RU2574662C2

RU2574662C2 - Gearbox unit with power distribution

Info

Publication number: RU2574662C2
Application number: RU2014117955/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор ШИНДЛЕР; Клеменс ХРИСТ
Original assignee: Либхерр-Компонентс Биберах Гмбх
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2016-02-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: gearbox unit comprises primary shaft (3) and secondary shaft (4) with the first mechanical branch (5) and the second hydraulic and electric branch (6) between them, which are connected at least partially by planetary gear (7). The second branch contains several energy converters (12, 13, 14). The primary shaft (3) is connected to the first energy converter (12) and the first connecting element (8) of planetary gear (7), while the secondary shaft (4) is connected to the second connecting element (9) of planetary gear (7) and the second (13) and third (14) energy converters are coupled to connecting elements (10, 11) of planetary gear (7) and/or to the secondary shaft (4).

EFFECT: development of advanced gearbox unit with power distribution, which ensures fast, continuous and wear-resistant reversibility without sacrificing efficiency factor and limiting the range of reduction ratio regulation as well as uninterrupted transmission of hauling power even at switching between different speed ranges so that, for example, it is not necessary to regulate angles of rotation for hydrostats at switching over.

20 cl, 8 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к коробке передач с распределением мощности, в частности, для механизма для перемещения, по меньшей мере с одним первичным (ведущим) и одним вторичным (ведомый) валами, между которыми предусмотрены первая механическая и вторая гидравлическая или электрическая ветви, по меньшей мере частично соединяемые между собой планетарным механизмом, причем вторая ветвь содержит несколько преобразователей энергии.The present invention relates to a power distribution gearbox, in particular for a mechanism for moving at least one primary (drive) and one secondary (driven) shafts, between which a first mechanical and a second hydraulic or electric branch is provided, at least partially interconnected by a planetary mechanism, the second branch containing several energy converters.

В передвижных рабочих машинах с высокими требованиями к силе тяги при трогании с места и при частом изменении направления движения, как это, в частности, имеет место в случае колесных погрузчиков и погрузчиков на гусеничном ходу, а также бульдозеров или аналогичных перегрузочных средств для материалов, во избежание недостатков, типичных для устройств с механическим приводом и с преобразователями, как, например, в частности, серьезных эксплуатационных недостатков при трогании с места под нагрузкой и при переключении передач без разрывов тяговой силы, часто используются чисто гидростатические механизмы для перемещения. Гидростатические приводы допускают плавное изменение движения, возможное, например, для транспортных средств с ограниченными скоростями движения, как то: колесные погрузчики и погрузчики на гусеничном ходу или бульдозеры, во всем диапазоне скоростей. Правда, такие чисто гидростатические приводы по сравнению с механическими приводами при высоких скоростях движения обнаруживают заметно больший расход, поскольку блоки при больших оборотах вызывают большие потери.In mobile working machines with high requirements for traction when starting and with frequent changes of direction, as, in particular, is the case with wheeled and tracked loaders, as well as bulldozers or similar material handling equipment, avoiding the drawbacks typical of devices with a mechanical drive and with transducers, such as, in particular, serious operational flaws when starting off under load and when shifting gears without breaks Jagow forces are often used purely hydrostatic moving mechanisms. Hydrostatic drives allow a smooth change in movement, possible, for example, for vehicles with limited speeds, such as wheel loaders and crawler loaders or bulldozers, over the entire speed range. True, such purely hydrostatic drives, compared with mechanical drives at high speeds, exhibit a significantly higher flow rate, since the blocks at high speeds cause large losses.

Для объединения преимуществ обеих систем передачи или привода уже предлагались так называемые коробки передач с распределением мощности, предусматривающие передачу усилия с первичного вала со стороны входа на вторичный вал со стороны выхода по выбору с помощью первой механической и второй гидростатической ветвей, причем в зависимости от исполнения передачи передача мощности посредством переключательных элементов может варьироваться с чисто механической на чисто гидростатическую и наоборот, т.е. варьироваться могут составляющие гидростатической и механической передачи мощности. При этом до сих пор используется планетарная передача, с помощью которой обе ветви мощности могут суммироваться друг с другом, для чего механическая ветвь с помощью планетарной передачи полностью и по меньшей мере один гидростат гидростатической ветви подсоединены к планетарной передаче.To combine the advantages of both transmission or drive systems, so-called power distribution gearboxes have already been proposed, providing for the transfer of force from the input shaft from the input side to the secondary shaft from the output side, optionally using the first mechanical and second hydrostatic branches, depending on the type of transmission power transmission by means of switching elements can vary from purely mechanical to purely hydrostatic and vice versa, i.e. components of hydrostatic and mechanical power transmission can vary. In this case, a planetary gear is still used, with the help of which both power branches can be summed with each other, for which the mechanical branch with the help of a planetary gear is fully connected and at least one hydrostatic hydrostatic branch is connected to the planetary gear.

Однако проблемой у таких коробок с распределением мощности является направление вращения приводного двигателя, часто являющегося дизельным. В то время как у чисто гидростатических приводов только насос проходит через положение в нуль градусов и в результате объемный расход реверсируется на входе при одинаковом направлении вращения, в механической ветви это становится сложной задачей, поскольку частота вращения приводного двигателя в механической ветви или фазе не реверсируется просто так, по меньшей мере без разрывов тяговой силы, т.е. с гармоничным прохождением силы тяги через нуль.However, a problem with such power distribution boxes is the direction of rotation of the drive motor, often a diesel engine. While in purely hydrostatic drives only the pump passes through a zero degree position and as a result the volume flow is reversed at the inlet with the same direction of rotation, this becomes a difficult task in the mechanical branch, since the speed of the drive motor in the mechanical branch or phase is not simply reversed so, at least without gaps in traction force, i.e. with harmonious passage of traction force through zero.

Для достижения реверса в таких коробках передач с распределением мощности и для так называемого ухода от указанной проблематики разрыва тяговой силы в механической фазе уже предлагалось перекрывать «ложное» направление вращения механической ветви большей частотой вращения в «правильном» направлении вращения гидростатического контура. Правда, при этом в коробке передач передаются паразитные мощности, что повышает расход и обусловливает наличие мощных гидрораспределителей. В тракторах, например, этот подход реализуется вполне успешно, что, правда, главным образом, связано с тем краевым условием, что трактора преимущественно эксплуатируются с движением вперед и в этом отношении составляющие цикла движения при движении задним ходом, при котором указанное направление вращения должно компенсироваться и появляются паразитные мощности, относительно малы. У передвижных рабочих машин, как, например, у колесных погрузчиков или погрузчиков на гусеничном ходу, имеющих большие составляющие движения задним ходом или некоторым образом сбалансированное соотношение движений вперед и назад, баланс таких систем передачи формируется явно хуже, поскольку здесь в течение явно значительной части цикла движения, во время которой осуществляется движение задним ходом, появляется указанная паразитная мощность.In order to achieve a reverse in such gearboxes with power distribution and for the so-called avoidance of the indicated problems of traction force rupture in the mechanical phase, it has already been proposed to block the “false” direction of rotation of the mechanical branch with a higher speed in the “right” direction of rotation of the hydrostatic circuit. True, in this case, parasitic powers are transmitted in the gearbox, which increases consumption and determines the presence of powerful hydraulic control valves. In tractors, for example, this approach is implemented quite successfully, which, however, is mainly due to the boundary condition that tractors are mainly operated with forward movement and, in this regard, components of the driving cycle when reversing, in which the indicated direction of rotation must be compensated and parasitic powers appear, are relatively small. For mobile working machines, such as wheeled loaders or crawler loaders, which have large components of reverse gear or in some way a balanced ratio of forward and backward movements, the balance of such transmission systems is clearly formed, since here during a clearly significant part of the cycle movement, during which reversing is carried out, the indicated parasitic power appears.

Поэтому в порядке альтернативы уже было также предложено предусматривать между приводным двигателем или приводным валом и планетарной передачей коробки передач с распределением мощности реверсивную передачу с тем, чтобы для ввода в механическую ветвь коробки передач с распределением мощности иметь возможность реверсирования постоянно задаваемого направления вращения приводного двигателя. Такие коробки передач с распределением мощности с реверсивной передачей, включенной впереди механической ветви, показаны, например, в DE 10 2008 001 613 A1 и DE 10 2008 049 449. При этом гидростаты гидравлической ветви для суммирования гидростатической мощности с механической приданы планетарной передаче или установленной за ним ступенчатой коробке передач. Однако недостатком этих ранее известных решений, в частности, при использовании в передвижных рабочих машинах с большими составляющими движения задним ходом, как то: колесные погрузчики, является то, что частота вращения насоса, обусловленная системой, при скоростях, проходящих через нуль, достигает максимального значения, а при реверсировании посредством узла реверсивного переключения изменяет также направление своего вращения, вследствие чего изменение частоты вращения насоса по величине становится равным примерно удвоенной максимальной частоте вращения. Если процесс реверсирования с самой по себе необходимой скоростью происходит, например, в течение нескольких секунд, то в результате возникает предельно высокое ускорение насоса, который тем самым нагружается до своего предела или даже сверх него, так что дело доходит до преждевременного износа или даже до полного выхода из строя. С другой стороны, если это учитывается и процесс реверсирования происходит медленнее, то водитель воспринимает такое медленное реверсирование с ощутимым «временем ожидания» при нулевой скорости как недостаток, в частности, если водитель до этого времени гидростатически эксплуатируемых машин привык к непрерывному реверсированию с помощью нулевой скорости без какого бы то ни было простоя.Therefore, as an alternative, it has also been proposed to provide a reverse gear between the drive motor or the drive shaft and the planetary gear of the gearbox with power distribution so that it can reverse the constantly specified direction of rotation of the drive motor to enter the mechanical branch of the gearbox with power distribution. Such gearboxes with a power distribution with a reverse gear engaged in front of the mechanical branch are shown, for example, in DE 10 2008 001 613 A1 and DE 10 2008 049 449. In this case, the hydrostats of the hydraulic branch for summing the hydrostatic power with the mechanical are assigned to a planetary gear or installed for stepped gearbox. However, the disadvantage of these previously known solutions, in particular when used in mobile working machines with large reversing components, such as wheel loaders, is that the pump speed due to the system reaches the maximum value at speeds passing through zero , and when reversing by means of a reversing switching unit, it also changes the direction of its rotation, as a result of which the change in the pump speed in magnitude becomes approximately twice the maximum tional frequency of rotation. If the reversal process with the required speed in itself takes place, for example, within a few seconds, the result is an extremely high acceleration of the pump, which thereby loads to its limit or even above it, so that it comes to premature wear or even complete failure. On the other hand, if this is taken into account and the reversal process is slower, then the driver perceives such a slow reversal with tangible “waiting time” at zero speed as a disadvantage, in particular, if the driver until that time of hydrostatically operated machines is used to continuous reversal using zero speed without any downtime.

Для смягчения этой проблематики реверсирования, предусматривая все же возможность распределения мощности, публикация ЕР 2 280 192 А1 предлагает коробку передач с распределением мощности, в которой гидронасос впереди включаемой реверсивной передачи и тем самым без ущерба от гидронасоса привязан к приводному валу или приводному двигателю, так что насос гидростатической ветви постоянно вращается в одном и том же направлении и к планетарной передаче подсоединен только гидростатический двигатель. При этом в результате отключения механической ветви на передаче с низкой скоростью мощность может передаваться только гидростатически, так что здесь обычное реверсирование может реализовываться плавно и все же быстро за счет соответствующего прохождения насоса через нуль. Однако при этом отрицательное действие оказывают необходимая дополнительная цепь цилиндрического колеса для передачи мощности с гидростатического двигателя на выходной конец вала отбора мощности, включенная параллельно планетарной передаче, а также регулирование второй передачи с распределением мощности. Чтобы перекрывать достаточно большой диапазон частот вращения со стороны отбора мощности с планетарным механизмом на второй передаче, предусмотрены несколько передач с соответствующими сцеплениями с тем, чтобы путем включения сцеплений устанавливать различные скорости вращения. Если движение осуществляется с распределением мощности, то путем регулировки гидрораспределителей достигается только точное изменение передаточных отношений на отдельных передачах коробки передач. В результате коробка передач становится относительно сложной и дорогостоящей, требующей из-за предусматриваемых сцеплений и передач тщательного обслуживания и подверженной износу. Кроме того, из-за необходимых сцеплений возникают потери на холостом ходу, снижающие коэффициент полезного действия коробки передач с распределением мощности. Кроме того, при переключении с чисто гидростатического режима на режим с распределением мощности происходит прекращение передачи силы тяги или по меньшей мере ее задержка. В конце чисто гидростатической передачи насос обычно достигает максимального, а двигатель минимального или по меньшей мере сокращенного угла поворота, чтобы тем самым чисто гидростатически реализовать максимально возможную частоту вращения вторичного вала. При этом гидродвигатель соединен с коронной шестерней планетарной передачи, которая в этом случае в принудительном порядке также вращается с относительно большой скоростью вращения вхолостую без передачи момента. В начале передачи с распределением мощности частота вращения повышается за счет того, что к постоянной составляющей частоты вращения механической ветви, задаваемой дизельным двигателем, теперь посредством коронной шестерни добавляется возрастающая с нуля частота вращения гидравлической ветви. Для этого коронная шестерня и тем самым гидродвигатель после переключения имеют нулевую или по меньшей мере незначительную частоту вращения, что ведет к тому, что в этот момент насос имеет небольшой или нулевой угол поворота, а двигатель - большой или максимальный угол поворота. Следствием этого является то, что во время процесса переключения насос за короткое время должен повернуться обратно вместе с двигателем. В это время наступает состояние вышеупомянутого прекращения передачи мощности.To mitigate this reversal issue, while still allowing for power distribution, EP 2 280 192 A1 offers a power distribution gearbox in which the hydraulic pump in front of the reverse gear is engaged and thereby tied to the drive shaft or drive motor without damage to the hydraulic pump, so that the hydrostatic branch pump constantly rotates in the same direction and only a hydrostatic motor is connected to the planetary gear. Moreover, as a result of turning off the mechanical branch in a low-speed transmission, power can only be transmitted hydrostatically, so that here the usual reversal can be realized smoothly and yet quickly due to the corresponding passage of the pump through zero. However, in this case, the necessary additional chain of the cylindrical wheel for transmitting power from the hydrostatic engine to the output end of the power take-off shaft, connected in parallel with the planetary gear, as well as regulating the second gear with power distribution, have a negative effect. In order to cover a sufficiently large range of rotational speeds on the power take-off side with the planetary gear in second gear, several gears with corresponding clutches are provided so that by switching on the clutches to establish different rotational speeds. If the movement is carried out with the distribution of power, then by adjusting the control valves, only an exact change in the gear ratios is achieved on individual gears of the gearbox. As a result, the gearbox becomes relatively complex and expensive, requiring careful maintenance and subject to wear due to the provided clutches and gears. In addition, due to the necessary clutches, there are losses at idle speed, which reduce the efficiency of the gearbox with power distribution. In addition, when switching from a purely hydrostatic mode to a mode with power distribution, the transmission of the thrust force ceases, or at least its delay. At the end of a purely hydrostatic transmission, the pump usually reaches its maximum and the engine reaches a minimum or at least a reduced angle of rotation, so that it can purely hydrostatically realize the maximum possible speed of the output shaft. In this case, the hydraulic motor is connected to the ring gear of the planetary gear, which in this case also forcibly rotates at a relatively high speed of rotation idling without transmitting the moment. At the beginning of the transmission with power distribution, the speed increases due to the fact that the rotational speed of the hydraulic branch increases from zero to the constant component of the frequency of rotation of the mechanical branch, set by the diesel engine, by means of the ring gear. To do this, the ring gear and thereby the hydraulic motor after switching have a zero or at least insignificant speed, which leads to the fact that at this moment the pump has a small or zero angle of rotation, and the engine has a large or maximum angle of rotation. The consequence of this is that during the switching process, the pump must turn back with the motor in a short time. At this time, the state of the aforementioned termination of power transmission occurs.

В основу настоящего изобретения положена задача создания усовершенствованной коробки передач с распределением мощности вышеупомянутого типа, лишенной недостатков уровня техники и предпочтительным образом улучшающей ее. В частности, при простом устройстве коробки передач должна быть достигнута быстрая, непрерывная и износостойкая реверсируемость без ущерба для коэффициента полезного действия и без урезания диапазона регулирования передаточного отношения. Кроме того, должна быть достигнута бесперебойная (непрерывная) передача силы тяги даже при переключении между разными диапазонами хода, так чтобы, например, во время переключения углы поворота у гидростатов не приходилось регулировать.The basis of the present invention is the creation of an improved gearbox with power distribution of the aforementioned type, devoid of the disadvantages of the prior art and preferably improves it. In particular, with a simple gearbox arrangement, fast, continuous and wear-resistant reversibility should be achieved without compromising the efficiency and without cutting the range of gear ratio adjustment. In addition, an uninterrupted (continuous) transmission of traction force must be achieved even when switching between different travel ranges, so that, for example, during switching, the rotation angles of the hydrostats do not have to be adjusted.

Согласно изобретению эта задача решается коробкой передач с распределением мощности по п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.According to the invention, this problem is solved by a gearbox with power distribution according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Предлагается предусматривать три или более вращаемых преобразователей энергии, гидравлически или электрически соединенных друг с другом, и при этом устанавливать по меньшей мере один преобразователь энергии с возможностью соединения по меньшей мере с одним первичным валом и по меньшей мере два преобразователя энергии с возможностью соединения с планетарным механизмом и/или со вторичным валом и при этом не все преобразователи энергии, соответственно, жестко предусматривать в качестве двигателей или генераторов тока или давления, а по меньшей мере один из преобразователей энергии в зависимости от диапазона хода выборочно использовать в качестве двигателя или насоса/генератора. Согласно изобретению по меньшей мере один первичный вал соединяется с первым преобразователем энергии и первым соединительным элементом планетарного механизма, в то время как по меньшей мере один вторичный вал соединяется со вторым соединительным элементом планетарного механизма, а второй и третий преобразователи энергии соединяются по меньшей мере с одним или с несколькими другими соединительными элементами планетарного механизма и/или по меньшей мере с одним вторичным валом. Благодаря использованию по меньшей мере трех преобразователей энергии и их различной привязке, с одной стороны, к первичному валу, а, с другой стороны, к соединенному с ним планетарному механизму по мере потребности можно работать с распределением мощности или же через гидравлическую/электрическую ветвь или механическую ветвь, причем преобразователи энергии могут эксплуатироваться в различных комбинациях друг с другом, вследствие чего создается большая вариабельность передач. Благодаря по меньшей мере двум преобразователям энергии, подсоединенным к планетарному механизму и/или ко вторичному валу непосредственно или опосредованно, или, например, с помощью соединительного или коммутационного узла, в частности, при движении с распределением мощности, можно добиваться большого разброса даже без включенных до или после узлов ступенчатой коробки передач при одновременной плавной регулируемости передаточного отношения. С другой стороны, благодаря по меньшей мере одному преобразователю энергии, непосредственно или опосредованно соединяемому или соединенному с первичным валом или с предвключенным приводным двигателем, может реализовываться также чисто гидравлическая или электрическая передача, которая может осуществлять простое реверсирование механизма для перемещения с кратким, непрерывным и в то же время плавным прохождением через нуль. Одновременно указанный первый преобразователь энергии, соединенный с первичным валом, благодаря вариабельной работоспособности в качестве как двигателя, так и насоса/генератора, может увеличивать вариабельность передач.It is proposed to provide three or more rotatable energy converters, hydraulically or electrically connected to each other, and at the same time install at least one energy converter with the possibility of connection with at least one primary shaft and at least two energy converters with the possibility of connection with a planetary mechanism and / or with a secondary shaft and not all energy converters, respectively, are rigidly provided as engines or generators of current or pressure, but according to at least one of the energy converters, depending on the stroke range, is selectively used as an engine or pump / generator. According to the invention, at least one primary shaft is connected to the first energy converter and the first connecting element of the planetary gear, while at least one secondary shaft is connected to the second connecting element of the planetary gear, and the second and third energy converters are connected to at least one or with several other connecting elements of the planetary mechanism and / or with at least one secondary shaft. Due to the use of at least three energy converters and their different binding, on the one hand, to the input shaft, and, on the other hand, to the planetary gear connected to it, it is possible to work with power distribution as needed or through a hydraulic / electric branch or mechanical branch, and energy converters can be operated in various combinations with each other, as a result of which creates a large variability of gears. Thanks to at least two energy converters connected to the planetary mechanism and / or to the secondary shaft directly or indirectly, or, for example, by means of a connecting or switching unit, in particular when driving with power distribution, a large spread can be achieved even without or after nodes of a step gearbox with simultaneous smooth adjustment of the gear ratio. On the other hand, due to at least one energy converter directly or indirectly connected to or connected to the input shaft or with a pre-connected drive motor, a purely hydraulic or electric transmission can also be realized, which can easily reverse the mechanism for moving with a short, continuous and same time smooth passage through zero. At the same time, said first energy converter connected to the input shaft, due to the variable operability of both the engine and the pump / generator, can increase the variability of the gears.

При этом в одном из усовершенствованных вариантов изобретения предпочтительным образом предусмотрено управляющее устройство для управления преобразователями энергии, выполненное таким образом, чтобы в зависимости от желательной частоты вращения и/или желательного вращающего момента вторичного вала в качестве генератора давления или тока каждый раз срабатывал другой преобразователь энергии. При этом, в частности, может быть предусмотрено, чтобы первый преобразователь энергии и по меньшей мере один из обоих других преобразователей энергии в зависимости от желательной частоты вращения ведомого вала попеременно работал в качестве двигателя или генератора давления или тока. Благодаря управляемой переключаемости преобразователей энергии между генераторным и двигательным режимами вариабельность передач может целенаправленно увеличиваться еще больше. В случае гидростатов указанное управляющее устройство может изменять угол поворота. В случае электрических машин, например в случае электрических машин переменного тока, с помощью преобразователя частот может регулироваться частота, а в случае электрических машин постоянного тока с помощью регулятора напряжения - напряжение.Moreover, in one of the improved variants of the invention, a control device for controlling the energy converters is preferably provided in such a way that, depending on the desired speed and / or the desired torque of the secondary shaft, a different energy converter is activated each time as a pressure or current generator. In this case, in particular, it can be provided that the first energy converter and at least one of the other two energy converters, depending on the desired speed of the driven shaft, alternately operate as an engine or a pressure or current generator. Due to the manageable switchability of energy converters between generator and motor modes, gear variability can be deliberately increased even more. In the case of hydrostats, the specified control device can change the angle of rotation. In the case of electric machines, for example in the case of electric AC machines, the frequency can be controlled with a frequency converter, and in the case of electric DC machines with a voltage regulator, voltage can be controlled.

Привязка указанных второго и третьего преобразователей энергии в принципе может производиться в различных местах планетарного механизма вплоть до вторичного вала или соединенных с ним узлов. Однако предпочтительным образом второй и третий преобразователи энергии, оба, подсоединены к планетарному механизму, чтобы каждый из преобразователей энергии можно было использовать для варьирования частоты вращения по сравнению с механической ветвью в режиме с распределением мощности. Преобразователь энергии, непосредственно подсоединенный ко вторичному валу, мог бы использоваться только для варьирования вращающего момента, в то время как только остающийся преобразователь энергии, подсоединенный к планетарной передаче, мог бы использоваться для варьирования частоты вращения. Планетарный механизм предпочтительным образом содержит, соответственно, по меньшей мере четыре соединения или соединительных элемента, причем к указанным первому и второму соединительным элементам подсоединены первичный и вторичный валы, в то время как к третьему и четвертому соединительным элементам подсоединены второй и третий преобразователи энергии соответственно.The binding of these second and third energy converters can in principle be carried out in various places of the planetary mechanism up to the secondary shaft or nodes connected to it. However, in a preferred manner, the second and third energy converters, both connected to a planetary mechanism, so that each of the energy converters can be used to vary the speed compared to a mechanical branch in a power distribution mode. An energy converter directly connected to the output shaft could only be used to vary the torque, while only the remaining energy converter connected to the planetary gear could be used to vary the speed. The planetary mechanism preferably comprises at least four connections or connecting elements, respectively, with the primary and secondary shafts being connected to the first and second connecting elements, while the second and third energy converters are connected to the third and fourth connecting elements, respectively.

При этом привязка соответствующих конструктивных элементов к указанным соединительным элементам в принципе может быть предусмотрена непосредственной, например, таким образом, чтобы каждый элемент был соединен непосредственно и жестко, например с помощью вала, с соответствующим соединительным элементом. Однако альтернативно по меньшей мере один или все указанные элементы коробки передач, т.е. первичный и вторичный валы, а также преобразователи энергии, также могут быть опосредованно привязаны к соответствующему соединительному элементу, например, с промежуточным включением дополнительного элемента или ступени коробки передач, например, в виде пары цилиндрических колес, и/или с промежуточным включением сцепления, так чтобы соответствующий конструктивный элемент отсоединялся от соответствующего соединительного элемента или подсоединялся к нему. Следовательно, каждый из преобразователей энергии может быть непосредственно или опосредованно соединен или соединяться с соответствующим элементом коробки передач или с соединительным элементом. Это относится также к другим элементам коробки передач, непосредственно или опосредованно соединенным или соединяемым по меньшей мере с одним другим соответствующим элементом коробки передач.In this case, the binding of the corresponding structural elements to the specified connecting elements can, in principle, be provided directly, for example, so that each element is connected directly and rigidly, for example by means of a shaft, with the corresponding connecting element. However, alternatively, at least one or all of these transmission elements, i.e. the primary and secondary shafts, as well as energy converters, can also be indirectly attached to the corresponding connecting element, for example, with the intermediate inclusion of an additional element or gear stage, for example, in the form of a pair of cylindrical wheels, and / or with the intermediate engagement of the clutch, so that the corresponding structural element was disconnected from the corresponding connecting element or connected to it. Therefore, each of the energy converters can be directly or indirectly connected or connected to a corresponding transmission element or to a connecting element. This also applies to other elements of the gearbox, directly or indirectly connected or connected to at least one other corresponding element of the gearbox.

В одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения преобразователи энергии могут быть подсоединены к первичному валу или к планетарному механизму без промежуточного включения сцеплений, так что преобразователи энергии всегда вращаются вместе с первичным валом или с соответствующим элементом планетарного механизма или останавливаются при его остановке. Благодаря такому соединению преобразователей энергии без сцеплений мощностей потерь в области таких сцеплений можно избежать. Предпочтительным образом коробка передач может быть выполнена также свободной от механизмов переключения для изменения скорости. В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения коробка передач с распределением мощности может осуществлять изменения частоты вращения только путем регулировки преобразователей энергии, а при необходимости путем подключения и отключения механической ветви вплоть до блокировки отдельных элементов планетарного механизма.In one of the preferred improved embodiments of the invention, the energy converters can be connected to the input shaft or to the planetary gear without intermediate engagement, so that the energy converters always rotate with the primary shaft or with the corresponding element of the planetary gear or stop when it stops. Thanks to this connection of energy converters without clutches, power losses in the field of such clutches can be avoided. Advantageously, the gearbox can also be made free of gears for changing speed. In one of the improved embodiments of the invention, a gearbox with power distribution can make changes in speed only by adjusting the energy converters, and, if necessary, by connecting and disconnecting the mechanical branch up to blocking the individual elements of the planetary mechanism.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один из соединительных элементов, к которым непосредственно или опосредованно подсоединяются второй и/или третий преобразователи энергии, стопорится тормозом, причем тормоз может быть непосредственно придан соединительному элементу или элементу, соединенному с ним без возможности проворота. Посредством такого тормоза передача мощности может эффективным образом осуществляться с помощью планетарного механизма даже при отключенном преобразователе энергии или при преобразователе энергии, установленном на нуль. Однако в порядке альтернативы для установки соответствующей передачи было бы также возможно вывести из эксплуатации соответствующий соединительный элемент и соединенный с ним элемент планетарного механизма с помощью соединяемого с ним преобразователя энергии, например, благодаря тому, что преобразователь энергии при остановке создает достаточный вращающий момент, противодействующий усилиям или вращающим моментам, действующим на соединительный элемент. Это могло бы быть осуществлено с помощью соответствующего управления приданным преобразователем энергии. В порядке альтернативы или дополнения может быть также предусмотрен механизм свободного хода, разрешающий движение соответствующего элемента только в одном направлении, в то время как движение в противоположном направлении блокируется. Однако предпочтительным является использование тормоза, поскольку в результате сокращаются мощности потерь во второй ветви, а также может быть использован менее мощный преобразователь энергии.In one of the improved embodiments of the invention, at least one of the connecting elements, to which the second and / or third energy converters are directly or indirectly connected, is braked, and the brake can be directly applied to the connecting element or the element connected to it without the possibility of rotation. By means of such a brake, power transmission can be efficiently performed using a planetary mechanism even with the power converter turned off or with the power converter set to zero. However, as an alternative to setting the appropriate gear, it would also be possible to decommission the corresponding connecting element and the planetary gear element connected to it by means of the energy converter connected to it, for example, due to the fact that the energy converter, when stopped, generates sufficient torque to counteract the forces or torques acting on the connecting element. This could be done by appropriately controlling the energy converter attached. As an alternative or addition, a free-wheeling mechanism can also be provided that permits the movement of the corresponding element in only one direction, while movement in the opposite direction is blocked. However, it is preferable to use the brake, since as a result the power losses in the second branch are reduced, and a less powerful energy converter can also be used.

В частности, тормоз может быть придан вышеупомянутому четвертому соединительному элементу, с которым вышеупомянутый третий преобразователь энергии соединен или соединяется непосредственно или опосредованно. В порядке альтернативы или дополнения тормоз может быть придан также третьему соединительному элементу планетарного механизма, непосредственно или опосредованно соединенному или соединяемому со втором преобразователем энергии.In particular, the brake may be imparted to the aforementioned fourth connecting element with which the aforementioned third energy converter is connected or connected directly or indirectly. As an alternative or addition, the brake can also be applied to the third connecting element of the planetary mechanism, directly or indirectly connected to or connected to the second energy converter.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения может быть предусмотрен также четвертый преобразователь энергии, а при необходимости пятый и другие преобразователи энергии. Этот четвертый преобразователь энергии предпочтительным образом может соединяться по меньшей мере с одним первичным валом, чтобы, например, в смысле повышающей функции предусматривать подключение дополнительной мощности, как это успешно делается в случае устройства, улучшающего сцепление колеса с дорогой, или при создании пиковых мощностей. Такой четвертый преобразователь энергии в зависимости от исполнения источников энергии, имеющихся в распоряжении, может быть также выполнен иначе, чем остальные преобразователи энергии. Если предусмотрен, например, комбинированный привод, то упомянутый четвертый преобразователь энергии может быть выполнен в виде электродвигателя/генератора, даже если прочие преобразователи энергии являются гидростатами. При этом может быть предусмотрен электрический/гидравлический энергоаккумулятор, с которым может соединяться упомянутый четвертый преобразователь энергии.In one of the improved embodiments of the invention, a fourth energy converter, and optionally a fifth and other energy converters, may also be provided. This fourth energy converter can preferably be connected to at least one input shaft, so that, for example, in the sense of an increasing function, additional power is connected, as is the case with a device that improves wheel grip or when creating peak powers. Such a fourth energy converter, depending on the design of the available energy sources, can also be performed differently than other energy converters. If, for example, a combined drive is provided, then said fourth energy converter can be made in the form of an electric motor / generator, even if the other energy converters are hydrostats. In this case, an electric / hydraulic energy accumulator may be provided with which the fourth energy converter can be connected.

Вышеупомянутое управляющее устройство в принципе может быть выполнено по-разному, т.е. может управлять коробкой передач различными способами. С одной стороны, по меньшей мере один из преобразователей энергии, предпочтительно по меньшей мере два, и, в частности, все преобразователи энергии выполнены регулируемыми, причем управляющее устройство может регулировать соответствующий преобразователь энергии в отдельности или группообразно с отдельными или вместе со всеми другими регулируемыми преобразователями энергии. Если вторая ветвь выполнена гидравлической и если в качестве преобразователей энергии предусмотрены, соответственно, гидростаты, по меньшей мере один гидростат или соответствующие гидростаты могут быть регулирующими блоками, регулируемыми в отношении рабочих объемов, предпочтительным образом плавно устанавливаемых между нулем и максимальным рабочим объемом или между максимальным отрицательным и максимальным положительным объемами. В частности, с помощью управляющего устройства может устанавливаться поворотный угол соответствующего гидростата. В частности, вышеописанные функции реализуются простым способом, если по меньшей мере два или, в частности, все три гидростата включены или включаются гидравлически параллельно. Если вторая ветвь, наоборот, выполнена электрической и если в качестве преобразователей энергии предусмотрены, соответственно, электрические машины, по меньшей мере одна, предпочтительно по меньшей мере две, и, в частности, каждая из электрических машин могут быть выполнены в виде трехфазных машин и могут быть соединены или тем самым соединяться инверторами с обратной связью с общим промежуточным контуром постоянного напряжения с соответствующими переключательными элементами, так чтобы частота вращения соответствующей электрической машины в двигательном режиме с помощью указанных инверторов предпочтительно плавно регулировалась между нулем и максимальной положительной или отрицательной частотами вращения.The aforementioned control device can in principle be implemented in different ways, i.e. can control the gearbox in various ways. On the one hand, at least one of the energy converters, preferably at least two, and, in particular, all energy converters are made adjustable, and the control device can regulate the corresponding energy converter individually or in a group with separate or together with all other adjustable converters energy. If the second branch is made hydraulic and if, respectively, hydrostats are provided as energy converters, at least one hydrostat or corresponding hydrostats can be control units that are adjustable with respect to working volumes, preferably smoothly set between zero and maximum working volume or between maximum negative and maximum positive volumes. In particular, with the help of a control device, the turning angle of the corresponding hydrostat can be set. In particular, the functions described above are realized in a simple way if at least two or, in particular, all three hydrostats are switched on or turned on hydraulically in parallel. If the second branch, on the contrary, is electric and if, respectively, electric machines are provided as energy converters, at least one, preferably at least two, and, in particular, each of the electric machines can be made in the form of three-phase machines and can be connected or thereby connected by inverters with feedback to a common intermediate DC voltage circuit with corresponding switching elements, so that the speed of the corresponding electrical The machines in a motoring mode via said inverters is preferably adjusted smoothly between zero and the maximum positive or negative rotational speeds.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения коробка передач может иметь также по меньшей мере один переключательный элемент, переключаемый управляющим устройством для изменения коммутационного состояния коробки передач. Переключательными элементами такого рода могут быть, в частности, сцепления и/или тормоза, а в принципе и другие переключательные элементы, как то: подключаемые ступени коробки передач, которые под действием упомянутого управляющего устройства могут изменять свое коммутационное состояние.In one of the improved embodiments of the invention, the gearbox may also have at least one switching element switched by a control device for changing the switching state of the gearbox. Switching elements of this kind can be, in particular, clutches and / or brakes, and, in principle, other switching elements, such as: connected gearbox steps, which under the influence of the mentioned control device can change their switching state.

В частности, в одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения первая механическая ветвь коробки передач может отключаться от первичного вала с помощью по меньшей мере одного сцепления, так чтобы на первом диапазоне хода первичный вал приводился во вращение исключительно от второй гидравлической или электрической ветви. Предпочтительным образом указанное сцепление может управляться управляющим устройством для установления соответствующей ходовой ступени, скоординированным с управлением регулируемыми преобразователями энергии. Если первая механическая ветвь отключается от первичного вала указанным способом, то управляющее устройство, в частности, может предусматривать, чтобы в первом указанном диапазоне хода в двигательном режиме первый преобразователь энергии, подсоединенный к первичному валу, эксплуатировался в качестве насоса или генератора, а по меньшей мере один второй или третий преобразователь энергии - в качестве двигателя.In particular, in one of the improved embodiments of the invention, the first mechanical branch of the gearbox can be disconnected from the input shaft using at least one clutch, so that in the first stroke range the primary shaft is driven exclusively from the second hydraulic or electrical branch. Advantageously, said clutch can be controlled by a control device to establish an appropriate running stage coordinated with the control of adjustable energy converters. If the first mechanical branch is disconnected from the input shaft in this way, the control device, in particular, may provide that in the first specified range of travel in motor mode the first energy converter connected to the input shaft is operated as a pump or generator, and at least one second or third energy converter - as an engine.

Указанное сцепление для отключения или подключения первой механической ветви в одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения может образовываться реверсивным распределительным узлом, с помощью которого направление вращения первого соединительного элемента планетарного механизма является реверсивным относительно первичного вала. При этом указанный реверсивный распределительный узел предусмотрен между первичным валом и планетарным механизмом. Однако отключение первой ветви не должно осуществляться указанным реверсивным распределительным узлом в принудительном порядке. Более того, сцепление могло бы быть предусмотрено также отдельным или дополнительным относительно указанного реверсивного распределительного узла в зависимости от того, каким выполнен этот реверсивный распределительный узел для осуществления отключения или подключения первой ветви независимо от приведения в действие реверсивного распределительного узла. Однако предпочтительным образом сцепление для отключения и подключения первой ветви интегрировано в указанный реверсивный распределительный узел, который предпочтительным образом может содержать два тягово-сцепных блока или один сдвоенный тягово-сцепной блок, чтобы по выбору подключать переднюю передачу или передачу заднего хода.The specified clutch for disconnecting or connecting the first mechanical branch in one of the preferred improved embodiments of the invention can be formed by a reversible distribution unit, with which the direction of rotation of the first connecting element of the planetary mechanism is reversible relative to the input shaft. Moreover, the specified reversible distribution unit is provided between the input shaft and the planetary mechanism. However, the disconnection of the first branch should not be carried out by the specified reverse distribution node forcibly. Moreover, the clutch could also be provided separate or additional relative to the specified reversible distribution unit, depending on how this reversible distribution unit is designed to disconnect or connect the first branch regardless of the actuation of the reversible distribution unit. However, in a preferred manner, the clutch for disengaging and connecting the first branch is integrated into said reversible distribution unit, which may advantageously comprise two towing couplers or one twin towing coupler to selectively engage forward or reverse gear.

Если коробка передач эксплуатируется с распределением мощности, т.е. с подключенной первой ветвью, то в таком втором диапазоне хода, в котором вторичный вал приводится во вращение как от первой, так и от второй ветвей, управляющее устройство предпочтительным образом регулирует преобразователи энергии с таким расчетом, чтобы в двигательном режиме первый преобразователь энергии, соединенный с первичным валом, и второй преобразователь энергии, привязанный к планетарному механизму, по выбору, соответственно, эксплуатировались в качестве как двигателя, так и генератора давления или тока, в частности, таким образом, чтобы при эксплуатации первого преобразователя энергии в качестве двигателя второй преобразователь энергии эксплуатировался в качестве насоса или генератора и, наоборот, при эксплуатации первого преобразователя энергии в качестве насоса или генератора второй преобразователь энергии эксплуатировался в качестве двигателя. В результате такого реверсирования режимов первого и второго преобразователей энергии может значительно увеличиться достижимое изменение частоты вращения.If the gearbox is operated with power distribution, i.e. with the first branch connected, in such a second stroke range in which the secondary shaft is driven from both the first and second branches, the control device preferably controls the energy converters so that in the motor mode the first energy converter connected to the primary shaft, and the second energy converter attached to the planetary mechanism, respectively, were optionally operated as both an engine and a pressure or current generator, in particular such azom to the operation of the first power converter as a second motor power converter operated as a pump or generator, and conversely, when the operation of the first power converter as a pump or generator of the second power converter operated as a motor. As a result of such reversal of the modes of the first and second energy converters, the achievable change in the rotational speed can significantly increase.

В частности, в указанном втором диапазоне хода, в котором мощность по обеим ветвям передается с распределением, благодаря умелым включению и регулировке преобразователей энергии устанавливаются и используются различные поддиапазоны, переходящие друг в друга. В зависимости от необходимого вращающего момента или необходимой частоты вращения составляющие мощности в результате распределения согласуются таким образом, чтобы передавались либо очень большие вращающие моменты при одновременно малой частоте вращения, либо очень малые вращающие моменты при больших частотах вращения. В результате колесный погрузчик или погрузчик на гусеничном ходу могут плавно переходить с очень малых на очень большие частоты вращения.In particular, in the indicated second stroke range, in which power is transmitted along both branches with distribution, due to the skillful switching on and adjustment of the energy converters, various subranges are switched and used, turning into each other. Depending on the required torque or the required speed, the power components as a result of the distribution are coordinated in such a way that either very large torques at a simultaneously low speed are transmitted, or very small torques at high speeds. As a result, a wheel loader or a crawler loader can smoothly switch from very low to very high speeds.

При этом в одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения в первом поддиапазоне указанного второго диапазона хода в двигательном режиме второй преобразователь энергии эксплуатируется в качестве насоса/генератора, в то время как третий преобразователь энергии эксплуатируется в качестве двигателя, а первый преобразователь энергии также эксплуатируется в качестве двигателя. В порядке альтернативы или дополнения во втором поддиапазоне указанного второго диапазона хода в двигательном режиме второй преобразователь энергии эксплуатируется в качестве насоса/генератора, третий преобразователь энергии эксплуатируется в качестве двигателя, в то время как первый преобразователь энергии вращается с ними вхолостую без передачи вращающего момента. С помощью указанных поддиапазонов и соответствующих регулировок преобразователей энергии в рамках второго диапазона хода с распределением мощности могут быть реализованы различные диапазоны частоты вращения и/или вращающего момента, причем, в частности, со вторым указанным поддиапазоном может быть достигнута большая частота вращения, нежели чем с первым указанным поддиапазоном, а с третьим указанным поддиапазоном, в свою очередь, большая частота вращения, нежели чем с указанным вторым поддиапазоном. При этом с первым указанным поддиапазоном достигается, в частности, частота вращения, которая предпочтительно примыкает к первому диапазону хода плавно или с перекрытием, в котором передача эксплуатируется исключительно гидравлически, соответственно, электрически, т.е. посредством второй ветви. При этом в целом достигается очень большой диапазон изменения частоты вращения.Moreover, in one of the preferred improved embodiments of the invention, in the first subband of said second travel range in motor mode, the second energy converter is operated as a pump / generator, while the third energy converter is operated as an engine, and the first energy converter is also operated as engine. As an alternative or addition in the second sub-range of the specified second travel range in motor mode, the second energy converter is operated as a pump / generator, the third energy converter is operated as an engine, while the first energy converter is rotated idle with them without transmitting torque. Using the indicated sub-ranges and the corresponding adjustments of the energy converters within the second range of power distribution, various ranges of speed and / or torque can be realized, and, in particular, a higher speed can be achieved with the second indicated sub-range than with the first the specified sub-range, and with the third specified sub-range, in turn, a higher rotational speed than with the specified second sub-range. In this case, with the first indicated sub-range, in particular, a rotational speed is achieved, which is preferably adjacent to the first stroke range smoothly or with an overlap in which the transmission is operated exclusively hydraulically, respectively, electrically, i.e. through the second branch. At the same time, a very large range of changes in rotational speed is generally achieved.

Предпочтительным образом в каждом из указанных диапазонов хода, соответственно, в каждом поддиапазоне по меньшей мере один преобразователь энергии, а предпочтительным образом и несколько преобразователей энергии для достижения плавного варьирования достигаемого вращающего момента и/или достигаемой частоты вращения могут регулироваться одновременно. В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения, например, в первом указанном поддиапазоне второго диапазона хода первый гидростат может устанавливаться (регулироваться) между полным углом поворота и нулевым положением. В порядке альтернативы или дополнения во втором поддиапазоне диапазона хода с распределением мощности второй и/или третий гидростаты могут устанавливаться последовательно или одновременно между максимальным и сокращенным углами поворота. В порядке альтернативы или дополнения в третьем указанном поддиапазоне движения с распределением мощности может производиться установка угла поворота первого и/или второго гидростатов.Preferably, in each of the indicated travel ranges, respectively, in each subband, at least one energy converter, and preferably several energy converters, can be simultaneously controlled to achieve a smooth variation in the achieved torque and / or achieved speed. In one of the improved embodiments of the invention, for example, in the first specified sub-range of the second stroke range, the first hydrostat can be set (adjusted) between the full angle of rotation and the zero position. As an alternative or addition, in the second sub-range of the stroke range with power distribution, the second and / or third hydrostats can be installed sequentially or simultaneously between the maximum and reduced rotation angles. As an alternative or addition, in the third indicated sub-range of movement with power distribution, the rotation angle of the first and / or second hydrostats can be set.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения по меньшей мере два из преобразователей энергии гидравлически или электрически включены параллельно, причем в предпочтительном усовершенствованном варианте изобретения параллельно друг другу могут быть включены, в частности, все три преобразователя энергии, так что объемный поток или ток, поступающий с первого преобразователя энергии, попадает в оба - второй и третий - преобразователи энергии и, наоборот. В порядке альтернативы или дополнения параллельное включение преобразователей энергии может быть осуществлено также таким образом, чтобы энергия, отдаваемая любым одним из преобразователей энергии в виде объемного потока или тока, могла передаваться каждому из остальных преобразователей энергии. В результате может быть достигнуто множество различных коммутационных состояний. В частности, путем регулирования преобразователя энергии, например установкой нулевого положения, в котором не происходит ни поглощения, ни отдачи энергии, поток энергии в виде гидравлического объемного потока или электрического тока, подаваемый на параллельно включенный преобразователь энергии, может также увеличиваться или уменьшаться. Благодаря этому достигается тонкая и все же в общем плане вариабельная установка диапазонов хода в широком диапазоне регулирования.In one of the improved embodiments of the invention, at least two of the energy converters are hydraulically or electrically connected in parallel, and in a preferred improved embodiment of the invention, in particular, all three energy converters can be connected in parallel with each other, so that the volumetric flow or current coming from the first energy converter, falls into both - the second and third - energy converters and vice versa. As an alternative or addition, the parallel inclusion of energy converters can also be carried out in such a way that the energy given off by any one of the energy converters in the form of a volume flow or current can be transferred to each of the other energy converters. As a result, many different switching states can be achieved. In particular, by regulating the energy converter, for example by setting the zero position, in which neither absorption nor energy transfer takes place, the energy flow in the form of a hydraulic volume flow or electric current supplied to the parallel-connected energy converter can also increase or decrease. Thanks to this, a thin and yet generally variable variable range of stroke ranges in a wide control range is achieved.

Сам планетарный механизм в принципе может быть выполнен по-разному, причем планетарный механизм предпочтительно выполнен многоступенчатым. В частности, планетарный механизм может быть выполнен в виде ступенчатой планетарной передачи, содержащей водило по меньшей мере с одной ступенчатой планетарной шестерней, причем первая солнечная шестерня состоит в кинематической связи с первой ступенью по меньшей мере одной ступенчатой планетарной шестерни, вторая солнечная шестерня состоит в кинематической связи со второй ступенью по меньшей мере одной указанной ступенчатой планетарной передачи, а коронная шестерня состоит в кинематической связи по меньшей мере с одной ступенью по меньшей мере одной ступенчатой планетарной передачи. Благодаря этому четыре соединительных элемента могут быть простым способом предоставлены для первичных и вторичных валов, а также для преобразователей энергии.The planetary mechanism itself, in principle, can be made in different ways, moreover, the planetary mechanism is preferably multi-stage. In particular, the planetary mechanism can be made in the form of a stepped planetary gear containing a carrier with at least one stepped planetary gear, the first sun gear consisting in kinematic connection with the first stage of at least one stepped planetary gear, the second sun gear is kinematic connection with the second stage of at least one of the indicated step planetary gears, and the ring gear consists in kinematic communication with at least one stage in at least one step planetary gear. Thanks to this, four couplings can be provided in a simple manner for primary and secondary shafts, as well as for energy converters.

Однако в порядке альтернативы или дополнения может быть предусмотрен также планетарный механизм с двумя обычно выполненными планетарными ступенями с соответствующими солнечной шестерней, коронной шестерней и водилом, причем каждая планетарная ступень сама по себе содержит три соединительных элемента. В одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения место присоединения первой планетарной ступени может быть соединено с местом присоединения второй планетарной ступени, в то время как другое место присоединения зафиксировано, так чтобы ступенчатая планетарная система, скомпонованная таким образом, предпочтительным образом имела четыре соединительных элемента для подсоединения указанных элементов коробки передач. При этом оба водила предпочтительным образом могут быть соединены между собой, а/или одна из коронных шестерен может быть зафиксирована.However, as an alternative or addition, a planetary mechanism can also be provided with two usually made planetary steps with corresponding sun gear, ring gear and carrier, each planetary step itself containing three connecting elements. In one preferred improved embodiment of the invention, the attachment point of the first planetary stage can be connected to the attachment point of the second planetary stage, while the other attachment point is fixed so that the planetary gear system thus configured preferably has four connecting elements for connection specified gearbox elements. In this case, both carriers can preferably be interconnected, and / or one of the ring gears can be fixed.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения первичный вал соединен или соединяется с первой солнечной шестерней планетарного механизма непосредственно или опосредованно, а вторичный вал непосредственно или опосредованно соединен или соединяется с водилом или с одним из водил планетарного механизма. Второй преобразователь энергии предпочтительным образом соединен или соединяется со второй солнечной шестерней, в то время как третий преобразователь энергии в одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения непосредственно или опосредованно может быть соединен или может соединяться с коронной шестерней планетарного механизма или с незафиксированной второй коронной шестерней.According to one preferred embodiment of the invention, the primary shaft is connected or connected to the first sun gear of the planetary gear directly or indirectly, and the secondary shaft is directly or indirectly connected or connected to the carrier or one of the planetary gear carriers. The second energy converter is preferably connected or connected to the second sun gear, while the third energy converter in one of the preferred improved embodiments of the invention can be directly or indirectly connected to or connected to the ring gear of the planetary gear or to an unsecured second ring gear.

Ниже изобретение более подробно поясняется на предпочтительном примере выполнения со ссылкой на соответствующие чертежи, на которых:Below the invention is explained in more detail on a preferred embodiment with reference to the relevant drawings, in which:

фиг. 1 изображает схематично коробку передач с распределением мощности согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по которому предусмотрены три преобразователя энергии в виде регулируемых гидростатов, а механическая ветвь с помощью реверсивного распределительного узла реверсируется в направлении вращения относительно первичного вала,FIG. 1 schematically shows a power distribution gearbox according to a preferred embodiment of the invention, according to which three energy converters are provided in the form of adjustable hydrostats, and the mechanical branch is reversed in the direction of rotation relative to the input shaft by means of a reversible distribution unit,

фиг. 2 - схематично коробку передач с распределением мощности согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по которому предусмотрены три преобразователя энергии в виде электрических машин, а механическая ветвь с помощью реверсивного распределительного узла реверсируется в направлении вращения относительно первичного вала,FIG. 2 is a schematic diagram of a power distribution gearbox according to a preferred embodiment of the invention, in which three energy converters are provided in the form of electric machines, and the mechanical branch is reversed in the direction of rotation relative to the input shaft by means of a reversible distribution unit

фиг. 3 - схематично передачу мощности коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах при отключенном первом механическом отводе мощности,FIG. 3 is a schematic diagram of power transmission of a gearbox with power distribution in the previous figures with the first mechanical power tap disconnected,

фиг. 4 - схематично передачу мощности коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах при подключенном первом механическом отводе мощности, причем показан первый поддиапазон движения с распределением мощности,FIG. 4 is a schematic diagram of power transmission of a gearbox with power distribution in the previous figures with the first mechanical power tap connected, the first sub-range of motion with power distribution being shown,

фиг. 5 - схематично передачу мощности коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах при подключенном первом механическом отводе мощности, причем показан второй поддиапазон движения с распределением мощности,FIG. 5 is a schematic diagram of power transmission of a gearbox with power distribution in the previous figures with the first mechanical power tap connected, the second sub-range of motion with power distribution being shown,

фиг. 6 - схематично передачу мощности коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах при подключенном первом механическом отводе мощности, причем показан третий поддиапазон движения с распределением мощности,FIG. 6 is a schematic diagram of power transmission of a gearbox with power distribution in the previous figures with the first mechanical power tap connected, wherein a third sub-range of motion with power distribution is shown,

фиг. 7 - схематично планетарный механизм коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах по альтернативному варианту осуществления, согласно которому планетарный механизм содержит две самих по себе известных планетарных ступени с соответствующими солнечной шестерней, водилом, по меньшей мере одной планетарной и одной коронной шестернями, причем водила обеих планетарных ступеней сведены вместе, иFIG. 7 is a schematic illustration of a planetary gearbox with power distribution in the previous figures according to an alternative embodiment, according to which the planetary gear comprises two known planetary gears themselves with corresponding sun gear, a carrier, at least one planetary gear and one ring gear, both of which drove both planetary steps brought together and

фиг. 8 - схематично коробку передач с распределением мощности по другому предпочтительному варианту осуществления изобретения, согласно которому предусмотрены четыре преобразователя энергии, а механическая ветвь с помощью реверсивного распределительного узла реверсируется в направлении вращения относительно первичного вала, причем дополнительно предусмотрены вторые приводной двигатель и вторичный вал.FIG. 8 is a schematic illustration of a power distribution gearbox according to another preferred embodiment of the invention, according to which four energy converters are provided, and the mechanical branch by means of a reversible distribution unit is reversed in the direction of rotation relative to the primary shaft, with a second drive motor and a secondary shaft being additionally provided.

Как показано на фиг. 1, коробка 1 передач с распределением мощности может содержать входной, или первичный, вал 3, который может приводиться во вращение приводным двигателем, например, в виде дизельного двигателя 2, причем между приводным двигателем 2 и коробкой 1 передач с распределением мощности могут быть предусмотрены демпфер, или гаситель крутильных колебаний, или другие промежуточно включенные передаточные элементы.As shown in FIG. 1, a power distribution gearbox 1 may comprise an input, or primary, shaft 3 that can be driven by a drive motor, for example, as a diesel engine 2, and a damper may be provided between the drive motor 2 and the power transmission gearbox 1 or a torsional vibration damper, or other intermediate-connected transmission elements.

Между первичным валом 3 и вторичным валом 4 коробки 1 передач с распределением мощности предусмотрены первая механическая ветвь 5 и вторая гидростатическая ветвь 6, по которым в двигательном режиме мощность первичного вала 3 может передаваться вторичному валу 4, причем распределение компонентов мощности по механической и гидростатической ветвям может варьироваться соответствующим управлением коробкой передач, как это еще будет показано.Between the primary shaft 3 and the secondary shaft 4 of the gearbox 1 with power distribution, a first mechanical branch 5 and a second hydrostatic branch 6 are provided, along which in the motor mode the power of the primary shaft 3 can be transmitted to the secondary shaft 4, and the distribution of power components along the mechanical and hydrostatic branches can vary by appropriate gearbox controls, as will be shown.

Первая механическая ветвь 5 привязана к первичному валу 3 с помощью реверсивного распределительного узла 16 для реверсирования направления вращения. Указанный реверсивный распределительный узел 16 содержит переднее колесо 30, сцепленное с первичным валом 3 с помощью переднего сцепления Kv, так чтобы оно вращалось вместе с первичным валом 3 в том же направлении. С другой стороны, реверсивный распределительный узел 16 содержит заднее колесо 31, сцепляемое с помощью заднего сцепления Kr с цилиндрическим колесом 32, находящимся в торцевом зацеплении с первичным валом 3 или с соединенным с ним цилиндрическим колесом, и вращающееся в противоположном направлении относительно первичного вала 3. Указанные передние и задние колеса 30 и 31 находятся в зацеплении с входным колесом 33 первой механической ветви 5, так что входной вал 34 механической ветви 5 вращается вперед или назад в зависимости от того, какое из переднего и заднего сцеплений Kv или Kr находятся в зацеплении. При этом система устроена таким образом, чтобы входное колесо 33 в режимах переднего и заднего хода при одинаковой частоте вращения первичного вала 3 вращалось с одинаковой или почти одинаковой по величине частотой вращения. При этом частота вращения входного колеса 33 и тем самым входного вала 34 планетарного механизма по величине необязательно должна равняться частоте вращения первичного вала 3, а может быть по величине по сравнению с ней в зависимости от исполнения промежуточно включенных зубчатых колес больше или меньше. Если оба сцепления - переднее Kv и заднее Kr - выведены из зацепления, то первая механическая ветвь 5 отцепляется. В этом случае реверсивный распределительный узел 16 одновременно образует тягово-сцепное устройство для отключения и подключения первой механической ветви 5.The first mechanical branch 5 is attached to the input shaft 3 using a reversible distribution unit 16 to reverse the direction of rotation. Said reversible distribution unit 16 comprises a front wheel 30 engaged with the input shaft 3 by means of the front clutch Kv so that it rotates together with the input shaft 3 in the same direction. On the other hand, the reversible distribution unit 16 comprises a rear wheel 31 engaged by a rear clutch Kr with a cylindrical wheel 32 which is in end engagement with the primary shaft 3 or with a cylindrical wheel connected to it, and rotates in the opposite direction relative to the primary shaft 3. These front and rear wheels 30 and 31 are engaged with the input wheel 33 of the first mechanical branch 5, so that the input shaft 34 of the mechanical branch 5 rotates forward or backward, depending on which dnego and rear clutches Kv and Kr are engaged. Moreover, the system is arranged so that the input wheel 33 in the forward and reverse modes with the same speed of the primary shaft 3 rotates with the same or almost identical in magnitude speed. Moreover, the rotation frequency of the input wheel 33 and thereby the input shaft 34 of the planetary mechanism does not have to be equal in magnitude to the frequency of rotation of the primary shaft 3, but may be larger or smaller in comparison with it, depending on the design of the intermediate gears. If both clutches - front Kv and rear Kr - are disengaged, then the first mechanical branch 5 is disengaged. In this case, the reversible distribution unit 16 simultaneously forms a towing device for disconnecting and connecting the first mechanical branch 5.

Первая механическая ветвь 5 продолжается планетарным механизмом 7, соединяющим указанный входной вал 34 первой ветви 5 со вторичным валом 4 коробки 1 передач с распределением мощности, см. фиг. 1.The first mechanical branch 5 continues with a planetary mechanism 7 connecting said input shaft 34 of the first branch 5 to the secondary shaft 4 of the power transmission gearbox 1, see FIG. one.

В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, планетарный механизм 7 выполнен в виде ступенчатой планетарной передачи, содержащей водило 19, несущее по меньшей мере одну ступенчатую планетарную шестерню 20, первая ступень 20а которой состоит в кинематической связи с первой солнечной шестерней 18 первой планетарной ступени 17, в то время как вторая ступень 20b ступенчатой планетарной шестерни 20 состоит в кинематической связи с коронной шестерней 24 второй солнечной шестерни 22 второй планетарной ступени 21.In the embodiment of FIG. 1, the planetary mechanism 7 is made in the form of a stepped planetary gear containing a carrier 19, bearing at least one stepped planetary gear 20, the first stage 20a of which is in kinematic communication with the first sun gear 18 of the first planetary stage 17, while the second stage 20b of the stepped planetary gear 20 is in kinematic communication with the crown gear 24 of the second sun gear 22 of the second planetary stage 21.

Таким образом, планетарный механизм 7 имеет четыре места соединения или присоединения. Первый соединительный элемент 8 образован первой солнечной шестерней 18 и с помощью входного вала 34, входного колеса 33 и реверсивной включаемой передачи 16 соединен с первичным валом 3. Второй соединительный элемент 9 предусмотрен на водиле 19, соединенном со вторичным валом 4. Третий соединительный элемент 10 образован второй солнечной шестерней 22 и соединен со вторым преобразователем 13 энергии в виде регулируемого гидростата. Четвертый соединительный элемент 11 образуется коронной шестерней 24, к которой также в виде регулируемого гидростата подсоединен третий преобразователь 14 энергии, причем указанному четвертому соединительному элементу 11 и/или указанному третьему преобразователю 14 энергии придан тормоз K1, посредством которого четвертый соединительный элемент 11 и тем самым коронная шестерня 24 могут блокироваться.Thus, the planetary mechanism 7 has four points of connection or attachment. The first connecting element 8 is formed by the first sun gear 18 and is connected to the input shaft 3 using the input shaft 34, input wheel 33 and reverse gear 16. The second connecting element 9 is provided on the carrier 19 connected to the secondary shaft 4. The third connecting element 10 is formed the second sun gear 22 and is connected to the second energy converter 13 in the form of an adjustable hydrostat. The fourth connecting element 11 is formed by a ring gear 24, to which a third energy converter 14 is also connected in the form of an adjustable hydrostat, and a brake K1 is applied to said fourth connecting element 11 and / or said third energy converter 14, by which the fourth connecting element 11 and thereby the crown gear 24 may be blocked.

Альтернативно варианту осуществления, изображенному на фиг. 1, планетарный механизм 7 может содержать также две обычно выполненные последовательно включенные планетарные ступени 17 и 21, как это показано на фиг. 7. При этом первый планетарный механизм 17 содержит первую солнечную шестерню 18, первое водило 19, несущее по меньшей мере одну планетарную шестерню, а также первую коронную шестерню 28. Вторая планетарная ступень 21 аналогично содержит вторую солнечную шестерню 22, второе водило 29, которое несет по меньшей мере одну вторую планетарную шестерню 23, а также вторую коронную шестерню 24. Как показано на фиг. 7, первое и второе водила 19 и 29 соединены друг с другом или выполнены в виде сдвоенного водила. Коронная шестерня 28 первой ступени зафиксирована, как показано на фиг. 7.Alternative to the embodiment of FIG. 1, the planetary gear 7 may also comprise two conventionally connected in series planetary stages 17 and 21, as shown in FIG. 7. Moreover, the first planetary gear 17 contains a first sun gear 18, a first carrier 19, bearing at least one planet gear, and also a first ring gear 28. The second planetary gear 21 likewise contains a second sun gear 22, a second carrier 29, which carries at least one second planetary gear 23, as well as a second ring gear 24. As shown in FIG. 7, the first and second carriers 19 and 29 are connected to each other or made in the form of a double carrier. The ring gear 28 of the first stage is fixed as shown in FIG. 7.

Как показано на фиг. 7, и здесь первую солнечную шестерню 18 может образовывать первый соединительный элемент 8 для привязки к первичному валу 3. Второй соединительный элемент 9 может образовываться соединенными друг с другом водилами 19 и 29 и присоединять вторичный вал 4. По аналогии с вариантом осуществления на фиг. 1 вторую солнечную шестерню 22 образует третий соединительный элемент 10 для привязки второго преобразователя 13 энергии, в то время как вторая коронная шестерня 24 образует четвертый соединительный элемент 11 для привязки третьего преобразователя 14 энергии.As shown in FIG. 7, and here, the first sun gear 18 can form a first connecting element 8 for binding to the input shaft 3. The second connecting element 9 can be formed by connecting carriers 19 and 29 and connected to the secondary shaft 4. By analogy with the embodiment of FIG. 1, the second sun gear 22 forms a third connecting element 10 for attaching a second energy converter 13, while the second ring gear 24 forms a fourth connecting element 11 for attaching a third energy converter 14.

Наряду с уже упомянутыми двумя преобразователями энергии 13 и 14, привязанными к планетарному механизму 7, вторая гидравлическая ветвь 6 коробки передач содержит еще один преобразователь 12 энергии, именуемый в дальнейшем первым преобразователем 12 энергии и привязываемый в отличие от обоих других преобразователей 13 и 14 энергии не к планетарному механизму 7, а к первичному валу 3, а именно впереди реверсивного распределительного узла 16, т.е. таким образом, чтобы первый преобразователь 12 энергии, который также может быть выполнен в качестве регулируемого гидростата 16, вращался вместе с первичным валом 3, причем в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, привязка осуществляется через цилиндрическое колесо 32, так чтобы гидростат 12 вращался в противоположном направлении относительно первичного вала 3. Первый преобразователь 12 энергии по сравнению с первичным валом 3 по частоте вращения может превосходить его или отставать от него, так чтобы преобразователь 12 энергии мог иметь частоту вращения, предпочтительную для этого преобразователя энергии, отличную от частоты вращения первичного вала 3.Along with the already mentioned two energy converters 13 and 14, attached to the planetary mechanism 7, the second hydraulic branch 6 of the gearbox contains another energy converter 12, hereinafter referred to as the first energy converter 12 and connected, unlike both other energy converters 13 and 14, not to the planetary gear 7, and to the input shaft 3, namely in front of the reversible distribution unit 16, i.e. so that the first energy converter 12, which can also be configured as an adjustable hydrostat 16, rotates together with the input shaft 3, in the embodiment shown in FIG. 1, the binding is through a cylindrical wheel 32, so that the hydrostat 12 rotates in the opposite direction relative to the input shaft 3. The first energy converter 12 can exceed or lag behind the primary shaft 3 in rotation speed so that the energy converter 12 can have the rotational speed preferred for this energy converter, different from the rotational speed of the input shaft 3.

В то время как в варианте осуществления согласно фиг. 1 преобразователи 12, 13 и 14 энергии выполнены в виде регулируемых гидростатов, для второй ветви 6 могут использоваться также другие преобразователи энергии, в частности электрические машины, так что вторая ветвь 6 выполнена электрической. Как показано на фиг. 2, в частности, соответствующим самим по себе образом к планетарному механизму 7 или к первичному валу 3 могут быть привязаны три электрических преобразователя, причем указанные преобразователи 12, 13 и 14 энергии могут быть, соответственно, выполнены в виде трехфазных машин, которые с помощью инверторов 25, 26 и 27 с обратной связью могут быть соединены с общим промежуточным контуром постоянного напряжения, см. фиг. 2. В соответствии с этим с помощью регулировки указанных инверторов электрические машины могут регулироваться в отношении своей частоты вращения, а в двигательном режиме по выбору эксплуатироваться в качестве двигателя или генератора тока. В остальном вариант осуществления на фиг. 2 соответствует варианту осуществления на фиг. 1, так что ссылка производится на пояснение к нему.While in the embodiment of FIG. 1, the energy converters 12, 13 and 14 are made in the form of adjustable hydrostats, other energy converters, in particular electric machines, can also be used for the second branch 6, so that the second branch 6 is electric. As shown in FIG. 2, in particular, in an appropriate manner per se, to the planetary gear 7 or to the input shaft 3, three electrical converters can be attached, and these energy converters 12, 13 and 14 can, respectively, be made in the form of three-phase machines, which using inverters Feedback loops 25, 26 and 27 can be connected to a common DC intermediate circuit, see FIG. 2. Accordingly, by adjusting said inverters, electric machines can be adjusted with respect to their rotational speed, and in motor mode, optionally operated as a motor or current generator. Otherwise, the embodiment of FIG. 2 corresponds to the embodiment of FIG. 1, so that a link is made to an explanation to it.

С коробкой 1 передач с распределением мощности согласно фигурам в зависимости от необходимых вращающего момента или частоты вращения составляющие механически и гидравлически/электрически передаваемой мощности могут согласовываться таким образом, чтобы могли создаваться либо очень большие вращающие моменты при одновременно малой частоте вращения, либо очень малые вращающие моменты при больших частотах вращения, причем, чтобы, например, колесный погрузчик или погрузчик на гусеничном ходу мог плавно передвигаться со скоростями движения от очень малых до очень больших. В частности, может быть достигнута бесперебойная передача силы тяги даже при переключении между разными диапазонами хода. Благодаря специальному исполнению коробки передач с распределением мощности коэффициент полезного действия может быть значительно увеличен, в частности, на более высоких скоростях движения. Кроме того, частота вращения приводного двигателя 2 может быть снижена, что ведет к дальнейшей экономии горючего.Depending on the required torque or speed, the components of the mechanically and hydraulically / electrically transmitted power can be matched to gearbox 1 with power distribution according to the figures in such a way that either very large torques can be created at a simultaneously low speed, or very small torques at high speeds, so that, for example, a wheel loader or a crawler loader can move smoothly with speeds moving I'm from a very small to very large. In particular, uninterrupted transmission of traction force can be achieved even when switching between different travel ranges. Thanks to the special design of the transmission with power distribution, the efficiency can be significantly increased, in particular, at higher speeds. In addition, the rotational speed of the drive motor 2 can be reduced, which leads to further fuel economy.

В частности, с помощью коробки 1 передач с распределением мощности могут быть реализованы следующие ступени, которые ниже поясняются со ссылкой на гидравлический вариант механизма для перемещения, например колесного погрузчика или погрузчика на гусеничном ходу.In particular, with the help of a power distribution gearbox 1, the following steps can be implemented, which are explained below with reference to a hydraulic version of a mechanism for moving, for example, a wheel loader or a crawler loader.

При трогании с места обычно требуется большая сила тяги. Последняя в данном случае может быть создана за счет того, что коробка 1 передач с распределением мощности в первом диапазоне хода работает, как показано на фиг. 1, чисто гидравлически. Для этого первая механическая ветвь 5 коробки передач отключается или отцепляется, для чего оба сцепления Kv и Kr реверсивного распределительного узла 16 выключаются. В соответствии с этим работает только вторая гидростатическая ветвь 6, причем здесь, как показано на фиг. 3, первый гидростат 12 работает в качестве насоса и приводится в действие от первичного вала 3. При этом в исходном состоянии, т.е. в покое, сначала с помощью управляющего устройства 15 первый гидростат 12 установлен на нулевой угол поворота, в то время как второй гидростат 13 может быть установлен на максимальный угол поворота, чтобы запускаться как двигатель с максимальным моментом. Если, как в варианте осуществления согласно изображенным фигурам, предусмотрен тормоз, с помощью которого соединительный элемент 11, приданный третьему гидростату 14, может блокироваться, в начальном состоянии указанный тормоз К1 включен. Как уже пояснялось выше, остановка коронной шестерни 24 все же может производиться и с помощью указанного третьего гидростата 14, причем блокировка посредством тормоза К1 является предпочтительной. Благодаря этому третий гидростат 14 может установиться на нуль, так чтобы коробка передач с распределением мощности работала лишь с двумя гидростатами, а именно с первым и вторым гидростатами 12 и 13.When pulling away, a lot of traction is usually required. The latter, in this case, can be created due to the fact that the gearbox 1 with power distribution in the first stroke range operates, as shown in FIG. 1, purely hydraulic. For this, the first mechanical branch 5 of the gearbox is disconnected or uncoupled, for which both clutches Kv and Kr of the reversible distribution unit 16 are turned off. Accordingly, only the second hydrostatic branch 6 operates, and here, as shown in FIG. 3, the first hydrostat 12 operates as a pump and is driven from the input shaft 3. In this case, in the initial state, i.e. alone, first, using the control device 15, the first hydrostat 12 is set to a zero rotation angle, while the second hydrostat 13 can be set to a maximum rotation angle to start as an engine with maximum torque. If, as in the embodiment according to the figures shown, a brake is provided by which the connecting element 11 attached to the third hydrostat 14 can be blocked, in the initial state, said brake K1 is engaged. As already explained above, the stop of the ring gear 24 can still be carried out with the help of the specified third hydrostat 14, and locking by means of the brake K1 is preferable. Due to this, the third hydrostat 14 can be set to zero, so that the gearbox with power distribution worked with only two hydrostats, namely with the first and second hydrostats 12 and 13.

Для трогания с места первый гидростат 12, работающий при этом в качестве насоса, сдвигается с нуля, так чтобы он подавал нарастающий объемный поток, причем предпочтительно, чтобы указанный первый гидростат 12 для увеличения скорости мог доводиться до своего максимального угла поворота. Высокое давление p_HD, создаваемое объемным потоком, подается на второй гидростат 13, работающий в качестве двигателя, который после первого запуска или после полного поворота первого гидростата 12 из своего положения максимального поворота может переводиться в положение меньшего поворота, например приблизительно на 30% своего максимального угла поворота. Этот угол поворота тянет за собой нарастающую с нуля частоту вращения второго гидростата 13, которая, соответственно, вызывает увеличение частоты вращения второй солнечной шестерни 22, что при неподвижной коронной шестерне 24 приводит к соответствующему увеличению частоты вращения водила 19 и тем самым к увеличению скорости движения. Угол поворота обоих гидростатов 12 и 13 в конце этого диапазона движения выбран таким образом, чтобы затем частота вращения входного вала 34 первой механической ветви 5 подстроилась под частоту вращения первичного вала 3 таким образом, чтобы на сцепление K_V не приходилось никакой или же приходилась лишь незначительная разность частот вращения. Если это состояние движения, так называемая точка синхронизации, достигнуто, с чисто гидравлического вождения можно переключаться на вождение с распределением мощности.To move off, the first hydrostat 12, which acts as a pump, is shifted from zero so that it delivers an increasing volumetric flow, and it is preferable that said first hydrostat 12 be brought to its maximum rotation angle to increase speed. The high pressure p _HD created by the volumetric flow is supplied to a second hydrostat 13 operating as an engine, which after the first start-up or after a complete turn of the first hydrostat 12 from its maximum rotation position can be translated into a lower rotation position, for example, approximately 30% of its maximum angle of rotation. This rotation angle pulls the rotation frequency of the second hydrostat 13 increasing from zero, which, accordingly, causes an increase in the rotation frequency of the second sun gear 22, which, when the crown gear 24 is stationary, leads to a corresponding increase in the rotation frequency of the carrier 19 and thereby to an increase in the speed of movement. The rotation angle of both hydrostats 12 and 13 at the end of this range of motion is selected so that then the speed of the input shaft 34 of the first mechanical branch 5 is adjusted to the speed of the primary shaft 3 so that there is no clutch K _V or only a negligible speed difference. If this state of motion, the so-called synchronization point, is reached, from purely hydraulic driving you can switch to driving with power distribution.

Для этого, с одной стороны, третий гидростат 14 предпочтительным образом поворачивается полностью, т.е. устанавливается на максимально возможный вращающий момент, чтобы после отпуска тормоза К1 удерживать действующий там вращающий момент или коронную шестерню 24. Незадолго до этого или вскоре после этого, или одновременно подключается первая механическая ветвь 5, для чего включается переднее сцепление K_V реверсивного распределительного узла 16. Таким образом, частота вращения первой солнечной шестерни 18 в дальнейшем становится прямо пропорциональной частоте вращения первичного вала 3 или, например, частоте вращения дизельного двигателя 2.For this, on the one hand, the third hydrostat 14 preferably rotates completely, i.e. is set to the maximum possible torque, so that after releasing the brake K1, it maintains the torque there or the ring gear 24. Shortly before or shortly after, or at the same time, the first mechanical branch 5 is connected, for which the front clutch K _{V of the} reversible distribution unit 16 is engaged. Thus, the speed of the first sun gear 18 subsequently becomes directly proportional to the speed of the input shaft 3 or, for example, the speed of the diesel engine 2.

В первом поддиапазоне этого второго диапазона хода с распределением мощности затем, как показано на фиг. 4, второй гидростат 13 работает в двигательном режиме в качестве насоса, в то время как первый гидростат 12, наоборот, эксплуатируется в качестве двигателя, см. фиг. 4. Однако в усовершенствованном варианте осуществления изобретения упомянутый первый гидростат 12 с помощью управляющего устройства предпочтительным образом может уменьшать свой угол поворота, в частности, доводить его до нуля. В результате возрастающая с нуля часть гидравлического объемного потока, подаваемая со второго гидростата 13, поступает на третий гидростат 14 с тем, чтобы он, работая в двигательном режиме в качестве двигателя, увеличивал свою частоту вращения с нуля. Это приводит к увеличению частоты вращения коронной шестерни 24 с нуля, которая в планетарной передаче суммируется с частотой вращения механической ветви 5 у первой солнечной шестерни 18 и ведет тем самым к дальнейшему увеличению частоты вращения водила 19, а тем самым к дальнейшему увеличению скорости вращения вторичного вала 4 и в результате к дальнейшему увеличению скорости движения. Когда первый гидростат 12 повернут на нуль, используются только второй и третий гидростаты 13 и 14, естественно, в дополнение к первой механической ветви 5. В этой точке начинается второй поддиапазон второго диапазона хода с распределением мощности.In the first subband of this second power distribution stroke range, then, as shown in FIG. 4, the second hydrostat 13 operates in a motor mode as a pump, while the first hydrostat 12, in contrast, operates as a motor, see FIG. 4. However, in an improved embodiment of the invention, said first hydrostat 12, by means of a control device, can advantageously reduce its rotation angle, in particular, bring it to zero. As a result, the part of the hydraulic volumetric flow increasing from zero, supplied from the second hydrostat 13, is supplied to the third hydrostat 14 so that, working in the motor mode as an engine, it will increase its rotational speed from zero. This leads to an increase in the rotational speed of the ring gear 24 from scratch, which in the planetary gear is summed with the rotational speed of the mechanical branch 5 at the first sun gear 18 and thereby leads to a further increase in the rotational speed of the carrier 19, and thereby to a further increase in the speed of rotation of the secondary shaft 4 and as a result to a further increase in speed. When the first hydrostat 12 is turned to zero, only the second and third hydrostats 13 and 14 are used, naturally, in addition to the first mechanical branch 5. At this point, the second sub-range of the second travel range with power distribution starts.

Затем в этом втором поддиапазоне второго диапазона хода, показанном на фиг. 5, оба указанных гидростата - второй 13 и третий 14 - для соответствующего варьирования скорости движения или передаваемого вращающего момента могут регулироваться в отношении своего угла поворота. Кроме того, второй гидростат 13 в качестве насоса и третий гидростат 14 в качестве двигателя работают при этом в двигательном режиме. Первый гидростат 12 на этой передаче только подхватывается и вращается с другими, поскольку он стоит на нулевом поворотном угле, вхолостую, т.е. без момента или почти без момента. Чтобы двигаться с большей скоростью, в частности, второй гидростат 13 должен снова повернуться дальше, в частности до положения максимального рабочего объема двигателя. Одновременно или со смещением по времени третий гидростат 14 может уменьшить свой рабочий объем, в частности, до нулевого положения. Благодаря этому частота вращения гидростата 14 продолжает повышаться, что ведет к дальнейшему увеличению частоты вращения коронной шестерни 24, а тем самым к дальнейшему повышению скорости движения и одновременно в результате обратного действия к уменьшению частоты вращения второй солнечной шестерни 22 и тем самым второго гидростата 13. При достижении третьим гидростатом 14 нулевого положения частота вращения второго гидростата 13 равняется нулю. В этой точке начинается третий поддиапазон второго диапазона хода с распределением мощности.Then, in this second subband of the second stroke range shown in FIG. 5, both of these hydrostats - the second 13 and the third 14 - can be adjusted with respect to their angle of rotation for varying the speed of movement or transmitted torque. In addition, the second hydrostat 13 as a pump and the third hydrostat 14 as an engine operate in a motor mode. The first hydrostat 12 in this gear only picks up and rotates with the others, since it stands at zero turning angle, idle, i.e. without a moment or almost without a moment. In order to move at a higher speed, in particular, the second hydrostat 13 must again turn further, in particular to the position of the maximum working volume of the engine. Simultaneously or with a time offset, the third hydrostat 14 can reduce its working volume, in particular, to the zero position. Due to this, the rotational speed of the hydrostat 14 continues to increase, which leads to a further increase in the rotational speed of the ring gear 24, and thereby to a further increase in the speed of movement and, as a result of the reverse action, to a decrease in the rotational speed of the second sun gear 22 and thereby the second hydrostat 13. when the third hydrostat 14 reaches zero position, the rotational speed of the second hydrostat 13 is zero. At this point, the third sub-band of the second travel range begins with power distribution.

При теперешних обстоятельствах для еще большего повышения скорости движения в этом третьем диапазоне второй передачи с распределением мощности, как это показано на фиг. 6, первый гидростат 12 может теперь повернуться с нуля в отрицательном направлении. В результате гидравлический объемный поток первого гидростата 12, теперь снова работающего в двигательном режиме, поворачивается, так что второй гидростат 13 теперь также начинает вращаться в противоположном направлении и в двигательном режиме снова переходит с работы в качестве насоса на работу в качестве двигателя. Отрицательная частота вращения второй солнечной шестерни 22 приводит к дальнейшему увеличению частоты вращения водила 19 и тем самым к дальнейшему повышению скорости движения. Первый гидростат на этой ступени передачи только подхватывается и вращается вместе с другими, поскольку угол поворота стоит на нуле, вхолостую, т.е. без момента или почти без момента. Если же первый гидростат 12, чтобы еще прибавить в скорости движения, повернулся в отрицательном направлении максимально, то второй гидростат 13, работающий в двигательном режиме в качестве двигателя, снова поворачивается обратно, пока не будет достигнута максимальная скорость движения. И здесь регулировка первого 12 и второго гидростата 13 может также производиться синхронно или с накладкой во времени.Under the present circumstances, to further increase the speed in this third range of the second gear with power distribution, as shown in FIG. 6, the first hydrostat 12 can now rotate from zero in a negative direction. As a result, the hydraulic volumetric flow of the first hydrostat 12, now again operating in the motor mode, is rotated, so that the second hydrostat 13 now also starts to rotate in the opposite direction and in the motor mode again switches from operating as a pump to operating as an engine. The negative rotation frequency of the second sun gear 22 leads to a further increase in the rotation frequency of the carrier 19 and thereby to a further increase in the speed of movement. The first hydrostat at this stage of transmission only picks up and rotates along with the others, since the rotation angle is at zero, idle, i.e. without a moment or almost without a moment. If the first hydrostat 12, to add to the speed of movement, turned in the negative direction as much as possible, then the second hydrostat 13, operating in the motor mode as an engine, turns back again until the maximum speed is reached. And here, the adjustment of the first 12 and second hydrostat 13 can also be carried out synchronously or with an overlay in time.

Чтобы с помощью коробки 1 передач с распределением мощности двигаться также задним ходом, сначала в чисто гидростатическом режиме самим по себе известным образом первый гидростат 12, работающий при трогании с места в качестве насоса, может перманентно переводиться с нуля или через нуль в отрицательном направлении, так чтобы здесь, как в чисто гидростатических коробках передач обеспечивалось плавное, непрерывное и все же быстрое реверсирование. Чтобы иметь также несколько из вышеприведенных диапазонов хода для движения задним ходом, в частности, использовать также движение с распределением мощности для движения задним ходом в диапазоне с распределением мощности с помощью реверсивного распределительного узла 16, входной вал 34 первой механической ветви 5 приводится во вращение в противоположном направлении, для чего, как только частота вращения входного вала 34 первой механической ветви 5 будет подстроена под частоту вращения первичного вала 3 настолько, чтобы на сцепление Kr не приходилось никакой или же приходилась лишь незначительная разность частот вращения, заднее сцепление Kr включается. В соответствии с этим входной вал 34 вращается, правда, по величине, опять-таки, в соответствии с частотой вращения на входе первичного вала 3, но с отрицательным знаком. В этом случае различные (ходовые) ступени с распределением мощности получаются аналогично вышеописанным.In order to also reverse gear using a gearbox 1 with power distribution, first, in a purely hydrostatic mode, by itself in a known manner, the first hydrostat 12, which works as a pump when starting off, can be permanently transferred from zero or through zero in the negative direction, so so that here, as in purely hydrostatic gearboxes, a smooth, continuous and yet quick reversal is ensured. In order to also have several of the aforementioned travel ranges for reversing, in particular to use also power distribution movement for reversing in a power distribution range using the reversible distribution unit 16, the input shaft 34 of the first mechanical branch 5 is rotated in the opposite direction direction, for which, as soon as the speed of the input shaft 34 of the first mechanical branch 5 is adjusted to the speed of the primary shaft 3 so that the clutch Kr does not there was no or only a negligible difference in rotational frequencies, the rear clutch Kr is engaged. In accordance with this, the input shaft 34 rotates, however, in magnitude, again, in accordance with the rotation frequency at the input of the input shaft 3, but with a negative sign. In this case, various (running) stages with power distribution are obtained similarly to the above.

Как показано на фиг. 8, коробка 1 передач с распределением мощности может иметь также более трех преобразователей энергии. При этом в варианте осуществления, изображенном на фиг. 8, с первичным валом 3 соединяется четвертый преобразователь 35 энергии. Указанный четвертый преобразователь 35 энергии может быть выполнен гидростатическим или электрическим независимо от выполнения остальных преобразователей 12, 13 и 14 энергии, причем в варианте осуществления, изображенном на фиг. 8, предусмотрена электрическая машина, например, в виде трехфазной машины.As shown in FIG. 8, a power distribution gearbox 1 may also have more than three power converters. Moreover, in the embodiment depicted in FIG. 8, a fourth energy converter 35 is connected to the input shaft 3. Said fourth energy converter 35 may be made hydrostatic or electric, irrespective of the execution of the remaining energy converters 12, 13 and 14, moreover, in the embodiment depicted in FIG. 8, an electric machine is provided, for example, in the form of a three-phase machine.

Через дополнительный четвертый преобразователь 35 в смысле повышающей функции при появлении пиков потребления мощности или, например, при трогании с места, к первичному валу 3 может прикладываться дополнительный вращающий момент. При этом преобразователь 35 энергии может снабжаться энергией с разных сторон, причем согласно фиг. 8 в одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения предусмотрен электрический энергоаккумулятор 36, из которого может подпитываться четвертый преобразователь 35 энергии. Предпочтительным образом в режиме принудительного холостого хода четвертый преобразователь 35 энергии может работать в качестве генератора и подпитывать током упомянутый энергоаккумулятор 36. Если четвертый преобразователь 35 энергии выполнен в качестве гидростата, энергоаккумулятор 36 может быть гидравлическим пневмоаккумулятором.Through an additional fourth converter 35, in the sense of increasing function, when peaks of power consumption appear or, for example, when starting off, an additional torque can be applied to the input shaft 3. In this case, the energy converter 35 can be supplied with energy from different sides, and according to FIG. 8, in one preferred improved embodiment of the invention, an electric energy storage battery 36 is provided, from which a fourth energy converter 35 can be fed. Preferably, in forced idle mode, the fourth energy converter 35 can operate as a generator and energize said energy accumulator 36. If the fourth energy converter 35 is configured as a hydrostat, the energy accumulator 36 may be a hydraulic air accumulator.

Кроме того, на фиг. 8 показано, что коробка 1 передач с распределением мощности может приводиться в действие более чем одним приводным двигателем. При этом в дополнение к приводному двигателю 2 из предыдущих вариантов осуществления предусмотрен второй приводной двигатель 2а, подключенный, как показано на фиг. 8, к цилиндрической шестерне 32. Упомянутый приводной двигатель 2а может быть также дизельным двигателем, однако он может быть выполнен и иначе.In addition, in FIG. 8 shows that a power distribution gearbox 1 can be driven by more than one drive motor. Moreover, in addition to the drive motor 2 of the previous embodiments, a second drive motor 2a is connected, connected as shown in FIG. 8 to the spur gear 32. Said drive motor 2a may also be a diesel engine, however, it may also be made otherwise.

Кроме того, на фиг. 8 показано, что коробка 1 передач с распределением мощности может иметь также более одного вторичного вала. Предпочтительным образом на водило 19 планетарной передачи может воздействовать по меньшей мере одно дополнительное ведомое колесо 4а.In addition, in FIG. 8 shows that a power distribution gearbox 1 may also have more than one output shaft. Preferably, at least one additional driven wheel 4a can act on planet carrier 19.

В остальном исполнение варианта осуществления на фиг. 8 по существу соответствует варианту осуществления согласно фиг. 1, так что в этом отношении дается ссылка на предыдущее описание, а также на описание функций и рабочих режимов на основе фиг. 3-6.Otherwise, the embodiment of FIG. 8 essentially corresponds to the embodiment of FIG. 1, so that in this respect reference is made to the previous description, as well as to the description of functions and operating modes based on FIG. 3-6.

Claims

1. Transmission with power distribution with at least one primary shaft (3) and at least one secondary shaft (4), between which a first mechanical branch (5) and a second hydraulic or electric branch (6) are provided, at least at least partially interconnected by a planetary mechanism (7), moreover, the planetary mechanism (7) contains several connecting elements (8, 9, 10, 11), and the second branch (6) contains at least three rotational transducers hydraulically or electrically interconnected (12, 13, 14) e ergy, and the primary shaft (3) is made with the possibility of connection with the first energy converter (12) and the first connecting element (8) of the planetary gear (7), the secondary shaft (4) is made with the possibility of connecting with the second connecting element (9) of the planetary gear (7), the second energy converter (13) is configured to connect to the third connecting element (10) of the planetary gear (7) or the secondary shaft (4), and the third energy converter (14) is configured to connect to the third (10) or with the fourth Interconnect member (11), planetary gear (7) or the secondary shaft (4).

2. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein the planetary mechanism (7) contains at least four connecting elements (8, 9, 10, 11), and the second energy converter (13) is connected to the third connecting element (10) planetary gear (7) and the third energy converter (14) is connected to the fourth connecting element (11) of the planetary gear (7).

3. A gearbox with a power distribution according to claim 1 or 2, wherein at least one, in particular a third (14) of the three energy converters, is connected to a connecting element of the planetary mechanism (7), which is given a brake (K1) for braking or fixing the specified connecting element.

4. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein a control device (15) is provided for controlling the operation mode of the energy converters and / or the switching state of the gearbox, made in such a way that, in the motor mode, depending on the speed and / or desired torque of the secondary shaft, at least one of the other energy converters (12, 13, 14) is operated, respectively, as a hydraulic / electric generator and / or so that in the forced cold mode at a constant stroke, depending on the desired rotational speed and / or the desired torque of the secondary shaft, at least one of the other energy converters (12, 13, 14) was operated, respectively, as an engine.

5. A gearbox with power distribution according to claim 4, wherein the control device (15) is designed so that in the motor mode the first energy converter (12) and at least the second (13) and third energy converter (14) depending on The desired secondary shaft rotation speeds were alternately operated as a hydraulic / electric generator.

6. A gearbox with power distribution according to claim 5, wherein the control device (15) is designed in such a way that a maximum of one is used as a hydraulic / electric generator from the second and third energy converters (13, 14).

7. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein the first branch (5) can be detached from the input shaft (3) using at least one clutch (Kr, Kv), and in the second stroke range the secondary shaft (4) is driven rotation exclusively from the second branch (6), and in the specified first stroke range in the motor mode, the first energy converter (12) can be operated as a hydraulic / electric generator, and at least one second and one third converter (13, 14) are operated as an engine.

8. A gearbox with power distribution according to claim 4, wherein in the second stroke range in which the secondary shaft (4) is driven from both the first branch (5) and the second branch (6), the first (12) and the second energy converter (13) is optionally operated as both an engine and a hydraulic / electric generator, preferably in such a way that when the first energy converter (12) is used as an engine, the second energy converter (13) is operated as hydraulic / electric nical generator, and the operation of the first converter (12) of energy as a hydraulic / electric generator of the second transmitter (13) power operated as a motor.

9. A gearbox with power distribution according to claim 8, wherein the control device (15) is designed so that in the first subband of the specified second travel range in the motor mode, the second energy converter (13) is operated as an electric / hydraulic generator, the third converter ( 14) the energy was operated as an engine, and the first energy converter (12) was operated as an engine and / or turned on without torque, and / or so that in the second sub-range of the specified second In the motor range, the second energy converter (13) was used as a hydraulic / electric generator, the third energy converter (14) was used as an engine, and the first energy converter (12) was turned on without torque, and / or in the third sub-range of said second stroke range in the motor mode, the first energy converter (12) was operated as a hydraulic / electric generator, the second energy converter (13) was operated I as an engine, and the third energy converter (14) turned on without rotation.

10. A gearbox with power distribution according to claim 7, wherein between the input shaft (3) and the planetary gear (7) there is a reversible distribution unit (16) for reversing the direction of rotation of the first connecting element (8) of the planetary gear (7) relative to the input shaft (3), and it is preferable that the reversible distribution unit (16) contains at least one clutch (Kr, Kv) for disengaging the first mechanical branch (5) from the input shaft (3).

11. Gearbox with power distribution according to claim 10, wherein the first energy converter (12) is connected to the input shaft (3) so that the energy converter (12) with the input shaft (3) regardless of the position of the reversible distribution unit (16) brought into rotation with a constant direction of rotation.

12. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein the planetary gear (7) is made as a step planetary gear and comprises a carrier (19) with at least one step planetary gear (20) and a first sun gear (18), consisting in kinematic connection with the first stage (20a) of at least one step planetary gear (20), and the second sun gear (22), consisting in kinematic connection with the second stage (20b) of at least one planetary gear (20), and ring gear (24), consisting w in drive connection with at least one stage of at least one stepped planet gear (20).

13. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein the planetary gear (7) is multistage, and it is preferable that the first stage (17) of the planetary gear contains the first sun gear (18), the first carrier (19) with at least one the first planetary gear (37) and the first ring gear (28), and the second planetary gear stage (21) contained the second sun gear (22), the second carrier (29) with at least one second planetary gear (23) and the second ring gear (24), it being preferred that the compound The connecting element of the first stage (17) of the planetary gear was connected to the connecting element of the second stage (21) of the planetary gear, and the element of the planetary gear was fixed so that the planetary gear had four connections.

14. A gearbox with power distribution according to claim 12 or 13, wherein the input shaft (3) is connected to the first sun gear (18) of the planetary mechanism (7).

15. Transmission with power distribution according to claim 14, wherein the second energy converter (13) is connected to the second sun gear (22) and / or the third converter (14) is connected to it or to the second ring gear (24) of the planetary gear (7) )

16. A gearbox with power distribution according to claim 15, wherein the secondary shaft (4) is connected to the carrier (19) or to the first or second (19; 29) carrier of the planetary gear (7).

17. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein at least two of the three energy converters (12, 13, 14) are hydraulically or electrically switched on or off in parallel with each other.

18. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein at least two of the three energy converters (12, 13, 14) are made as adjustable hydrostats.

19. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein at least two of the three energy converters (12, 13, 14) are made in the form of three-phase machines and are connected to a common intermediate DC voltage circuit through inverters (25, 26, 27) with feedback.

20. A gearbox with power distribution according to claim 1, wherein a fourth energy converter (35) is provided, preferably connected to at least one input shaft (3).