CN203770573U - 力传递装置和具有力传递装置的传动系 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种力传递装置,用于借助位于输入轴和输出轴之间的可调节的液压离合器将力从与具有恒定转速的驱动设备至少间接相连的输入轴传递到与具有可变转速的作业机械至少间接相连的输出轴,其特征在于,所述输出轴或者与之抗扭连接的部件配属有制动装置。

Description

力传递装置和具有力传递装置的传动系
技术领域
本实用新型涉及一种力传递装置,其用于将力从与具有恒定转速的驱动设备至少间接相连的输入轴传递到与具有可变转速的作业机械至少间接相连的输出轴。所述力传递装置,或者借助位于输入轴和输出轴之间的可调节的液压离合器实现力传递,或者借助以下装置实现: 
-液压式转换器和叠加式变速器,所述叠加式变速器包括至少一个具有齿圈、太阳齿轮以及行星架的行星齿轮变速器,所述行星架具有多个作为所述行星齿轮变速器的部件的行星齿轮,其中,所述输入轴至少间接地与所述液压式转换器的泵轮和所述行星齿轮变速器的第一部件相连接,所述液压式转换器的涡轮与所述行星齿轮变速器的第二部件相连接,并且所述输出轴与所述行星齿轮变速器的第三部件相连接; 
-位于所述输入轴和所述液压式转换器之间的力流中的液压离合器和可控的离合器,它们至少可以被并联连接; 
本实用新型还涉及一种转速可变的作业机械的传动系、尤其泵驱动设备,其包括至少一个汽轮机形式的驱动设备。 
背景技术
这种力传递装置根据现有技术已知多种实施形式。在此,具有可调节的液压离合器的第一实施方式区别于具有机械液压式功率分流装置的第二实施方式。由DE3441877A1和DE102008034607代表性地公开了第二种实施方式。两个文献都公开了一种用于驱动转速可变的作业机械的力传递装置,它由液压的分支和具有行星齿轮传动机构的变速器组成。该液压的功率分支通过液压式转换器实现,并且通过该转换器可以调节其转速。液压的功率分支与机械传递的功率分支在行星齿轮变速器中再次合并,从而以期望的转速驱动作业机械,尽管驱动力传递装置的输入轴的驱动设备以恒定的转速运行。 
这种力传递装置被使用在用于转速可变的作业机械的传动系上,尤其是 在发电站应用中,例如用于通过汽轮机驱动锅炉供给泵。对于作业机械的维修工作需要很高的安全要求,这根据作业机械的形式决定不同大小的成本。尤其对于汽轮机驱动的以锅炉供给泵驱动形式的泵驱动设备,为了停止锅炉供给泵需要使汽轮机减速或者使汽轮机与力传递装置去耦。 
发明内容
因此本实用新型所要解决的问题是,使成本最小化并且进一步改进尤其前述类型的力传递装置,当在具有转速可变的作业机械上应用时通过简单的器件有效地确保作业机械的停机。 
在本实用新型的第一实施方式中,所述技术问题通过一种力传递装置得以解决,所述力传递装置用于借助位于输入轴和输出轴之间的可调节的液压离合器将力从与具有恒定转速的驱动设备至少间接相连的输入轴传递到与具有可变转速的作业机械至少间接相连的输出轴,按照本实用新型的力传递装置的特征在于,所述输出轴或者与之抗扭连接的部件配属有制动装置。 
该液压离合器包括泵轮和涡轮。泵轮至少间接地与输入轴、优选直接地或者通过另外的传递装置、例如变速器与输入轴相连,同时涡轮至少间接地与力传递装置的输出轴,即直接地或者通过另外的传递装置、例如变速器与所述输出轴相连。 
在本实用新型的第二特别优选的实施方式中,所述技术问题通过另一种力传递装置得以解决,所述力传递装置用于将力从与具有恒定转速的驱动设备至少间接相连的输入轴传递到与具有可变转速的作业机械至少间接相连的输出轴,这借助以下装置实现:液压式转换器和叠加式变速器,所述叠加式变速器包括至少一个具有齿圈、太阳齿轮以及行星架的行星齿轮变速器,所述行星架具有多个作为所述行星齿轮变速器的部件的行星齿轮,其中,所述输入轴至少间接地与所述液压式转换器的泵轮和所述行星齿轮变速器的第一部件相连接,所述液压式转换器的涡轮与所述行星齿轮变速器的第二部件相连接,并且所述输出轴与所述行星齿轮变速器的第三部件相连接;以及位于所述输入轴和所述液压式转换器之间的力流中的液压离合器和可控的离合器,它们至少可以被并联连接,根据本实用新型的力传递装置的特征在于,所述输出轴或者与之抗扭连接的部件配属有制动装置。 
“轴”的概念应理解为功能性的。它不仅包括作为机械部件的轴、空 心轴,也包括可以起到轴的作用的旋转对称的部件。 
“至少间接地连接”意味着,连接可以是直接地或者间接地通过另外的安置在中间的传递部件、例如简单的连接部件或者变速器实现。 
液压离合器和可控的离合器的至少并联的可控性意味着,每个离合器都可以单独地且与其它装置无关地被操作。力传递在此在至少一种工作状态下仅仅相应通过离合器中的一个实现。还可行的是,在另一种工作状态下可以操作两个离合器,其中可控的离合器在这种状态下随后跨接填满的液压离合器,从而通过该液压离合器不传递扭矩。在两种实施方式中根据发明的解决方案所具有的优点是,在确定的工作状态下、尤其是尽管在力传递装置中导入了拖拽扭矩,在第一实施方式中当液压离合器排空时,在第二结构中当液压离合器排空并且打开可控的离合器时仍然能够可靠地、完全地且以简单的方式方法停止输出轴的运转,并且尤其由此可以对输出轴制动。 
根据一种特别有利的改进形式在两种实施方式中,所述输出轴或与之抗扭连接的部件配属有用于中断至所述作业机械的力流的装置,所述装置沿着从所述输入轴至所述输出轴的力流方向观察被安置在所述制动装置之后。由此以有利的方式保证力传递装置和作业机械以及由此驱动设备和作业机械之间的简单的、快速实现的和完全的机械分离。尤其当在发电站应用中驱动锅炉供给泵时,这种解决方案的优点是,在机械分离情况下在汽轮机还在转动时对锅炉供给泵进行维护工作。因此可以减小总系统的停机时间。 
关于用于中断至作业机械的力流的装置的结构具有多种可能性。在最简单的情况下该装置包括可松脱的连接件或者分离式离合器。后者可以人工或者自动操作。在此可以是摩擦接合或形状接合的离合器。此外可以机械地、液压地、气动地、电子地或利用前述方式的组合进行操作。在特别有利的方式中可以在此使用标准件。可松脱的连接例如可以通过松开互相耦连的部件之间的连接实现,或者也通过取出两个抗扭连接的部件之间的连接件实现。 
制动装置可以被设计成不同的形式。该制动装置起到锁紧制动装置或锁止制动装置的作用。在有利的方式中,该制动装置被设计成机械的制动装置、尤其是盘式制动装置,例如片式制动装置。对制动装置的操作可以是机械的、液压的、气动的、电子的或者它们的组合。在液压操作时可以将液压部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同样也是可行的。 
在一种有利的改进中,除了上述措施外优选在叠加式变速器和制动装置 之间设置有安全装置,其包括用于阻止输出轴转动的闭锁装置。该闭锁装置在最简单的情况下被设计成机械的闭锁装置,它使轴相对于固定的部件、例如壳体停止运动。 
两种实施方式的叠加式变速器可以构造成不同的形式。叠加式变速器或者只包括一个或者至少一个行星齿轮变速器。在此在第一实施方式中,叠加式变速器的第一部件由齿圈构成,行星齿轮变速器的第二部件由行星架构成,与输出轴相连的第三部件由太阳齿轮构成。 
根据叠加式变速器的第二实施方式在此规定,第一部件是行星齿轮变速器的行星架,第二部件是行星齿轮变速器的太阳齿轮,并且第三部件是行星齿轮变速器的齿圈。当齿圈与输出轴直接地或者借助另外的传动机构、优选正齿轮传动机构相连接并且液压的功率分支通过太阳齿轮被引入,则这种结构在此具有的优点是,行星齿轮变速器由于有利的转速可以被设计得非常紧凑。 
附图说明
本实用新型的其他特征和优点结合附图由对优选实施例描述得到。在附图中: 
图1示例性地示出根据第二实施方式的力传递装置的结构设计; 
图2示例性地示出根据第一实施方式的力传递装置的结构设计的极简示意图; 
图3示例性地示出与制动装置、力流中断装置和输出轴闭锁装置的配属的可能的结构设计。 
具体实施方式
图1以简化的示意图的形式展示了作为示例的力传递装置1的一种有利的根据本实用新型的实施方式,该力传递装置1用于在此仅示意表示的驱动设备2和作业机械3之间的连接。驱动设备2在此可以尤其设计成涡轮机,特别优选的是汽轮机。驱动设备2在所示的结构中通常提供恒定的转速,由此直接驱动输入轴或者必要时也通过在此未示出的变速档位驱动与之相连的输入轴4。通过力传递装置1驱动转速可变的作业机械3。作业机械3可以被设计成压缩机或者压气机、或者离心泵或者类似的机械。作业机械3在 所示实施例中至少间接地与输出轴6相连。通过行星齿轮变速器、锥齿轮变速器或类似装置的连接也是可行的。 
力传递装置1自身包括液压离合器7、可控的作为分接离合器或贯通式离合器的离合器8、液压式转换器9(转速/转矩转化器)和机械的叠加式变速器10。它们被布置成互相同轴的。液压式转换器9在从输入轴4至输出轴6的力流上被安置在液压离合器7之后。液压离合器7和可控的离合器8形成启动和/或控制单元15。通过启动和/或控制单元15使转换器9以及叠加式变速器10与输入轴4相连。两个离合器7、8在其作用方式上是至少并联的。为了进行启动和/或控制,对液压离合器7进行填充。当达到了同步转速时连接可控的离合器8,用于贯穿耦连并由此机械驱动连接在输入轴4和与转换器9的泵轮和叠加式变速器10的第一元件之间的轴11。 
液压离合器7、8包括泵轮P和涡轮T。泵轮P至少间接地、在此直接地与输入轴4相连。可控的离合器8包括或者与泵轮P或者与输入轴4相连的第一离合器部件和与轴11相连的第二离合器部件。 
液压式转换器9可以被设计成不同的形式。其在所示情况下包括至少一个泵轮12、至少一个涡轮13和至少一个导轮14。泵轮12间接通过启动和/或控制单元15与输入轴4相连,此外直接与轴11相连。 
通常对于转换器9,产生从泵轮12经过导轮14流向涡轮13的工作介质流。同时,功率通过输入轴4以及借助启动单元15与之相连的轴11直接机械地传递。两个功率分支随后通过叠加式变速器10的行星齿轮传动机构16重新合成并且一起传递到输出轴6范围内。 
行星齿轮传动机构16为此被设计成所谓的“F变速器”。它具有齿圈17、太阳齿轮18以及多个布置在行星架19上的行星齿轮20。在所示的结构中,液压式转换器9的涡轮13通过空心轴21和传动机构22与行星齿轮变速器16的行星架19相连接。输入轴4以及与之相连的轴11穿过空心轴21与齿圈17相连并且由此与单个旋转的行星齿轮20相连。输出轴6又与行星齿轮变速器16的太阳齿轮18相连。 
现在根据本实用新型,输出轴6或者与之抗扭连接的部件配属有制动装置23。输出轴6或者与之抗扭连接的部件还配属有用于中断至作业机械3的力流的装置24。该装置沿着从输入轴4至输出轴6的力流方向观察安置在制动装置23之后。与制动装置23和/或装置24的配合或者直接通过输出轴 6或者与之抗扭连接的部件、例如以附加的例如径向或者轴向自支承的延长轴的形式实现。 
用于中断至作业机械的力流的装置可以被设计成不同的形式。在最简单的情况下是分离式离合器或可松脱的连接件的形式。 
在叠加式变速器10和力流中断装置24之间设置有安全装置25,其包括用于阻止输出轴转动的闭锁装置26。安全装置25例如包括插接螺栓,还插接螺栓使输出轴6相对一个静止的部件固定。 
为了可靠地停止输出轴6的运转实施下述步骤: 
-接通,即打开可控的离合器8; 
-排空液压离合器7(汲液管为0%); 
-作业机械达到最小转速; 
-激活输出轴6上的制动装置23并且使输出完全停止; 
-激活闭锁装置26、尤其是所安装的用于额外的机械锁止的插接螺栓; 
-激活装置24,在此例如解除行星齿轮输出端和锅炉供给泵之间的连接件,由此实现完全的机械分离。 
图2根据第一实施方式的力传递装置为示例示出根据发明的结构。力传递装置仅仅包括可控的位于输入轴4和输出轴6之间的液压离合器7,即涡轮T,它与输出轴6至少间接地耦连,也就是直接地或者间接地通过在此未示出的传递元件实现连接。制动装置23、闭锁装置26和装置24的布置与图1的实施方式类似。 
制动装置23、装置24和闭锁装置26优选是力传递装置1的组件,也就是与力传递装置1预装配。但是也可行的是,作为单独的装置设置在力传递装置1和作业机械之间。在两种实施方式中,制动装置23、装置24和闭锁装置26可以构成组合的制动和闭锁单元。 
图3以示例的形式结合力传递装置1的剖面图示出制动装置23、装置24和闭锁装置26与输出轴6、尤其与抗扭地与该输出轴连接的部件的配合的具体的结构设计。仅示出输出轴6区域。在该结构中,配属于与输出轴6抗扭连接的延长轴27,该延长轴27可以轴向或者径向地自支承。该延长轴27配属于制动装置23,其中制动装置23的第一部件与延长轴27抗扭地连接,并且制动装置23的与第一部件有效连接的可安装的第二部件位置固定地连接在壳体上或者与壳体相连的部件上。闭锁装置26在此包括插接螺栓, 该闭锁装置26使延长轴27相对壳体或者与壳体相连的部件固定。装置24在此例如包括位于延长轴27的局部区域之间的可拆卸的连接件。 

Claims (11)

1.一种力传递装置,用于借助位于输入轴和输出轴之间的可调节的液压离合器,将力从与具有恒定转速的驱动设备至少间接相连的输入轴传递到与具有可变转速的作业机械至少间接相连的输出轴,其特征在于,所述输出轴或者与之抗扭连接的部件配属有制动装置。 
2.一种力传递装置,用于将力从与具有恒定转速的驱动设备至少间接相连的输入轴传递到与具有可变转速的作业机械至少间接相连的输出轴,这借助以下装置实现: 
-液压式转换器和叠加式变速器,所述叠加式变速器包括至少一个具有齿圈、太阳齿轮以及行星架的行星齿轮变速器,所述行星架具有多个作为所述行星齿轮变速器的部件的行星齿轮,其中,所述输入轴至少间接地与所述液压式转换器的泵轮和所述行星齿轮变速器的第一部件相连接,所述液压式转换器的涡轮与所述行星齿轮变速器的第二部件相连接,并且所述输出轴与所述行星齿轮变速器的第三部件相连接; 
-位于所述输入轴和所述液压式转换器之间的力流中的液压离合器和可操控的离合器,它们至少可以被并联连接; 
其特征在于,所述输出轴或者与之抗扭连接的部件配属有制动装置。 
3.根据权利要求1或2所述的力传递装置,其特征在于,所述输出轴或与之抗扭连接的部件配属有用于中断至所述作业机械的力流的装置,所述力流中断装置沿着从所述输入轴至所述输出轴的力流方向观察被安置在所述制动装置之后。 
4.根据权利要求3所述的力传递装置,其特征在于,所述用于中断至所述作业机械的力流的装置具有下述部件组中的至少一个部件: 
-分离式离合器 
-可松脱的连接件。 
5.根据权利要求1或2所述的力传递装置,其特征在于,所述制动装置被设计为锁紧制动器和/或包括尤其至少一个盘式制动装置或者片式制动装置。 
6.根据权利要求3所述的力传递装置,其特征在于,在所述叠加式变速器和所述力流中断装置之间设置有安全装置,所述安全装置包括用于阻止 所述输出轴转动的闭锁装置。 
7.根据权利要求2所述的力传递装置,其特征在于,所述叠加式变速器包括至少一个行星齿轮变速器,并且所述叠加式变速器的第一部件由齿圈构成,所述行星齿轮变速器的第二部件由行星架构成,与所述输出轴连接的第三部件由太阳齿轮构成。 
8.根据权利要求2所述的力传递装置,其特征在于,所述叠加式变速器包括至少一个行星齿轮变速器,并且所述第一部件是所述行星齿轮变速器的行星架,所述第二部件是所述行星齿轮变速器的太阳齿轮,所述第三部件是所述行星齿轮变速器的齿圈。 
9.根据权利要求7或8所述的力传递装置,其特征在于,在所述行星齿轮变速器和所述作业机械之间设置有另外的传动机构。 
10.一种用于驱动作业机械的传动系,其具有驱动设备和根据权利要求1至9之一所述的力传递装置,其中,所述作业机械被设计为用于流体的输送装置、尤其是压缩机、泵或者离心泵。 
11.根据权利要求10所述的传动系,其特征在于,所述驱动设备被设计为涡轮机、尤其是汽轮机。 
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