CN105745475A - 功率传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有液力换能器的功率传输装置。本发明的特征在于,泵轮(9)和/或涡轮(10)的轮叶组(12)包含至少一个能够通过调节装置(15)操作的调节轮叶(13)或至少一个带有至少一个可调节轮叶部段(14)的多节轮叶。

Description

功率传输装置
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的功率传输装置。
由现有技术已知不同形式的用于驱动转速可变的做功机器的功率传输装置。按照DE3441877A1的实施形式由具有行星齿轮的变速器构成,其中功率通过机械的和液力的功率路径传递。液力的功率路径沿同步换能器形式的液力的换能器延伸,并且通过换能器利用调节导轮的轮叶组调节其转速。虽然驱动设备(其驱动输入轴上的力传递设备)以恒定转速运行,然而换能器又与行星齿轮中的机械传递的功率路径相连并且因此以期望的转速驱动做功机器。基于这种构造,DE102008034607描述一种类似的构造,其通过平行于力传递设备的中心轴延伸的连接轴替换空心轴。
由文献WO2012143123A1相应地已知一种功率传输装置,其取代液力的同步换能器而具有液力的逆向换能器。该逆向换能器虽然在效率方面比同步换能器较差,但是其实现了装置的非常简单和紧凑的构造。其中规定,行星齿轮变速器的行星轮托架是第一元件,而行星齿轮变速器的太阳轮是第二元件并且行星齿轮变速器的齿圈是第三元件。在这种构造中齿圈与输出轴直接连接或者通过另外的变速器(优选是端齿轮变速器)连接,并且液力的功率路径通过太阳轮引入,这种构造具有的突出优点在于,行星齿轮变速器由于有利的转速可以非常紧凑地构成。
液力的换能器在做功机器和待驱动机器、尤其做功机器之间的功率传输装置中必须满足不同的需求。主要的标准是可实现的效率、输入功率表现以及在驱动器上、也就是涡轮机上的力矩和转速的变化。在已知的功率传输装置中工作状态被轮叶的设置和/或液力的换能器被工作介质的填充度影响。但是业已表明,在前述的没有或具有轮叶调节的功率传输装置中仍不能实现期望的结果和需要的工作范围。
本发明所要解决的技术问题在于,改进前述形式的、用于至少间接地与做功机器相连的功率传输装置,使得其能够以理想方式满足在与做功机器配合作用方面的要求,其中在结构形式紧凑和具有极好效率的同时实现输入功率的自由的可控性和/或可调节性。
按照本发明的解决方案特征在于权利要求1的特征。有利的技术方案由从属权利要求给出。
按照本发明的装置用于从与驱动设备、尤其具有恒定转速的驱动设备至少间接相连的输入轴向与做功机器、尤其具有可变转速的做功机器至少间接相连的输出轴传递力,该装置具有:
-液力的换能器,其包含各自至少一个具有轮叶组的泵轮、涡轮和导轮,它们构成能够被工作介质填充的工作腔;
-包含至少一个行星齿轮变速器的叠加变速器该叠加变速器包含作为行星齿轮变速器的元件的多个元件:齿圈、太阳轮以及具有多个行星齿轮的行星架,其中泵轮和/或输入轴与行星齿轮变速器的第一元件耦连,行星齿轮变速器的第二元件至少间接地与至少一个涡轮耦连并且输出轴与行星齿轮变速器的第三元件相连,其特征在于,泵轮和/或涡轮的轮叶组包含至少一个能够通过调节装置操作的调节轮叶和/或至少一个具有至少一个可调节轮叶段的多节轮叶。
液力的换能器被理解为用于转变转速/扭矩的设备。其包含至少三个、构成可被工作介质填充的工作腔的叶轮,所述叶轮使工作介质的流动偏转。叶轮可以分别设计为一体式或多体式。
换能器的安装叶片的部件尤其直接地耦连或通过与行星齿轮变速器的元件耦连/抗扭连接的轴或空心轴和/或通过另外的传导元件的中间级耦连。
按照一种特别有利的构造在泵轮上设置调节轮叶,尤其可以实现更好的效率和特征曲线。
按照本发明的解决方案,即调节在泵轮和/或涡轮上的至少单独的调节轮叶和/或可调节的轮叶段,提供了消耗功率的可调节性和功率传输装置内的换能器的可能的工作区域的扩大的优点。
按照本发明的功率传输装置的换能器可以按照功率传输装置的作为同步换能器的第一基础实施形式来实施。在这种情况中,泵轮和涡轮同向地旋转。
与行星齿轮变速器的耦连可行方案如以下从单独的部件的关联得出:
a)行星齿轮变速器的第一元件由齿圈构成,行星齿轮变速器的第二元件由行星架构成并且行星齿轮变速器的第三元件由太阳轮构成。然后该涡轮要么直接地要么通过反向传动机构与行星架相连。
b)行星齿轮变速器的第一元件由齿圈构成,行星齿轮变速器的第二元件由太阳轮构成并且行星齿轮变速器的第三元件由行星架构成。
c)行星齿轮变速器的第一元件由太阳轮构成,行星齿轮变速器的第二元件由齿圈构成并且行星齿轮变速器的第三元件由行星架构成。
d)行星齿轮变速器的第一元件由太阳轮构成,行星齿轮变速器的第二元件由行星架构成并且行星齿轮变速器的第三元件由齿圈构成。
e)行星齿轮变速器的第一元件由行星架构成,行星齿轮变速器的第二元件由齿圈构成并且行星齿轮变速器的第三元件由太阳轮构成。
f)行星齿轮变速器的第一元件由行星架构成,行星齿轮变速器的第二元件由太阳轮构成并且行星齿轮变速器的第三元件由齿圈构成。
在功率传输装置的第二种特别有利的基础实施形式中,换能器设计为逆向换能器。在此存在如借助a)至f)所述的行星齿轮变速器的相同的耦连可能性。在特别有利的设计的实施形式中,行星齿轮变速器的第一元件由行星架构成,行星齿轮变速器的第二元件由太阳轮构成并且行星齿轮变速器的第三元件由齿圈构成。逆向换能器的应用基于其简单构造而允许非常简单和紧凑的功率传输装置构造和调节装置的结构上的集成。
在这种构造中,齿圈与输出轴直接地或通过另外的变速器、优选端齿轮变速器相连并且液力的功率分支通过太阳轮输入,该构造具有的重要优点在于,行星齿轮变速器由于有利的转速可以设计得非常紧凑。所述装置因此总体上包含非常紧凑的构造,其可以取消耦连套筒。此外其可以取消行星齿轮变速器形式的附加的标准变速器并且可以非常小、紧凑而构件数量较少并且可以相应地简单和廉价地制造和装配。这种构造按照有利的扩展设计而设有正好一个行星齿轮变速器,因此可以取消其他的相对昂贵的行星齿轮变速器。
按照本发明的装置的有利的扩展设计还规定,液力的逆向换能器的涡轮通过空心轴与行星齿轮变速器的太阳轮相连,并且通过空心轴延伸的输入轴在背离液力的逆向换能器的侧面上与行星架相连。这实现了非常紧凑的构造,其可以非常节省空间地实现。按照这种构造的空心轴在此具有相对较小的直径并且此外不会像按照现有技术所述的构造中的耦连套筒那样昂贵和复杂。对于调节轮叶和/或可调节的轮叶段的可调节性方面存在多种可行方案。在此各个单独的调节变型方案在此通过至少一个以下的参数描述并且必要时有所区别:
-产生调节力/调节力矩的形式。
-调节力/调节力矩的引入,尤其方向
-调节轮叶和/或可调节的轮叶段的控制方式
调节轮叶和/或可调节轮叶段的轴向调节(尤其平行于泵轮和/或涡轮的旋转轴)与围绕理论的旋转轴的旋转在原理上不同。概念“转动轴”和“旋转轴”理解为功能性的而不局限于具体的结构形式。用于实现轮叶的转动轴的部件能够由销子、销钉或其他旋转对称的构件构成。实现泵轮和/或涡轮的旋转轴的部件能够由泵轮自身、与泵轮抗扭连接的部件(以轴、空心轴的形式)或其他旋转对称的构件构成。
调节装置在结构上包含调节驱动器,其通过传导机构与调节轮叶和/或多节轮叶的至少一个可调节轮叶部段相连,其中通过调节驱动器施加的调节力按照以下可行方案的一种或者它们的组合导入传导机构中:
-沿参照泵轮或涡轮的旋转轴的轴向,
-沿围绕泵轮或涡轮的旋转轴的周向。
按照第一种基础变型,泵轮或涡轮为此包含泵轮壳体或涡轮壳体。至少一个调节轮叶和/或多节轮叶的至少一个可调节轮叶段能够平行于泵轮或涡轮的旋转轴沿轴向滑移地支承在叶轮壳体中。这种实施形式提供的优点在于,至少单独的或所有轮叶或者轮叶段能够从工作旋转中去除。
相应地第二基础变型的特征在于,泵轮或涡轮包含叶轮壳体并且至少一个调节轮叶和/或多节轮叶的至少一个可调节轮叶段能够围绕叶轮壳体中的理论轴线转动地被支承。在这种旋转叶轮或可转动轮叶段中,它们的角度位置相对通过径向上的延伸可描述的初始位置、通过围绕确定的转动轴的旋转而可变。初始位置描述了第一功能形态,每个从此偏移的位置描述另外的功能形态。转动轴按照一种特别有利的结构位于轮叶平面中,但也可以位于轮叶平面外。所述可调节性的形式提供的优点在于,在泵轮或涡轮上的迎流调节的自由的可调节性。
在两种基础实施形式中,调节装置优选设置在工作腔外部并且沿轴向设置在各个叶轮—泵轮和/或涡轮—的旁边。这提供的优点在于简单的可进入性并且尤其在逆向换能器和液力产生调节力时在所需的调节力的产生形式方面提供与压力降/压力源的简单连接。
在一种扩展设计中,调节驱动器设计为以下一种形式调节驱动器或以下调节驱动器的组的组合:
-机械式调节驱动器
-液压式调节驱动器
-气压式调节驱动器
-电动式调节驱动器
优选使用液压的调节驱动器,因为其也可以以简单的方式方法通过换能器的工作介质供给系统功能,并且集成在工作介质供给系统中并且因此可以免去复杂地提供本身的压力介质源/压力介质降。
在调节驱动器和传动机构的结构设计方面存在多种可能性。传导机构的构造在此基本上还取决于调节驱动器的构造和调节轮叶的调节的形式—轴向或旋转。
在调节力沿围绕旋转轴的周向引入的调节装置的特别有利的构造中,调节驱动器具有环元件,所述环元件分别与泵轮的旋转轴对中地布置,其中第一环元件与至少一个调节轮叶和/或至少一个可调节的轮叶段通过传导机构相连用于传递调节力或调节力矩,并且第一环元件相对第二环元件可沿驱动轴的周向旋转。第一和第二环元件在此以特有有利的方式构成至少两个沿驱动轴的周向布置的压力腔,为了第一和第二环元件之间的相对转动,能够分别对所述压力腔施加压力。通过调节相互作用的压力腔中的压力关系可以实现调节轮叶和/或可调节轮叶段的特别细微的旋转。
在这种情况中传导机构优选具有调节环,其与驱动轴同轴地布置并且与第一环元件抗扭地相连,其中调节环与至少一个调节轮叶和/或可调节的轮叶段耦连用于传递调节力或调节力矩。调节环可以按照以下所述的可行方案构成:
-调节环具有至少一个凸轮,其与曲柄机构、尤其径向布置的杠杆元件配合作用,其中曲柄机构与调节轮叶耦连,
-调节环具有外齿部,该外齿部与调节轮叶的销子的外齿部啮合,该销子平行于调节环的中心轴延伸。
两种可行方案提供的优点在于,不需要力偏转并且调节装置能够非常紧凑地构成,优选调节驱动器和传导机构也可以设置在轴向平面中。
在一种特别紧凑的构造中,调节驱动器和传导机构由结构单元构成。
若借助调节装置的备选的结构设计将调节力平行于泵轮的旋转轴引入传导机构,则调节机构具有至少一个沿轴向可移动的调节活塞,其相对泵轮的旋转轴同轴地或偏心地布置,其中,调节活塞与至少一个调节轮叶和/或至少一个可调节的轮叶段耦连用于通过传导机构传递调节力或调节力矩并且调节活塞沿轴向相对泵轮位移。
在这种情况中,传导机构例如由与调节装置耦连或一体式实施的调节环构成。
对于所有前述和以下继续描述的调节装置适用的是,各个单独的调节轮叶和/或可调节的轮叶段通过这些措施要么单独地和/或成组地和/或共同地被控制。最后的可行方案提供的优点在于相对较小的设计和控制技术的耗费,而第一种可行方案实现了精确和细微的调节。作为用于控制的设备例如可以考虑阀设备。
附加地在所有实施形式中,导轮也可以设计为可调节的,尤其包含调节轮叶或至少一个可调节的轮叶部段。
按照本发明的功率传输装置尤其有利于应用在以恒定转速运行的驱动机器(尤其是电动机或涡轮机、例如燃气轮机或蒸汽轮机)和转速可变的做功机器之间的传动系中,因为通过可调节性所述装置以理想方式与该应用情况的需求相适配。
用于将调节力平行于泵轮的旋转轴引入的调节装置的特别有利和以下描述的结构具有套筒、外缸体和轴向可移动的推动元件,它们分别相对驱动轴同轴地布置。推动元件在此这样连接套筒和外缸体,使得套筒通过推动元件相对外缸体的轴向运动而能够在驱动轴的周向上旋转。套筒与至少一个调节轮叶尤其通过转向装置相连,用于传导调节力或调节力矩。这具有的优点在于,仅需要耐磨性稍低的机械构件,用于产生调节力或调节力矩。这通常这样实现,即基本上通过推动元件的叠加的平动/旋转运动产生调节力矩。具体而言这由此实现,即设置套筒、外缸体和推动元件,它们构成调节装置。套筒和外缸体在驱动轴的周向上能够相互转动。推动元件在调节装置启动时促使叠加的平动/旋转运动。推动元件的平动运动表示推动元件沿驱动轴的轴向位移,其中推动元件同时还围绕驱动轴旋转。通过推动元件的叠加的平动/旋转运动能够在套筒和外缸体之间产生相对旋转。套筒通过转向装置与调节轮叶耦连。通过套筒相对外缸体的相对转动产生的调节力矩或调节力通过转向装置导入调节轮叶中并且将其带入到期望的调节位置。
套筒、推动元件和外缸体分别相对驱动轴同轴地布置,这产生了调节装置的紧凑的构造。套筒优选间接地通过推动元件以液压方式转动。
为了在调节装置的这种备选的构造中尽可能有效地并且以较短路程将调节力转换成调节轮叶的旋转运动,为推动元件配置用于施加调节力的设备,其中在推动元件和外缸体之间以及推动元件和套筒之间各自的连接这样构成和设置,使得所述连接的效果在调节力传递时叠加,其中,在推动元件和外缸体之间和/或推动元件和套筒之间的单独的连接分别直接地进行或者通过另外的中间元件进行。
优选在推动元件和外缸体之间的连接和在推动元件和套筒之间的连接优选分别设计为齿部、尤其设计为螺纹。
按照连接的第一种变型,推动元件与连接部件的连接之一(在推动元件和外缸体之间的连接或在推动元件和套筒之间的连接)设计为螺纹,并且另外的连接(在推动元件和套筒之间的连接或在推动元件和外缸体之间的连接)设计为直齿轮,该直齿轮的齿面平行于换能器的旋转轴线定向。
在一种特别有利的第二变型中,推动元件与连接部件的连接之一(在推动元件和外缸体之间的连接或在推动元件和套筒之间的连接)设计为螺纹,并且另外的连接(在推动元件和套筒之间的连接或在推动元件和外缸体之间的连接)设计为斜齿轮,该斜齿轮的齿面相对换能器的旋转轴呈一定角度。在此所述螺纹和斜齿轮的特征在于共同的基础方向分量。通过螺距的选择,在轴向运动中由于与外缸体的连接而进行的推动元件的旋转运动要么相似地要么以一定传动比传递到套筒上。在一种特别有利的结构中,两个连接、也即在推动元件和外缸体之间的连接和在推动元件和套筒之间的连接设计为斜齿轮,该斜齿轮的齿面相对换能器的旋转轴呈一定角度。斜齿轮的实施形式可以特别简单地制造。
套筒、推动元件和外缸体的相对驱动轴的同轴布局实现了调节装置、进而换能器特别简单和紧凑的构造,由此既可以降低设计耗费又可以降低磨损风险。
在调节装置的第二备选构造的优选变型中,外缸体与驱动轴抗扭地相连并且在驱动轴转动时连带推动元件和套筒一起运动。这种实施形式尤其适用于泵轮叶的调节,因为套筒、推动元件和外缸体如泵轮一样以相同的转速旋转,通过设置套筒和外缸体之间的角度位置可以确定调节轮叶的位置。因为套筒、推动元件和外缸体跟随驱动轴一起转动,则由于推动元件的叠加的平动/转动位移导致在套筒和外缸体之间的沿驱动轴的周向的相对运动仅在调节过程中出现。在调节过程之前和之后,在驱动轴、套筒、推动元件和外缸体之间不发生相对运动,因此前述元件共同构成旋转的单元。
在调节装置的备选构造的另外的变型中,套筒和外缸体构成两个沿驱动轴的轴向设置的压力腔,所述压力腔通过推动元件相互隔开并且这样被分别施加压力,使得推动元件能沿着驱动轴的轴向位移。
推动元件的致动以液压方式进行、尤其在推动元件的两个轴向上以液压方式进行。因此避免了机械的调节环节,例如复位弹簧。推动元件的复位或通常的位置改变以液压方式进行。通过两个压力腔可以实施推动元件的轴向位移,并且因而在驱动轴的周向上相关联地实施在套筒和外缸体之间沿两个圆周方向的相对运动。这种实施形式的另外的优点在于调节轮叶的无级的可调节性。
通过在压力腔中设置合适的压力,推动元件的轴向位置和进而在套筒和外缸体之间的角度位置和进而调节轮叶的期望的迎角在换能器的运行中可以被保持。
推动元件总体上可以设计为可轴向移动的环形泵,其冲程沿驱动轴的轴向作用。
在调节装置的第二备选构造的另外的优选变型中,外缸体或套筒具有耦连元件,其与推动元件这样连接,使得通过推动元件的轴向运动能够将调节力或调节力矩导入套筒中。因此可以提供简单和耐磨的实施形式,借助推动元件液压产生的轴向运动可将调节力或调节力矩导入套筒中,因此套筒相对驱动轴旋转。
耦连元件优选包含外缸体的内螺纹,其与推动元件的内螺纹啮合。由此实现推动元件相对外缸体的平动位移,其中,推动元件通过外缸体的内螺纹旋转。所述内螺纹可以理解为螺母螺纹。
外缸体的由驱动轴产生的旋转运动通过螺纹传递到推动元件上,因此推动元件随着外缸体运动。其他的耦连元件可以考虑,其一方面实现外缸体的旋转运动向推动元件的传递并且另一方面实现推动元件叠加的平动/旋转运动。
备选地,耦连元件包含套筒的外螺纹,其与推动元件的内螺纹啮合。由此实现推动元件相对套筒的平动位移,其中套筒通过螺纹相对推动元件或驱动轴旋转。其他的连接元件可以考虑,借助所述其他的耦连元件使得套筒的旋转运动与推动元件的平动运动可以耦连。
此外推动元件具有齿部,其与套筒或外缸体的互补或者说相适配的齿部相啮合。
套筒的外齿部优选设计为直齿或斜齿。斜齿的实施形式导致了旋转角的升高,因为齿轮的螺距和螺纹的螺距被叠加。两种实施形式特别适用于外缸体的螺母螺纹。
这种互补的齿部通常包含单独的齿,其与套筒或外缸体固定连接并且嵌入推动元件的相应的引导槽中。推动元件的引导槽既传递驱动轴的旋转的驱动运动,也在调节过程中传递推动元件的相对的调节远东。因此单独的齿通过引导槽在推动元件的轴向位移中被引导并且同时在推动元件的每个位置中将调节力或调节力矩传递到套筒。取代单独的齿,所述齿部可以包含多个齿或者齿圈部段或完整的齿圈。所述齿部在处于啮合中的构件中(推动元件和套筒或外缸体)设计为互补的。
备选地可以在推动元件上设置单独的齿并且所述齿嵌入套筒或外缸体中的引导槽中。取代单独的齿,所述齿部可以具有多个齿,例如齿圈部段或完整的齿圈。所述齿部在处于啮合中的构件中(推动元件和套筒或外缸体)设计为互补的。
在直齿的实施形式中,引导槽平行于驱动轴的中心轴线延伸。在斜齿的实施形式中引导槽相应地适配。
外缸体可以构成圆柱形的壳体,推动元件和套筒设置其中。因此实现调节装置的特别紧凑的结构设计。
在此从驱动轴处观察,外缸体形成压力腔的外部限定结构。压力腔的内侧既可以通过驱动轴自身限定也可以通过套筒限定。在此两个压力腔分别构成径向对称的压力腔,其中压力腔相对驱动轴同轴地布置。两个压力腔通过可沿轴向位移的推动元件相互隔开,因此压力腔具有可变的容积。在此,推动元件分别构成两个径向对称的压力腔的端侧。两个压力腔的分别对置的端侧通过外缸体构成。
通过以不同的压力加载压力腔,推动元件沿驱动轴轴向在两个方向上被推动。推动元件的轴向位移通过外缸体和推动元件之间的耦连元件产生推动元件相对外缸体的附加的旋转运动。这种在驱动轴周向上的相对运动通过推动元件和套筒之间的啮合实现调节轮叶沿不同方向的调节。
推动元件和/或外缸体和/或套筒为了密封压力腔具有径向设置的密封元件。
此外在按照第二备选的实施形式的调节装置中,优选在外缸体中构成孔,所述孔为了加载压力与压力腔尤其在外直径的区域中接通。所述孔的在外缸体中的构成具有的优点在于,可以在驱动轴中构成输入通道,其与在外缸体中构成的孔流体连通。在压力腔的外直径的区域中的孔的连通具有的优点在于,由此实现压力腔的冲洗。可能黏附在外直径上的污物(在工作中积累在那)通过在外直径的区域中引入工作介质被消除或避免。
在驱动轴中的输入通道可以通过回旋接头构成。该回旋接头可以是液压套筒,其中构成与外缸体中的孔流体连接的通道。液压套筒与驱动轴抗扭地相连。
在一种特别有利的实施形式中,转向装置具有调节环,其与驱动轴同轴地布置并且与套筒抗扭地相连。该调节环与至少一个调节轮叶耦连用于传递调节力或调节力矩。调节环有助于换能器的紧凑的结构方式,因为其向调节装置一样相对驱动轴同轴地布置。通过调节环与套筒的抗扭的连接可以避免机械的耦连构件。反而为了调节调节轮叶所需的调节力矩直接从套筒导入调节环。在调节环和套筒之间抗扭的连接例如通过材料闭合的连接入焊接、或通过形状配合或力锁合的连接实现。
调节环与调节轮叶的耦连在另一种实施形式中这样进行,使得调节环具有至少一个凸轮或至少一个联动件,其尤其与径向设置的杠杆元件和/或曲柄机构配合作用。杠杆元件和/或曲柄机构与调节轮叶耦连。调节轮叶通过曲柄机构的控制是已知的,因此相关内容引用已述的结构设计。在调节环上的凸轮或联动件的构造相对现有技术的优点在于,对于向曲柄机构导入力不需要单独的机械构件。反而,曲柄机构直接通过联动件操作。优选曲柄机构构成径向设置的杠杆元件,其将调节环的旋转运动转换成叠加的平动/旋转运动。通过杠杆元件与调节轮叶的耦连可以以已知的方式实现调节运动。
在备选的实施形式中,调节环具有外齿部,其与调节轮叶的销子啮合。销子平行于调节环的中心轴线。这种实施形式的优点在于,调节环的旋转运动直接转化成调节轮叶的旋转运动。因此机械的构件的数量被进一步降低。
调节轮叶在所有实施形式包含转动轮叶或具有至少一个转动部段的多节轮叶。转动轮叶和多节轮叶是已知的,其中转动轮叶意味着一体式调节轮叶,其作为整体可被调节。在多节轮叶中一个轮叶部段固定。至少一个另外的轮叶部段是可转动的。用于可转动的轮叶部段的驱动通过调节装置实现。
优选的实施形式(其中设置用于检测套筒和外缸体之间的角度位置的传感器)特别适用消耗功率被调节的系统。为此从传感器触发的角度信号被使用。
按照第二备选的构造的调节装置具有对中布置的可轴向移动的推动元件、套筒和外缸体。所述套筒至少与换能器的调节轮叶相连用于传递调节力或调节力矩,尤其通过转向装置。为了调节轮叶的调节运动,套筒通过推动元件相对外缸体的轴向运动可以沿驱动轴的周向旋转。对于这种调节装置的另外的优点可以引用与液力换能器相关的实施形式。
以下结合附图阐述按照本发明的解决方案。在附图中详细示出:
图1示范性示出具有同步换能器的功率传输装置的第一基础实施形式;
图2示范性示出具有逆向换能器的功率传输装置的第一基础实施形式;
图3示出可能的调节形式的概览;
图4a和4b以示意简化图示出调节力的引入的可行方案;
图5a和5b借助换能器的不同视图示范性示出作为旋转叶片调节器的泵轮调节器的可行方案;
图6a和6b借助换能器的不同视图示范性示出具有轴向引入调节力的泵轮调节器的可行方案。
图1和2以示意简化的视图示出按照本发明实施的功率传输装置1(按照第一和第二基础实施形式以有利的造型具有泵轮轮叶的可调节性),其用于从与驱动器31至少间接相连的输入轴E向与待驱动的设备、尤其是做功机器32至少间接相连的输出轴A传递力。“至少间接”在此表示要么直接地要么通过另外的中间布置的部件,其中用于转速/扭矩变换的设备也考虑在内。
功率传输装置1包含液力的转速/扭矩换能器(以下简称为液力换能器2)和叠加变速器3,所述叠加变速器包含至少一个、在所示实施形式中恰一个行星齿轮变速器4,其具有至少一个齿圈5、太阳轮6和支承行星齿轮7的托架8。行星齿轮7可转动地支承在托架8上。液力换能器2包含至少一个泵轮9、涡轮10和导轮11。同样也可以考虑其他实施方式。
按照第一基础实施形式的换能器2设计为单相的液力换能器或者同步换能器,也就是说泵轮9和涡轮10同向旋转。还可以考虑一级的和多级的实施形式。在此,在多级的实施形式中,换能器2的由泵轮9或涡轮10构成的各个单独的主环节由多个叶片环形成,在所述叶片环之间设置主环节或另外的主环节的叶片环。
在图1所示的实施形式中,泵轮9示范性地至少间接地与行星齿轮变速器4的齿圈5抗扭地耦连,而涡轮10通过反向级、尤其中间轮30与托架8相连。液力的换能器2和行星齿轮变速器4相互同轴地布置。
泵轮9具有轮叶组12。轮叶组由多个轮叶构成。按照本发明,轮叶组12具有至少一个或多个调节轮叶13和/或至少一个、优选多个多节轮叶(其具有至少一个可调节轮叶段14)。轮叶13和/或轮叶段14的调节可以不同地进行。为此,优选为液力换能器2配置调节装置15。调节装置在此仅示意地显示并且在其功能方式方面与可调节的调节轮叶13或者轮叶段14相连。在具体的设计方案方面存在大量的可能性。
图2示出按照本发明设计的功率传输装置1的第二基础实施形式,其中换能器2设计为逆向换能器16。其除了换能器2还包含叠加变速器3,其包含至少一个行星齿轮变速器4,在此正好是一个行星齿轮变速器4。液力的换能器2和叠加变速器3在此也设置在输入轴E(其与驱动机器至少间接地相连)和输出轴A(其与做功机器至少相连)之间。行星齿轮变速器4与图1的实施形式相似地包含至少一个齿圈5、太阳轮6、行星齿轮7和支承它的行星轮支架或者说托架8。逆向换能器16的特征在于,泵轮9和涡轮10相反地旋转。在此,涡轮10在轴向上设置在泵轮9的旁边。也可以考虑具有径向布局的实施形式。此外,换能器2包含至少一个导轮11。导轮11优选固定地、但是也可以可转动地支承。
与行星齿轮变速器4的连接在此这样进行,液力换能器2的泵轮9与行星齿轮变速器4的拖架8和输入轴E相连,而涡轮10与行星齿轮变速器的太阳轮6至少间接地、优选直接地耦连。在此泵轮9的轮叶组12包含至少一个、优选多个调节轮叶13或可调节轮叶段14。为此,为泵轮9的轮叶组12配置至少一个调节装置15,用于调节至少一个或多个轮叶和/或单独的轮叶区域。
在作为逆向换能器16的实施形式中,调节装置15优选设置在由轮叶9、10、11构成的工作腔外部并且沿轴向观察在泵轮9旁边。在按照图1和2构成的调节装置15方面存在多个可行方案。其可以以不同的方式方法实施并且在多个子功能的转化方面有所区别,子功能包含调节力的产生方式、调节力的引入方向、单独的调节轮叶或可调节的轮叶段和轮叶控制的方式。这些可行方案例如在图3的图表中示出。在此在控制方式方面区分为中央控制(也就是对所有调节轮叶和/或可调节轮叶段的调节)或调节轮叶和/或可调节轮叶段的单独控制或组控制。
原理上可以区分为两种基础形式,即用于调节单独的轮叶区域或轮叶部分或者调节全部轮叶。图3示出的调节方式用于泵叶轮。其也适用于在涡轮上的轮叶区域/调节轮叶的可能设置的调节。
第一基础形式在于,单独的调节轮叶13和/或单独的可调节轮叶区域14构造为旋转轮叶。也就是说,通过围绕配属单独的调节轮叶13或相应的轮叶部段的转动轴RS的旋转进行轮叶调节。该旋转轴可以相对轮叶的中心轴对中地或偏心地布置。
按照第一种基础形式的另外实施形式在于,至少一个单独的轮叶具有可变形的区域。
第二基础形式在于,单独的调节轮叶13或轮叶段14的轴向可移动性,也就是说单个轮叶的作用区域在工作循环之外的可移动性,优选平行于泵轮9的旋转轴R。
按照第二基础形式的在此未示出的另外的实施形式在于,至少一部分轮叶沿轴向设计得比其他轮叶更长,或者所有轮叶的特征在于延长的实施形式,因此在沿轴向位移时其他形状的区域到达迎流区域中。
单独的调节装置15根据其共性组合成组,其中每个组特征在于调节力的引入、尤其调节力引入的方向和产生调节力的形式和单独的轮叶的控制。这些单独的组在图3的表格式清单示出。其可以包含多个单独的与这些组关联的变型。
调节装置15包含调节驱动器17,其通过传导机构19与调节轮叶13和/或可调节的轮叶段14相连。
在产生调节力F方面存在多个可行方案。它们可以按照以下所述的组的一种可行方案或它们的组合的可行方案实现:
-机械式
-液压式
-气动式
-电动式
在所有的实施形式中,泵轮9在轮叶空间中的位置是固定的。然而一个或多个轮叶或轮叶区域的可调节性是可变的。
在换能器2设计为逆向换能器16时,轴端在驱动侧是可触及的并且在从动侧仅视条件而定。
图4a和4b以简化的示意图示出作为旋转轮叶的轮叶13的实施形式,所述轮叶可转动地支承在容纳轮叶的壳体中,并示出引入调节力F的两种可行方案。
图4a示出调节力F的轴向引入,也就是平行于泵轮9的旋转轴R的方向。调节力F通过调节装置15的至少一个传导机构19(用于实现力的方向改变)传递到轮叶13上。传导机构17在此直接地或通过另外的中间设置的元件要么与表示轮叶13的转动轴RS的构件、要么与相对该旋转轴偏心的、用于产生围绕转动轴RS的力矩的轮叶区域相连。
图4b相对地示意简化地示出调节力F的旋转的引入,也就是沿围绕泵轮9的旋转轴R的圆周方向。
图5和6示出可能的用于旋转轮叶的调节装置15的有利的设计形式,其中泵轮9的轮叶组的所有轮叶以相同的方式调节。与调节装置15耦连的所有调节轮叶的调节围绕相同的旋转角同时进行。
泵轮9的轮叶组12的单个轮叶13为此围绕转动轴RS可转动地支承。转动轴RS可以相对轮叶在泵轮9的径向的内直径和外直径之间的延伸对中地或偏心地布置。
在此,单独的轮叶利用位于该理论上的轴RS上的轴或销子抗扭地支承在泵轮壳体上。按照图5a的调节驱动器17由环形泵构成。环形泵具有环形元件20和21,它们分别与泵轮9的旋转轴R同轴地布置,其中第一环元件21与至少一个调节轮叶13和/或至少一个可调节的轮叶部段14相连,用于通过传导机构19传递调节力或调节力矩,并且第一环形元件21相对第二环形元件在驱动轴的周向上可转动。第一和第二环形元件20、21构成至少两个在驱动轴的圆周方向上布置的压力腔22,为了第一和第二环形元件20、21之间的相对转动,能够分别向所述压力腔被施加压力。
传导机构19具有调节环23,其与驱动轴18或输入轴E同轴地布置并且与第一环形元件抗扭地相连,其中调节环23与至少一个调节轮叶13耦连用于传递调节力或调节力矩,并且调节环23具有至少一个凸轮,其与曲柄机构、尤其径向布置的杠杆元件24配合作用,其中曲柄机构与调节轮叶13耦连。
在图5b中示出两个已安装的环形元件20、21的横截面,由此可以看到环形空间以及设置在所述环形空间中的组装件。两个环形元件分别具有径向布置的叶片,所述叶片通过在第一和第二环形元件之间的相对旋转发挥旋转叶片的作用。在两个环形元件20、21的叶片之间构成压力腔22、26,所述压力腔的容积可以通过调节各个叶片改变。通过环形元件20、21相互的形态可以调节旋转轮叶的角位置的形态。
图6a相应地在轴向截面中示出在传导机构19中轴向的调节力引入的实施形式。调节驱动器包含至少一个沿轴向可移动的调节活塞28,所述调节活塞相对泵轮9的旋转轴R同轴地或偏心地布置,其中调节活塞28与至少一个调节轮叶13和/或至少一个可调节的轮叶段14相连用于通过传导机构19传递调节力或调节力矩,并且相对泵轮9沿轴向可移动。传动机构包含调节环23,所述调节环通过螺纹与调节活塞28的螺纹啮合,其中调节活塞28的轴向运动被转换为调节环23的旋转运动。调节环23在背离调节活塞28的端部区域中与调节轮叶13、尤其表示转动轴RS并且支承调节轮叶13的元件、例如曲柄机构49相连。
图6示范示出的换能器具体是具有泵轮9、涡轮10和导轮11的逆向换能器。在所示的逆向换能器中,泵轮9和涡轮10反向旋转。导轮11与导轮壳体29固定连接(单相换能器)。导轮11在按照图6a的实施例中构成逆转导轮,所述逆向导轮设置在泵轮9和涡轮10之间。以下对调节的描述一律适用于液力的换能器,也就是也可以用在多相逆向换能器或同步换能器中,其中泵轮9和涡轮10同向地旋转。还可以考虑的是,这种可调节性的形式用在多相的液力换能器中,其中单级或多级的构造形式同样是可行的。
图6a中所示的换能器2具体地具有工作腔,工作介质能穿流过所述工作腔。换能器2具有泵轮9,其与驱动轴18或输入轴E相连,以及涡轮10,其与输出轴(未示出)相连。涡轮10相对驱动轴18可转动地支承。在按照图6a的实施例中,导轮壳体29与导轮11位置固定地布置。导轮壳体29连同涡轮10的壳体以及连同泵轮9的壳体共同构成壳状封闭的工作腔,在工作时在所述工作腔中构成流动循环。
泵轮9与驱动轴8抗扭地相连。为此在驱动轴18上构成轴肩,泵轮9在此示范性地沿轴向与驱动轴螺栓连接。其他的轴-轮毂连接是可行的。
泵轮9具有至少一个调节轮叶13。泵轮9的其他泵叶轮同样可以相应地设计为调节叶轮13。备选地其余泵叶轮设计为刚性的。调节叶轮13配有调节装置15,其在换能器2运行时与泵轮9一起旋转。调节装置15具有转向装置33以及对应调节活塞的套筒28,推动元件34和外缸体35。转向装置33将套筒28、推动元件34和外缸体35与调节轮叶13耦连。套筒28、推动元件34和外缸体35分别与驱动轴18同轴地布置。套筒28、推动元件34和外缸体35对中地布置(也参照图6b)。
套筒28相对外缸体35或驱动轴18能够在驱动轴18的周向上旋转。通过套筒28的旋转运动使转向装置33被操作,所述转向装置将套筒28的旋转运动传递到调节轮叶13上并且改变调节轮叶13的迎角。
具体地在按照图6a的实施例中,外缸体35设置在外部并且与驱动轴18抗扭地相连。这例如通过外缸体34与驱动轴18的轴肩的轴向螺栓连接实现。外缸体35与驱动轴18一起转动。可转动地支承的外缸体35构成圆柱形的壳体,其包围推动元件34和套筒28。换句话说,推动元件34和套筒28设置在外缸体35的壳体内。为此,外缸体35具有沿轴向位于外侧的第一端壁36,所述第一端壁直接配合在驱动轴18上并且如前所述地与轴肩螺栓连接。此外,外缸体35具有沿轴向设置在内侧的第二端壁37,所述第二端壁沿轴向限定该壳体。该壳体具有外环38,外环在径向上限定壳体并且设置在两个端壁36、37之间。相对外环38的对应件构成套筒28的内环。如图6a可见,两个端壁36、37这样包围外环38和内环,使得在外缸体35和套筒28之间构成两个环形腔41、42。环形腔41、42沿轴向并排布置并且通过推动元件34压力密封地相互隔开。环形腔41、42用作调节室。第一端壁36构成相对驱动轴18的外圆周的密封面。
在图6b中示出套筒28、推动元件34和外缸体35的横截面,由此可以见到调节腔以及设置在该调节腔中的装入件。外缸体35具有内螺纹40,其设置在外缸体35的内圆周上。具体而言内螺纹40构成螺母螺纹,其与外缸体35螺栓连接。内螺纹40与滑动元件34的相应的外螺纹43啮合。
套筒28具有外齿部44,其啮合到推动元件34的相应的内齿部45中。
借助这种布局,通过推动元件34的叠加的平动/旋转运动实现在外缸体35和套筒28之间的相对转动。
在外缸体35的第一端壁36和第二端壁37之间构成压力腔41、42,它们通过推动元件34相互分开。压力腔41、42的体积通过调节推动元件34而改变。换句话说,推动元件34在轴向上的间距通过推动元件34的滑移而改变。
外缸体35的第一端壁36、外缸体35、套筒28、驱动轴18和推动元件34共同限定出第一压力腔41。为此外缸体35的第一端壁36密封地贴靠在驱动轴18上和外缸体35的外环38上。同样也以相应的方式适用于推动元件34,所述推动元件密封地贴靠在外缸体35上和套筒28上。为此设置密封元件46。总体上由此构成闭合的压力腔41,所述压力腔在轴向上被第一端壁36和推动元件34限定并且在径向上被外缸体35的外环38和驱动轴18或内环39限定。
在驱动轴18的轴向上构成另外的压力腔42,其以相应方式被第二端壁37、外缸体35、套筒28和推动元件34限定并且通过密封元件46密封。换句话说,在外缸体35的第一端壁36和第二端壁37之间设置推动元件34,因此在推动元件34的两侧分别构成压力腔41、42。
为了产生推动元件34在轴向上沿驱动轴18在压力缸35的第一端壁36和第二端壁37之间的移动,分别对压力腔41、42施加压力。通过推动元件34的轴向位移,同时由于在外缸体35和推动元件34之间的螺纹连接产生叠加的旋转运动,所述旋转运动作用使得套筒28在驱动轴18的圆周方向上的相对转动。
在按照图6b的实施例中以液压方式产生压力。在图6b所示的工作状态中,在第一压力腔41中产生比在第二压力腔42中更低的压力,因此推动元件和套筒28顺时针旋转。通过改变两个压力腔41、42之间的压力关系,套筒28可以逆时针地调节。
此外在按照图6b的详细视图中还可以看到调节装置15的其他细节。因此例如由图6b可知,在外缸体35上构成孔47,所述孔作为压力通道用于输入液压液体。具体而言压力通道在外缸体35中构成并且穿过第一端壁36径向向外延伸。孔47在压力腔41、42的外直径的区域中连通到各个压力腔41、42。由此液压液体通过外缸体35径向向内地压入压力腔41、42中。在此实现冲刷效果,借助该冲刷效果可以很大程度上阻止污染物在外环38上的积累。
将外缸体35的孔47与输入设备(未示出)相连的输入通道直接地在驱动轴18或在配属于驱动轴18的构件上例如通过回转接头构成。具体而言在外缸体35和驱动轴18之间设置液压套筒48,在所述液压套筒中构成用于给压力腔41、42供给液压液体的输入通道。在外缸体35和液压套筒48之间的连接例如是力锁合的。
为了将套筒28的旋转运动传递给调节轮叶13,设置以下描述的转向装置33。转向装置33与套筒28抗扭地相连。由此可以将扭矩导入转向装置33中,扭矩被传递到调节轮叶13上。通过转向装置33的传递可以通过叠加的平动/转动运动或者通过仅仅旋转运动实现。通过套筒28导入的扭矩使得调节轮叶13处于旋转运动中,由此调节轮叶13的迎角被改变。
具体而言转向装置33为此具有同轴布置的调节环23。调节环23安置在驱动轴18的外直径上并且相对其可转动。在轴向上,调节环23例如支承在泵轮9的壳体上。在此,调节环23与套筒28抗扭地相连。这种连接例如材料接合地(焊接连接)或形状配合或力锁合地实现。还可以考虑一体式构造。所述连接的效果在于,调节环23在套筒28旋转时跟随运动。调节环23在轴向内侧布置的端部上具有联动件,所述联动件与曲柄机构49配合作用。曲柄机构49与调节轮叶13耦连。具体而言在曲柄机构49的下端部固定销钉50。销钉50的旋转轴线平行于驱动轴18的中心轴线延伸。曲柄机构49的上端部作用在调节轮叶13上、具体是作用在调节轮叶13的偏心布置的销子上,所述销子从泵轮9的壳体轴向向外突出。
该联动件与销钉构成铰接,用于使曲柄机构49旋转。该旋转运动在驱动轴18的周向上进行。该联动件作用滑动轴承,销钉可转动地设置在所述滑动轴承中。由调节环23导入的调节扭矩通过销钉(其支承在调节环23的联动件中)传递到曲柄机构49。曲柄机构49将调节环的旋转运动转化成曲柄机构49的叠加的平动/旋转运动,其引发调节轮叶13的倾斜运动,因此可以调节调节轮叶13的期望的迎角。
套筒28的旋转运动向调节轮叶13的备选的传递可以通过外齿部进行,所述外齿部在调节环23的轴向内端部上构成。具体而言,调节环23的轴向内端部可以构成齿轮或齿轮部段,其与调节轮叶13的销子的相应的外齿部啮合。该销子平行于调节环23的中心轴线延伸。调节环23与调节轮叶13的其他的机械连接是可能的。调节轮叶13同样可以构成旋转轮叶,如图6a所示,所述旋转轮叶作为整体被旋转。备选地,轮叶13可以是多节轮叶13,其具有至少一个可调节的旋转部段。
如图6a所示,换能器具有用于检测套筒28和外缸体35之间的角度位置的传感器51。传感器51实现了泵轮的消耗功率的调节。
总之按照图1的换能器如下发挥作用:
为了调节泵轮9的轮叶组,调节装置15被操作。为此压力腔41、42被施加不同的压力,因此推动元件34在轴向上沿驱动轴18移动并且通过内螺纹40转动。因为推动元件34与套筒28啮合,套筒28相对外缸体35在周向上以机械方式旋转或(当推动元件34的操作被兼顾时)间接地以液压方式旋转。通过套筒28的旋转则调节环23沿周向转动,由此曲柄机构49被操作。曲柄机构49将调节环23的转动转化成叠加的平动/转动运动,该运动引发调节轮叶13的倾斜运动,因此调节轮叶13的期望的迎角被调节。调节轮叶13的位置通过压力腔41、42之间的压力关系保持。
在推动元件和套筒之间以及推动元件和外缸体之间的齿部优选设计为斜齿部,用于在旋转时叠加其作用方式。
在附图中描述的轮叶调节的可能性被用于泵轮。这也可以被用于涡轮。
附图标记清单
1功率传输装置
2液力的转速/扭矩转换器
3叠加变速器
4行星齿轮变速器
5齿圈
6太阳轮
7行星齿轮
8托架、行星架
9泵轮(换能器)
10涡轮(换能器)
11导轮
12轮叶组
13调节轮叶
14轮叶部段
15调节装置
16逆向换能器
17调节驱动器
19传导机构
20环元件
21环元件
22压力腔
23调节环
26压力腔
24杠杆元件
28调节活塞
29导轮壳体
30中间轮
31驱动设备
32做功机器
33转向装置
34推动元件
35外缸体
36第一端壁
37第二端壁
38外环
39内环
40内螺纹
41环形腔
42环形腔
43外螺纹
44外齿部
45内齿部
46密封元件
47孔
48液压套筒
49曲柄机构
50销钉
51传感器
A输出轴
E输入轴
F调节力
RS转动轴
R旋转轴

Claims (27)

1.一种用于从与驱动设备、尤其具有恒定转速的驱动设备(31)至少间接相连的输入轴(E)向与做功机器(32)、尤其具有可变转速的做功机器至少间接相连的输出轴(A)传递力、尤其传输功率的装置(1),尤其一种功率传输装置,具有:
-液力的换能器(2),其包含至少一个分别具有轮叶组的泵轮(9)、涡轮(10)和导轮(11),泵轮、涡轮和导轮构成能够被工作介质填充的工作腔;
-包含至少一个行星齿轮变速器的叠加变速器(3),该叠加变速器包含作为行星齿轮变速器(4)的元件的多个元件:齿圈(5)、太阳轮(6)以及具有多个行星齿轮(7)的行星架(8),其中泵轮(9)和/或输入轴(11)与行星齿轮变速器(4)的第一元件耦连,行星齿轮变速器(4)的第二元件至少间接地与至少一个涡轮(10)耦连并且输出轴(A)与行星齿轮变速器(4)的第三元件相连;
其特征在于,泵轮(9)和/或涡轮(10)的轮叶组(12)包含至少一个能够通过调节装置(15)操作的调节轮叶(13)和/或至少一个具有至少一个可调节轮叶段(14)的多节轮叶。
2.按照权利要求1所述的功率传输装置(1),其特征在于,叠加变速器(3)包含正好一个行星齿轮变速器(4)。
3.按照权利要求1或2所述的功率传输装置(1),其特征在于,液力的换能器(2)设计为同步换能器。
4.按照权利要求1或2所述的功率传输装置(1),其特征在于,液力的换能器(2)设计为逆向换能器。
5.按照权利要求1至4之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,行星齿轮变速器(4)的第一元件由齿圈(5)构成,行星齿轮变速器的第二元件由行星架(8)构成并且行星齿轮变速器的第三元件由太阳轮(6)构成,并且,该涡轮(10)要么直接地要么通过反向传动机构与行星架(8)相连。
6.按照权利要求1至4之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,行星齿轮变速器(4)的第一元件由齿圈(5)构成,行星齿轮变速器的第二元件由太阳轮(6)构成并且行星齿轮变速器的第三元件由行星架(8)构成。
7.按照权利要求1至4之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,行星齿轮变速器(4)的第一元件由太阳轮(6)构成,行星齿轮变速器(4)的第二元件由齿圈(5)构成并且行星齿轮变速器的第三元件由行星架(8)构成。
8.按照权利要求1至4之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,行星齿轮变速器(4)的第一元件由太阳轮(6)构成,行星齿轮变速器的第二元件由行星架(8)构成并且行星齿轮变速器的第三元件由齿圈(5)构成。
9.按照权利要求1至4之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,行星齿轮变速器的第一元件由行星架(8)构成,行星齿轮变速器的第二元件由齿圈(5)构成并且行星齿轮变速器的第三元件由太阳轮(6)构成。
10.按照权利要求1至4之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,行星齿轮变速器(4)的第一元件由行星架(8)构成,行星齿轮变速器的第二元件由太阳轮(6)构成并且行星齿轮变速器的第三元件由齿圈(5)构成。
11.按照权利要求10所述的功率传输装置(1),其特征在于,涡轮(10)通过空心轴与太阳轮(6)相连并且通过空心轴延伸的输入轴(E)在行星齿轮变速器(4)背离液力的换能器(2)的侧面上与行星架(8)相连。
12.按照权利要求10或11所述的功率传输装置(1),其特征在于,齿圈(5)在行星齿轮变速器(4)的背离液力换能器(2)的侧面上至少间接地与输出轴(A)相连。
13.按照权利要求1至12之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,泵轮(9)和/或涡轮(10)包含叶轮壳体,并且至少一个调节轮叶(13)和/或多节轮叶的至少一个可调节轮叶段(14)平行于叶轮的转动轴(R)可沿轴向移动地支承在叶轮壳体中。
14.按照权利要求1至12之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,泵轮(9)和/或涡轮(10)包含叶轮壳体,并且至少一个调节轮叶(13)和/或多节轮叶的至少一个可调节轮叶段(14)能够围绕理论轴线转动地支承在叶轮壳体中。
15.按照权利要求14所述的功率传输装置(1),其特征在于,调节装置(15)设置在工作腔外部并且沿轴向设置在叶轮、尤其泵轮(9)或涡轮(10)的旁边。
16.按照权利要求1至15之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,调节装置(15)这样实施和布置,按照以下可行方案之一调节多个调节轮叶(13)和/或可调节的轮叶段(14):
-单独地
-成组地
-所有共同地。
17.按照权利要求1至16之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,调节装置(15)包含调节驱动器(17),该调节驱动器通过传导机构(19)与调节轮叶(13)和/或多节轮叶的至少一个可调节轮叶段(14)相连,其中通过调节驱动器(17)施加的调节力(F)按照以下可行方案之一或以下可行方式的组合导入传导机构中:
-沿参照泵轮(9)和/或涡轮(10)的旋转轴(R)的轴向;
-沿围绕泵轮(9)和/或涡轮(10)的旋转轴(R)的周向。
18.按照权利要求17所述的功率传输装置(1),其特征在于,调节驱动器(17)设计为以下一种调节驱动器或以下所述调节驱动器的组的组合:
-机械式调节驱动器
-液压式调节驱动器
-气压式调节驱动器
-电动式调节驱动器。
19.按照权利要求17或18所述的功率传输装置(1),其特征在于,单独的调节驱动器(17)具有环元件(20,21),所述环元件分别与泵轮(9)或涡轮(10)的旋转轴(R)同轴地布置,其中第一环元件(20)与至少一个调节轮叶(13)和/或至少一个可调节的轮叶段(14)通过传导机构(19)相连用于传递调节力或调节力矩,并且第一环元件(20)能够相对第二环元件(21)沿输入轴(E)的周向旋转。
20.按照权利要求19所述的功率传输装置(1),其特征在于,第一和第二环元件(20,21)构成至少两个沿输入轴(E)的周向布置的压力腔(22,26),为了第一和第二环元件(20,21)之间的相对转动,能够分别向所述压力腔施加压力。
21.按照权利要求17至20之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,传导机构(19)具有调节环(23),调节环与输入轴(E)同轴地布置并且与第一环元件(20)抗扭地相连,其中调节环(23)与至少一个调节轮叶(13)耦连用于传递调节力(F)或调节力矩,并且调节环(23)按照以下所述的可行方案之一构成:
-调节环(23)具有至少一个凸轮,该凸轮与曲柄机构、尤其径向布置的杠杆元件配合作用,其中曲柄机构与调节轮叶(13)耦连,
-调节环(23)具有外齿部,该外齿部与调节轮叶(13)的销子的外齿部啮合,该销子平行于调节环(23)的中心轴线延伸。
22.按照权利要求17或18所述的功率传输装置(1),其特征在于,调节驱动器(17)具有至少一个沿轴向可移动的调节活塞(28),该调节活塞相对泵轮的旋转轴(R)同轴地或偏心地布置,其中,调节活塞(28)与至少一个调节轮叶(13)和/或至少一个可调节的轮叶段(14)耦连用于通过传导机构(19)传递调节力(F)或调节力矩,并且调节活塞沿轴向能够相对泵轮(10)位移。
23.按照权利要求22所述的功率传输装置(1),其特征在于,传导机构(19)包含转向装置,用于将调节活塞(28)的轴向运动偏转为调节轮叶(13)和/或可调节的轮叶段(14)的围绕转轴的旋转运动。
24.按照权利要求23所述的功率传输装置(1),其特征在于,传导机构(19)包含调节环(23),该调节环通过螺纹与调节活塞(28)的螺纹啮合,其中调节活塞(28)的轴向运动转换成调节环上的旋转运动,并且调节环在背离调节活塞的端部区域与调节轮叶、尤其表示旋转轴的并且支承调节轮叶的元件相耦连。
25.按照权利要求1至24之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,驱动设备(31)设计为电动机。
26.按照权利要求1至25之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,做功机器(32)设计为用于流体的传送设备、尤其压缩机、泵或叶轮泵。
27.按照权利要求1至26之一所述的功率传输装置(1),其特征在于,导轮包含至少一个能够通过调节装置操作的调节轮叶和/或至少一个带有至少一个可调节的轮叶段的多节轮叶。
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