CN107532686A - 分裂变速器、总变速器以及农业作业机械 - Google Patents

分裂变速器、总变速器以及农业作业机械 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种分裂变速器(20)，其包括输入轴(21)、输出轴(22)和副轴(23)，其中在输入轴(21)、输出轴(22)和副轴(23)上各自布置两个通过各一个共同的离合器罩(30、31、32)能联结的盘式离合器(24、25、26、27、28、29)，其中离合器罩(30、31、32)具有外齿部(33、34、35)，其中盘式离合器(24、25、26、27、28、29)各自与空套轮(43、44、46、49)或者与固定轮(38、40、41、48)抗相对转动地连接，并且其中输入轴(21)与输出轴(22)和副轴(23)直接啮合。根据本发明的分裂变速器(20)的特征在于，输出轴(22)与副轴(23)仅仅间接啮合。本发明还涉及相应的总变速器(55)以及农业作业机械(52)。

Description

分裂变速器、总变速器以及农业作业机械
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分的分裂变速器(Splittergetriebe)、根据权利要求13前序部分的总变速器(Gesamtgetriebe)以及农业作业机械。
背景技术
在现有技术中已知所谓的分裂变速器，它尤其作为总变速器的功能部件用于农业作业机械中。所谓的分裂变速器是这样的变速器单元：它可以表现出具有小的级间传动比比值的多个变速比，并且在这种情况下通常可动力换挡。通常将这种分裂变速器在农业作业机械中有效地与所谓的同步变速器串联连接。同步变速器同样是多挡的变速器单元，它构成农业作业机械的总变速器的另一功能部件。然而，同步变速器具有比较高的级间传动比比值并且不可动力换挡。通过分裂变速器和同步变速器的组合产生一个总变速器，该总变速器表现出大量的行驶速度级并且在提供多个动力换挡区的情况下同时具有高的传动比扩展范围(Spreizung)。因此，这样的总变速器容许在各种需要的作业或者行驶速度的情况下(譬如野外作业和运输工作)对发动机牵引力的尽可能优化的利用。
在这方面，DE 26 45 907记载了一种多级变速器。该多级变速器包括精细分级的输入挡组形式的分裂变速器，其固定轮排列在直接由主传动装置驱动的输入轴上，并且其换挡离合器和空套轮全部并排排列在第一副轴上。此外，该多级变速器由在就驱动而言后置于输入挡组的主挡组的组成，它具有一个在轴向上并且在第一副轴的延长线上布置的主动轴和一个由它通过换挡离合器和空套轮以及与其嵌接的固定轮可驱动的从动轴。在空间上在输入挡组和主挡组之间设置一个中间变速器，它既包括一个爬行挡齿轮组也包括一个倒挡齿轮组，它的换挡元件相继布置在承载输入挡组换挡离合器的第一变速器轴上。
由EP 0495942 B1已知一种行星结构形式的多级变速器，它作为农业作业机械的分裂变速器与分组变速器结合。在这种情况下，该分裂变速器具有如下的壳体：在其中布置四个行星组和多个轴，其中一个是主动轴并且另一个是多极变速器的从动轴。此外，在轴的区域中设置多个换挡元件，通过这些换挡元件的针对性操纵改变四个行星组内部的功率流，从而可在主动轴和从动轴之间限定不同的变速比。由此一共可以呈现出多级变速器的八个变速比。
DE 10 2009 000 778 A1公开一种齿轮变速器，它包括一个用作分裂变速器的输入挡组、一个主挡组和任选的接在分裂变速器和主挡组之间的中间变速器，其中输入挡组包括一个输入轴、一个与输入轴平行布置并且形成输入挡组的输出部的第一副轴以及一个同样与输入轴平行布置并且作为用于实现后退行驶的倒转轴的第二副轴，其中在输入轴上和两个副轴上各自布置一个可动力换挡的双盘式离合器。在这里，双离合器的离合器罩通过外部齿彼此直接或间接啮合。
图1示出发明人已知的一种分裂变速器，它由三个轴平行的轴1、2和3以及六个可动力换挡的盘式离合器4、5、6、7、8和9组成。在这种情况下，轴1构成输入轴1，而轴2构成输出轴2。轴3用作副轴3。三个轴1、2、3中的每一个分别与各个其它轴直接啮合，其中轴1与轴3的啮合用虚线表示，因为它在图1的二维视图中无法用其它方式呈现。盘式离合器4和5或者6和7或者8和9各自可通过共同的离合器罩10、11或12联结。此外，离合器罩10、11和12彼此直接啮合。输入轴1在主动侧由动力装置13驱动并且输出轴2在从动侧与未示出的主离合器可驱动式连接。在图1a中接通第一前进挡，其中离合器4和5闭合并且离合器6、7、8和9断开。图1b示出接通第二前进挡，其中离合器6和7闭合并且离合器4、5、8和9断开。同样，图1c-1f示出接通的其它前进挡，其分别具有所示的相关离合器操作。与此相对，图1g-1i示出接通的三个不同的倒挡，其中分别将离合器8闭合。因此，离合器8也称为倒挡离合器。因此，图1中所示的分裂变速器一共包括六个可动力换挡的前进挡和三个可动力换挡的倒挡。
然而，已知的总变速器或者分裂变速器具有缺点，这在于它们通常仅仅具有最多六个可动力换挡的挡位，即分裂变速器最多实施为所谓的六重分裂变速器。甚至经常使用所谓的四重分裂变速器，它们仅仅具有四个可动力换挡的挡位。这些分裂变速器与同步变速器结合，这些同步变速器本身根据分裂变速器的实施方式具有四至六个同步挡位。然而，总变速器具有越多的不可动力换挡的挡位，那么越要经常为了换挡将负载流中断。尤其是在农业作业机械的情况下这在田野使用中导致不期望的强烈制动，其中以这种方式损失的速度必须接下来在不利的变速器挡位中再次恢复。在重型田野作业例如犁田过程中，同步挡位的换挡甚至是完全不可能的，使得必须将农业作业机械保持为不期望的缓慢作业节奏，这又导致生产率受损。
发明内容
本发明的任务是提出一种改善的分裂变速器。
根据本发明，该任务通过根据权利要求1的分裂变速器得以解决。本发明的有利的设计方案和改进方案由从属权利要求呈现。
本发明涉及一种分裂变速器，它包括输入轴、输出轴和副轴，其中在输入轴、输出轴和副轴上各自布置两个通过各一个共同的离合器罩可联结的盘式离合器，其中离合器罩具有外齿部，其中盘式离合器各自与空套轮或者与固定轮抗相对转动(drehfest)地连接，并且其中输入轴与输出轴和副轴直接啮合。根据本发明的分裂变速器的特征在于，输出轴与副轴仅仅间接啮合。
这提供了如下优点：一共产生了九个可动力换挡的前进挡，而不是通常在这种结构形式的分裂变速器的情况下产生的六个可动力换挡的前进挡。但是另一方面取消了通常存在的三个可动力换挡的倒挡。根据本发明的分裂变速器由此对于每个存在的同步挡位提供了相对更大并因此更灵活在前进方向上的负荷换挡区域。这实现了在不同作业要求的情况下对发动机牵引力的更好的利用。与此相对，可动力换挡的倒挡的取消没有或者几乎没有带来不利影响，这是因为通过可任选地设置的回行装置可进行旋转方向反转，从而也提供与后退行驶相应的九个可动力换挡的挡位。
输出轴与副轴的间接啮合优选地通过输入轴进行。因为输入轴本来就与输出轴和副轴直接啮合，因此有利地无需附加的轴或者齿轮的参与。
根据本发明的分裂变速器优选地以副轴结构方式构造。
根据本发明的一种优选实施方式，提出盘式离合器与各自一个空套轮或者与各自一个固定轮通过内部盘架抗相对转动地连接。内部盘架与离合器罩结合构成一种空间有效的、可承受负载的并且不需维护的将不同的变速器元件联结的方案。
根据本发明的另一种优选实施方式，提出在输入轴的第一侧上布置输入轴的第一固定轮，该第一固定轮与布置在副轴的第一侧上的副轴的第一空套轮和/或与布置在输出轴的第一侧上的输出轴的第一空套轮啮合，并且在输入轴的第二侧上布置输入轴的第一空套轮，该第一空套轮与布置在副轴的第二侧上的副轴的第一固定轮和/或与布置输出轴的第二侧上的输出轴的第一固定轮啮合。各个空套轮和固定轮的这种布置或啮合已被证明是在根据本发明的分裂变速器的功能性、安装以及可靠性方面是特别合适的。
因为根据本发明的分裂变速器可以非常灵活地应用，所以不需要将所谓的“第一侧”或者所谓的“第二侧”固定分配给主动侧或者从动侧。相反，两种分配都是可能的并且可以由本领域技术人员根据存在的问题的类型灵活选择。
根据本发明的另一种优选实施方式，提出与输入轴的第一固定轮相邻地布置有输入轴的第二固定轮，其中输入轴的第一固定轮与副轴的第一空套轮啮合并且输入轴的第二固定轮与输出轴的第一空套轮啮合，并且/或者，与输入轴的第一空套轮相邻地布置有输入轴的第二空套轮，其中输入轴的第一空套轮与副轴的第一固定轮啮合并且输入轴的第二空套轮与输出轴的第一固定轮啮合。该实施方式通过额外的第二空套轮或者固定轮在形成分裂变速器的多个不同的变速比方面提供相对较大的灵活性。
根据本发明的一种备选的优选实施方式，提出与输入轴的第一固定轮相邻地布置有输入轴的第二固定轮，其中输入轴的第一固定轮与输出轴的第一空套轮啮合，并且输入轴的第二固定轮与副轴的第一空套轮啮合，并且/或者，与输入轴的第一空套轮相邻地布置有输入轴的第二空套轮，其中输入轴的第一空套轮与输出轴的第一固定轮啮合，并且输入轴的第二空套轮与副轴的第一固定轮啮合。这样构成的实施方式同样在形成分裂变速器的多个不同的变速比方面提供相对较大的灵活性。
根据本发明一种特别优选的实施方式，提出输入轴的第一和第二固定轮具有不同的节圆直径，并且/或者输入轴的第一和第二空套轮具有不同的节圆直径。这有利于通过根据本发明的分裂变速器提供不同变速比的更宽的或者可更灵活设置的传动比扩展范围。
根据本发明的另一种优选实施方式，提出输入轴、输出轴和副轴轴平行地布置在分裂变速器中。由此将不同的空套轮和固定轮彼此之间的所述啮合的实现进行简化。
根据本发明的另一种优选实施方式，提出将输入轴、输出轴和副轴在轴向俯视的方向看在一个平面中布置于分裂变速器中。这实现了分裂变速器相对较平的结构方式并且可以根据使用目的的不同带来优点。
根据本发明的一种备选的优选实施方式，提出将输入轴、输出轴和副轴在轴向俯视的方向看以三角形的形状布置于分裂变速器中。这实现了分裂变速器相对紧凑的结构方式并且同样可以根据使用目的的不同带来优点。
根据本发明的另一种优选实施方式，提出通过盘式离合器的限定的操纵可将输入轴和输出轴在呈现限定的变速比的情况下直接或者间接地彼此联结，其中在每种操纵的情况下只闭合一个主动侧的盘式离合器和一个从动侧的盘式离合器，从而可实现九个可动力换挡的前进挡。由此可以以结构上简单的方式呈现出不同的、限定的输入转速相对于输出转速的变速比。因为各自将一个主动侧盘式离合器和一个从动侧盘式离合器闭合，并且变速器一共包括三个各自具有两个盘式离合器的轴，也就是说包括三个主动侧的以及三个从动侧的盘式离合器，因此一共可以实现九个可动力换挡的前进挡。其余的四个盘式离合器优选分别是断开的。
根据本发明的另一种优选实施方式，提出输入轴在主动侧与驱动装置能以可驱动方式连接和/或输出轴构成分裂变速器的输出部。由此可以根据需要改变和传导驱动装置的输出转速和输出转矩，这例如在车辆中实现所提供的发动机牵引力的尽可能优化的利用。在这种情况下可驱动连接可以是直接的或者间接的。
根据本发明的另一种优选实施方式，提出输出轴在从动侧与主离合器能以可驱动方式连接。由此可以将由分裂变速器改变的转速和改变的转矩通过主离合器例如传递到另一个变速器单元上。此外，主离合器实现了动力装置与分裂变速器下游的变速器单元或者与具有分裂变速器的车辆的受驱动的车轮的有效分离。
本发明还涉及一种用于农业作业机械的总变速器，其包括分裂变速器和同步变速器和/或回行装置和/或爬行挡变速器。根据本发明的总变速器的特征在于，分裂变速器是根据本发明的分裂变速器。根据本发明的分裂变速器作为总变速器中的多个变速器单元之一的用途导致已经针对根据本发明的分裂变速器说明的优点。
此外，本发明还涉及一种农业作业机械，其包括根据本发明的总变速器。针对根据本发明的总变速器或者根据本发明的分裂变速器所说明的优点因此也存在于根据本发明的农业作业机械中。
附图说明
下面参照附图中呈现的实施方式示例性地解释本发明，其中：
图1示意性地示出一种已知的分裂变速器，
图2示意性地示出根据本发明的分裂变速器的可能的第一构造方式，
图3示意性地示出输入轴、输出轴和副轴在根据本发明的分裂变速器中的一系列不同布置方式的轴向俯视图，并且
图4示意性地示出具有根据本发明的总变速器的农业作业机械。
相同的物体、功能单元和相当的组件在全部附图中用相同的附图标记表示。这些物体、功能单元和相当的组件就其技术特征而言相同地实施，除非在说明中明示或者暗示地另有说明。
具体实施方式
图2示意性地示出根据本发明的分裂变速器20的可能的第一构造方式。根据本发明的分裂变速器20示例性地包括输入轴21、输出轴22和副轴23，它们彼此轴平行地布置于分裂变速器20中。在输入轴21、输出轴22和副轴23上各自布置两个盘式离合器24和25、26和27以及28和29，它们通过各自一个共同的离合器罩30、31或32可联结。输入轴21在主动侧与驱动装置50(示例性地为内燃机)可驱动式地连接，而输出轴22在从动侧与主离合器51可驱动式地连接。
通过外齿部33，离合器罩30直接与离合器罩31的外齿部34啮合。离合器罩31又通过外齿部34与离合器罩32的外齿部35直接啮合。离合器罩30因此与离合器罩32间接啮合。还可以看出，盘式离合器24通过内部盘架36与副轴23的第一空套轮49抗相对转动地连接。同样，盘式离合器25通过内部盘架37与副轴23的第一固定轮38抗相对转动地连接。此外，盘式离合器26通过内部盘架39与输入轴21的第一固定轮40和第二固定轮41抗相对转动地连接。在这种情况下，输入轴21的第二固定轮40与输入轴21的第一固定轮40相邻。盘式离合器27通过内部盘架42与输入轴23的第一空套轮43和第二空套轮44抗相对转动地连接，其中输入轴23的第二空套轮44与输入轴23的第一空套轮43相邻。盘式离合器28通过内部盘架45与输出轴22的第一空套轮46抗相对转动地连接，而盘式离合器29通过内部盘架47与输出轴22的第一固定轮48抗相对转动地连接。
从图2还可以看出，输入轴21的第一固定轮40与副轴23的第一空套轮49啮合并且输入轴21的第二固定轮41与输出轴22的第一空套轮46啮合。同时，输入轴21的第一空套轮43与输出轴22的第一固定轮48啮合并且输入轴21的第二空套轮44与副轴23的第一固定轮38啮合。
通过所述啮合，输入轴21因此与输出轴22和副轴23直接啮合。然而输出轴22与副轴23仅仅间接地通过输入轴21啮合。
尽管不能从图2的示意性视图中看出，但是输入轴21的第一固定轮40和输入轴21的第二固定轮41示例性地具有不同的节圆直径。同样，输入轴21的第一空套轮43和输入轴21的第二空套轮44具有不同的节圆直径。这使得可以非常灵活地设置示例性示出的分裂变速器20的传动比扩展范围。
通过盘式离合器24、25、26、27、28、29的限定的操纵，输入轴21和输出轴22在呈现限定的变速比的情况下可直接或间接地彼此联结。在这种情况下，在每种操纵的情况下将仅一个主动侧盘式离合器24、26、28和仅一个从动侧盘式离合器25、27、29闭合。各个剩余的盘式离合器24、25、26、27、28、29断开。因此出现九个可动力换挡的前进挡，其变速比如下表中所示确定(各个变速比由“变速比”行中分别给出的空套轮或者固定轮或者外齿部的节圆直径计算得出，其中空套轮或者固定轮或者外齿部的节圆直径为简明起见仅仅用空套轮或者固定轮或者外齿部的附图标记表示)：
图3示意性地示出输入轴21、输出轴22和副轴23在根据本发明的分裂变速器20中一系列不同的布置方案的轴向俯视图。在这里，虚线分别代表齿啮合。划差号的虚线表示用该线连接的轴不彼此啮合。
图3a示出轴向布置的输入轴21、输出轴22和副轴23，该布置对应于等边三角形。输入轴21与输出轴22和副轴23直接啮合。与此相对，输出轴22和副轴23不直接啮合。
图3b示出轴向布置的输入轴21、输出轴22和副轴23，该布置对应于直角三角形。可以看出，输入轴21与输出轴22和副轴23直接啮合。输出轴22和副轴23不直接啮合。
图3c示出轴向布置的输入轴21、输出轴22和副轴23，该布置对应于等腰三角形。可以看出，在这里输入轴21也与输出轴22和副轴23直接啮合。与此相对，输出轴22和副轴23不直接啮合。
图3d示出轴向布置的输入轴21、输出轴22和副轴23，该布置对应于一般的三角形。同样可以看出，输入轴21也与输出轴22和副轴23直接啮合。与此相对，输出轴22和副轴23也不直接啮合。
图3e示出平面轴向布置的输入轴21、输出轴22和副轴23。在这里，输入轴21也与输出轴22和副轴23直接啮合。与此相对，输出轴22和副轴23也不直接啮合。
图4示意性地示出具有根据本发明的总变速器55的农业作业机械52。总变速器55示例性地包括根据本发明的分裂变速器20、同步变速器53和回行装置54。回行装置54通过未示出的输出部与农业作业机械52的车轮以可驱动方式连接。此外可以看出，分裂变速器20通过主离合器51与同步变速器53以可驱动方式连接。作为动力装置50示例性地使用内燃机，它又与分裂变速器20的输入轴以可驱动方式连接。
附图标记
1 输入轴
2 输出轴
3 副轴
4 盘式离合器
5 盘式离合器
6 盘式离合器
7 盘式离合器
8 盘式离合器
9 盘式离合器
10 离合器罩
11 离合器罩
12 离合器罩
13 动力装置
20 分裂变速器
21 输入轴
22 输出轴
23 副轴
24 盘式离合器
25 盘式离合器
26 盘式离合器
27 盘式离合器
28 盘式离合器
29 盘式离合器
30 离合器罩
31 离合器罩
32 离合器罩
33 外齿部
34 外齿部
35 外齿部
36 内部盘架
37 内部盘架
38 副轴的第一固定轮
39 内部盘架
40 输入轴的第一固定轮
41 输入轴的第二固定轮
42 内部盘架
43 输入轴的第一空套轮
44 输入轴的第二空套轮
45 内部盘架
46 输出轴的第一空套轮
47 内部盘架
48 输出轴的第一固定轮
49 副轴的第一空套轮
50 动力装置
51 主离合器
52 农业作业机械
53 同步变速器
54 回行装置
55 总变速器

Claims (14)

1.一种分裂变速器(20)，其包括输入轴(21)、输出轴(22)和副轴(23)，其中在输入轴(21)、输出轴(22)和副轴(23)上各自布置有两个通过各自的共同的离合器罩(30、31、32)能联结的盘式离合器(24、25、26、27、28、29)，其中离合器罩(30、31、32)具有外齿部(33、34、35)，其中盘式离合器(24、25、26、27、28、29)各自与空套轮(43、44、46、49)或者与固定轮(38、40、41、48)抗相对转动地连接，并且其中输入轴(21)与输出轴(22)和副轴(23)直接啮合，其特征在于，输出轴(22)与副轴(23)仅仅间接啮合。
2.根据权利要求1的分裂变速器(20)，其特征在于，盘式离合器(24、25、26、27、28、29)各自与空套轮(43、44、46、49)或者各自与固定轮(38、40、41、48)通过内部盘架(36、37、39、42、45、47)抗相对转动地连接。
3.根据权利要求1和2中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，在输入轴(21)的第一侧上布置输入轴(21)的第一固定轮(40)，所述第一固定轮与布置在副轴(23)的第一侧上的副轴(23)的第一空套轮(49)和/或与布置输出轴(22)的第一侧上的输出轴(22)的第一空套轮(46)啮合，并且在输入轴(21)的第二侧上布置有输入轴(21)的第一空套轮(43)，输入轴的第一空套轮与布置在副轴(23)的第二侧上的副轴(23)的第一固定轮(38)和/或与布置在输出轴(22)的第二侧上的输出轴(22)的第一固定轮(48)啮合。
4.根据权利要求1至3中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，与输入轴(21)的第一固定轮(40)相邻地布置输入轴(21)的第二固定轮(41)，其中输入轴(21)的第一固定轮(40)与副轴(23)的第一空套轮(49)啮合并且输入轴(21)的第二固定轮(41)与输出轴(22)的第一空套轮(46)啮合，并且/或者，与输入轴(21)的第一空套轮(43)相邻地布置输入轴(21)的第二空套轮(44)，其中输入轴(21)的第一空套轮(40)与副轴(23)的第一固定轮(49)啮合并且输入轴(21)的第二空套轮(41)与输出轴(22)的第一固定轮(48)啮合。
5.根据权利要求1至3中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，与输入轴(21)的第一固定轮(40)相邻地布置输入轴(21)的第二固定轮(41)，其中输入轴(21)的第一固定轮(40)与输出轴(23)的第一空套轮(46)啮合，并且/或者输入轴(21)的第二固定轮(41)与副轴(23)的第一空套轮(49)啮合，并且与输入轴(21)的第一空套轮(43)相邻地布置输入轴(21)的第二空套轮(44)，其中输入轴(21)的第一空套轮(43)与输出轴(22)的第一固定轮(48)啮合，并且输入轴(21)的第二空套轮(44)与副轴(23)的第一固定轮(38)啮合。
6.根据权利要求4或者权利要求5的分裂变速器(29)，其特征在于，输入轴(21)的第一和第二固定轮(40、41)具有不同的节圆直径，并且/或者输入轴(21)的第一和第二空套轮(43、44)具有不同的节圆直径。
7.根据权利要求1至6中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，输入轴(21)、输出轴(22)和副轴(23)轴线平行地布置在分裂变速器(20)中。
8.根据权利要求1至7中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，输入轴(21)、输出轴(22)和副轴(23)在轴向看在一个平面中布置于分裂变速器(20)中。
9.根据权利要求1至7中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，输入轴(21)、输出轴(22)和副轴(23)在轴向看以三角形的形状布置于分裂变速器(20)中。
10.根据权利要求1至9中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，通过盘式离合器(24、25、26、27、28、29)的限定的操纵能将输入轴(21)和输出轴(22)在呈现限定的变速比的情况下直接或者间接地彼此联结，其中在每种操纵的情况下闭合仅一个主动侧的盘式离合器以及仅一个从动侧的盘式离合器(24、25、26、27、28、29)，从而可实现九个可动力换挡的前进档。
11.根据权利要求1至10中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，输入轴(21)能在主动侧与驱动总成(50)以能驱动方式连接和/或输出轴(22)构成分裂变速器(20)的输出部。
12.根据权利要求1至11中至少之一的分裂变速器(20)，其特征在于，输出轴(22)能在从动侧与主离合器(51)以能驱动方式连接。
13.一种用于农业作业机械(52)的总变速器(55)，其包括分裂变速器(20)和同步变速器(53)和/或回行装置(54)和/或爬行档变速器，其特征在于，所述分裂变速器(20)是根据权利要求1至12中至少之一的分裂变速器(20)。
14.一种农业作业机械(52)，其包括根据权利要求13的总变速器(55)。
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