CN105723121A - 带有相加行星传动装置的功率分流式无级传动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明说明了一种功率分流式无级传动设备(1)，其带有相加行星传动装置(9)、至少一个另外的行星轮组(10)和变速器(8)，它们在轴(11、12、13、14)的区域中相互处于作用连接中，并且为了实现至少三个传动比范围而可以在另外的轴(15、16、11、18、14)的区域中通过切换元件(S1至S3)彼此联接。传动比可以在传动比范围内通过变速器(8)无级地改变。变速器(8)构造为带有至少三个轴(11、15、17)的机械摩擦轮变速器。相加行星传动装置(9)、至少一个另外的行星轮组(10)和变速器(8)彼此同轴地布置。在其中一个传动比范围内，传动装置输入轴(2)与传动装置输出轴(7)之间总的功率能通过变速器(8)来引导。附加地，变速器(8)的摩擦轮至少以区域形式至少近似锥形地实施。

Description

带有相加行星传动装置的功率分流式无级传动设备
技术领域
本发明涉及一种根据在权利要求1的前序部分中详细限定的类型的带有相加行星传动装置的功率分流式无级传动设备。
背景技术
带有无级的环面传动装置和行星轮相加传动装置的变换传动机构由DE10121042C1所公知，该变换传动机构实施有输入轴和与之同轴的输出轴。在变换传动机构中可以实现用于低行驶速度的下行驶范围和带有较高的行驶速度的上行驶范围，在这些行驶范围中，变换传动机构的传动比可以通过环面传动装置分别无级地改变。附加地，输入轴在通过激活形式为换挡离合器的切换元件而避开环面传动装置的情况下，在总传动比恒定的情况下可以与输出轴驱动连接，其中，挂入所谓的直接挡位(Direktgang)。
不利的是，在变换传动机构的该运行状态中，变换传动机构的传动比不是在期望的范围内无级可变的。
此外，由DE10154928A1公知了带有环面传动装置和行星传动装置的变换传动机构，在该变换传动机构中可以实现用于前进行驶的不依赖于行星传动装置的传动比范围。环面传动装置根据所谓的双腔原理构造，并且不仅具有与环面传动装置的驱动侧的中心轮以及与输入轴连接的中心的中间轴，而且具有与环面传动装置的输出侧的中心轮抗相对转动地(drehfest)连接的同中心的中间轴。
因为作为副轴与同中心的中间轴之间以及在副轴与输出轴之间的驱动连接设置有各一个轴错位传动件，所以变换传动机构具有不期望地高的结构空间需求。
带有固定的摩擦部件的无级行星传动装置由CZ2003-2009A3所公知，其行星轮实施为双重的截锥体。行星轮在壳体侧以如下方式支承，即，行星轮可以根据运行状态改变其与行星传动装置的主轴的间距。圈环对的挤压力从外部作用到实施为双锥体的行星轮上，并且辊子对的挤压力从内部作用在行星轮上。圈环和辊子能沿轴向方向镜像移动(spiegelverschiebbar)，其中，当圈环彼此远离时辊子彼此靠近，反之亦然。
然而在此存在如下问题，即，利用无级行星传动装置仅提供有限的传动比跨度(Spreizung)，以该传动比跨度不能实现车辆的期望的运行范围。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种节省结构空间的功率分流式无级传动设备，借助该设备可以实现在期望的范围内的车辆运行范围。
根据本发明，该任务利用带有权利要求1的特征的功率分流式无级传动设备解决。
根据本发明的功率分流式无级传动设备构造有相加行星传动装置、至少一个另外的行星轮组和变速器，它们在轴区域内彼此处于作用连接(Wirkverbindung)中，并且为了实现至少三个传动比范围而可以在另外的轴的区域中通过切换元件彼此联接。传动设备的传动比可在传动比范围内通过变速器无级地改变。变速器构造为带有至少三个轴的机械摩擦轮变速器。附加地，相加行星传动装置、至少一个另外的行星轮组和变速器以节省结构空间的方式和方法彼此同轴地布置。
根据本发明，在其中一个传动比范围中，传动装置输入轴与传动装置输出轴之间的总的功率能通过变速器引导，并且传动设备的传动比可以在没有功率分流的情况下以很小的功率损失无级地改变，其中，该传动比范围的传动比跨度则优选相应于变速器的传动比跨度。附加地，变速器的摩擦轮至少以区域形式至少近似锥形地实施，由此，存在的转矩可以以在变速器区域中尽可能小的结构空间需求在期望的范围内传递并且变化。
在此存在如下可能性，即，摩擦轮至少以区域形式实施有直圆锥、椭圆形的抛物面体和/或单壳或双壳的双曲面体的直的、凸的和/或凹的外壳。
根据本发明的功率分流式无级传动设备是以输入端联接的布置形式的带有相加行星传动装置和同轴的锥形结构形式的机械摩擦轮变速器的功率分流式多范围传动装置。通过传动设备，以简单的方式和方法存在如下可能性，即，在适当地选择恒定传动比以及传动设备的传动装置输出轴与具有变速器的第一功率分流之间的周转传动比(Umlaufübersetzung)的情况下，通过在传动比范围或行驶范围中调节变速器来使传动装置输出轴的转速基本上置为零，并且由此建立起静止不动的输出件，而传动装置输入轴的转速大于零，这相应于旋转的驱动件。
从这种所谓的传动装置空挡运行状态出发，实施有根据本发明的传动设备的车辆驱动系通过变速器的相应调节可以不仅从车辆静止状态沿前进行驶方向中而且也在沿后退行驶方向中在没有附加的启动元件，例如摩擦锁合的启动离合器、液力转矩变换器或类似装置的情况下以功率分流启动。因此，实施有根据本发明的传动设备的车辆驱动系能够以很小的结构空间需求实施，并且其特征在于小的总重量，并且能够以很小的成本制造。
此外，通过传动设备，在实施有该传动设备的车辆的启动过程期间，也能够以很小的耗费建立起策略功能。此外，还可以通过相应调节变速器以简单的方式和方法实现附加功能，例如坡上驻车器。
如果根据本发明的传动设备除了启动传动比范围外也在所谓的超速传动比范围或超速行驶范围中功率分流式地运行，那么传动设备在运行时具有良好的传动效率，由此可以减小配属于传动设备的驱动机的燃料消耗。
在功率分流式无级传动设备的结构简单的实施方式中，变速器的至少一个轴与传动装置输入轴连接，变速器的另一轴与传动装置输出轴作用连接中，并且变速器的附加的轴抗相对转动地实施。
根据本发明的功率分流式无级传动设备的可简单运行的并且以很小的结构耗费实施的改进方案的特征在于，在建立能通过变速器引导传动装置输入轴与传动装置输出轴之间总的功率流的传动比范围期间，相加行星传动装置通过其中一个切换元件来抱锁。
为了可以尽可能舒适地建立起传动比范围之间的变化，变速器、相加行星传动装置和至少一个行星轮组在功率分流式无级传动设备的另一有利的实施方式中彼此协调，从而使传动比范围之间的变换能同步执行。在此，至少近似同步的范围变换提供如下可能性，即，切换元件能实施为拖曳力矩小的切换元件，例如牙嵌式切换元件。
如果在变速器的区域中可以设定负的传动比范围，那么在根据本发明的传动设备的另一实施方式中，为了匹配可变的传动比范围，为变速器配属前置或后置的附加的行星轮组，用以转速反转，其中，附加的行星轮组的一个轴与变速器的抗相对转动的轴联接，并且附加的行星轮组的至少一个另外的轴与变速器的轴联接，或者可以与变速器的该轴通过其中一个切换元件连接，该轴与传动装置输入轴处于作用连接中。
如果至少一个另外的行星轮组或附加的行星轮组的轴可以通过其中一个切换元件与传动装置输入轴联接，那么传动设备的可通过变速器建立的传动比跨度或可相应实现的传动比可以在期望的范围中以很小的耗费匹配于相应存在的应用情况。
如果至少三个传动比范围可以借助正好三个切换元件来建立，其中，为了建立起传动比范围，相应地闭合其中一个切换元件并打开其他切换元件，并且针对传动比范围的变换需相应地打开一个闭合的切换元件并相应地闭合一个打开的切换元件，那么根据本发明的传动设备以节省结构空间和廉价的方式和方法以等于1的切换元件等级实施，该切换元件等级还能够以很小的控制和调节耗费实现传动设备的运行。
如果变速器根据行星轮组实施有具有摩擦面的外中心轮(Hohlrad)、构造为行星轮的摩擦轮和同样具有摩擦面的太阳轮，其中，至少部分锥形地实施的行星轮以其锥形的区域分别与太阳轮和外中心轮的锥形地实施的摩擦面摩擦锁合地(reibschlüssig)处于作用连接中，那么功率分流式无级传动设备可以以简单的方式和方法以紧凑的结构方式廉价地制造，利用该传动设备，车辆可以低消耗地运行
如果行星轮构造为双截锥体，其中，行星轮的截锥区域的半径从截锥区域的彼此面对的区域朝截锥区域的彼此背离的区域的方向分别连续增加或连续减小，并且外中心轮以及太阳轮分开地构造，并且其中，外中心轮和太阳轮的各个第一部分分别以其锥形的摩擦面贴靠在行星轮的第一截锥区域上，而外中心轮和太阳轮的第二部分分别以其锥形的摩擦面贴靠在行星轮的第二截锥区域上，那么在变速器区域内的传动比可以有利地通过外中心轮或太阳轮的部分的分开，在行星轮的范围内的弯曲力矩负荷同时很小的情况下改变。
为此，在根据本发明的功率分流式无级传动设备的另一有利的实施方式中，外中心轮和太阳轮的部分为了改变变速器传动比在行星轮的轴向延伸中以能彼此运动靠近或者彼此运动分离的方式构造，其中，行星轮可以相对于外中心轮和太阳轮沿径向方向以及相对行星架移动，行星轮以能转动的方式支承在行星架中。
为了可以使变速器的传动比跨度在期望的范围内以很小的耗费匹配于相应存在的应用情况，变速器的轴在功率分流式无级传动设备的另一有利的实施方式中通过附加的行星轮组与传动装置输入轴处于作用连接中。
变速器的与传动装置输入轴处于作用连接中的轴在传动设备的特别节省结构空间和廉价的实施方案中可以通过其中一个切换元件与至少一个另外的行星轮组的实施为太阳轮的轴连接，并且可以通过另一切换元件与至少一个另外的行星轮组的实施为系杆的轴连接。
在传动设备的同样节省结构空间和廉价的另一实施方案中，变速器的与传动装置输入轴处于作用连接中的轴通过相加行星传动装置的实施为太阳轮的轴和构造为外中心轮的轴与传动装置输出轴联接。
当至少一个另外的行星轮组在系杆的区域中与相加行星传动装置的实施为系杆的轴连接时，根据本发明的传动设备的特征在于很小的结构空间需求。
在根据本发明的传动设备的优选的和仅需要很小的结构空间的另一实施方式中，相加行星传动装置在实施为外中心轮的轴的区域中与传动装置输出轴处于作用连接中。
在权利要求中说明的特征和在根据本发明的传动设备的随后的实施例中说明的特征分别单独地或相互间以任意组合的方式适用于改进根据本发明的主题。各个特征组合在改进根据本发明的主题方面不是限制，而基本上仅具有示例性的特点。
附图说明
根据本发明的传动设备的其他的优点和有利的实施方式由权利要求和随后参照附图原理性地描述的实施例得到，其中，在对不同的实施例的描述中，为了清楚起见，针对结构相同和功能相同的构件使用相同的附图标记。其中，
图1示出根据本发明的传动设备的传动图；
图2示出根据图1的传动设备的换挡示意图；
图3示出根据本发明的功率分流式无级传动设备的优选的第一实施方式的轮系示意图；
图4示出根据本发明的功率分流式无级传动设备的优选的第二实施方式的根据图3的图示；
图5示出根据本发明的功率分流式无级传动设备的优选的第三实施方式的根据图3的图示；
图6示出根据本发明的功率分流式无级传动设备的优选的第四实施方式的根据图3的图示；
图7示出根据图1的传动设备的变速器的优选的第一实施方式的示意性的细节图示；和
图8示出根据图1的传动设备的变速器的优选的第二实施方式的根据图7的图示。
具体实施方式
图1示出功率分流式无级传动设备1的示意图，其在传动装置输入轴2的区域内通过扭转减振器3而与驱动机4处于作用连接中。驱动机4在此构造为内燃机，优选柴油内燃机。
由驱动机4提供的并且在传动装置输入轴2的区域中存在的转矩可以通过第一功率路径5和第二功率路径6穿过传动设备1朝传动装置输出轴7的方向引导，其中，在第一功率路径5中设置有变速器8，用以改变第一功率路径5的传动比ivar，并且在第二功率路径6中设置有机械传动部件10，用以实现恒定传动比ik，因此传动设备1的总传动比可以通过变速器8在期望的范围中无级地改变。在传动装置输入侧，在传动装置输入轴2的区域内存在的转矩的分别通过两个功率路径5和6引导的部分在相加行星传动装置9的区域内相加，并且朝传动装置输入轴7的方向引导。
在传动设备1中，在此能实现三个用于前进行驶的传动比范围V1至V3和一个用于后退行驶的传动比范围R，其中，相加行星传动装置9、至少一个另外的行星轮组10和变速器8为此在轴11、12、13和14的区域中相互处于作用连接中，并且为了实现三个用于前进行驶的传动比范围V1至V3和一个用于后退行驶的传动比范围R而是可以在另外的轴15、16、11和18的区域中通过切换元件S1至S3相互联接的。传动设备1的传动比可以在传动比范围V1至V3和R之内通过变速器8分别无级地改变。
变速器8构造为带有至少三个轴11、15和17的机械摩擦轮变速器。为了至少在径向方向上可以结构空间有利地实施传动设备1，相加行星传动装置9、至少一个另外的行星轮组10和变速器8以随后详细描述的方式和方法彼此同轴地布置，并且进而传动装置输入轴2以及传动装置输出轴7也彼此同轴地布置。
传动设备1是以输入端联接的布置方式的功率分流式多范围传动装置，其中，通过适当地选择恒定传动比ik，并且经由变速器8的区域内的相应的传动比调节来适当地选择传动装置输出轴7与第一功率路径5之间的周转传动比i2var，在用于前进行驶的第一传动比范围V1中或在用于后退行驶的传动比范围R中，能在驱动件旋转的同时实现静止的输出件，其中，传动设备1的该运行状态也被称为传动装置空挡运行状态，在传动装置空挡运行状态中，传动装置输入轴2的转速n1大于0，并且传动装置输出轴7的转速n2等于0。
从传动设备1的传动装置空挡运行状态，通过调节变速器8的传动比ivar既可以从车辆静止状态出发沿前进行驶方向启动，也可以从车辆静止状态出发沿后退行驶方向。这有利地可以在没有单独的启动元件的情况下执行，由此，传动设备1可以廉价地、重量轻地和节省结构空间地实施。
图2示出了传动设备1的表格式的换挡示意图。由该换挡示意图得到的是，为了实现用于前进行驶的第一传动比范围V1或用于后退行驶的传动比范围R，闭合切换元件S1，而另外两个切换元件S2和S3处于打开的运行状态。如果存在用于实现针对前进行驶的第二传动比范围V2的相应的要求，那么在在此挂入针对前进行驶的第一传动比范围V1或挂入针对后退行驶的传动比范围R的情况下打开第一切换元件S1，并且闭合第二切换元件S2，而第三切换元件S3保留在打开的运行状态下。如果应该从针对前进行驶的第二传动比范围V2出发挂入传动设备1中的针对前进行驶的第三传动比范围V3，那么为此打开第二切换元件S2，并且闭合第三切换元件S3，而第一切换元件S1保留在打开的运行状态下。
在挂入针对前进行驶的第二传动比范围V2的情况下，通过传动装置输入轴2导入传动设备1中的总的转矩通过变速器8朝传动装置输出轴7的方向引导，因此，第二传动比范围V2是所谓的直接行驶范围(Direktfahrbereich)，其传动比跨度相应于变速器8的传动比跨度。
为了可以将切换元件S1至S3实施为低拖曳力矩的切换元件，例如形状锁合的切换元件，相应布置在第一功率路径中的结构组件匹配于确定范围变换的第二功率路径6的恒定传动比ik，并且因此可以至少近似同步地执行在传动比范围V1至V3之间的在为此需要的范围内的变换。
为了能够实现传动设备1的传动装置空挡运行状态，在挂出传动设备1的情况下，周转传动比i2var根据随后的公式关系(I)获知：
i2var＝(n2-nk)/(nvar-nk)(I)
在此，变量nk相应于另外的行星轮组10的轴14的转速，而变量nvar表示变速器8的轴11或相加行星传动装置9的轴12的转速。
在考虑到公式关系(I)和传动比ivar和ik的情况下，传动设备1的总传动比倒数1/ig可以根据公式关系(II)普遍地确定。
1/ig＝(i2var×(ik-ivar)+ivar)/(ivar×ik)(II)
为了能够在传动设备1的驱动件旋转的同时实现在传动装置空挡运行状态下期望地静止不动的输出件，将传动设备1的传动比ig设定为无穷大。由此得到的是，周转传动比i2var与可变的传动比ivar之间的比乘以可变的传动比ivar与恒定传动比ik的差必须等于1，像在随后的公式关系(III)中说明的那样：
(i2var/ivar)×(ivar-ik)＝1(III)
相加传动装置，例如传动设备1的相加行星传动装置9经常通过其定轴传动比(Standübersetzung)iOD表征。如果定轴传动比iOD代替周转传动比i2var使用，那么得到六个彼此独立的条件来在驱动件旋转的同时实现静止不动的输出件，这些条件对于相加行星传动装置9的轴9、12和18的相应的连接变型方案来说是适用的。周转传动比i2var与定轴传动比iOD之间的换算可以借助所谓的威尔斯方程(Wills-Gleichung)执行。
如果相加行星传动装置9实施为带有外中心轮、系杆和太阳轮的三轴行星轮组，那么在轴12实施为太阳轮，轴13实施为系杆，并且轴18实施为外中心轮的情况下，公式关系(III)为如下：
(ivar/ik)×(1-iOD)＝1(IV)
如果与之不同的是，轴18实施为太阳轮，轴12实施为系杆，轴13实施为外中心轮，那么公式关系(III)为如下：
(ik×(iOD-1))/(iOD×ivar)＝1(V)
为此替选地也存在如下可能性，即，轴13实施为太阳轮，轴12实施为系杆，轴18实施为外中心轮，其中，公式关系(III)于是为如下：
(ik/ivar)×(1-iOD)＝1(VI)
在传动设备1的轴13实施为太阳轮、轴18实施为系杆、轴12实施为外中心轮的设计方案下，公式关系(III)为：
(iOD×ik)/ivar＝1(VII)
与之不同的是，在轴18实施为太阳轮，轴13实施为系杆，轴12实施为外中心轮的情况下，公式关系(III)为如下：
((iOD-1)×ivar)/(ik×iOD)＝1(VIII)
在相加行星传动装置9的轴的连接变型方案中，其中，轴12实施为太阳轮，轴18实施为系杆，轴13实施为外中心轮，第六个条件为：
(iOD×ivar)/ik＝1(IX)
图3示出了传动设备1的第一实施方式的轮系示意图，其中，第二功率路径6的行星轮组10可以在实施为太阳轮的轴16的区域中通过第一切换元件S1与变速器8的轴15联接，而变速器8的轴15可以通过第三切换元件S3与行星轮组10的实施为系杆的轴14形成作用连接中。行星轮组10的实施为外中心轮的轴18A在此像变速器8的轴17那样在壳体侧抗相对转动地固定。
附加地，行星轮组10在其系杆14的区域中与相加行星传动装置9的同样实施为系杆的轴13抗相对转动地处于作用连接中。通过第二切换元件S2，相加行星传动装置9的实施为太阳轮的轴12和实施为外中心轮的轴18可以抗相对转动地相互连接，其中，在第二切换元件S2的闭合的运行状态下，变速器8的轴11直接与传动装置输出轴7连接。
与根据图3的传动设备1的实施方案不同的是，图4至图6示出了传动设备1的其他设计方案，其他们分别构造有附加的行星轮组19，通过行星轮组，第一功率路径5的传动比ivar可以根据相应存在的应用情况在期望的范围内进行匹配。在此，在根据图4和图5的传动设备1的实施方案中，行星轮组19在功率流中分别后置于变速器8，而在根据图6的传动设备1中，附加的行星轮组19在功率流中前置于变速器8。
这意味着，在根据图6的传动设备1中的变速器8的轴15通过附加的行星轮组19与传动装置输入轴2处于作用连接中。附加的行星轮组19在其轴21的区域中与传动装置输入轴2抗相对转动地连接，并且在其轴23的区域中连接在变速器8的轴15上。通过在根据图6的传动设备1中附加的行星轮组19的前置，附加的行星轮组19和变速器8可以互连，这由于变速器8的行星结构方式是可行的。
附加的行星轮组19的构造为系杆的轴20在实施根据图4的传动设备1时固定在壳体侧，并且因此与变速器8的轴17联接。附加的行星轮组19的实施为太阳轮的轴21抗相对转动地与变速器8的轴11连接，由此，位于轴11上的转矩通过轴21导入附加的行星轮组19中，并且通过行星轮22进一步传导到附加的行星轮组19的在此构造为外中心轮的第三轴23上。附加的行星轮组19的第三轴23在此与相加行星传动装置9的太阳轮12抗相对转动地连接，由此，转矩的通过第一功率路径5引导的部分在之前描述的范围内通过附加的行星轮组19从变速器8出发导入相加行星传动装置9中。
在根据图5的传动设备1中，与根据图4的传动设备1不同的是，附加的行星轮组19没有布置在传动装置输出侧，而是布置在传动装置输入侧，然而在和根据图4的传动设备1中相同的范围内布置在传动设备1的第一功率路径5中，即，布置在变速器8与相加行星传动装置9之间。
可变的传动比ivar在根据图4至图6的传动设备1的实施方案中分别由在变速器8的区域内调节的传动比和附加的行星轮组19的传动比组成，由此变速器8的传动比跨度可以用很小的耗费通过行星轮组10的传动匹配于相应存在的应用情况。
图7和图8以示意性的细节图示示出变速器8的两个不同的实施方式，其中，变速器8在两个实施方式中分别根据行星轮组实施有具有摩擦面24、25的外中心轮(其在此相应于变速器8的轴11或15)、多个构造为行星轮的摩擦轮26和同样具有摩擦面27、28的太阳轮，其在此相应于轴15或11。摩擦轮或行星轮26以区域形式锥形地实施，并且以其锥形的区域29和30分别与太阳轮15或11的锥形地实施的摩擦面27和28以及外中心轮11或15的摩擦面24、25摩擦锁合地处于作用连接中。
外中心轮11或15以及太阳轮15或11在此分别分开地实施。同时，行星轮26构造为双截锥体。行星轮26的截锥区域29和30的半径从截锥区域29和30的彼此面对的区域朝截锥区域29和30的彼此背离的区域的方向连续增加。外中心轮11或15的第一部分31以及太阳轮15或11的第一部分33分别以其锥形的摩擦面24或27贴靠在行星轮26的第一截锥区域29上，而外中心轮11或15的第二部分32以及太阳轮15或11的第二部分34分别以其锥形的摩擦面25或28贴靠在行星轮26的第二截锥区域30上。
为了能够改变变速器8的传动比，外中心轮11或15的部分31和32以及太阳轮15或11的部分33和34在行星轮26的轴向延伸中以能彼此运动靠近或者彼此运动分离的方式构造。行星轮26关于外中心轮11或15以及太阳轮15或11沿通过双箭头35表示的径向方向以能相对于变速器8的在此实施为行星架的轴17移动的方式布置，行星轮26以能转动的方式支承在该轴中。这意味着，外中心轮11或15的部分31和32以及太阳轮15或11的部分33和34为了调节变速器8的传动比仅必须分开，并且不必被拉伸。
与之不同的是，根据图8的变速器8的行星轮26的截锥区域29和30的半径从截锥区域29和30的彼此面对的区域出发，朝截锥区域29和30的彼此背离的区域的方向连续减小，由此，在实施根据图8的变速器8的情况下的行星轮26的弯曲力矩负荷小于在实施根据图7的变速器8的情况下的弯曲力矩负荷。
附图标记列表
1传动设备
2传动装置输入轴
3扭转减振器
4驱动机
5第一功率路径
6第二功率路径
7传动装置输出轴
8变速器
9相加行星传动装置
10另外的行星轮组
11变速器的轴
12相加行星传动装置的轴
13相加行星传动装置的轴
14另外的行星轮组的轴
15变速器的轴
16另外的行星轮组的轴
17变速器的轴
18相加行星传动装置的轴
18A另外的行星轮组的轴
19附加的行星轮组
20附加的行星轮组的轴
21附加的行星轮组的轴
22附加的行星轮组的行星轮
23附加的行星轮组的轴
24、25摩擦面
26变速器的摩擦轮、行星轮
27、28摩擦面
29、30变速器的摩擦轮的锥形区域
31、32变速器的外中心轮的部分
33、34变速器的太阳轮的部分
n1传动装置输入轴的转速
n2传动装置输出轴的转速
nk第二功率路径的转速
nvar第一功率路径的转速
ik第二功率路径的恒定传动比
ivar第一功率路径的可变的传动比
iOD相加行星传动装置的定轴传动比
S1至S3切换元件
V1至V3用于前进行驶的传动比范围
R用于后退行驶的传动比范围

Claims (15)

1.一种功率分流式无级传动设备(1)，所述功率分流式无级传动设备带有相加行星传动装置(9)、至少一个另外的行星轮组(10、19)和变速器(8)，所述相加行星传动装置、所述至少一个另外的行星轮组和所述变速器在轴(11、12、13、14)的区域中相互处于作用连接中，并且为了建立起至少三个传动比范围而能在另外的轴(11、14、15、16、18)的区域中通过切换元件(S1至S3)彼此联接，其中，传动比能在所述传动比范围(V1至V3、R)内通过所述变速器(8)分别无级地改变，其中，所述变速器(8)构造为带有至少三个轴(11、15、17)的机械摩擦轮变速器，并且所述相加行星传动装置(9)、所述至少一个另外的行星轮组(10、19)和所述变速器(8)彼此同轴地布置，其特征在于，在其中一个所述传动比范围(V2)内，传动装置输入轴(2)与传动装置输出轴(7)之间总的功率能通过所述变速器(8)来引导，并且所述变速器(8)的摩擦轮(26)至少以区域形式至少近似锥形地实施。
2.根据权利要求1所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述变速器(8)的至少一个轴(15)与所述传动装置输入轴(2)处于连接中，所述变速器(8)的另外的轴(11)与所述传动装置输出轴(7)作用连接，并且所述变速器(8)的附加的轴(17)抗相对转动地实施。
3.根据权利要求1或2所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，在建立起能通过所述变速器(8)引导所述传动装置输入轴(2)与所述传动装置输出轴(7)之间总的功率流的传动比范围(V2)期间，所述相加行星传动装置(9)通过其中一个所述切换元件(S2)来抱锁。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述变速器(8)、所述相加行星传动装置(9)和所述至少一个另外的行星轮组(10、19)彼此协调，从而使得所述传动比范围(V1、V2、V3)之间的变换能同步执行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述变速器(8)配属有附加的行星轮组(19)，其中，所述附加的行星轮组(19)的一个轴(20)与所述变速器(8)的抗相对转动的轴(17)联接，并且所述附加的行星轮组(19)的至少一个另外的轴(23)与所述变速器(8)的与所述传动装置输入轴(2)处于作用连接中的轴(15)联接，或者能与所述变速器(8)的与所述传动装置输入轴(2)处于作用连接中的轴(15)通过其中一个所述切换元件(S1、S3)连接。
6.根据权利要求5所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述至少一个另外的行星轮组(10)的轴(14、16)能通过其中一个所述切换元件(S1、S3)与所述传动装置输入轴(2)联接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述至少三个传动比范围(V1至V3、R)能借助正好三个切换元件(S1至S3)来建立，其中，为了建立起所述传动比范围(V1至V3、R)，分别闭合其中一个所述切换元件(S1、S2或S3)并且打开其他切换元件(S2、S3或S1)，并且为了所述传动比范围(V1、V2、V3、R)的变换需相应地打开一个闭合的切换元件(S1、S2或S3)并相应地闭合一个打开的切换元件(S2、S3或S1)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述变速器(8)与行星轮组相应地实施有具有摩擦面(24、25)的外中心轮(11或15)、构造为行星轮的摩擦轮(26)和同样具有摩擦面(27、28)的太阳轮(15或11)，其中，至少以区域形式锥形地构造的行星轮以其锥形的区域(29、30)分别与所述外中心轮(11或15)和所述太阳轮(15或11)的锥形地实施的摩擦面(24、25或27、28)摩擦锁合地处于作用连接中。
9.根据权利要求8所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述行星轮(26)构造为双截锥体，其中，所述行星轮(26)的截锥区域(29、30)的半径从所述截锥区域(29、30)的彼此面对的区域朝所述截锥区域(29、30)的彼此背离的区域的方向连续增加或连续减小，并且所述外中心轮(11或15)以及所述太阳轮(15或11)分开地构造，并且其中，所述外中心轮(11或15)和所述太阳轮(15或11)的各个第一部分(31、33)分别以其锥形的摩擦面(24、27)贴靠在所述行星轮(26)的第一截锥区域(29)上，而所述外中心轮(11或15)和所述太阳轮(15或11)的第二部分(32、34)分别以其锥形的摩擦面(25或28)贴靠在所述行星轮(26)的第二截锥区域(30)上。
10.根据权利要求9所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，为了改变所述变速器(8)的传动比，所述外中心轮(11或15)和所述太阳轮(15或11)的部分(31、32)在所述行星轮(26)的轴向延伸中以能彼此运动靠近或者彼此运动分离的方式构造，其中，所述行星轮(26)能相对于所述外中心轮(11或15)和所述太阳轮(15或11)沿径向方向以及相对行星架(17)移动，所述行星轮(26)以能转动的方式支承在所述行星架中。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述变速器(8)的轴(15)通过附加的行星轮组(19)与所述传动装置输入轴(2)处于作用连接中。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述变速器(8)的与所述传动装置输入轴(2)处于作用连接中的轴(15)能通过其中一个所述切换元件(S1)与所述至少一个另外的行星轮组(10)的实施为太阳轮的轴(16)连接，并且能通过另外的切换元件(S3)与所述至少一个另外的行星轮组(10)的实施为系杆的轴(14)连接。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述变速器(8)的与所述传动装置输入轴(7)处于作用连接中的轴(11)通过所述相加行星传动装置(9)的实施为太阳轮的轴(12)和构造为外中心轮的轴(18)与所述传动装置输出轴(7)联接。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述至少一个另外的行星轮组(10)在系杆(14)的区域中与所述相加行星传动装置(9)的实施为系杆的轴(13)连接。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的功率分流式无级传动设备，其特征在于，所述相加行星传动装置(9)在实施为外中心轮的轴(18)的区域中与所述传动装置输出轴(7)处于作用连接中。
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