CN106574705A - 功率传递设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种功率传递设备，具体带有权利要求1的技术特征。本发明的特征在于，液力转速/转矩转换器和液力耦合器相互偏心、尤其相互平行地布置，并且在构成两个功率支线的情况下通过布置在壳体中的分动器能够分别与功率传递设备的输入部相连。

Description

功率传递设备
本发明涉及一种功率传递设备，其具体地具有权利要求1的前序部分的技术特征。所述功率传递设备尤其适用于从与具有恒定转速的驱动机组至少间接相连的输入轴至与具有可变转速的做功机器至少间接相连的输出轴的力传递。本发明还涉及一种转速可变的做功机器的驱动链(或驱动系或动力总成)，尤其是泵驱动装置，其包括至少一个呈涡轮机的驱动机组、尤其经过功率传递设备通向做功机器的蒸汽轮机。
这种类型的功率传递设备在现有技术中以大量的实施方式已知。在此被划分为具有可调节的液力耦合器的第一实施方式与具有机械液力功率支线的第二实施方式。具有代表性地在第二实施方式方面引用文献DE34 41 877 A1和文献DE 10 2008 034 607。这两个文件公开了用于驱动转速可变的做功机器的功率传递设备，所述功率传递设备由液力支线和带有行星齿轮系的变速器组成。液力功率支线通过液力转换器实现，并且能够通过转换器调节其转速。液力功率支线与机械式传递的功率支线重新在行星齿轮系中合并，并这样以期望的转速驱动做功机器，尽管驱动机组(所述驱动机组驱动力传递机组的输入轴)以恒定的转速运行。
为了实现在高惯性矩情况下的柔性起动和在低转速范围内的调节，已知多种实施方式，其中，此外还设置了具有开关耦合器的调节耦合器耦合器，其尤其能够应用在功率传递设备的起动范围内和总运行范围的部分范围内。这种类型的实施方式的特征在于液力耦合器和液力的转速/转矩转换器的共轴布置，其中，为了实现向输出部的传动而需要昂贵的回转接头。如果这种类型的功率传递设备应用在转速可变的做功机器的驱动链中，则根据具体地导入功率传递设备的输入轴的力矩和转速将各个液力部件基于其与输入轴的分别的直接连接而设置在配属于该输入轴的运行范围内。这种类型的用于转速可变的做功机器的驱动链尤其满足发电应用、例如用于通过蒸汽轮机驱动锅炉给水泵。所需的设置相应地受限于复杂且成本高昂的部件以及甚至部分受限于所述部件的相应尺寸，该尺寸又再次加重更高的结构空间要求。
因此本发明所要解决的技术问题在于，对上述类型的功率传递设备进行改进，从而提供基础配置方案，所述基础配置方案适合应用在使用目的多样的驱动链中，并且能够仅通过各个独立部件的配置布局而简单且成本低廉满足使用需求。在此，功率传递设备能够以可接受的费用和(甚至当输入转速较小时也具有的)很高的可用性、提供用于具有极高功率传递和高输入转速的使用目的。
根据本发明技术方案通过权利要求1、7和22的技术特征被表征。在从属权利要求中描述了有利的设计方式。
根据本发明的功率传递设备根据第一实施方式具有壳体、具有至少一个能与驱动机组相连的输入部和能与做功机器至少间接相连的输出部、具有两个布置在输入部与输出部之间的力流中的功率支线，其中，第一功率支线包括液力耦合器，所述液力耦合器包括一个泵叶轮和涡轮机叶轮，并且第二功率支线包括液力转速/转矩转换器，所述液力转速/转矩转换器包括至少一个泵叶轮、涡轮机和轮和导向轮，其中，两个功率支线能够通过叠加变速器与输出部相连，其特征在于，液力转速/转矩转换器和液力耦合器相互偏心地布置，并且在构成两个功率支线的情况下通过布置在壳体中的分动器能够分别与功率传递设备的输入部相连。
优选地，液力部件布置在相互平行布置的功率支线中。所述平行布置中不仅能够在一个水平的平面或垂直的平面中完成而且还能在沿水平和垂直方向相互错开的平面中的安装位置中完成。
根据本发明的液力部件的偏心布置的技术方案提供的优点在于，一方面，尤其在平行布置中可以舍弃昂贵的回转接头，另一方面，可以提供转速可调节的变速器和由此以沿轴向紧凑的构造方式提供功率传递设备。通过由平行布置决定的可能的可集成或累积的传动比，可以以相应的方式和方法改变和转换各个液力部件的驱动转速，因此一方面可以利用紧凑的小的液力单元，此外还可以以简单的方式和方法在现有的设备中加装功率传递设备，而无需设置额外的措施、尤其不必提供传动比。在此，可以根据分动器的设计以理想的方式和方法使功率传递设备与使用场合的要求相匹配。
根据沿轴向特别紧凑地构成的第一实施方式，液力部件沿轴向几乎无错位地相互平行地布置在两个不同的功率支线中。在此偏心率基本上确定功率传递设备沿轴向的结构尺寸。
在一种备选的设计方式中，液力部件沿轴向具有错位地布置。这样尤其有利的是，还能将附加的功能单元集成在各个功率支线中。这种附加部件例可以是：
a)在第二功率支线中具有不同转换特性的第二转换器。优点在于，第二转换器在第一转换器效率下降的转速范围内具有效率提升。
b)在第一功率支线中的液力耦合器的涡轮机叶轮与旋转传动机构之间的附加制动器。
然而还有的可能性在于，前述的附加部件沿轴向无错位地集成于设置在两个功率支线中的液力部件的布置中。
通常，功率传递通过液力耦合器和液力转换器在不同的运行区域中实现。尤其为了实现软启动和在总运行区域的部分区域中控制/调节第一功率支线中的传递，为此将液力耦合器实施为调节耦合器(Regelkupplung)。这能够以不同的方式和方法实现。在最简单的情况下，调节耦合器具有调节装置，所述调节装置包括用于影响工作介质数量的汲取管所述汲取管是可调整的。可调整性可以通过沿径向和/或轴向的方向分量完成。
其他的可能性在于主动控制工作循环中的工作介质输入和/或输出。
在第一实施方式的改进方式中，为了实现输入部与输出部之间的机械贯通传动的贯通传动(Durchtrieb)，设置了用于转接或桥接液力耦合器的装置。所述装置在最简单的情况下被实施为机械的桥接耦合器。用于转接的装置和液力耦合器至少能够并联。液力耦合器和可开关的耦合器的至少部分并联意味着，每个耦合器本身独立地而且不与其他耦合器相关地被操纵。力传递在此在至少一个运行状态下仅通过相应一个耦合器完成。还可以考虑的是，在其他运行状态下能够操作两个耦合器，其中，可开关的耦合器在该状态下桥接仍在被填充的液力耦合器，从而没有转矩通过该液力耦合器本身被传递，并且仍然实现输入部与输出部之间的机械贯通传动。
在一种特别有利的设计方式中，第一和第二功率支线没有其他附加的转速和/或转矩转换装置，也就是说仅设置一个液力耦合器和一个转换器。在此情况下，功率传递设备构造得特别短。
根据本发明构成的功率传递设备根据第二实施方式具有壳体、具有至少一个能与驱动机组相连的输入部和能与做功机器至少间接相连的输出部、具有布置在输入部与输出部之间的力流中的第一机械功率支线和另一个包括液力转速/转矩转换器的第二功率支线，所述第二功率支线包括至少一个泵叶轮、涡轮机叶轮和导向轮，其中，两个功率支线能够通过叠加变速器与输输出部相连，其特征在于，第一和第二功率支线相互平行地布置，并且能够通过布置在壳体中的分动器分别与功率传递设备的输入部相连，并且第一机械功率支线没有其他的转速和/或转矩转换装置，尤其构成为机械贯通传动装置(Durchtriebsanordnung)，并且第二功率支线不具有相对于液力转速/转矩转换器额外设置的转速和/或转矩转换装置。
机械贯通传动装置被理解为分动器的输出部与叠加变速器之间没有转速和/转矩转换可能性的情况下的直接耦连。在最简单的情况下，这涉及由一个或多个相互抗扭固定连接的轴组成的连接轴装置。
液力转换器和机械贯通传动的偏心布置的技术方案提供的优点在于，一方面，尤其在平行布置的情况下可以舍弃复杂的回转接头，并且另一方面，可以提供具有沿轴向紧凑构造的功率传递设备。通过由平行布置得到的可能的可集成的传动比，可以以相应的方式和方法改变和传递在各个功率支线中的驱动转速，并且由此可以更好地与具体的使用条件相匹配。
分动器包括至少一个输入部，所述输入部构成功率传递设备的输入部或至少间接地与功率传递设备的输入部抗扭固定地相连。分动器包括至少两个输出部，所述输出部相互偏心地布置，其中，第一输出部与第一功率支线、尤其用于第二实施方式的机械贯通传动装置或用于第一实施方式的液力耦合器的泵叶轮至少间接地相连，并且第二输出部与液力转速/转矩转换器的泵叶轮至少间接地相连。由此实现了向各个液力部件或各个功率支线的转矩传递。
针对分动器本身的具体设计方式，在液力部件以及叠加变速器的应用和构造方面存在多种可能性。
分动器的输入部可以相对于各个功率支线的输入部共轴或偏心地布置，其中，所述输入部由液力部件中的一个的泵叶轮或机械贯通传动布置的轴构成。共轴的布置提供的优点在于，功率支线直接被施加在转速可调节的传动装置的输入部上的力矩加载，相较而言，偏心布置允许将导致减缓或加速的传动比集成在各个功率支线中，由此能够更好地在部件理想设计的情况下与具体的使用场合相匹配。
根据第一设计方式，为此分动器可以设计具有针对第一和/或第二功率支线的导致减缓的传动比，相较而言根据第二设计方式，分动器设计具有针对第一和/或第二功率支线的导致加速的传动比。由此，基础结构可以在没有其他改变的情况下仅通过配置液力部件和分动器就以简单的方式和方法与不同的驱动链要求相匹配。
在一种有利的设计方式中，分动器包括至少一个圆柱齿轮系统(Stirnradsatz或称为正齿轮组)，其中，分动器的输出部与圆柱齿轮耦连或者由圆柱齿轮构成，从而沿相同的旋转方向驱动所述输出部。
在一种有利的设计方式中，分动器包括至少一个圆柱齿轮系统，所述分动器的输出部与圆柱齿轮耦连或者由圆柱齿轮构成，从而使沿不同的旋转方向驱动所述输出部。
尤其在液力转换器实施为反向转换器并且尤其叠加传动装置具有在输入部处不同的旋转方向的情况下，分动器包括具有两个或偶数个圆柱齿轮的圆柱齿轮系统，其中，分动器的第一输出部由第一圆柱齿轮构成，并且分动器的第二输出部由以逆向于第一圆柱齿轮的旋转方向驱动的第二圆柱齿轮或其他圆柱齿轮构成。相应地，在具有作为顺向转换器的液力转换器的功率传递装置中，分动器包括具有三个或奇数个圆柱齿轮的圆柱齿轮系统，其中，分动器的第一输出部由第一圆柱齿轮构成，并且分动器的第二输出部由以相对于第一圆柱齿轮相同的旋转方向驱动的第二圆柱齿轮或其他圆柱齿轮构成。
对于第一实施方式的功率传递设备来说，分动器包括优选至少一个输入部，所述输入部构成力传递设备的输入部或至少间接地与力传递设备的输入部抗扭固定地相连。分动器包括至少两个输出部，所述输出部相互偏心地布置，其中，第一输出部能与液力耦合器的泵叶轮至少间接地相连，并且第二输出部能与液力的转速/转矩转换器的泵叶轮至少间接地相连。由此实现了向各个液力部件和由此功率支线的转矩传递。
根据一种特别有利的改进方式，分动器的输入部和第一输出部相互共轴地布置，其中，优选地第一输出部与液力转速/转矩转换器耦连，所述转速/转矩转换器由此能够被加载以和输入部处相同的转速。液力耦合器则与相对于分动器的输入部偏心布置的输出部相连，其中，输入部与输出部之间的耦连优选通过导致减速的传动比实现。由此避免了在转接装置或在旋转传动机构的齿圈上过高的圆周速度。输入部和各个功率支线偏心布置的实施方式同样可以是可以考虑的。
然而根据应用场合的要求，导致加速的传动比也是可行的。
分动器本身的设计具有很多可能性。优选地，分动器设计成带有奇数个圆柱齿轮的圆柱齿轮系统，其中，力传递设备与分动器的输出部共轴地实施，并且分动器的输入部与和液力耦合器的泵叶轮相连的输出部之间的传动比设置为导致减缓的传动比。
在第一实施方式中使用的液力耦合器包括至少一个泵叶轮和涡轮机叶轮。所述泵叶轮与输入部至少间接地、优选直接地或通过其他的传递装置、在此为圆柱齿轮系统相连，相较而言，涡轮机叶轮与功率传递设备的输出部至少间接地相连、在此通过叠加变速器相连。液力转速/转矩转换器包括至少一个泵叶轮、涡轮机叶轮和至少一个导向轮。在此，泵叶轮能够与功率传递设备的输入部至少间接地相连，相较而言，涡轮机叶轮与输出部通过叠加变速器至少间接地相连。
作为在两个实施方式中使用的转换器类型，优选具有可调节的泵叶轮和/或涡轮机叶轮的通向转换器。在使用反向转换器的情况下，分动器可以减少至偶数的圆柱齿轮数，尤其具有两个圆柱齿轮的实施方式就足够了。
根据一种特别有利的设计方式，叠加变速器相对于两个功率支线之一共轴地、尤其在第一实施方式中相对于两个液力部件之一共轴地布置。优选地，根据第一实施方式相对于机械的贯通传动装置或液力耦合器共轴地、尤其相对于液力耦合器的涡轮机叶轮共轴地实现所述布置。与相对于液力耦合器偏心布置的液力转速/转矩转换器的耦连、尤其与涡轮机叶轮的耦连在最简单的情况下通过单级的圆柱齿轮级完成。其他的实施方式也是可以考虑的。
根据第二备选的设计方式可以考虑的是，叠加变速器相对于第二功率支线共轴地、尤其相对于液力的转速/转矩转换器共轴地布置。
各个布置可能性在此主要与叠加变速器的设计相关。所述叠加变速器在最简单的情况下包括仅仅一个行星齿轮系，所述行星齿轮系包括至少一个齿圈形式的第一元件、行星架形式的第二元件和太阳轮形式的第三元件，其中，太阳轮与功率传输设备的输出部耦连或构成功率传输设备的输出部。尤其在液力耦合器与齿圈耦连的情况下，第一变型方式是特别有利的，因为在此能够以简单的方式和方法实现与齿圈的耦连，而同时能够通过单级圆柱齿轮实现液力转速/转矩转换器在行星架上的连接。
在具有相对于液力转速/转矩转换器的共轴布置的备选的实施方式中，尽管在此同样实现行星架的单级连接，然而也可以利用齿圈仅通过一个相应的传动比实现驱动。
如果叠加变速器包括至少一个行星齿轮系，该行星齿轮系带有第一元件、第二元件和第三元件，所述第一元件与液力耦合器的涡轮机叶轮至少间接地相连，所述第二元件与液力的转速/转矩转换器的涡轮机叶轮至少间接地耦连，所述第三元件与转速可调节的变速器的输出部至少间接地相连或构成所述转速可调节的变速器的输出部，那么在一种特别有利的布置中，行星齿轮系的第一元件由行星齿轮系的齿圈构成，第二元件由行星齿轮系的行星架构成，并且第三元件由行星齿轮系的太阳轮构成。
在该改进方式的一种特别有利的设计方案中规定，在输入部与输出部之间的力流中在液力的转速/转矩转换器之后且叠加变速器之前布置制动装置。由此可以在叠加变速器设计成行星齿轮系的情况下实现对元件的支承。在第一实施方式中，当转接装置打开且转换器排空时，也即处于耦合器的调节区域中时，制动尤其是主动的。
在第一实施方式中所使用的制动装置可以不同类型地实施。所述制动装置发挥停机制动装置的功能。该停机制动装置通过有利的方式构成为液力的制动装置。所述制动装置包括转子和定子，所述转子能够与转换器的涡轮机叶轮耦连，所述定子支承在位置固定的构件、尤其壳体上。该实施方式允许无摩擦的制动，还允许使用与在转换器和/或液力耦合器中相同的工作介质供应系统。液力的制动装置此外还提供了较低结构尺寸的优点。
备选的实施方式在于制动装置构成为机械的制动装置、尤其盘式制动装置，例如盘式摩擦制动器。该制动装置的操作可以通过机械、液力、气动、电气或上述方式的组合方式实现。在液力操作时，将液力元件的工作介质作为压力介质使用。制动装置的其他实施方式也是可以考虑的。
在一种有利的扩展方式中优选作为对上述措施的补充，在叠加变速器与制动装置之间设置保险设备，所述保险设备包括用于锁止旋转的锁止装置。该锁止装置在最简单的情况下设计成机械式的锁止装置，所述机械式的锁止装置使轴相对于固定的构件、例如壳体停止。
原则上可以考虑多种平行布置，所述平行布置能够扩充额外的部件。
就所述两种实施方式而言在一种改进方式中可以考虑的是，在第二功率支线中设置具有不同的转换器特性的第二转换器。优点在于第二转换器在第一转换器效率下降的转速范围内具有效率提升。
在一种特别有利的应用中，实现了利用驱动机组、尤其具有恒定驱动转速的驱动机组在驱动链中驱动做功机器、尤其转速可变的做功机器的应用。功率传递设备布置在驱动机组与做功机器之间的力流中。做功机器在此优选被构造为用于流体的输送装置、尤其构造为压缩机、泵或锅炉泵、锅炉给水泵，而驱动机组构造为内燃机、涡轮机、尤其蒸汽轮机和燃气轮机或电动机。
作为呈电动机形式的驱动机组可以考虑同步或异步电机、尤其50Hz或60Hz；2、4、6极的实施方案。
可能的做功机器是泵，尤其：锅炉给水泵、压缩机或风扇。特殊的应用领域是在发电设备中的应用。在此可以通过根据本发明类型的平行布置以简单且成本低廉的方式和方法提供具有在设置方面优化的传递部件的功率传递设备，其中，可以实现对可供使用的驱动机器和做功机器的理想的可调整性。
以下在附图中描述根据本发明的技术方案。其中具体示出如下：
图1以简化示意图示例性地示出根据第一实施方式的根据本发明实施的功率传递设备的基本原理和基本功能；
图2示出根据第一实施方式的功率传递设备的一种特别有利的设计方式；
图3示出带有在一个功率支线中的纯机械贯通传动的功率传递设备的备选的第二实施方式；
图4示出根据第一实施方式的功率传递设备的优选改进方式。
图1示例性地以极简示意图方式示出根据本发明构成的功率传递设备1的基本构造和基本原理，所述功率传递设备用于被布置在此处仅示意性示出的驱动机组2与做功机器3之间的驱动链31中。功率传递设备1在此包括至少一个能够至少间接地、也即直接地或通过其他传递元件与驱动机组2耦连的输入部E和至少一个能够至少间接地、也即直接地或通过其他传递元件与做功机器3耦连的输出部A。在输入部E与输出部A之间布置了液力耦合器4和液力转速/转矩转换器6，以下仅简称为液力转换器。在壳体30中完成该布置方式。
输入部E或输出部A由部件构成，通过所述部件实现力导入或力导出。优选地，输入部和输出部通过轴、尤其实心轴或空心轴构成。然而在部件方面也可以考虑其他可旋转的用于耦连的部件、例如法兰等。
液力耦合器4包括至少一个泵叶轮P4和涡轮机叶轮T4。为液力耦合器4配置了用于贯通传动转接或桥接液力耦合器4的装置5。该装置在最简单的情况下可以是所谓的桥接耦合器。然而所述桥接也可以以其他方式实现。所述桥接可以直接设置在泵叶轮与涡轮机叶轮之间或可以是与泵叶轮和涡轮机叶轮抗扭固定地相连的构件。
液力转换器6包括至少一个泵叶轮P6、涡轮机叶轮T6和至少一个导向轮L6。液力转换器6在此用于转速以及转矩转换，而液力耦合器4则仅具有转速转换器的功能。根据本发明，液力耦合器4和液力转换器6不是共轴地布置，而是相互偏心地布置在两个功率支线7和8中，所述功率支线设置在输入部E与输出部A之间，并且至少分别独立的功率传递能够通过功率支线7、8之一完成或者在功率分支时经过两个功率支线完成，也即在所述功率分支时，两个功率支线7、8并联地工作并且由此功率传递设备利用功率分支工作。
液力耦合器4的和液力转换器的相应的泵叶轮P4和P6至少间接地、也即直接地或通过传递元件与功率传递设备1的输入部E耦连。耦连在此表示功能连接，所述功能连接可以由功率传输设备的输入部E与液力耦合器的泵叶轮P4或者液力转换器的泵叶轮P6之间的抗扭固定的连接或由中间布置的带或不带转速/转矩转换的传递元件形成。为了使两个液力部件与输入部E耦连而设置分动器9，沿输入部与输出部E、A之间的力流观察，所述分动器设置在两个液力部件4和6之前。以附图标记9所标注的分动器集成在壳体30中，并且包括至少一个输入部10，所述输入部可以由功率传递设备的输入部E构成或者然而与功率传递设备的输入部耦连。分动器9还包括至少两个输出部，也即与液力耦合器4相连的第一输出部11和至少间接地与液力转换器6相连的第二输出部12。输出部11和12在此分别实现与液力耦合器4的泵叶轮P4和液力转换器6的泵叶轮P6的耦连。液力耦合器的涡轮机叶轮T4和压力转换器的涡轮机叶轮T6与功率传递设备1的输出部A的耦连通过叠加变速器13完成。叠加变速器出于此目的包括至少两个输入部15和16，其中，第一输入部15与液力耦合器的涡轮机叶轮T4相连，并且第二输入部16与液力转换器6的涡轮机叶轮T6相连。叠加变速器13还包括至少一个输出部17，所述输出部或者由功率传递设备1的输出部A构成或者说所述输出部构成功率传递设备的输出部，然而或者与功率传递设备的输出部相连，也即至少间接地或直接地相连。通过在两个功率支线7、8中的平行布置能够实现具有较短结构长度的功率传递设备1。此外还具有这样的可能性，即根据由可供使用的驱动机组2以及需求和待调整参数所导致的对做功机器的要求，在此通过分动器9和叠加变速器13的构造使功率传递设备1以理想的方式与应用场合的给定的边界条件相匹配。
液力耦合器4实施为调节耦合器。为所述液力耦合器或者说调节耦合器配置了调节装置28。根据耦合器实施方式的不同，调节装置也可以涉及的是可调节的汲取管。
图2在此以示意图示出根据图1的功率传递设备1的一种特别有利的设计方式，其用于应用在发电设备中、尤其用于驱动锅炉给水泵。分动器9的输入部与分动器9的输出部12共轴地布置，所述输出部与液力转换器6耦连。由此，布置有液力转换器4的功率支线8与分动器9的输入部共轴，所述分动器的输入部还同时构成功率传递设备1的输入部E。可与液力耦合器4耦连的输出部11与分动器9的输出部10偏心地布置。在所示情况下，分动器9例如实施为圆柱齿轮传动18，其包括奇数个圆柱齿轮，以便确保输入部E与相应的功率支线7、8之间、也即与液力耦合器4或液力转化器6之间的旋转同向性。功率传递设备1的输出部A可以相对于两个液力部件、尤其相应的液力耦合器4的涡轮机叶轮T4和液力转换器6的涡轮机叶轮T6偏心地布置。然而通过特别有利的方式，优选地实现与液力部件、在所示情况下与液力耦合器4、尤其液力耦合器4的涡轮机叶轮T4的共轴布置。在叠加变速器13的构造方面具有大量可能性。图2示出一种特别有利的设计方式，其包括至少一个行星齿轮传动系14。行星齿轮传动系14的第一元件19在此与液力耦合器4的涡轮机叶轮T4耦连，优选直接抗扭固定地相连。其他实施方式也是可以考虑的。行星齿轮传动系14的在此以附图标记20所标注的第二元件至少间接地与液力转换器的涡轮机叶轮T6相连，而行星齿轮传动系14的第三元件21则与功率传递设备1的输出部A相连或直接构成功率传递设备的输出部。在所示情况下，行星齿轮传动系14的第一元件19由齿圈22构成，而第二元件20由行星架23构成并且第三元件21由太阳轮24构成。齿圈22和行星架23由此构成叠加变速器的输入部15和16，而太阳轮24则构成叠加变速器13的输出部。行星架23的耦连在此通过单级的圆柱齿轮级实现，所述圆柱齿轮级实现了液力转换器6的涡轮机叶轮T6的旋转方向反转。
为液力耦合器4配置了用于桥接的装置5。所述装置在最简单的情况下涉及所谓的桥接耦合器。所述桥接耦合器包括与泵叶轮P4或与和该泵叶轮P4抗扭固定耦连的轴相连的第一耦连件K1和与涡轮机叶轮T4或与该涡轮机叶轮T4抗扭固定耦连的轴相连的第二耦连件K2。所述液力耦合器4和装置5、尤其桥接耦合器构成所谓的启动和/或调节单元25。为了启动和/或调节而进行液力耦合器4的填充。通过调节装置28可以调节涡轮机叶轮T4的驱动转速。当达到确定的转速、尤其同步转速时，用于接通和进而用于机械传动的装置5连接在输入部E与叠加变速器13之间。因此通过包含液力耦合器4的功率支线7由此纯机械地传递恒定的转矩。由液力转换器6导引的功率份额通过圆柱齿轮系统26输入叠加变速器13。如对于转换器8来说，通常形成从泵叶轮P6经过至少一个导向轮L6至涡轮机叶轮T6的工作介质流。与其并行地，功率从功率传递设备的输入轴E经过分动器20、分动器9经过由装置5进行的直接耦连而机械地传递。两个功率支线则通过叠加变速器13行星齿轮系14重新汇合并且输入输出部A。
行星齿轮系14为此被实施为所谓的F变速器。如上所述，所述行星齿轮系或者说F变速器包括齿圈22、太阳轮24以及多个布置在行星架23上的行星轮。在此所示的构造中，液力转换器6的涡轮机叶轮T6通过圆柱齿轮系统26与行星齿轮传动系14的行星架23相连。通过根据本发明的液力部件的平行构造方式的布置能够实现的是，在此输入液力耦合器4的泵叶轮P4和液力转换器6的泵叶轮P6的功率被相应地改变或调整所需的转速，从而能够无损伤地通过所述部件传递功率。通过平行构造，这种类型的功率传递设备尤其适用于做功机器，所述做功机器规定用于极高功率和高转速的任务，用于安装在用来驱动转速可变的做功机器的力传递设备中。
为了确保在运行区域(在该运行区域中转换器6被排空)中对叠加变速器13的行星架的支承，在转换器6之后布置制动装置27，所述制动装置27优选设计成液力的制动装置29。制动装置包括支承在位置固定的构件、尤其壳体30上的定子S和与涡轮机叶轮T6抗扭固定地相连的转子R。
图3以示意性简化图示出根据第二实施方式的方案，其中，功率支线7被实施为带有机械传动装置的纯机械功率支线。其中不存在根据图2的液力耦合器4而且也不需要制动装置27。而其余的基础构造与图2中的实施方式相对应，因此为相同的元件使用相同的附图标记。
根据图2和图3的实施方式在此示出具有用于第一功率支线7的导致减缓的传动比，尤其在驱动转速为3000转/min时。在其他应用中，也可以考虑设置导致加速的传动比。此外，分动器的输入部也可以相对于两个功率支线之一偏心地布置。
图4示例性地示出根据第一实施方式的功率传递设备1的一种优选改进方式。基础构造与图2中所描述的基本相应。因此针对相同的元件使用相同的附图标记。此外为了避免重复而引用对附图2的描述。在该实施方式中，在第二功率支线8中设置了另外的第二液力转换器32。所述第二液力转换器包括至少一个泵叶轮P32、涡轮机叶轮T32和导向轮L32。第二功率支线8中的第二液力转换器32这样实施，即，该第二液力转换器具有与第一液力转换器6不同的转换器特性。其优点在于在第一液力转换器6的效率下降的转速范围内的效率提升。第二转换器32为此相对于第一转换器6共轴地布置，并且泵叶轮与输入部E至少间接地耦连。优选地，第一转换器6的泵叶轮P6和第二转换器32的泵叶轮P32布置在同一根轴上。所述轴通过相应的涡轮机叶轮T6和T32的连接轴导引。
此外，例如在从输入部E至输出部A的力流上观察，在第一功率支线中的液力耦合器4之后布置有用于制动和/或锁定叠加变速器13的能与液力耦合器4相连的输入部15的装置34。该附加的制动器设置在第一功率支线7中的液力耦合器4的涡轮机叶轮T4与叠加变速器13之间，并且在此仅示意性示出。该装置34可以不同形式地构成。液力的制动器或机械制动装置都是可以考虑的。
根据本发明的功率传递设备的实施方式尤其能应用在发电设备的驱动机组、尤其具有恒定转速的驱动机组与转速可变的做功机器之间的驱动链中。特别优选地应用在蒸汽轮机或燃气轮机与锅炉给水泵之间。作为驱动机组不需要额外的电动机，并且驱动系统是高效的，因为蒸汽不需要转换成电流和机械能。
附图标记清单
1 功率传递设备
2 驱动机组
3 做功机器
4 液力耦合器
5 用于接通或桥接的装置
6 夜里转速/转矩转换器、尤其液力转换器
7 功率支线
8 功率支线
9 分动器
10 分动器的输入部
11 分动器的输出部
12 分动器的输出部
13 叠加变速器
14 行星齿轮传动系
15 叠加变速器的输入部
16 叠加变速器的输入部
17 叠加变速器的输出部
18 圆柱齿轮系统
19 行星齿轮传动系的第一元件
20 行星齿轮传动系的第二元件
21 行星齿轮传动系的第三元件
22 齿圈
23 行星架
24 太阳轮
25 启动和/或调节装置
26 圆柱齿轮系统
27 制动装置
28 调节装置/汲取管
29 液力制动器
30 壳体
31 驱动链
32 第二液力转速/转矩转换器
34 用于制动和/或锁定叠加变速器的能与液力耦合器相连的输入部的装置
K1、K2 耦连件
S 定子
R 转子
P4 泵叶轮
T4 涡轮机叶轮
P6 泵叶轮
T6 涡轮机叶轮
L 导向轮
P32 泵叶轮
T32 涡轮机叶轮

Claims (25)

1.一种功率传递设备(1)，其具有壳体(30)，具有至少一个能与驱动机组(2)相连的输入部(E)和能与做功机器至少间接地相连的输出部(A)，具有两个布置在输入部与输出部之间的力流中的功率支线(7、8)，其中，第一功率支线(7)包括液力耦合器(4)，所述液力耦合器包括至少一个泵叶轮(P)和涡轮机叶轮(T)，并且第二功率支线(8)包括液力转速/转矩转换器(6)，所述液力转速/转矩转换器包括至少一个泵叶轮(P6)、涡轮机叶轮(T6)和导向轮(L)，其中，两个功率支线(7、8)能够通过叠加变速器(13)与输出部(A)相连，其特征在于，液力转速/转矩转换器(6)和液力耦合器(4)相互偏心地、尤其相互平行地布置，并且在构成两个功率支线的情况下、通过布置在壳体(30)中的分动器(9)能够分别与功率传递设备的输入部(E)相连。
2.根据权利要求1所述的功率传递设备(1)，其特征在于，液力耦合器(4)实施为调节耦合器。
3.根据权利要求1或2所述的功率传递设备(1)，其特征在于，用于转接或桥接液力耦合器(4)的装置(5)被设置用于实现机械的贯通传动。
4.根据上述权利要求中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，液力耦合器(4)和液力转速/转矩转换器(6)在安装位置中观察、沿轴向观察无错位地或有错位地布置在输入部(E)与输出部(A)之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，第一和第二功率支线没有其他的转速和/或转矩转换装置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，沿从输入部(E)至输出部(A)的力流观察，在第一功率支线中的液力耦合器(4)之后布置了用于制动和/或锁死叠加变速器(13)的能与液力耦合器(4)相连的输入部(15)的装置(34)。
7.一种功率传递设备(1)，其具有壳体(30)，具有至少一个能与驱动机组(2)相连的输入部(E)和能与做功机器至少间接地相连的输出部(A)，具有布置在输入部(E)与输出部(A)之间的力流中的机械的第一功率支线(7)和另一个包括液力转速/转矩转换器(6)的第二功率支线(8)，所述液力转速/转矩转换器包括至少一个泵叶轮(P6)、涡轮机叶轮(T6)和导向轮(L)，其中，两个功率支线(7、8)能够通过叠加变速器(13)与输出部(A)相连，其特征在于，第一和第二功率支线(7、8)相互平行地布置并且通过布置在壳体(30)中的分动器(9)分别与功率传递设备(1)的输入部(E)能够相连或相连，并且机械的第一功率支线(7)不具有其他的转速和/或转矩转换装置，尤其构造为机械的贯通传动装置，并且第二功率支线(8)不具有相对于所述液力转速/转矩转换器(6)额外设置的转速和/或转矩转换装置。
8.根据上述权利要求中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，沿从输入部(E)至输出部(A)的力流观察，在液力转速/转矩转换器(6)之后布置了用于制动和/或锁死叠加变速器(13)的能与液力转速/转矩转换器(6)相连的输入部(16)的装置(27)。
9.根据权利要求6或8所述的功率传递设备(1)，其特征在于，用于制动和/或锁死叠加变速器(13)的能与液力耦合器(4)相连的输入部(15)的装置(32)和/或用于制动和/或锁死叠加变速器(13)的能与液力转速/转矩转换器(6)相连的输入部(16)的装置(27)实施为选自以下一组制动装置中的制动装置：
-液力制动装置(29)
-机械制动装置、尤其盘式或盘式摩擦制动器
-停机制动装置。
10.根据上述权利要求中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，分动器(9)包括至少一个输入部(10)，所述输入部构成功率传递设备(1)的输入部(E)或至少间接地与功率传递设备的输入部抗扭固定地相连，并且分动器(9)包括至少两个输出部(11、12)，所述输出部相互偏心地布置，其中，第一输出部与第一功率支线(7)和/或液力耦合器(4)的泵叶轮(P4)至少间接地相连，并且第二输出部(12)与液力转速/转矩转换器(6)的泵叶轮(P6)至少间接地相连。
11.根据权利要求10所述的功率传递设备(1)，其特征在于，分动器(9)的输入部(10)相对于功率支线(7、8)之一的输入部共轴或偏心地布置，其中，所述输入部由液力部件(4、6)之一的泵叶轮(P4、P6)或机械贯通传动装置的轴构成。
12.根据上述权利要求中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，叠加变速器(13)相对于功率支线(7、8)之一共轴地布置；相对于液力部件(4、6)之一—液力耦合器(4)或液力转速/转矩转换器(6)共轴地布置，并且相应的另一个液力部件(6、4)的输出部(A)与叠加变速器(13)的连接通过连接变速器完成。
13.根据上述权利要求中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，叠加变速器(13)包括至少一个行星齿轮传动系(14)，所述行星齿轮传动系具有与液力耦合器(4)的涡轮机叶轮(T4)至少间接相连的第一元件(19)、与液力转速/转矩转换器(6)的涡轮机叶轮(T6)至少间接相连的第二元件(20)和与功率传递设备(1)的输出部(A)至少间接相连的第三元件，或所述第三元件构成功率传递设备(1)的输出部。
14.根据权利要求13所述的功率传递设备(1)，其特征在于，行星齿轮传动系(14)的第一元件(19)由齿圈(22)构成，第二元件(20)由行星架(23)构成，并且第三元件(21)由行星齿轮传动系(14)的太阳轮(24)构成。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，分动器(9)设置有用于第一和/或第二功率支线(7、8)的导致减缓的传动比。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，分动器(9)设置有用于第一和/或第二功率支线(7、8)的导致加速的传动比。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，分动器(9)包括至少一个圆柱齿轮系统，并且分动器的输出部与圆柱齿轮耦连或由圆柱齿轮构成，从而使分动器(9)的输出部(11、12)以相同的旋转方向被驱动。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，分动器(9)包括至少一个圆柱齿轮系统，并且分动器的输出部与圆柱齿轮耦连或由圆柱齿轮构成，从而使分动器(9)的输出部(11、12)以不同的旋转方向被驱动。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，液力转换器(6)实施为反向转换器，并且分动器(9)包括带有两个或偶数个圆柱齿轮的圆柱齿轮系统，其中，分动器(9)的第一输出部(11)由第一圆柱齿轮构成，并且分动器(9)的第二输出部(12)由以与第一圆柱齿轮相反的旋转方向被驱动的第二圆柱齿轮或其他圆柱齿轮构成。
20.根据权利要求10至18中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，液力转换器(6)实施为同向转换器，并且分动器(9)包括带有三个或奇数个圆柱齿轮的圆柱齿轮系统，其中，分动器(9)的第一输出部(11)由第一圆柱齿轮构成，并且分动器(9)的第二输出部(12)由以与第一圆柱齿轮相同的旋转方向被驱动的第二圆柱齿轮或其他圆柱齿轮构成。
21.根据上述权利要求中任一项所述的功率传递设备(1)，其特征在于，在第二功率支线中设置另外的第二液力转速/转矩转换器(32)，所述第二液力转速/转矩转换器相对于液力转速/转矩转换器(6)共轴地布置，其中，第二液力转速/转矩转换器(32)具有与第一转换器(6)不同的转换器特性，并且每个转换器能应用于不同的运行范围。
22.一种用于驱动做功机器(3)、尤其是转速变化的做功机器的驱动链(31)，所述驱动链包含驱动机组(2)、尤其是具有恒定驱动转速的驱动机组，并且包含根据权利要求1至20中任一项所述的功率传递设备(1)，其中，做功机器(3)设计为用于流体的输送装置、尤其压缩机、泵或锅炉泵、锅炉给水泵。
23.根据权利要求22所述的驱动链(31)，其特征在于，驱动机组(2)设计为涡轮机、尤其蒸汽轮机或燃气轮机。
24.根据权利要求22所述的驱动链(31)，其特征在于，驱动机组(2)设计为电动机或内燃机。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的驱动链(31)，其特征在于，驱动机组(2)设计为由涡轮机和电动机组成的组合单元。
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