CN1769741B - 用于速度重叠的带有变速箱设备的变速箱装置 - Google Patents

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Abstract

一种变速箱装置，尤其用于一种带有液压变速箱(2)的车辆的轮驱动，该液压变速箱具有至少一个下游行星台(3)，其中，根据一种第一驱动模式，通过使单一的行星台(3)的太阳齿轮(3b)经由一个第一联结器(4)与行星台(3)的一个环形齿轮(3a)有效地相互作用，经由用于行星台(3)内的速度重叠的中间的变速箱设备将行星台(3)与液压变速箱(2)连接起来，使得该行星台(3)的输出速度是该液压变速箱(2)的输出速度的线性函数，并且，根据一种第二驱动模式，该环形齿轮(3a)与该液压变速箱(2)有效地相互作用，其中，与此同时，该太阳齿轮(3b)经由一个第二联结器(5)与一个变速箱输入轴(1)有效地相互作用，使得作为能量分配的结果，该环形齿轮(3a)和太阳齿轮(3b)的速度重叠。

Description

用于速度重叠的带有变速箱设备的变速箱装置
技术领域
本发明涉及一种变速箱装置，尤其涉及一种用于车辆的驱动的变速箱装置，该车辆带有具有至少一个下游行星台的液压变速箱，其中，该行星台经由用于该行星台内的速度重叠的中间的变速箱设备连接至该液压变速箱。
这样的变速箱装置主要用于汽车领域，尤其是运土车等等。该特定的变速箱装置作为一种连续可变的变速箱用于驱动这样的车辆。
背景技术
从本领域的现有技术看，一般的变速箱装置广为人知，其中机械动力传输与无级可变的液压变速箱相结合。这种变速箱装置的目的是扩大液压驱动的传输范围，并在不中断驱动力的情况下，使齿轮转换成为可能。通常，一个包括一个变速液压泵和一个下游液压马达的液压变速箱，向车辆的车轮或履带输出一个不断变化的输出速度。尤其是，通过控制可变的液压泵的抽吸能力，可不断改变该速度。为了还包括一种附加的驱动模式，该发动机扭矩在该液压变速箱和与其相连的机械变速箱之间被分割。具有至少一个行星齿轮台形式的机械变速箱有多个相应于各种车轮驱动的操作速度的变速箱范围。液压变速箱和机械变速箱的结合使提供一种连续可变的变速箱成为可能，这种连续可变的变速箱在比单独使用液压变速箱的可能的速度范围更宽的速度范围内工作。
DE 10144943A1公开了这样一种变速箱装置。该变速箱装置包括一个连有机械变速箱的液压变速箱，使得可以选择第一和第二驱动模式。一个控制设备执行从所提供的第一变速箱范围至第二变速箱范围的转换操作。现有技术解决该问题：不以能量分配的方式转变约在车辆的固定位置的驱动模式下的整个驱动力，使得车辆可以在不必转换固定位置上的联结器的情况下，以纯液压的方式逆转，并且在这种通常是车辆的主要工作范围的驱动模式下，没有液压循环中存在的无功功率。当驱动模式被改变且相连接的各部分的速度相同时，该联结器仅应被转换。
现有技术的缺点之一在于上述结果的实现伴有大量的结构复杂性。大量的独立的联结器必须在该变速箱内，该变速箱必须以协同的方式由一个中心电子控制设备驱动。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于以下述方式进一步改进上文提到的变速箱装置，该方式为应用最低结构复杂性而仍可获得变速箱装置的宽范围的驱动模式。
该目的是基于下面描述的变速箱装置实现的。并在其后描述了本发明的优选实施例。
本发明包括根据第一驱动模式的技术教导，该单一的行星台的太阳轮与该行星台的环形齿轮有效地相互作用，使得该行星台的驱动速度是该液压变速箱的驱动速度的线性函数，并还依据第二驱动模式，该环形齿轮与该液压变速箱有效地相互作用，而与此同时，该太阳轮经由一个第二联结器与变速箱驱动轴有效地相互作用，使得环形齿轮和太阳轮的速度重叠，且第一联结器经由一个变速箱台与行星台的环形齿轮有效地相互作用，且环形齿轮经由一个变速箱台与液压变速箱有效地相互作用，为了在该第一驱动模式中将行星台的环形齿轮和太阳齿轮彼此连接起来，其中至少一个变速箱台具有一个固定安装在一个轴上的正齿轮，且该轴由液压变速箱驱动.
根据本发明的变速箱装置的优点尤其在于，通过经由两个联结器改变操作模式，使高的传动比成为可能，借此对于车辆的向前驱动，提供了相互补充的两种驱动模式。通过提供一个附加的联结器，两种驱动模式也可被用于车辆的向后驱动。该机械组件相对小的数量和成本是由只有一个行星台被作为一个重叠台使用所致。在第一驱动模式中，该行星台的环形齿轮和太阳齿轮经由联结器彼此连接。因此，该驱动力经由该行星台的液压变速箱，从变速箱输入轴被传输，该行星台的行星小齿轮是输出轴。在第二驱动模式中，该驱动力以能量分配的方式被传输，该方式一方面直接以机械方式经由第二联结器传输至行星台的太阳齿轮，另一方面经由液压变速箱传输至行星台的环形齿轮。能量经由行星小齿轮再次输出。该第一联结器在这种情况下被打开。
优选地，两个变速箱台分别具有一个固定安装在一个共同的轴上的正齿轮，并且该轴由液压变速箱驱动。这导致了一个相关所需组件数量的特别经济的结构。
或者，只有一个变速箱台具有一个固定安装在一个轴上的正齿轮，且该轴可由液压变速箱驱动，其中所述的正齿轮与下游的变速箱台的一个外接环形齿轮相啮合。这个实施例实现了一个更紧凑的结构，这是因为动力不需要经由一个额外的正齿轮台传输，而是经由多个行星齿轮所提供的平行动力传输路径传输。
优选地，第一驱动模式和第二驱动模式之间的转换是通过经由一个中心控制单元交替地操作两个联结器实现的，该中心控制单元同时根据驾驶者的意愿驱动该液压变速箱。
为达到速度调节的目的，根据本发明的变速箱装置可具有各种变速箱台。这就是变速箱输入轴优选地经由一个中间的变速箱台驱动液压变速箱的原因。该第一联结器也可经由另一个变速箱台，即，以间接的方式，与行星台的环形齿轮有效地相互作用。然而，经由一个中间的变速箱台，使环形齿轮与液压变速箱有效地相互作用也是有利的。
根据本发明的另一个优选实施例，为了提供至少一个也可用于向后驱动的第二驱动模式，至少一个附加的联结器被设置在变速箱输入轴和行星台的太阳齿轮之间。优选地，这个附加的联结器也经由包括一个回动齿轮的关联变速箱台，与变速箱输入轴有效地相互作用。
附图说明
此外本发明的优选实施例将在下文中结合附图在本发明的一优选示例性实施例的描述中详细阐述，附图中：
图1是用于速度重叠的带有变速箱设备的变速箱装置的第一实施例的示意图；
图2是用于速度重叠的带有变速箱设备的变速箱装置的第二实施例的示意图；以及
图3是用于速度重叠的带有变速箱设备的变速箱装置的第三实施例的示意图。
具体实施方式
参照图1，沿着动力传输路径，该变速箱装置包括一个由发动机(未示出)驱动的变速箱输入轴1。液压变速箱2处于该变速箱输入轴1的下游。该液压变速箱2包括一个与可变的液压马达2b相连的可变的液压泵2a。行星台3与该液压变速箱2的下游相连。两个串连的联结器4和5沿平行的动力传输路径设置，该动力传输路径，经由变速箱台10和输出轴6，从变速箱输入轴1延伸出来。联结器4的末端与行星台3的太阳齿轮3b相连。该行星台3的行星齿轮架(主动齿轮架)3c是变速箱装置的能量输出端。
在第一驱动模式中，动力传输经由一个输入变速箱台7，从变速箱输入轴1延伸至该液压变速箱2的可变泵2a的驱动轴。该液压变速箱2的液压马达2b的输出轴，经由下游变速箱台8和9，与行星台3的环形齿轮3a和平行的动力传输的联结器4有效地相互作用。通过关闭第一驱动模式中的联结器4，该行星台3的环形齿轮3a和太阳齿轮3b经由变速箱台8和9又连接起来，这减少了行星台3的自由度数，使得行星齿轮架3c的输出速度是液压马达2b的输出速度的直接方程(direct function)。
在一个恒定的输出速度时，如果将可变的液压泵2a由中立位置调节至一个较大的抽吸量，该液压马达2b的速度将以增加的抽吸量的方程增长，反过来，这也将增加液压变速箱2的输出速度。在相反的方向上调节该可变泵2a导致该液压马达2b反转以及由此导致的车辆向后行驶。
变速箱台7至10和行星台3的传动比以下述的方式彼此适应：在该可变液压马达2b的最大速度时，该平行的动力传输路径的太阳齿轮3b和轴6具有相同的旋转速度。在操作这一点时，通过一个控制单元设备(未示出)，第一联结器4被打开，且第二联结器5被关闭。因此，行星台3的太阳齿轮3b在与行星齿轮架3c的相同的方向上，以恒定的速度旋转，而环形齿轮3a在相反方向上以最大速度旋转。如果通过控制单元的相应控制改变液压变速箱2的传动比，该环形齿轮3a首先减速，然后在相反的方向上加速，对应于第二驱动模式，存在一个由速度重叠产生的行星齿轮架3c的进一步的加速。
参照图2，除了上文中所描述的实施例中的带有联结器5的变速箱台10，一个具有关联变速箱台10b的附加联结器5b被引入。该变速箱台10b包括一个用以逆转旋转方向的中间齿轮11。这些变速箱装置的附加组件确保通过控制单元的相应驱动，也能提供第二驱动模式。
参照图3，与本发明最初提到的示范实施例不同，仅被构造为一个正齿轮台的变速箱台8具有一个固定地安装在该轴上并由液压变速箱2驱动的正齿轮。所述的正齿轮也与下游变速箱台9的一外接环形齿轮9a啮合运行，在本例中，该下游的变速箱9是一个行星变速箱。该联结器4用于固定该变速箱台9的行星小齿轮9c。该变速箱台3和9的太阳齿轮3b和9b分别被安装在一个共同的轴上，该轴可被联结器5固定。位于变速箱台9的下游的行星台3也被共同的环形齿轮9a和3a所驱动。该行星台3的动力输出也经由行星齿轮架3c。

Claims (9)

1.一种变速箱装置，用于带有一个液压变速箱(2)的车辆驱动，该液压变速箱具有至少一个下游行星台(3)，其中根据一种第一驱动模式，通过使该单一的行星台(3)的太阳齿轮(3b)，经由一个第一联结器(4)，与该行星台(3)的一个环形齿轮(3a)有效地相互作用，行星台(3)是经由该行星台(3)内的用于速度重叠的中间的变速箱设备与该液压变速箱(2)相连，使得该行星台(3)的输出速度是该液压变速箱(2)的输出速度的线性函数，
其特征在于，该环形齿轮(3a)经由第一变速箱台(8)以内部径向方式与该液压变速箱(2)有效地相互作用，其中所述第一变速箱台(8)具有一个固定安装在一个轴上的正齿轮，且该轴由液压变速箱(2)驱动，其中，根据第二驱动模式，所述太阳齿轮(3b)经由一个第二联结器(5)与所述变速箱装置的变速箱输入轴(1)有效地相互作用，使得作为能量分配的结果，该环形齿轮(3a)和该太阳齿轮(3b)的速度重叠；并且该第一联结器(4)经由第二变速箱台(9)与该行星台(3)的环形齿轮(3a)有效地相互作用，以在第一驱动模式下将该行星台(3)的环形齿轮(3a)和太阳齿轮(3b)彼此连接。
2.根据权利要求1所述的变速箱装置，其特征在于，所述第一变速箱台和第二变速箱台(8和9)分别具有一个固定安装在一个共同的轴上的正齿轮，并且该轴由该液压变速箱(2)驱动。
3.根据权利要求1所述的变速箱装置，其特征在于，只有所述第一变速箱台(8)具有一个固定安装在一个轴上的正齿轮，且该轴由该液压变速箱(2)驱动，其中所述的正齿轮与所述第二变速箱台(9)的一个外连接环形齿轮(9a)啮合。
4.根据权利要求1所述的变速箱装置，其特征在于，该第一驱动模式和第二驱动模式之间的转换是通过经由一个中心控制单元交替地操作所述第一和第二联结器(4和5)执行的，该中心控制单元还同时根据驾驶者的意愿驱动该液压变速箱(2)。
5.根据权利要求1所述的变速箱装置，其特征在于，该变速箱输入轴(1)经由第三变速箱台(7)驱动该液压变速箱(2)。
6.根据权利要求1所述的变速箱装置，其特征在于，该第二联结器(5)经由第四变速箱台(10)与该变速箱输入轴(1)有效地相互作用。
7.根据权利要求1所述的变速箱装置，其特征在于，该液压变速箱(2)由一个可变的液压泵(2a)组成，该液压泵与一个可变的液压马达(2b)相连。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的变速箱装置，其特征在于，至少一个附加的联结器(5b)被设置在变速箱输入轴(1)和该行星台(3)的太阳齿轮(3b)之间，以便至少所述第二驱动模式可用于向后驱动。
9.根据权利要求8所述的变速箱装置，其特征在于，所述附加的联结器(5b)经由一个联合变速箱台(10b)与该变速箱输入轴(1)有效地相互作用，该联合变速箱台具有一个用于逆转旋转方向的中间齿轮(11)。
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