CN1906430A - 功率分流传动箱 - Google Patents

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Abstract

推荐一种带有变速器(1)的功率分流传动箱，变速器设计成圆环或者说摩擦轮变速器、带式或链式变速器、圆锥环变速箱或无级静液压变速箱，还具有一包括一行星轮系(9)的变速器输出传动箱(2)和另一行星轮系(3)，它沿力流方向连接在变速器之前用作分配传动箱且沿力流方向连接在变速器之后用作用于功率分流的加法传动箱，其中变速器输出传动箱(2)、变速器(1)和另一行星轮系(3)同心设置，并且变速器输出传动箱(2)、变速器(1)和行星轮系(3)沿输出方向的空间布局通过以下线路图之一给定：变速器(1)－变速器输出传动箱(2)－行星轮系(3)；变速器(1)－行星轮系(3)－变速器输出传动箱(2)；行星轮系(3)－变速器(1)－变速器输出传动箱(2)；行星轮系(3)－变速器输出传动箱(2)－变速器(1)；变速器输出传动箱(2)－行星轮系(3)－变速器(1)；变速器输出传动箱(2)－变速器(1)－行星轮系(3)。

Description

功率分流传动箱
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的包括一变速器的功率分流传动箱。
这种传动箱包括例如无级可调的摩擦轮变速器，它们具有至少两个具有环形滚动面的圆环盘，滚动体在它们之间滚动。摩擦轮变速器除了可无级改变速比外还具有高的扭矩容量。
背景技术
由DE 196 29 213 A1已知一种传动箱，它可以在两个功率区内运行。这种已知摩擦轮传动箱的主要组成部分是一具有两对共同作用的圆环形滚动面的无级可调的摩擦轮变速器、一中间轴及一加法传动箱。这里在下部区域内(低)设置一功率分流装置。驱动功率由驱动轴通过一传动级传到中间轴上，接着再传到无级可调变速箱(摩擦轮变速器)上，它在输出端与加法传动箱连接。通过第二个功率支路使驱动功率通过中间轴和一传动级直接传到加法传动箱上，在那里两个功率支路的功率相加并传递到输出轴上。
在这种已知传动箱的第二功率区(高)内驱动功率通过传动级传到中间轴上，接着再传到无级可调传动箱上。在这种情况下不设置另一个功率部分。
由本申请人的DE 197 03 544 A1已知另一种传动箱，其中设有一功率分流装置和一无级可调传动箱，特别是采用具有成对地共同作用的圆环形滚动面的传动箱(摩擦轮变速箱)。这种已知传动箱也具有一中间轴，以便能够进行希望的功率分流。
由EP 1 253 350 A2已知一种开头所述类型的功率分流的双区传动箱，其中为了提高总效率在超速传动时切换到这样一个挡，这时没有功率流过变速器，因为变速器通常具有比形锁合的力或扭矩传递装置差的效率。这里传动箱包括一两通道的圆环变速器，一包含行星轮系的加法传动箱和一行星轮系，它用作反向传动箱，它们在排列顺序方面沿力流方向前后顺次设置。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于包括一变速器的功率分流传动箱的传动图，该变速器在安装空间要求方面有大的灵活性并有高的效率。
这个目的通过独立权利要求1和3的特征实现。由从属权利要求得到其他结构和优点。
因此推荐一种带一变速器、一包括一行星轮系的变速器输出传动箱和另一行星轮系的功率分流传动箱，其中沿力流方向连接在变速器之前的所述另一个行星轮系用作分配传动箱，沿力流方向连接在变速器之后的行星轮系用作用于功率分流的加法传动箱，其中变速器输出传动箱、变速器和另一行星轮系同心设置，这里变速器输出传动箱、变速器和行星轮系沿输出方向的空间布局通过以下线路图确定：
变速器-变速器输出传动箱-行星轮系；
变速器-行星轮系-变速器输出传动箱；
行星轮系-变速器-变速器输出传动箱；
行星轮系-变速器输出传动箱-变速器；
变速器输出传动箱-行星轮系-变速器；
变速器输出传动箱-变速器-行星轮系。
这里可以通过采用包含一行星轮系的变速器输出传动箱保证传动箱部件的同心度；因此不需要中间轴，将变速器功率传递到输出端上。
变速器可以设计成圆环面或者说摩擦轮变速器(单腔或双腔，亦即带一对或两对圆环轮)，设计带式或链式变速器或无级静液压传动箱。
按照本发明对于具有两对圆环轮的双腔(双通道)圆环变速器得到以下其他的空间布局可能性：轮对-变速器输出传动箱-轮对-行星轮系；轮对-行星轮系-轮对-变速器输出传动箱；变速器输出传动箱-轮对-行星轮系-轮对；以及行星轮系-轮对-变速器输出传动箱-轮对。
在按本发明的传动箱的设有与变速器轴线平行和轴线错开的中间轴的其他方案的范围内，通过中间轴经过至少一个圆柱齿轮级和/或至少一个带轮或链轮传动装置将变速器的功率传到传动箱的输出端上，这时取消变速器输出传动箱。这里按照本发明得到以下的圆柱齿轮级或带轮或链轮传动装置、变速器和行星轮系的空间布局可能性：变速器-圆柱齿轮级-圆柱齿轮级-行星轮系；变速器-圆柱齿轮级-行星轮系-圆柱齿轮级；以及行星轮系-变速器-圆柱齿轮级-圆柱齿轮级。
按照本发明对于具有两对圆环轮的双腔(双通道)圆环变速器得到以下其他空间布局可能性：轮对-圆柱齿轮级-轮对-圆柱齿轮级-行星轮系；行星轮系-圆柱齿轮级-轮对-圆柱齿轮级-轮对(scheibenpaar)；以及轮对-圆柱齿轮级-轮对-行星轮系-圆柱齿轮级。
行星轮系最好设计成减法行星轮系，但是也可以采用加法行星轮系。
按照本发明一种优良的改进结构，传动箱尤其是设计成中性齿轮传动箱(在输出轴静止不动时可以采用有限的驱动转速)，并可以具有一或两个运行区(Fahrbereiche)。
为了提高效率，在超速传动时可以设置一个挡，这时没有功率流过变速器。这里它可以是一个直接挡；但是也可以借助于行星轮级或圆柱齿轮级或皮带传动实现另一次变速，它相当于变速器的速比或实现另一个变速挡(Gangsprung)。
为了转换到超速挡可以设置一附加的换挡元件，其中在一种特别优良的实施形式中，在两区传动箱时在一定的变速器速比的情况下通过接通两个区换挡元件转换到超速挡。
附图说明
下面借助于附图举例详细说明本发明。
附图表示：
图1至9：按本发明的功率分流传动箱的部件的空间布局可能性；
图10：按本发明的传动箱的第一种优选实施形式的示意图；
图11：按本发明的传动箱的第二种优选实施形式的示意图；
图12：按本发明的传动箱的另一种优选实施形式的示意图；
图13：按本发明的传动箱的第四种优选实施形式的示意图。
具体实施方式
图1至9涉及已经说明过的不同的布局可能性。下面说明在图10至13中所示的具体实施例。
按图10本发明的传动箱包括一两通道摩擦轮变速器1，一用作加热传动箱的行星轮系3和一变速器输出传动箱2，它包括一行星轮系9。所示传动箱设计成中性单区齿轮传动箱。变速器输出传动箱2设置在变速器轮对4、5之间并与它们同心设置。这里在沿力流方向设置在行星轮系9的太阳轮10之前的离合器K1接通时变速器功率通过太阳轮10和内齿轮11传到行星轮系3上。另一部分驱动功率由驱动轴12通过行星轮系9的转臂13传到行星轮系3上。
这里变速器输出传动箱2的行星轮系9的太阳轮10在驱动端可通过离合器K1与变速器输出轴连接，并通过换挡元件或制动器KD连接在壳体上；转臂13在驱动端与驱动轴12、在输出端与变速器和行星轮系3的转臂18连接。内齿轮11在输出端与行星轮系3的太阳轮15连接，其中行星轮系3的内齿轮16与输出轴17连接。
为了转换到超速挡，在脱开离合器K1的情况下接通换挡元件或制动器KD。这导致，没有功率流过变速器，并使行星轮系9的太阳轮10连接在壳体14上；用这种方法使驱动轴12的功率通过行星轮系9的转臂13和内齿轮11流到行星轮系2的太阳轮15上，然后它在那里通过内齿轮16传到输出轴17上。另一部分功率由行星轮系9的转臂13传到行星轮系2的转臂18上。
在图11中同样表示一设计成中性单区齿轮变速箱的传动箱。它包括带两对变速器轮4、5的双通道摩擦轮变速器1、一用作加法传动箱的行星轮系3和一变速器输出传动箱2，它包括一行星轮系9。这里变速器输出传动箱2和行星轮系3与变速器同心地设置在朝输出轴17方向变速器1的后面。在连接变速器输出轴与变速器输出传动箱的行星轮系9的太阳轮10的离合器K1接通时，变速器的功率通过太阳轮10和内齿轮11传到行星轮系3上，另一部分驱动功率由驱动轴12通过行星轮系9的转臂13和内齿轮11传到行星轮系3上，其内齿轮16与输出轴17连接。
这里变速器输出传动箱2的行星轮系9的太阳轮10在驱动端可通过离合器K1与变速器输出轴连接，并可通过换挡元件或制动器KD连接在壳体14上；转臂13在驱动端与驱动轴12、在输出端与变速器1连接。内齿轮11在输出端与行星轮系3的太阳轮15连接，其中行星轮系3的内齿轮10与输出轴17、转臂18与驱动轴12连接。
为了切换到超速挡，按照本发明与在图10的实施例中一样在脱开离合器K1的情况下接通换挡元件或制动器KR。这导致没有功率流过变速器，并且行星轮系9的太阳轮10连接在壳体14上；用这种方法使得驱动轴12的功率一方面通过行星轮系9的转臂13和内齿轮11传到行星轮系3的太阳轮15上，另一方面传到行星轮系3的转臂18上，然后在那里它通过内齿轮10传到输出轴17上。
图12中所示的传动箱包括一单通道摩擦轮变速器1，沿力流方向在它后面一变速器传动箱2，它包括一前后顺次同心设置的行星轮系9和用作加法传动箱的行星轮系3。
该传动箱设计成功率分流的双区传动箱。这里变速器输出传动箱2的行星轮系9的太阳轮10在驱动端与变速箱输出轴连接，内齿轮11在输出端与行星轮系3的太阳轮15连接。其次行星轮系9的转臂13连接在壳体14上。行星轮系3的转臂18可通过制动器KR连接在壳体上，并在驱动端可通过离合器K2与驱动轴12连接，其中内齿轮16与输出轴17连接。此外内齿轮16可通过离合器K1和离合器K2与驱动轴12连接，此外转臂18可通过离合器K1与内齿轮16连接。
在第一区域(低)内离合器K1接通，功率只流过变速器1、行星轮系9和闭锁运行地运转的行星轮系3。在第二个区域(高)内设置一功率分流；这时离合器K2接通，因此动力一方面从驱动轴12传到行星轮系3的转臂18上，另一方面从变速器1经过行星轮系9传到行星轮系3的太阳轮15上。总功率通过内齿轮16传到输出轴17上。为了实现后退挡，换挡元件KR闭合。
为了转换到直接挡或者说超速挡，按照本发明有利地不需要附加的换挡元件；超速挡通过闭合离合器K1和K2来接通，因此由驱动轴12驱动的行星轮系以闭锁运行方式运转。
在图13中所示的传动箱包括一带两对变速器轮4、5的双通道摩擦轮变速器1。其次设有一轴线平行于变速器1设置的中间轴6，通过它借助于一设置在变速轮4、5之间的带轮或链轮传动装置7和一个圆柱齿轮级8将变速器1的功率传递到传动箱的输出轴上。此外设有一用作加法传动箱的行星轮系3，它与变速器1同心设置。
这里行星轮系3的太阳轮15与输出轴17连接；转臂18在驱动端通过圆柱齿轮级8、轴6和带轮或链轮传动装置7与变速器1的输出轴连接。如由图所见，内齿轮16可通过制动器KR连接在壳体14上，在驱动端内齿轮16可通过离合器K1与圆柱齿轮级8连接。按照本发明，在变速器1和行星轮系3之间设置另一离合器K2，它使内齿轮16与驱动轴12可脱开地连接。
在第一个区域(低)内离合器K1闭合，功率仅仅通过变速器1、带轮或链轮传动装置7、中间轴6和圆柱齿轮级8流到行星轮系3上，它按闭锁式运行方式运转。
在第二个区域(高)内设置一功率分流；这时离合器K2闭合，使得功率一方面从驱动轴12传到行星轮系3的内齿轮16上，另一方面从变速器1经过带轮或链轮传动装置7、中间轴6和圆柱齿轮级8传到行星轮系3的转臂18上。总功率通过内齿轮16传到输出轴17上。为了实现后退挡，闭合换挡元件KR。
为了接通直接挡或者说超速挡，按照本发明不需要附加的换挡元件；超速挡通过闭合离合器K1和K2来接通，使得由驱动轴12驱动的行星轮系以闭锁运行方式运转。在图13中为了完整性的原因还画出了起动离合器AK。
当然每一种结构形式，特别是行星轮系和换挡元件本身及相互之间的每一种空间布局只要在技术上有价值的话都属于本发明的权利要求的保护范围之内，而不影响传动箱在权利要求中所给出的功能，即使这些结构在附图和说明中没有明显地表示。
                     图形标记表
1    变速器                          13  转臂
2    变速器输出传动箱                14  壳体
3    行星轮系                        15  太阳轮
4    变速轮对                        16  内齿轮
5    变速轮对                        17  输出轴
6    中间轴                          18  转臂
7    带轮或链轮传动装置              K1  离合器
8    圆柱齿轮级                      K2  离合器
9    行星轮系                        KR  制动器
10   太阳轮                          KD  离合器
11   内齿轮                          AK  起动离合器
12   驱动轴

Claims (17)

1.一种功率分流传动箱，具有一设计成圆环或摩擦轮变速器、带式或链式变速器、圆锥环变速箱或无级静液压变速箱的变速器(1)，还具有一包括一行星轮系(9)的变速器输出传动箱(2)和另一行星轮系(3)，它沿力流方向连接在变速器前面用作分配传动箱和沿力流方向连接在变速器后面用作用于功率分流的加法传动箱，其中变速器输出传动箱(2)、变速器(1)和另一行星轮系(3)同心设置，并且变速器输出传动箱(2)、变速器(1)和行星轮系(3)沿输出方向的空间布局由以下线路图之一给定：
变速器(1)-变速器输出传动箱(2)-行星轮系(3)；
变速器(1)-行星轮系(3)-变速器输出传动箱(2)；
行星轮系(3)-变速器(1)-变速器输出传动箱(2)；
行星轮系(3)-变速器输出传动箱(2)-变速器(1)；
变速器输出传动箱(2)-行星轮系(3)-变速器(1)；
变速器输出传动箱(2)-变速器(1)-行星轮系(3)。
2.按权利要求1的功率分流传动箱，其中变速器(1)设计成双通道圆环变速器，亦即具有两对圆环轮(4，5)，变速器输出传动箱(2)、圆环轮对(4，5)和行星轮系(3)沿输出方向的空间布局通过以下线路图之一给定：
轮对(4)-变速器输出传动箱(2)-轮对(5)-行星轮系(3)；
轮对(4)-行星轮系(3)-轮对(5)-变速器输出传动箱(2)；
变速器输出传动箱(2)-轮对(4)-行星轮系(3)-轮对(5)；
行星轮系(3)-轮对(4)-变速器输出传动箱(2)-轮对(5)。
3.一种功率分流传动箱，具有一设计成圆环或摩擦轮变速器、带式或链式变速器、圆锥环变速箱或无级静液压变速箱的变速器(1)，还具有一行星轮系(3)，它沿力流方向连接在变速器之前用作分配传动箱和沿力流方向连接在变速器之后用作用于功率分流的加法传动箱，其中设置一与变速器轴线平行和轴线错开设置的中间轴(6)，通过它借助于至少一个圆柱齿轮级和/或至少一个带轮或链轮传动装置(7、8)将变速器的功率传到传动箱的输出轴上，其中圆柱齿轮级或者带轮或链轮传动装置(7、8)、变速器(1)和行星轮系(3)沿输出方向的空间布局通过以下线路图之一给定：
变速器(1)-圆柱齿轮级(7)-圆柱齿轮级(8)-行星轮系(3)；
变速器(1)-圆柱齿轮级(7)-行星轮系(3)-圆柱齿轮级(8)；
行星轮系(3)-变速器(1)-圆柱齿轮级(7)-圆柱齿轮级(8)。
4.按权利要求3的功率分流传动箱，其中变速器(1)设计成双通道圆环变速器，亦即具有两对圆环轮(4，5)，圆柱齿轮级或者带轮或链轮传动装置(7，8)、变速器(1)和行星轮系(3)沿输出方向的空间布局通过以下线路图之一给定：
轮对(4)-圆柱齿轮级(7)-轮对(5)-圆柱齿轮级(8)-行星轮系(3)；
行星轮系(3)-圆柱齿轮级(7)-轮对(4)-圆柱齿轮级(7)-轮对(5)；
轮对(4)-圆柱齿轮级(7)-轮对(5)-行星轮系(3)-圆柱齿轮级(8)。
5.按上述权利要求之任一项的功率分流传动箱，其特征为：该传动箱设计成中性齿轮传动箱。
6.按上述权利要求之任一项的功率分流传动箱，其特征为：该传动箱设计成单区或双区传动箱。
7.按上述权利要求之任一项的功率分流传动箱，其特征为：行星轮系(3，9)设计成加法或减法行星轮系。
8.按权利要求7的功率分流传动箱，其特征为：设置一没有功率流过变速器(1，4，5)的超速传动的挡。
9.按权利要求8的功率分流传动箱，其特征为：该挡是一直接挡，或借助于行星齿轮级或圆柱齿轮级或带轮或链轮传动装置(7，8)实现另一个速比。
10.按权利要求8或9的功率分流传动箱，其特征为：为了接通没有功率流过变速器(1，4，5)的挡，设置一附加的换挡元件(KD)。
11.按权利要求8或9的功率分流传动箱，其特征为：为了接通没有功率流过变速器(1，4，5)的挡，在双区传动箱时用来接通各个区的换挡元件(K1，K2)闭合。
12.按权利要求10的功率分流传动箱，包括一带两对变速轮(4，5)的摩擦轮变速器(1)，其特征为：包括一行星轮系(9)的变速器输出传动箱(2)与其同心地设置在变速轮对(4，5)之间，其中用作加法传动箱的行星轮系(3)与行星轮系(9)同心设置，使得变速器输出传动箱(2)的行星轮系(9)的太阳轮(10)在驱动端可通过一离合器(K1)与变速器输出轴连接，并可通过一制动器(KD)连接在壳体(14)上；行星轮系(9)的转臂(13)在驱动端与驱动轴(12)连接且在输出端与变速器(1)和行星轮系(3)的转臂(18)连接；行星轮系(9)的内齿轮(11)在输出端与行星轮系(3)的太阳轮(15)连接，其中行星轮系(3)的内齿轮(16)与输出轴(17)连接。
13.按权利要求10的功率分流传动箱，包括一具有两对变速轮(4，5)的摩擦轮变速器(1)，其特征为：变速器输出传动箱(2)和行星轮系(3)与变速器(1)同心地且朝输出轴(17)的方向设置在变速器(1)后面，变速器输出传动箱(2)的行星轮系(9)的太阳轮(10)在驱动端可通过一离合器(K1)与变速器输出轴连接，并可通过一制动器(KD)连接在壳体(14)上；行星轮系(9)的转臂(13)在驱动端与驱动轴(12)连接且在输出端与变速器(1)连接，行星轮系(9)的内齿轮(11)在输出端与行星轮系(3)的太阳轮(15)连接，其中行星轮系(3)的内齿轮(16)与输出轴(17)以及行星轮系(3)的转臂(18)与驱动轴(12)连接。
14.按权利要求12或13的功率分流传动箱，其特征为：通过闭合离合器(K1)来切换到行驶区，通过闭合制动器(KD)来接通超速挡。
15.按权利要求11的功率分流传动箱，其特征为：该传动箱包括一单通道摩擦轮变速器(1)，朝输出轴(17)方向在它的后面同心设置一变速器输出传动箱(2)和一用作加法传动箱的行星轮系(3)，变速器输出传动箱(2)的行星轮系(9)的太阳轮(10)在驱动端与变速器输出轴连接，其中行星轮系(9)的内齿轮(11)在输出端与行星轮系(3)的太阳轮(15)连接，行星轮系(9)的转臂(13)连接在壳体(14)上，行星轮系(3)的转臂(18)可通过一制动器(KR)连接在壳体(14)上且在驱动端可通过离合器(K2)与驱动轴(12)连接，其中，行星轮系(3)的内齿轮(16)与输出轴(17)连接并可通过一离合器(K1)和一离合器(K2)与驱动轴(12)连接，行星轮系(3)的转臂(18)可通过离合器(K1)与内齿轮(16)连接。
16.按权利要求11的功率分流传动箱，包括一带两对变速轮(4，5)的摩擦轮变速器(1)，其中设置一与变速器(1)轴线平行地设置的中间轴(6)，通过它借助于一设置在变速轮(4，5)之间的带轮或链轮传动装置(7)和一圆柱齿轮级(8)将变速器(1)的功率传到传动箱的输出轴上，其中用作加法传动箱的行星轮系(3)与变速器(1)同心设置，其特征为：行星轮系(3)的太阳轮(15)与输出轴(17)连接，行星轮系(3)的转臂(18)在驱动端通过圆柱齿轮级(8)、轴(6)和带轮传动装置(7)与变速器(1)的输出轴连接，行星轮系(3)的内齿轮(16)可通过一制动器(KR)连接在壳体(14)上，其中转臂(18)在驱动端可通过一离合器(K1)与圆柱齿轮级(8)连接，并且在变速器(1)和行星轮系(3)之间设置另一离合器(K2)，该离合器使内齿轮(16)与驱动轴(12)可脱开地连接。
17.按权利要求15或16的功率分流传动箱，其特征为：第一行驶区通过闭合离合器(K1)、带功率分流的第二行驶区通过闭合离合器(K2)、后退挡通过闭合制动器(KR)以及超速挡通过闭合离合器(K1)和离合器(K2)来得到。
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