CN1977119A - 可换档的液压紧凑型驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可换档的，尤其用于车辆驱动装置和绞盘驱动装置，所述液压紧凑型驱动装置包括至少一个行星级(2)，在该行星级中，一个可接通或断开的第一多盘离合器将一个内齿圈(11)以旋转固定的方式与一个外壳(1)连接，一个可接通或断开的第二多盘离合器(4)将该行星级(2)的太阳轮以旋转固定的方式与所述内齿圈连接，其中，所述行星级(2)的太阳轮(8)被一个液压马达(7)驱动，并且该行星级的一个行星架(18)被设置为输出端。本发明的特征在于盘片支架(12)容纳第一多盘离合器(3)的内盘片、第二多盘离合器(4)的外盘片以及用于闭合第二多盘离合器的弹簧蓄能器(20)。在第二多盘离合器(4)闭合时，所述弹簧蓄能器(20)施加的轴向力一方面支撑在所述盘片支架(12)上，另一方面以可轴向移动的方式支撑在中间环(15)上。盘片组(16)支撑在盘片支架(12)上，由此，防止在中间环(15)的接触点(21)处产生摩擦以及相关的热量。

Description

可换档的液压紧凑型驱动装置

技术领域

本发明涉及一种可换档的液压紧凑型驱动装置，尤其用于车辆驱动装置和绞盘驱动装置，其包括至少一个行星级，在该行星级中，一个可接通或断开的第一多盘离合器将一个内齿圈抗扭地与一个外壳连接，一个可接通或断开的第二多盘离合器将该行星级的太阳轮抗扭地与所述内齿圈连接，其中，所述行星级的太阳轮被一个液压马达驱动，并且该行星级的一个行星架(planet spider)被设置为驱动器输出端。

背景技术

这样一种紧凑驱动装置的优选应用领域是按照液压驱动的车辆或绞车。在这样的紧凑驱动装置中应用至少一个用于降低驱动转速的行星齿轮级。该行星齿轮级可特别节省安装空间地组装在所述紧凑驱动装置中。此外，通常有两个多盘离合器确保可换档，其中，第一摩擦盘片组被压紧，用于将所述行星齿轮级的一个驱动元件与外壳抗扭地连接，由此在另一多盘离合器自由时使行星齿轮级的变速比大于1。与之相反，第二摩擦盘片组被压紧，则是用于将所述行星级的两个驱动元件相互连接，以便在第一多盘离合器断开时不改变转速地以变速比为1进行传动。此外，可以通过断开所述两个摩擦盘片组使动力输入侧和动力输出侧相互脱耦或通过压紧两个摩擦盘片组将所述传动装置整个闭锁。通常，出于可靠性方面的原因要借助偏压弹簧将所述多盘离合器闭合，以及通过一个所谓的多级活塞借助液压压力来将所述多盘离合器松脱开。

欧洲专利EP 0 408 592 B1公开了这样一种可换档的液压紧凑型驱动装置。其中，配备有行星齿轮级的传动装置的换档通过两个多盘离合器来进行。在这样一种构造方式的传动装置中，需要将第二多盘离合器的闭合力传递到旋转的摩擦盘片组上。这一点由此来实现，即，通过一个旋转接头使用于操纵所述多盘离合器的液压力传递到所述被驱动的多级活塞。但在此，所述输入驱动轴的转速受到所述旋转接头的旋转密封件的许可圆周速度的限制。此外，要考虑到在长期运行时所述密封件有比较短的使用寿命。

在德国实用新型DE 93 18 634 U1中则记载了另一种类型的紧凑型驱动装置。在这种设计中，由第二多盘离合器的闭合力所产生的轴向力通过一个抗扭的多级活塞借助推力轴承传递到所述摩擦盘片组上。然而在借助推力活塞传递力时的缺点在于，在高速负载时在推力轴承中会产生很多热量。此外，推力轴承对于润滑的要求也特别高。在紧凑的安装空间内基于轴承预定的承载能力只能传递有限的力，这使得所述多盘离合器的工作能力不能被充分利用。

发明内容

因此，本发明的目的在于找到一种切换普通传动装置的技术方案，它一方面能确保传动装置有最佳的使用寿命，另一方面又能使产生的热量最少。

上述目的通过权利要求1所述的一种可换档的液压紧凑型驱动装置来实现。在从属权利要求中则记载了本发明的其他优选扩展设计。

本发明包含如下技术指导：设置一个盘片支架，该支架上容纳第一多盘离合器的内盘片和第二多盘离合器的外盘片以及一个用于闭合第二多盘离合器的偏压弹簧，其中，该偏压弹簧的轴向力在所述第二多盘离合器闭合时，一侧支撑在所述盘片支架上，另一侧则经由一个可轴向移动的中间环被支撑，在此，所述摩擦盘片组又支撑在所述盘片支架上。

上述技术解决方案的优点主要在于，利用本发明的盘片支架可在所述传动装置中应用一种功能一体化的构件，它可节省安装空间地这样安置在所述传动装置内，即，避免在所述操纵离合器的多级活塞和所述第二多盘离合器的所需中间环之间的接触部位处发生摩擦并进而产生热量。

通过在一个在其中一个开合状态与外壳抗扭连接而在另一开合状态与另一传动元件抗扭连接的传动元件中支撑作用在多盘离合器上的所述偏压弹簧的弹簧力，两个传动元件相互连接的开合状态下的所述轴向力保持在所述构件中并且不必由推力轴承来支承。

在第二多盘离合器区域内的所述中间环优选通过一轴颈轴承(journalbearing)与一个被液力操纵的多级活塞相连，以克服所述偏压弹簧的轴向力而使所述多盘离合器脱开。因此，在这个位置可采用最简单的轴颈轴承，因为不会有操纵力作用在其上。在另一开合状态下，所述液压多级活塞的松脱力通过轴颈轴承传递，以断开所述盘片组。在这种情况下，所述构件不移动，由此在所述轴颈轴承部位处虽然作用有一轴向力，但在轴承对之间却不会发生相对运动。作为轴颈轴承的替代方案也可考虑在该处采用一个滚动轴承，以便相对于轴颈轴承进一步改善例如磨损性能。

此外建议，所述第二多盘离合器的盘片支架通过一连接齿与所述内齿圈抗扭连接。这种连接方案可使所述盘片支架便于装配或拆卸。当所述多盘离合器需要维护或修理时，这一点有利于维修。

按照本发明的另一项改善维修便利性的措施，建议，所述行星级的太阳轮通过插塞齿(slot-in toothing)与所述液压马达直接连接，并且配备另一传动齿，该另一传动齿直接与在所述太阳轮与内齿圈之间的所述第二多盘离合器的内盘片连接。这种用于同轴力传递连接另外也有助于节省构件。

由外面作用在所述传动装置上的力优选由一个圆锥滚子轴承来承受。这种轴承方式在此对于所述有待控制的力而言似乎是最佳。当然也可以另外选择采用圆柱滚子轴承、滚珠轴承等。

为了提高所述紧凑驱动装置的减速比，本发明建议，在原本就存在的行星级下游连接其他行星级。在车辆驱动装置的情况下，这些其他行星级可安置在轮毂壳区域内，并优选通过它们的太阳轴来驱动。

附图索姆

下面借助唯一的一幅附图所示的一个优选实施例对本发明予以详细说明。

图1是一个作为车辆驱动装置的液压紧凑型驱动装置的线路简图。

具体实施方式

所述可换档的液压紧凑型驱动装置被一个外壳1包绕。该外壳1中容纳有一个行星齿轮级2、一个可接通或断开的第一多盘离合器3以及一个可接通或断开的第二多盘离合器4。一个轮毂壳1a通过一个圆锥滚子轴承6安设在所述外壳1上。该轮毂壳1a作为动力输出侧用于承载汽车车轮。所述可接通或断开的第一多盘离合器3将行星齿轮级2的内齿圈11与所述外壳1抗扭地连接。所述行星级2的太阳轮8通过所述可接通或断开的第二多盘离合器4可与第二行星级的内齿圈11抗扭地连接。所述行星级2的太阳轮8由一个液压马达7驱动。相反，所述行星级2的一个行星架18作为输出，并为此目的，它与一个下游行星级5的太阳轮连接。在该行星级5之后又连接有另一行星级5a，以用于进一步减速。所述两个串接在后的行星级5和5a的内齿圈固定地连接在所述轮毂壳1a上。

所述多盘离合器4具有一个用于内盘片的盘片支架12，该盘片支架作为功能一体化的构件也容纳所述多盘离合器3的外盘片以及一个用于闭合第二多盘离合器4的偏压弹簧20。所述第二多盘离合器的与其所述外盘片对应的内盘片通过一个图中没有详细示出的传动齿直接与所述行星级2的太阳轮8连接。该行星级2的太阳轮8另外具有一个图中同样没有详细示出的插塞齿与作为驱动单元的液压马达7相耦连。

在可接通或断开的第一多盘离合器3一方，用于其外盘片的盘片支架13通过一连接齿与所述内齿圈11抗扭地连接。

所述两个多盘离合器3和4通过分别借助于相关的偏压弹簧10、20可闭合，同时这两个多盘离合器3和4又可通过相应的活塞-液压缸装置按本身公知的方式被液力释放松脱。为此，在所述第一多盘离合器3一侧，这是通过一个多级活塞19实现的，而在所述第二多盘离合器4一侧，则设有一个与之相关联的多级活塞14。通过一个中间环15以及一个在多级活塞14与该中间环15之间的轴颈轴承，在所述多级活塞14与第二多盘离合器4的摩擦盘片组16之间建立有效连接。所述第二多盘离合器4在闭合状态时，其偏压弹簧20的轴向力一侧支撑在所述盘片支架12上，另一侧则支撑在所述轴向可移动的中间环15上，此时，所述摩擦盘片组16又支撑在所述盘片支架12上。

在第一档，所述第一多盘离合器3的摩擦盘片组9通过偏压弹簧10被压紧，这作用为使得所述内齿圈11就与盘片支架12相连，该盘片支架12通过另一盘片支架13与所述外壳1抗扭地连接。所述多级活塞14受液压力作用，将中间环15拉离所述摩擦盘片组16并将该盘片组16打开。这样，来自太阳轮8的输入转速就通过行星齿轮17以及行星架18以大于1的变速比传递到行星齿轮变速器5上。由于在此连接状态中所述盘片支架12抗扭地固定在所述外壳1上，因此不会有相对于所述多级活塞14的相对转速。

在第二档，所述多级活塞19受压力作用，将所述盘片支架12和13之间的抗扭连接释放松脱。所述内齿圈11相对于所述外壳1可自由转动。所述多级活塞14却不承受压力作用。所述偏压弹簧20作用在所述摩擦盘片组16上，后者通过所述盘片支架12将所述太阳轮8以及内齿圈11相互抗扭地连接起来。为压紧第二多盘离合器4的摩擦盘片组16所必需的弹簧力及其反力支撑在所述盘片支架12内。在此连接状态下，通过所述太阳轮8和内齿圈11的连接，所述行星级2自身闭锁并进一步以等于1的变速比将输入转速进一步传递给行星级5。在所述多级活塞14和压环15之间，太阳轮8的转速大小有所不同。但却不会有轴向力传递到该位置。因此由于摩擦和由此引起的发热所导致的损失仅仅短暂地在多级活塞14和中间环15之间的接触部位21切换时出现。

由于所述轴向力在第二多盘离合器的旋转部件中产生，当所述多盘离合器4闭合时，相对于所述外壳1抗扭设置的液压操作机构没有负载。若向所述操纵装置施压，则释放松脱第二多盘离合器4并使那些涉及操纵的构件停止。处于多盘离合器操纵区域内的推力轴承因此可完全取消，这意味着在减速器中只产生较少的热量，从而可进一步提高该减速器的使用寿命和效率。

附图标记清单：

1外壳

1a轮毂壳

2行星级

3第一多盘离合器

4第二多盘离合器

5行星级

5a行星级

6圆锥滚子轴承

7液压马达

8太阳轮

9摩擦盘片组

10偏压弹簧

11内齿圈

12盘片支架

13盘片支架

14多级活塞

15中间环

16摩擦盘片组

17行星齿轮

18行星架

19多级活塞

Claims (8)

1.一种可换档的液压紧凑型驱动装置，尤其用于车辆驱动装置和绞盘驱动装置，其包括至少一个行星级(2)，在该行星级中，一个可接通或断开的第一多盘离合器(3)将一个内齿圈(11)抗扭地与一个外壳(1)连接，一个可接通或断开的第二多盘离合器(4)将该行星级(2)的太阳轮(8)抗扭地与所述内齿圈(11)连接，其中，所述行星级(2)的太阳轮(8)被一个液压马达(7)驱动，并且该行星级(2)的一个行星架(18)被设置为输出端，其特征在于，一个盘片支架(12)承载第一多盘离合器(3)的内盘片和第二多盘离合器(4)的外盘片以及一个用于闭合第二多盘离合器(4)的偏压弹簧(20)，其中，该偏压弹簧(20)的轴向力在所述第二多盘离合器(4)闭合时，一侧支撑在所述盘片支架(12)上，另一侧则借助于一个可轴向移动的中间环(15)被支撑，在此，摩擦盘片组(16)又支撑在所述盘片支架(12)上，以避免在所述中间环(15)的接触部位(21)上发生摩擦并因此发热。

2.按照权利要求1所述的可换档的液压紧凑型驱动装置，其特征在于，所述中间环(15)通过一轴颈轴承与一个被液力操纵的多级活塞(14)相连，以克服所述偏压弹簧(20)的轴向力而使所述多盘离合器(4)脱开。

3.按照权利要求1所述的可换档的液压紧凑型驱动装置，其特征在于，所述中间环(15)通过一滚动轴承与一个被液力操纵的多级活塞(14)相连，以克服所述偏压弹簧(20)的轴向力而使所述多盘离合器(4)脱开。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的可换档的液压紧凑型驱动装置，其特征在于，所述第二多盘离合器(4)的盘片支架(12)通过连接齿与所述内齿圈(11)抗扭连接。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的可换档的液压紧凑型驱动装置，其特征在于，所述行星级(2)的太阳轮(8)通过插塞齿与所述液压马达(7)直接和同轴地连接，其中，在太阳轮(8)区域内的另一传动齿直接与在所述太阳轮(8)与内齿圈(11)之间的所述第二多盘离合器(4)的内盘片连接。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的可换档的液压紧凑型驱动装置，其特征在于，一个设置在所述外壳(1)和一个轮毂外壳(1a)之间的圆锥滚子轴承承受由外面作用在所述传动装置上的力。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的可换档的液压紧凑型驱动装置，其特征在于，在所述行星级(2)的行星架(18)下游，连接有至少另一个用于减小传动转速的行星级(5，5a)。

8.按照权利要求7所述的可换档的液压紧凑型驱动装置，其特征在于，设置另外两个行星级(5，5a)，其中，这另外两个行星级(5，5a)分别通过它们的太阳轮来驱动。

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