DE10006109A1

DE10006109A1 - Automatic gearbox for controlling speed and torque, with conical-gear planetary transmission and hydraulic control device

Info

Publication number: DE10006109A1
Application number: DE2000106109
Authority: DE
Inventors: Juergen Dauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-08-30
Also published as: WO2001059326A1

Abstract

The automatic gearbox has a conical-gear planetary transmission (10) round a central shaft (3) with a control slide (4). The gearbox has a hydraulic control device (7) with hydraulic oil ducts (14) and hydraulic pumps (8) fitted in the middle, round the central shaft. The transmission is in a casing (12) connected to the central shaft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe zur Steuerung von Drehzahl und Drehmoment, das vorzugsweise im Fahrzeugbau beim PKW- und LKW-Bau oder bei der gleichzeitigen Anwendung mehrerer unterschiedlicher Kraftübertragungen und Drehzahlanpassungen eingesetzt wird.The invention relates to an automatic transmission for controlling speed and Torque, which is preferred in vehicle construction when building cars and trucks or when using several different ones at the same time Power transmission and speed adjustments is used.

Automatikgetriebe im Kraftfahrzeugbau sind bereits bekannt.Automatic transmissions in motor vehicle construction are already known.

Automatikgetriebe übernehmen die Schaltung der Schaltstufen ahne den Kraft schluß zu unterbrechen. Sie haben aber einen relativ komplizierten Aufbau, hohes Gewicht und sind teuer. Stufenlose Getriebe werden meist als Keilgliederkettengetriebe ausgelegt, wobei die Kraftübertragung auf Reibung beruht, so daß die Leistungsgrenzen sehr schnell erreicht sind. Damit ist nur ein Einsatz bei kleineren Kraftübertragungen, vorzugsweise PKW möglich. Im LKW-Bereich sind sie ungeeignet.Automatic transmissions take over the switching of the gear stages without the power conclude to interrupt. But they have a relatively complicated structure, heavy weight and are expensive. Continuously variable transmissions are usually called Wedge link chain gear designed, the power transmission based on friction is based, so that the performance limits are reached very quickly. That is only one Use for smaller power transmissions, preferably cars. in the They are unsuitable for trucks.

Beim gewöhnlichen Schaltgetriebe ist die Drehzahlkombination zwischen Motor und Rädern je nach Geschwindigkeit mit der Hand wählbar. Auch dieses Getriebe ist relativ kompliziert aufgebaut.In the normal manual transmission, the speed combination is between the engine and wheels can be selected by hand depending on the speed. This too Gearbox is relatively complicated.

Nach der Offenlegungsschrift DE 26 33 090 ist eine Kraftübertragungseinrichtung nach Art eines hydromechanischen Verzweigungsgetriebes für Kraftfahrzeuge bekannt. Es ist als hydromechanisches Geschwindigkeitsgetriebe aufgebaut. Bei diesem wird der Kraftfluß auf ein von der Getriebeeingangswelle angetriebenes formschlüssiges Getriebe und auf ein ein variables Übersetzungsverhältnis ermöglichendes veränderbares Getriebe verteilt und über ein Summiergetriebe wieder vereinigt.According to the published patent application DE 26 33 090 Power transmission device in the manner of a hydromechanical Branch transmission for motor vehicles known. It is as hydromechanical speed gearbox built. With this the Power flow to a positive connection driven by the transmission input shaft Gearbox and a variable gear ratio changeable gear distributed and reunited via a summing gear.

Mit dem formschlüssigen Getriebe und mit dem Summiergetriebe ist eine Überholkupplung verbunden, um Überdrehzahlen zu vermeiden. Als Schaltgetriebe besitzt es jedoch keinen automatischen Übergang der einzelnen Gänge bzw. Geschwindigkeiten.With the positive gear and with the summation gear is one Overrunning clutch connected to avoid overspeed. As Manual transmission, however, has no automatic transition of the individual Gears or speeds.

Weiterhin ist ein automatisches Differentialgetriebe nach der DE 195 30 245 bekannt, bei dem kein Umschalten mehr erfolgt und sich minimale und maximale Drehmomente durch unterschiedliche Zahnradpaarungen ergeben, so daß der Übergang drehzahlabhängig stufenlos erfolgt. Das Getriebe besitzt zwei Differentiale mit mehreren dazwischen geordneten Zahnrädern.Furthermore, an automatic differential gear according to DE 195 30 245 known in which there is no more switching and minimal and maximum torques result from different gear pairs, so that the transition is stepless depending on the speed. The gearbox has two Differentials with several gears arranged in between.

Ein nach der DE 195 25 911 bekanntes Getriebe mit Umdrehungsübersetzung besitzt zwei gleich große Kegelräder auf der Antriebswelle. Dadurch werden ein Rahmen und zwei weitere Kegelräder in Drehung versetzt; das Umdrehungsgetriebe treibt ein Planetengetriebe mit Zahnrädern.A known from DE 195 25 911 gear with rotation ratio has two bevel gears of the same size on the drive shaft. This will be a Frame and two other bevel gears set in rotation; the Revolution gear drives a planetary gear with gear wheels.

Das nach der DE 44 46 426 bekannte stufenlose Toroldgetriebe für Kraft fahrzeuge besteht aus einer antriebsseitigen Welle, einer antriebs- und abtriebsseitigen Scheibe, einer scheibenförmigen Antriebsrolle in einer toroldförmigen Rille und einer getrennten Steuereinrichtung, die insgesamt durch eine Übertragungsrolle mit Zahnrädern verbunden sind.The continuously variable Torold gearbox for power known from DE 44 46 426 vehicles consists of a drive shaft, a drive and output-side disc, a disc-shaped drive roller in one toroidal groove and a separate control device, the total are connected to gears by a transfer roller.

Über einen Ventilkolben und die Zahnräder erfolgt die Kraftübertragung und damit Antrieb und Geschwindigkeitsregelung. Der Aufbau dieses Getriebes ist jedoch kompliziert und störanfallig. The power transmission and takes place via a valve piston and the gears thus drive and speed control. The structure of this gearbox is however complicated and prone to failure.

Damit sind alle bekannten Getriebe, die in den Fahrzeugen Verwendung finden, aufwendig und äußerst kompliziert aufgebaut. Durch das Zusammenwirken vieler Einzelteile besitzen die Getriebe nicht unbeachtliche Reibungsverluste oder Steuerungsverluste.This means that all known transmissions that are used in vehicles are complex and extremely complicated. By working together Many individual parts have not inconsiderable friction losses or loss of control.

Sie besitzen ein hohes Gewicht, das die Leistung des nutzbaren Drehmoments verringert. Durch die Kraftübertragung sind erhebliche Energieverluste vorhanden, wobei dies bei Automatikgetrieben noch höher ist. Auch die Getriebemasse wirkt sich ungünstig auf ihre Energieeffizienz aus.They have a high weight, which is the output of the usable torque decreased. The power transmission results in considerable energy losses available, which is even higher for automatic transmissions. Also the Gear masses have an unfavorable effect on their energy efficiency.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe zu entwickeln, mit dem das vom Motor erzeugte Drehmoment mit der erforderlichen Drehzahl im optimalen Drehzahlbereich des Motors auf die Räder übertragen und umgekehrt die Drehzahl des Motors automatisch der Geschwindigkeit der Räder sowie dem Kraftbedarf der Räder angepaßt wird.The object of the invention is therefore to develop a transmission with the torque generated by the engine at the required speed transferred to the wheels in the optimal engine speed range and reversed the speed of the motor automatically the speed of the wheels and the power requirement of the wheels is adjusted.

Die vorliegende Aufgabe der Erfindung wird durch ein Automatikgetriebe zur Steuerung von Drehzahl und Drehmoment gelöst, das als bekanntes Kegelradplanetengetriebe um eine zentrale Welle mit einem Steuerschieber angeordnet ist und in der Mitte um die zentrale Welle eine hydraulische Regeleinrichtung mit Hydraulik-Ölleitungen und Hydraulikpumpen besitzt. Diese hydraulische Regeleinrichtung ist erfindungsgemäß aus der zentralen Welle mit einem mittig angeordneten Steuerschieber, bestehend aus Schieberstange mit Schieberköpfen, aufgebaut und besitzt eine Hydraulik-Ölleitung mit auf der zentralen Weile endenden Öffnungen und zwei Hydraulikpumpen.The present object of the invention is achieved by an automatic transmission Control of speed and torque solved that known as Bevel gear planetary gear around a central shaft with a spool is arranged and in the middle around the central shaft a hydraulic Has control device with hydraulic oil lines and hydraulic pumps. This hydraulic control device is, according to the invention, from the central one Shaft with a central control spool, consisting of Slide rod with slide heads, built and has one Hydraulic oil line with openings ending in the middle and two Hydraulic pumps.

Bekannterweise besteht das Kegelradplanetengetriebe aus über einer Antriebswelle mit Antriebsmotor angetriebenem Antriebsrad und einem Abtriebsrad, einem Antriebs- und Abtriebskegelrad und Planetenkegelrädern. Die erfindungsgemäße hydraulische Regeleinrichtung ist zwischen dem auf der zentralen Welle aufgebrachten und über Antriebswelle und Antriebsmotor angetriebenen Antriebskegelrad und dem auf der zentralen Welle aufgebrachten Abtriebskegelrad drehbar gelagert.As is known, the bevel gear planetary gear consists of over one Drive shaft with drive motor driven drive wheel and one Output gear, a drive and driven bevel gear and planetary bevel gears. The hydraulic control device according to the invention is between the on the central shaft and applied via drive shaft and drive motor driven drive bevel gear and that mounted on the central shaft Output bevel gear rotatably mounted.

Die paarweise an den Enden der Regeleinrichtung angeordneten Hydraulikpumpen sind über Pumpenantriebswellen mit den Planetenkegelrädern verbunden.Arranged in pairs at the ends of the control device Hydraulic pumps are via pump drive shafts with the planetary bevel gears connected.

Die zentrale Welle besitzt umlaufende Ölnuten mit Ölbohrungen für die aus der Hydraulik-Ölleitung durch die Öffnungen zum Steuerschieber fließende Hydraulikflüssigkeit.The central shaft has circumferential oil grooves with oil holes for the from the Hydraulic oil line flowing through the openings to the spool Hydraulic fluid.

Dabei ist der Durchflußquerschnitt der Ölbohrungen in der zentralen Welle und damit die Menge der in die zentrale Welle fließenden Hydraulikflüssigkeit durch Verschieben des hydraulischen Steuerschiebers veränderbar.The flow cross-section of the oil holes in the central shaft and thus the amount of hydraulic fluid flowing into the central shaft Moving the hydraulic spool can be changed.

Das erfindungsgemäße Automatikgetriebe ist bei entsprechendem Aufbau des Steuerschiebers für die Vereinigung mehrerer unterschiedlicher Antriebsdrehmomente auf einer Antriebswelle einsetzbar.The automatic transmission according to the invention is with a corresponding structure of the Control spool for combining several different Drive torques can be used on a drive shaft.

Außerdem ist es bei abgestelltem Antriebsmotor voll als hydraulische Getriebebremse wirksam.It is also fully hydraulic when the drive motor is switched off Gear brake effective.

Erfindungsgemäß kann das Automatikgetriebe auch als Stirnradplanetengetriebe mit gleicher Funktion aufgebaut sein. Der Antrieb erfolgt über einen Antriebszahnkranz, die Übertragung von Drehzahl und Drehmoment durch die Planetenräder ebenfalls über die hydraulische Regeleinrichtung auf das Abtriebsrad.According to the invention, the automatic transmission can also be a spur planetary gear be built with the same function. The drive takes place via a Drive sprocket, the transmission of speed and torque through the Planetary gears also on the hydraulic control device Output gear.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Automatikgetriebes gegenüber herkömmlichen Getrieben ist auch die Ausnutzung der Bremswirkung eines im Schubbereich laufenden Antriebsmotors, wobei die Drehzahl des Antriebsmotors gegenüber den Rädern frei wählbar ist und somit unterschiedliche Bremskräfte auf das Fahrzeug wirken. An advantage of the automatic transmission according to the invention over conventional transmissions is also the exploitation of the braking effect in an Thrust range running engine, the speed of the Drive motor compared to the Wheels can be freely selected and therefore different braking forces on it Act vehicle.

Wird der Antriebsmotor bei Bergabfahrt abgestellt und arretiert, ist das Getriebe als voll hydraulisch wirkende Getriebebremse einsetzbar. Es werden keine Verschleißteile wie Bremsbeläge benötigt. Dadurch werden z. B. Retarderbremsen überfüssig. Auch der Energie- und Kraftstoffverbrauch ist in diesem Betriebsbereich (Bergabfahrt) gleich null. Beim Lösen der Motorarretierung wird der Antriebsmotor durch die Trägheit des Fahrzeuges wieder gestartet und die Fahrt im Normalbetrieb fortgesetzt.If the drive motor is switched off and locked when driving downhill, the gearbox is Can be used as a fully hydraulic transmission brake. There will be none Wear parts such as brake pads needed. This z. B. Excess retarder brakes. Energy and fuel consumption is also in this operating range (downhill) is zero. When loosening the The engine is locked by the inertia of the vehicle started again and the journey continued in normal operation.

Ein weiterer Vorteil dieses Getriebes ist es, durch die freie Wahl der Drehzahlen die optimalen Drehzahlen für den Betriebsbereich zu wählen, vorzugsweise bei maximaler Beschleunigung die maximale Motordrehzahl. In diesem Betriebsbereich kann der Motor eine volle Kraft kontinuierlich zur Verfügung stellen bis die gewünschte Endgeschwindigkeit erreicht ist.Another advantage of this gearbox is the free choice of speeds to choose the optimal speeds for the operating range, preferably at maximum acceleration the maximum engine speed. In this Operating range, the engine can provide full power continuously until the desired top speed is reached.

Dies erspart einen Geschwindigkeitswechsel durch einzelne Gangstufen und Schaltpausen. Im Vergleich zu herkömmlichen Getrieben ist die Kraft besser auf die Räder übertragbar, die besseren Beschleunigungswerte ermöglichen eilen niedrigeren Kraftstoffverbrauch. Wird der Leistungsbedarf geringer, wird die Motordrehzahl unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges verringert bis die Drehzahl des Motors dem Leistungsbedarf der Räder angepasst ist.This saves a speed change through individual gear steps and Switching breaks. Compared to conventional gears, the power is better the wheels are transferable, the better acceleration values allow rushing lower fuel consumption. If the power requirement is lower, the Engine speed is reduced regardless of the speed of the vehicle until the speed of the motor is adapted to the power requirement of the wheels.

Das erfindungsgemäße Automatik-Getriebe besitzt damit folgende Vorteile gegenüber den bisher bekannten Automatik-Getrieben:The automatic transmission according to the invention thus has the following advantages compared to the previously known automatic transmissions:

Verringerung der Motordrehzahl im durchschnittlichen Fahrbereich, Verringerung der Kraftstoffverbrauchs und des Verschleißes, geringere Umweltbelastung.Reduction of engine speed in the average driving range, Reduction of fuel consumption and wear, less Ecological damage.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments. In the associated drawings show:

Fig. 1 ein Kegelradplanetengetriebe mit Steuerung in schematischer Darstellung, Fig. 1 is a bevel planetary gear with control in a schematic representation;

Fig. 2 den Aufbau des Steuerschiebers mit einem Antrieb, Fig. 2 shows the structure of the control slide with a drive,

Fig. 3 den Aufbau des Steuerschiebers mit zwei Antrieben in unterschiedlichen Stellungen Fig. 3a, 3b, 3c, Fig. 3 shows the structure of the control slide having two actuators in different positions of Fig. 3a, 3b, 3c,

Fig. 4 das Drehzahldiagramm, Fig. 4, the speed diagram,

Fig. 5 das Drehmomentendiagramm, Fig. 5, the torque diagram,

Fig. 6 ein Stirnradplanetengetriebe. Fig. 6 is a spur planetary gear.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann als Kegelrad- oder Stirnradplaneten getriebe (Fig. 1, Fig. 6) ausgeführt sein. Es soll die Bauart als Kegelradplanetengetriebe näher dargestellt werden, da es für den Einsatzzweck bei Kraftfahrzeugen als das Günstigste erscheint.The transmission according to the invention can be designed as a bevel gear or spur gear ( Fig. 1, Fig. 6). The design as a bevel gear planetary gear is to be shown in more detail, since it appears to be the cheapest for use in motor vehicles.

Das erfindungsgemäße Getriebe besteht aus einem Antriebsrad 1 und einem Abtriebsrad 2, die das eigentliche Planetengetriebe antreiben und das Drehmoment mit bedarfsgerechter Geschwindigkeit und Drehzahl abgeben.The transmission according to the invention consists of a drive wheel 1 and a driven wheel 2 , which drive the actual planetary gear and deliver the torque at the required speed and speed.

Die regelbare erfindungsgemäße Getriebeeinheit stellt ein Kegelradplanetengetriebe dar, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es auf einer festen mit dem Gehäuse 12 verbundenen zentralen Welle 3 angeordnet ist, in der sich der Steuerschieber 4 für die Drehzahländerung und Drehmomentenanpassung befindet. The controllable gear unit according to the invention is a bevel gear planetary gear, which is characterized in that it is arranged on a fixed central shaft 3 connected to the housing 12 , in which the control slide 4 for speed change and torque adjustment is located.

Der Aufbau des Steuerschiebers 4 ist unkompliziert und mit dem eines ganz normalen hydraulischen Steuerblocks zu vergleichen. In der hier dargestellten Bauform sind einige spezielle Funktionen ausgeführt.The structure of the control spool 4 is straightforward and can be compared to that of a normal hydraulic control block. Some special functions are implemented in the design shown here.

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Aufbau des Steuerschiebers 4, solange nur ein Energieerzeuger zur Verfügung steht. Komplizierter ist der Aufbau des Steuerschiebers 4, wenn mehrere Energiequellen eingespeist werden und auf das Abtriebsrad 2 vereint werden müssen. Fig. 2 shows the construction according to the invention of the spool 4, as long as a power generator is available. The structure of the control spool 4 is more complicated if several energy sources are fed in and have to be combined on the driven wheel 2 .

Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Aufbau des Steuerschiebers 4 in unterschiedlicher Funktionsstellung, wenn zwei unterschiedliche Antriebsarten auf das erfindungsgemäße Getriebe wirken. Fig. 3 shows the structure of the control slide 4 according to the invention in a different functional position when two different types of drive act on the transmission according to the invention.

Bei der entgegengesetzten Laufrichtung z. B.: bei der Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges über eine außerhalb angeordnete Hydraulikpumpe, die auf die Antriebswelle 13 aufschaltbar ist, wird ein Ölstrom in der zentralen Welle 3 auf die hydraulischen Motorpumpen 8 gegeben, damit die Drehung des Abtriebsrades 2 in umgekehrter Richtung erfolgen kann.In the opposite direction z. For example, when the motor vehicle is reversing via an external hydraulic pump that can be connected to the drive shaft 13 , an oil flow in the central shaft 3 is given to the hydraulic motor pumps 8 so that the driven wheel 2 can rotate in the opposite direction.

Auf der Zentralen Welle 3 sind das Antriebskegelrad 5 und das Abtriebskegelrad 6 auf Kugellagern und zwischen diesen die hydraulische Regeleinrichtung 7 angeordnet. Diese hydraulische Regeleinrichtung 7 besitzt an ihren äußeren Enden jeweils paarweise mindestens ein Paar Hydraulikmotoren bzw. Pumpen 8, die in bestimmten Betriebsbereichen beide Funktionen übernehmen. An deren Pumpenantriebswellen 9 sind die jeweiligen Planetenkegelräder 10 angeordnet die die Motoren bzw. Pumpen 8 entsprechend des Betriebszustandes in erforderlicher Drehrichtung antreiben und damit die bedarfsgerechte Funktion des Antriebsrades 1 oder Abtriebsrades 2 ermöglichen. On the central shaft 3 , the drive bevel gear 5 and the driven bevel gear 6 are arranged on ball bearings and between them the hydraulic control device 7 . This hydraulic control device 7 has at its outer ends in pairs at least one pair of hydraulic motors or pumps 8 , which perform both functions in certain operating areas. On their pump drive shafts 9 , the respective planetary bevel gears 10 are arranged which drive the motors or pumps 8 in the required direction of rotation in accordance with the operating state and thus enable the drive wheel 1 or driven wheel 2 to function as required.

Die hydraulische Regeleinrichtung 7 ist drehbar auf der zentralen Welle 3 gelagert. Die Hydraulik-Ölleitung 14 besitzt 4 Öffnungen zur zentralen Welle 3, durch die die Hydraulikflüssigkeit aus der zentralen Welle 3 oder in die zentrale Welle 3 durch in ihr enthaltene umlaufende Ölnuten mit umlaufenden Ölbohrungen 11 auf den innenliegenden Steuerschieber 4 strömt (Fig. 2).The hydraulic control device 7 is rotatably mounted on the central shaft 3 . The hydraulic oil line 14 has 4 openings to the central shaft 3 , through which the hydraulic fluid flows from the central shaft 3 or into the central shaft 3 through the circumferential oil grooves with circumferential oil bores 11 contained therein on the internal control slide 4 ( FIG. 2).

In der in Fig. 3 gezeigten Darstellung besitzt die hydraulische Regeleinrichtung 7 acht Öffnungen zur zentralen Welle 3. Vorzugsweise sind bei dieser Ausführung vier Ölnuten mit acht Ölbohrungen 11 auf der Welle 3.In the illustration shown in FIG. 3, the hydraulic control device 7 has eight openings to the central shaft 3 . In this embodiment, there are preferably four oil grooves with eight oil bores 11 on the shaft 3 .

In den Hydraulikleitungen ist die Fließrichtung durch entsprechend angeordnete Rückschlagventile festgelegt, um eine einwandfreie Steuerung zu ermöglichen.In the hydraulic lines, the direction of flow is arranged accordingly Check valves set to allow proper control.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen das Drehzahl- und Drehmomentendiagramm. FIGS. 4 and Fig. 5 show the speed and torque chart.

Der Ölfluß ist umlaufend in jeder Stellung der hydraulischen Regeleinrichtung 7 um die zentrale Welle 3 gewährleistet. Wird das Antriebsrad 1 durch einen außerhalb liegenden Motor 15 angetrieben und das Abtriebsrad 2 soll stehen, so rollen die Planetenkegelräder 10 auf dem Abtriebsrad 2 ab. Bei einem hier angenommenen Übersetzungsverhältnis von von 1 : 1 : 1 (Antrieb : Planeten : Abtrieb), Standgasbetrieb und stehendem Fahrzeug drehen sich der Motor mit ca. 500 Umdrehungen pro Minute, die Planetenkegelräder 10 und die hydraulische Regeleinrichtung 7 mit je 250 Umdrehungen pro Minute, wobei das Abtriebsrad 2 steht (Drehzahldiagramm Fig. 4, Linie a). Der Öldurchfluß ist in diesem Fall voll freigegeben und erfolgt drucklos.The oil flow is ensured around the central shaft 3 in every position of the hydraulic control device 7 . If the drive wheel 1 is driven by an external motor 15 and the driven wheel 2 is to be stationary, the planetary bevel gears 10 roll on the driven wheel 2 . Assuming a gear ratio of 1: 1: 1 (drive: planet: output), idle mode and stationary vehicle, the engine rotates at approx. 500 revolutions per minute, the planetary bevel gears 10 and the hydraulic control device 7 each at 250 revolutions per minute , wherein the driven wheel 2 is (speed diagram Fig. 4, line a). In this case, the oil flow is fully released and is depressurized.

Beim Drehmomentendiagramm Fig. 5 Linie a wird das Drehmoment des Antriebskegelrades 5 voll auf das Abtriebskegelrad 6 übertragen.When torque diagram of Fig. 5 line A, the torque of the driving bevel gear 5 is transmitted fully onto the output bevel gear. 6

Wird eine Kraft am Abtriebsrad 2 benötigt, wird mit dem in der festen zentralen Welle 3 befindlichen hydraulischen Steuerschieber 4 der Durchflußquerschnitt der Ölbohrungen 11 in der zentralen Welle 3 verringert. Damit baut sich ein Druck auf, der dann an die Planetenkegelräder 10 weitergegeben wird. Diese Planetenkegelräder 10 wiederum verteilen die entstehende Kraft gleichmäßig auf das An- und Abtriebsrad 1, 2 (Drehmomentendiagramm Fig. 5, Linie b). Linie c des Drehmomentendiagramms Fig. 5 zeigt bei stehendem Fahrzeug (Drehmoment Abtriebskegelrad 6 = 0) die Verteilung des Drehmomentes des Antriebskegelrades 5 auf die Planetenkegelräder 10 und die Regeleinrichtung 7.If a force on the driven wheel 2 is required, the flow cross section of the oil bores 11 in the central shaft 3 is reduced with the hydraulic control slide 4 located in the fixed central shaft 3 . This builds up pressure, which is then passed on to the planetary bevel gears 10 . These planetary bevel gears 10 in turn distribute the resulting force evenly to the input and output gear 1 , 2 (torque diagram in FIG. 5, line b). Line c of the torque diagram FIG. 5 shows the distribution of the torque of the drive bevel gear 5 to the planetary bevel gears 10 and the control device 7 when the vehicle is stationary (torque driven bevel gear 6 = 0).

Wird der Durchfluß verringert, steigt der Druck an. Damit verstärkt sich die Kraft auf die Planetenkegelräder 10 und auf das Abtriebsrad 2 bis zur völligen Sperrung der Ölbohrungen 11, d. h. die Planetenkegelräder 10 kommen im Verhältnis zur hydraulischen Regeleinrichtung 7 zum Stillstand, wobei die Drehzahl zu 100% auf das Abtriebsrad 2 übertragen wird. Das ist im Drehzahldiagramm Fig. 4 dargestellt. Die Linie a zeigt den Status des laufenden Antriebsmotors 15 im Standgas mit ca. 500 Umdrehungen pro Minute des Antriebsrades 1, mit 250 Umdrehungen pro Minute der hydraulischen Regeleinrichtung 7, mit 250 Umdrehungen pro Minute der Planetenkegelräder 10 zur hydraulischen Regeleinrichtung 7 bei stehendem Abtriebsrad 2. Dabei ist der Ölfluß drucklos.If the flow is reduced, the pressure increases. This increases the force on the planetary bevel gears 10 and on the driven gear 2 until the oil bores 11 are completely blocked, ie the planetary bevel gears 10 come to a standstill in relation to the hydraulic control device 7 , the speed being transmitted 100% to the driven gear 2 . This is shown in the speed diagram in FIG. 4. Line a shows the status of the running drive motor 15 in idle speed with approx. 500 revolutions per minute of the drive wheel 1 , with 250 revolutions per minute of the hydraulic control device 7 , with 250 revolutions per minute of the planetary bevel gears 10 to the hydraulic control device 7 when the driven gear 2 is at a standstill. The oil flow is depressurized.

Das Drehzahlmaximum des Antriebsmotors 15 wird in diesem Diagramm bei 3000 Umdrehungen pro Minute angenommen. Die Linie b wird in diesem Fall bei Maximaldrehzahl angenommen und der Durchfluß des Hydrauliköls bis auf Null gestoppt. Damit werden Drehzahl und Drehmoment (Kraft) voll übertragen.The maximum speed of the drive motor 15 is assumed in this diagram at 3000 revolutions per minute. Line b is assumed in this case at maximum speed and the flow of hydraulic oil is stopped to zero. This means that speed and torque (force) are fully transmitted.

Wird der Steuerschieber 4 wieder geöffnet und der Ölfluß beginnt in umgekehrter Richtung, so läuft der Prozess in umgekehrter Reihenfolge ab, d. h. das Öl fließt in umgekehrter Richtung und die Drehzahl des Abtriebsrades 2 kann gegenüber der des Antriebskegelrades 5 unbegrenzt ansteigen. Somit gibt es durch das Getriebe keine Drehzahlbegrenzung am Abtrieb und es ist eine freie Wahl der An- und Abtriebsdrehzahlen ohne Kraftschlußunterbrechung möglich. Dies ist durch die Linie e des Drehzahldiagramms in Fig. 1 dargestellt. If the control slide 4 is opened again and the oil flow begins in the opposite direction, the process proceeds in the reverse order, ie the oil flows in the opposite direction and the speed of the driven gear 2 can increase indefinitely compared to that of the drive bevel gear 5 . This means that there is no speed limit on the output due to the gearbox, and the input and output speeds can be freely selected without interrupting the frictional connection. This is represented by line e of the speed diagram in FIG. 1.

Bei zusätzlicher Einspeisung von Hydrauliköl durch eine auf die Antriebswelle 13 aufgeschaltete zusätzliche Hydraulikpumpe ist es möglich, daß das Abtriebskegelrad 6 auch in umgekehrter Richtung laufen kann (z. B. -500 U/min) und das Antriebskegelrad 5 trotzdem in gleicher Richtung läuft (z. B. +500 U/min), dargestellt durch Linie d. Fig. 4.With additional supply of hydraulic oil by an additional hydraulic pump connected to the drive shaft 13 , it is possible that the driven bevel gear 6 can also run in the opposite direction (e.g. -500 rpm) and the drive bevel gear 5 still runs in the same direction (e.g. +500 rpm), represented by line d. Fig. 4.

In Fig. 6 ist der Aufbau eines Stirnradplanetengetriebes dargestellt. Dieses entspricht in seiner Funktion dem beschriebenen Kegelradplanetengetriebe. Der Antrieb erfolgt über den Antriebszahnkranz 12, die Übertragung von Drehzahl und Drehmoment erfolgt durch die Planetenräder 18 über die hydraulische Regeleinrichtung 7 auf das Abtriebsrad 19.In Fig. 6, the structure of a spur planetary gear is shown. This corresponds in function to the bevel gear planetary gear described. The drive takes place via the drive sprocket 12 , the transmission of speed and torque takes place through the planet gears 18 via the hydraulic control device 7 to the driven gear 19 .

Das erfindungsgemäße Getriebe sitzt anstelle der Kupplung, der Antriebszahnkranz 17 des Getriebes ist mit der Schwungmasse 16 des Motors 15 verbunden. Der Aufbau des Steuerschiebers 4 entspricht der obengenannten Beschreibung.The transmission according to the invention sits in place of the clutch, the drive sprocket 17 of the transmission is connected to the flywheel 16 of the motor 15 . The structure of the control slide 4 corresponds to the above description.

Ist kein Leistungsbedarf vorhanden, wird der Motor bis in den Standgasbereich zurückgefahren oder ganz abgestellt. Wird wieder Leistung vom Motor benötigt, wird durch die Trägheit des rollenden Fahrzeuges der Ölfluß durch die hydraulische Regeleinrichtung 7 verringert. Damit wird die Kraft auf den Antriebsmotor 15 übertragen und dieser wird wider zum Laufen gebracht. Dies ist durch Verschieben des Steuerschiebers 4 zu erreichen, wodurch Schalten, Kuppeln oder Anlassen wie bei herkömmlichen Fahrzeugen entfallen. Da die Drehzahl des Antriebsmotors 15 auf das benötigte Drehmoment einstellbar ist und nur in seltenen Füllen im Betriebsbereich maximale Drehzahlen und Leistungen benötigt werden, kann überaus häufig mit relativ geringen Drehzahlen des Antriebsmotors 15 gearbeitet werden. Bei bekannten Getrieben muß der Motor bei allen Schaltstufen mitlaufen, beim erfindungsgemäßen Getriebe ist der Motor abstellbar. If there is no power requirement, the engine is returned to the idling range or switched off completely. If power from the engine is required again, the inertia of the rolling vehicle reduces the oil flow through the hydraulic control device 7 . So that the force is transmitted to the drive motor 15 and this is made to run again. This can be achieved by moving the control spool 4 , which eliminates switching, coupling or starting as in conventional vehicles. Since the speed of the drive motor 15 can be adjusted to the required torque and maximum speeds and powers are only required in rare cases in the operating range, it is possible to work with relatively low speeds of the drive motor 15 very often. In known transmissions, the motor must run at all gear stages, in the transmission according to the invention the motor can be switched off.

Die Leistungsfähigkeit dieses Getriebes ist mit den o. g. Vorteilen noch nicht ausgeschöpft. Es kann weitere Funktionen übernehmen, vorzugsweise bei der Vereinigung mehrerer Antriebsdrehmomente auf eine Antriebswelle (dargestellt durch die Schieberkonstruktion und -stellungen in Fig. 3a, b, c).The performance of this gearbox has not yet been exhausted with the advantages mentioned above. It can take on further functions, preferably when a plurality of drive torques are combined on one drive shaft (represented by the slide construction and positions in FIGS . 3a, b, c).

Ein weiteres nutzbares Drehmoment wird erfindungsgemäß dadurch erzeugt, daß Hydrauliköl in die zentrale Welle 3 der hydraulischen Regeleinrichtung 7 eingespeist wird und das Drehmoment auf das Abtriebsrad 2 übertragen wird (Fig. 3c).Another usable torque is generated according to the invention in that hydraulic oil is fed into the central shaft 3 of the hydraulic control device 7 and the torque is transmitted to the driven wheel 2 ( FIG. 3c).

Für die Verstellung des Steuerschiebers 4 sind erfindungsgemäß elektronische oder auch mechanische Steuerhilfen angeordnet, die genauer auf die jeweiligen Betriebszustände reagieren und somit den Menschen vollkommen von Steuer- und Schaltfunktionen befreien können. Der Mensch kann seine gesamte Konzentration auf den Straßenverkehr lenken, da mit der Betätigung des Fahrfußhebels Geschwindigkeitsänderungen und die gesamte Steuerung realisiert werden können.For the adjustment of the control slide 4 , electronic or mechanical control aids are arranged according to the invention, which react more precisely to the respective operating states and thus can completely free people from control and switching functions. Humans can concentrate their entire attention on road traffic, as the speed control lever and the entire control system can be realized by actuating the driving foot lever.

Es besteht die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Getriebe über eine zusätzliche Hydraulikpumpe 20 (Fig. 1) für Fremdenenergie nutzbar zu machen. It is possible to use the transmission according to the invention for external energy via an additional hydraulic pump 20 ( FIG. 1).

List of the reference symbols used

11

Antriebsrad Kegelradplanetengetriebe
Drive wheel bevel gear planetary gear

22

Abtriebsrad Kegelradplanetengetriebe
Output gear bevel gear planetary gear

33rd

zentrale Welle
central wave

44

Steuerschieber
Spool

44

//

11

Schieberstange
Pushrod

44

//

22

Schieberkopf
Slider head

55

Antriebskegelrad
Drive bevel gear

66

Abtriebskegelrad
Output bevel gear

77

hydraulische Regeleinrichtung
hydraulic control device

88th

Hydraulikpumpe/-motor
Hydraulic pump / motor

99

Pumpenantriebswelle
Pump drive shaft

1010th

Planetenkegelräder
Planetary bevel gears

1111

umlaufende Ölnut mit Ölbohrungen
circumferential oil groove with oil holes

1212th

Gehäuse
casing

1313

Antriebswelle
drive shaft

1414

Hydraulik-Ölleitung
Hydraulic oil line

1515

Antriebsmotor
Drive motor

1616

Schwungmasse
Flywheel

1717th

Antriebszahnkranz
Drive sprocket

1818th

Planetenräder
Planet gears

1919th

Antriebsrad Stirnradplanetengetriebe
Drive wheel spur planetary gear

2020th

Hydraulikpumpe für Fremenergieeinspeisung
Hydraulic pump for external energy supply

Claims

1. Automatic transmission for controlling speed and torque, consisting of drive and driven gear, drive shaft, several bevel gears, characterized in that

- That it is arranged as a drive and driven gear ( 1 ; 2 ), drive and driven bevel gear ( 5 ; 6 ) and planetary bevel gears ( 10 ) bevel gear planetary gear around a central shaft ( 3 ) with a control slide ( 4 ) and
- That it has a hydraulic control device ( 7 ) with a hydraulic oil line ( 14 ) and associated hydraulic pumps ( 8 ) in the middle around the central shaft ( 3 ).

2. Automatic transmission according to claim 2, characterized in

- that the hydraulic control means (7) from the central shaft (3) with the centrally disposed and of the slide rod (4/1), and slide heads (4/2) existing control slide valve (4),
- From the hydraulic oil line ( 14 ) with openings on the central shaft ( 3 ) and
- Made up of at least two hydraulic pumps or motors ( 8 ) with pump drive shafts ( 9 ).

3. Automatic transmission according to claim 1 and 2, characterized in

- That it is arranged in a housing ( 12 ) connected to the central shaft ( 3 ).

4. Automatic transmission according to claim 1 and 2, characterized in

- That the hydraulic control device ( 7 ) between the mounted on the central shaft ( 3 ) and on the drive shaft ( 13 ) with drive motor ( 15 ) driven drive bevel gear ( 5 ) and on the central shaft ( 3 ) applied driven bevel gear ( 6 ) rotatable is stored.

5. Automatic transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in

- That the paired at the ends of the hydraulic control device ( 7 ) arranged hydraulic pumps ( 8 ) via the pump drive shafts ( 9 ) with the planetary bevel gears ( 10 ) are connected.

6. Automatic transmission according to one of claims 1 to 5, characterized in

- That the central shaft ( 3 ) has circumferential oil grooves ( 11 ) with oil bores for the hydraulic fluid flowing from the hydraulic oil line ( 14 ) through the openings to the control slide ( 4 ).

7. Automatic transmission according to one of claims 1 to 6, characterized in

- that the located in the central shaft (3) displaceable hydraulic control slide (4) changes the flow area of the oil bores in the central shaft (3).

8. Automatic transmission according to one of claims 1 to 7, characterized in

- That it can be used to combine several drive torques on one drive shaft ( 13 ).

9. Automatic transmission according to one of claims 1 to 7, characterized

- That it can be used as a hydraulic transmission brake when the engine ( 15 ) is switched off.

10. Automatic transmission according to one of claims 1 to 9, characterized in

- That is arranged as a spur planetary gear with a drive ring ( 17 ) and planet gears ( 18 ) around the central shaft ( 3 ) with the control slide ( 4 ) and
- That the central shaft ( 3 ) with the rotating hydraulic control device ( 7 ) is firmly connected to the driven gear ( 19 ) and the transmission of speed and torque to the driven gear irr irrespective of the position of the control slide ( 4 ).