einen Planetenträger 312 zu einer Ausgangswelle 313 geleitet. In FIG. 7, the same reference numerals as in FIG. 5 are used Fig. 8 schematically shows an arrangement with several mechanical ariators between them Simple differential gears are provided for the individual variators If there are different variators, the interposition of one is necessary to compensate for this The planetary gear differential is expediently an input shaft according to FIG 300 connected to several input members 301a, 301b, 301c of variators, the via belts or chains 303aD 303b and 303c output links 302a? 302b and 302c DriveO The output members 302a and 302 are one with two side gears 304 Differential gear 305 connected and their joint power is from the pinions 306, one Cross pin 707 and a shaft 308 removed. To the clutch With a third variator, the torque of the shaft 308 is transferred to an outer sprocket 309 of a planetary gear differential 310 introduced and through an inner Central wheel 311 balanced, which is connected to an output member 302c. That total torque is then sent to an output shaft via a planet carrier 312 313 headed.

Eine Kombination dieser Anordnung ist möglic um eine beliebige Anzahl von Variatoren zu einer Einheit zusammenzufassen. A combination of this arrangement is possible by any number of variators to be combined into one unit.

Die Figuren 9 bis 14 zeigen bekannte Bauart von Variatoren, die im Rahmen der i;rfindung-einsetzbar sind. Figures 9 to 14 show known types of variators, which in Within the framework of the i; rfindung-can be used.

In allen ist das gleiche Grundprinzip, dass der Variator auf die drei Planetenrädersätze wie folgt einwirkt: 1. Der Ausgang des Variators ist unmittelbar mit dem inneren zentralrad des ersten Planetenrädersatzes ver@@@@@@-bunden; 2. Drehmoment wird zum Eingang des Variators durch eine geeignete Antriebskette von einem der Planetenträger zurückgeleitet; 3. Eingänge von der Antriebsmaschien werden einem der Planetenträger oder dem Eingang des Variators zugefXhr1 Hierdurch ist eine grosse Anzahl von hariaZ tor-Typen für die Zwecke der brfindung einsetzbar grundsätzlich drei Aufbaumöglichkeiten zu schaffen nämlich Eingan zum Ausgang entweder parallel oder koaxial oder senkrecht zueinander. Falls erforderlich ist für beim: dere Zwecke auch die Ausbildung mit Winkeltrieben verwirklicht werden, Die Fig, 15 und 16 zeigen den bereits erwähnten Fahrgeschwindigkeits- und Drehzahlmesser zur Anzeige des betriebsverhaltens des Getriebes in verschieb denen Anzeigen. In all of them is the same basic principle that the variator applies to the three planetary gear sets acts as follows: 1. The output of the variator is immediate with the inner central wheel of the first planetary gear set ver @@@@@@ - bind; 2. Torque becomes the input of the variator through a suitable drive chain from one of the Planet carrier returned; 3. Inputs from the drive machine become one the planet carrier or the variator input Through this A large number of hariaZ gate types can be used for the purposes of the invention basically to create three construction options namely entrance to exit either parallel or coaxial or perpendicular to each other. If necessary for at: whose purposes also the training with angle drives are realized, The Fig, 15 and 16 show the vehicle speed and tachometer already mentioned to display the operating behavior of the gear unit in sliding displays.

Fig. 17 zeigt eine Anordnung für ein Getriebe für Raupenfahrzeuge, das eine Steuerung des Fahrzeugs ermöglich Eine Antriebsmaschine 480 treibt eine Flüssig keitskupplung 482 an, die ein Drehmoment auf eine Welle 500 überträgt und eine hydraulische Pumpe 484 antreibt0 Ein Riementrieb 510 mit Riemenscheiben und Riemen oder Kette überträgt das Drehmoment auf eine zweite Welle 519D die die Leistung auf je eine Hälfte des Getriebes verteilt, die beide einander gleich sind. Fig. 17 shows an arrangement for a transmission for caterpillar vehicles, that enables control of the vehicle. A prime mover 480 drives a Fluid coupling 482 which transmits torque to a shaft 500 and a hydraulic pump 484 drives a belt drive 510 with pulleys and Belt or chain transmits the torque to a second shaft 519D which provides the power distributed over one half of the gearbox, which are both equal to each other.

Die eine Seite der zweiten Welle 519 ist mit einem Seitenrad eines Kegelrad-Ausgleichgetriebes verbunden, Die weitere Ausgestaltung entspricht der Baum form nach Fig0 3 mit der Ausnahme, dass eine Überbrückung hier nicht erforderlich isto Die Leistung wird auf jeder Seite über eine Ausgangswelle 520 abgenommen und dient dem Antrieb einer nicht dargestellten Raupe. One side of the second shaft 519 is one with a side gear Bevel gear differential connected, the further configuration corresponds to Tree shape according to Fig0 3 with the exception that bridging is not required here isto The power is on each side via an output shaft 520 removed and serves to drive a caterpillar, not shown.

Da beide Seiten voneinander unabhängig arbeiten, sind die Vorteile der erfindungsgemässen Bauart beibehalten und es ergeben sich die weiteren Eigenschaften: 1. Einstellen unterschiedlicher Geschwindigkeit beider Raupen zur Lenkung des Fahrzeugs; hierbei ist ein Blockieren es ausgleichenden Ausgleichgetriebes entbehrlich oder letzteres überhaupt entbehrlich; 2. Schnelles Schwenken durch gegenläufigen Antrieb der Raupen; gleicher Wirkungsgrad bei Vorwärts-und Rückwärtsfahrt; 4. einfache Steuerknüppel-Steuerung möglich für Richtung, Beschleunigung und Lenken, Erfindungsgemässe Getriebe weisen erhebliche Vorteile auf: 1. Das Getriebe ist voll automatisch und schaltet weich. Since both sides work independently, the benefits are retained the design according to the invention and the following properties result: 1. Setting different speeds of the two caterpillars to steer the vehicle; here a blocking of the compensating differential gear is dispensable or the latter is dispensable at all; 2. Fast swiveling thanks to the counter-rotating drive of caterpillars; same efficiency when driving forwards and backwards; 4. Simple joystick controls possible for direction, acceleration and steering, gear according to the invention significant advantages: 1. The transmission is fully automatic and shifts smoothly.

Zur Minderung von Kupplungsverlusten kann unter gewisse Bedingungen ein Überbrücken der Kupplung erfolgen. To reduce coupling losses, under certain conditions the clutch is bridged.

2. Das ziegeln der Übersetzung erfolgt stufenlos und stossfrei.2. The tiling of the translation takes place steplessly and smoothly.

3. Es ist ein erweiterter Bereich der Übersetzungsverhält nisse verfügbar, während bei Variatoren die Grenze bei 6:1 liegt. Eine Verdopplung des Bereich-s ist möglich.3. An extended range of gear ratios is available, while the limit for variators is 6: 1. A doubling of the area s is possible.

Wirtschaftlicher Fahrbetrieb ist erleichtert, dabei aber die Höchstleistung schnell bereit, wenn erforderlich0 4. Der Gesamtwirkungsgrad ist gut und dem üblicher hydrodynamischer Getriebe überlegene 5.Der Wirkungsgrad bei tberbrückungsbetrieb ist dem von üblichen Hypoid-Getrieben überlegen,, da eine vorteilhaftere Lastverteilung eine Auslage auf maximale Drehmomente nicht erfordert. Der hohe Wirkungsgrad von Kegelradverzahnungen kommt dem Gesamtwirkungsgrad zugute. -6. Vorteilhaft ist die leichte Anpassung an besondere Ejnbauwünsche, wie z.b. querliegende Antriebsmaschine für Frontantrieb, übliche Bauart mit Frontmotor und Hinterachsantrieb oder Vierradantrieb. Es ist eine Auslage möglich, dass die Bodenwanne bei einem Hinterachsantrieb so niedrig wird wie-an der Vorderachse, indem Einzelradantriebe gewählt werden, die über Gelenkwellen von einem zentralen Ausgleichgetriebe angetrieben sind, die unterhalb der Radmitten angeschlossen sind. Der Ausgang des Getriebes kann exzentrisch zur Radmitte liegen, so dass ein Variator mit Riemenscheiben innerhalb des Radumfangs zu liegen kommt und der Ausgang ein zum Rad konzentrisches Rainrad aufweist Die Bremsen können dann in üblicher Weise neben dem Rad oder einwärts der Antriebe angeordnet werden. Economical driving is made easier but the maximum output ready quickly when required0 4. The overall efficiency is good and the 5. efficiency is superior to the usual hydrodynamic transmission in bridging operation is superior to that of conventional hypoid gears, because one more advantageous load distribution does not require a display for maximum torques. The high efficiency of bevel gears benefits the overall efficiency. -6. The easy adaptation to special building requirements, such as e.g. transverse Drive machine for front-wheel drive, usual design with front-engine and rear-axle drive or four wheel drive. It is possible to display the floor pan at a Rear axle drive will be as low as-on the front axle by adding single wheel drives be selected, which are driven by a central differential gear via cardan shafts that are connected below the wheel centers. The output of the transmission can be eccentric to the wheel center, so a variator with pulleys inside of the wheel circumference comes to rest and the exit is a rain wheel concentric to the wheel The brakes can then in the usual way next to the wheel or inward of the Drives are arranged.

7. Das Antriebsmaschinen-Reakti-onsdrehmoment wirkt bei einem Hinterachsantrieb weniger, da in der Antriebskette nur das Antriebsdrehmoment übertragen wird. Bei.starkem Ausgangsdrehmoment ist die Neigung des rechten Hinterrads zum Hüpfen und Spinnen geringer, es tritt kein Gieren des Fahrzeugkörpers auf oder Schwingungen in der Antriebskette. Die verfügbaren grossen Ausgangsdrehmomente und die gedrängte Bauart ermöglicht den Ersatz der übzeichen fiinterachsaufhängungen mit geringen Bederhüben.7. The prime mover reaction torque acts with a rear axle drive less because in the drive chain only transmit the drive torque will. If the output torque is high, the incline of the right rear wheel is towards the Hopping and spinning less, there is no yawing of the vehicle body or vibrations in the drive chain. The available large output torques and the crowded ones Design enables the replacement of the usual five-axle suspensions with small ones Concern.

Eine gute Bodenfreiheit ist erleichtert. Good ground clearance is made easier.

8. Bei bergabfahrt ist maximale Motorbremsung möglich.8. Maximum engine braking is possible when driving downhill.

9. Der höhere Wirkungsgrad des etriebes könnte Ölkühler im bisher bei hydrodynamischen Getrieben üblichen Umfang entbehrlich machen, 10. Weitere Vorteile dürften zu erwarten sein: a) Bessere Wirtschaftlichkeit. Theoretisch Eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs von 20 möglich. Verbesserte Aerodynamik und Senkung der Reisegeschwindigkeit könnten eine Vergrösserung' des Bereichs der Ü bersetzungsverhältnisse bringen.9. The higher efficiency of the drive could be oil cooler in the past make the usual scope unnecessary in hydrodynamic transmissions, 10. Further advantages should be expected: a) Better profitability. Theoretically a reduction of fuel consumption of 20 possible. Improved aerodynamics and lowering of the Cruising speed could increase the range of gear ratios bring.

b) Bessere Beschleunigung. Höchstleistung stets bereit. b) Better acceleration. Top performance always ready.

c) Bequemlichkeit. Kein Gangschalten. c) convenience. No gear shifting.

d) Kleinere hntriebsmaschinendrehzahlen für Reisege schwindigkeit, verbesserte Lenkfähigkeit, keine Getriebegeräusche. d) Lower engine speeds for cruising speed, improved steering ability, no gear noise.

e) Sicherheit: kein Blockieren vEn Zahnrädern, maximale-Beschleunigung vorhanden, verringter Lärm-im Fahr- -gasraum, geringere Gefahr des Spinnens der Räder, ~ ~ Volle Motorbremsung verfügbar. e) Safety: no blocking of gears, maximum acceleration available, reduced noise in the passenger compartment, lower risk of spinning Wheels, ~ ~ Full engine braking available.

f) Fortfall des Getriebeblocks und am Fahrzeugboden gelagerten Schalthebel und Kupplungspedal.f) Elimination of the transmission block and gear lever mounted on the vehicle floor and clutch pedal.

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Claims

Gear with variable ratio claims: 1.

transmission with variable translation, characterized by the following features: a) A revolving input member (18) drives an annular member (22) of a mechanical Variator (10), which has a continuously variable drive to its output member (24) causes; b) the output member of the variator drives an output member (20) of the Gearbox via three planetary gear sets (12, 14 and 16) coupled to one another; c) c) every set of planetary gears has a first and a second link that starts with mesh with at least one planet gear, which is rotatably mounted in a planet carrier is; d) the first member (28) of the first planetary gear set (12) is connected to the output member (24) of the mechanical variator (10) and its second link (30) with the first Gled (32) of the third planetary gear set (16) connected; e) the Planet carrier (36) of the first planetary gear set (12) is with the first link (38) of the second planetary gear set (14) connected, the second member (46) of which is optional is determinable; f) the planet carriers (50 and 44) of the second and third planetary gear sets are connected to each other; g) the second link (40) of the third planetary gear set (16) is connected to the output member (20) of the transmission; h) one of the planet carriers (36) is via a drive (52-62) with the input member (22) of the mechanical Connect the variator (10) to return the torque 0 2.

Transmission according to claim 1, characterized in that the first links of the three planetary gear sets (12, 14, 16) their inner central gears (28, 38, 28) and their second links their outer ones Central gears (30, 46, 40) are 3o gears according to claim 1 or 2, characterized in that that the gear ratios of the planetary gear sets (12, 14, 1.6) are chosen - that the available range of the ratios on the output glid (20) of the gearbox much larger than the range of the gear ratios of the mechanical variator (10) is.

4. Transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the planet carrier (36) of the first set of planetary gears (12) a drive connection with the input member (22) of the mechanical variator (10) Has.

5. Transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the interconnected planet carriers (50 and 44) of the second and third Planetary gear set (14, 16) a drive connection with the input member (22) of the mechanical variator (10),

6. Transmission according to one of claims 1 to 5, characterized in that the input member (118) of the transmission via a Turning device (88) connected to a drive machine (80) forwards or backwards can be driven and can be separated from the drive machine.

7. Transmission according to one of claims 1 to 6, characterized in that that between the input member (18) and the output member (20) of the transmission a optionally actuatable lock-up clutch (64) is provided.

8. Transmission according to claim 7, characterized in that an optional operable clutch (4 is provided, which is a reaction member (46) of each other connected planetary gear sets (12, 14, 16) or its freewheel to avoid sensed by spindle speeds.

9. Transmission according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the axis of rotation of the input member (222) of the mechanical variator (210) perpendicular to the axis of rotation of the input member (218) of the transmission and parallel to the Axis of rotation of the output member (220) of the transmission extends, and the input member of the transmission with the mechanical variator and one of the planet carriers (244) a first pair of bevel gears (219) and a second pair of bevel gears (258,254) connected is.

100 transmission according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the axes of rotation of the input link (118) of the gearbox and the mechanical Variators (110) arranged coaxially to one another parallel to the axis of rotation (170) of the output member (170) of the transmission, and the drive device between one of the planetary carriers (150,144) with the mechanical variator from a chain or a belt (156) consists.

11. Transmission according to claim 10, characterized in that the output shaft (170) of the gearbox a rotating housing (182) of a differential gear (180) drives, the two opposite output shafts (184 and 186), of which one (186) extends through central openings in the inner Central gears (128, 138, 132) of the planetary gear sets and the output link (124) of the mechanical variator (110).

12. Transmission according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the input and output members (22 and 24) of the mechanical variator (10) Variable pitch pulleys are over which a belt (26) or a Chain runs 0

13. Transmission according to one of claims 1 to 12, characterized in that that it is used to drive two vehicle wheels by a prime mover (80) contains a control device for the translation of the mechanical variator (10), those on operating conditions and a control element that can be operated arbitrarily by driving appeals to.

14. Transmission according to claim 13, characterized in that that dass'dI Drive machine (80) with the input member (118) of the transmission via a hydraulic Coupling (82) is connected.

15. Transmission according to claim 13 or 14, characterized in that a combined speed and tachometer is assigned which concentrically1: has a speed scale and a speed scale over which concentrically Pointers positioned relative to one another for the driving speed and the engine speed play and through their relative position to each other the mode of operation of the transmission Show,