用于机动车车辆的功率分支齿轮箱的制作方法

本发明涉及用于机动车车辆、特别用于自推进式工作机的功率分支齿轮。

背景技术：

功率分配器用于通过纯机械和液态或电气分支进行功率传输。因此，它们特别适用于机动车车辆，例如自推进式工作机，轮式装载机等，其一方面必须能够在高负载下接近，但另一方面也具有足够的最小速度在公路上行驶。根据通用型的动力分配传动装置包括驱动轴，该驱动轴连接到用于供给扭矩的内燃机。而且，功率分配机构包括机械第一分支，其包括具有两个不同直径的太阳齿轮的行星齿轮布置，环形齿轮和网轴，其上布置有双行星轮太阳齿轮和环形齿轮。太阳齿轮中的至少一个耦合到驱动轴。而且，这种功率分支传输包括连续可变的第二分支，其至少可部分地通过行星齿轮布置连接到第一分支，并且包括两个，三个或更多个可调节的液压和/或电子旋转能量转换器可以彼此能量地耦合，并且在每种情况下都可以是马达或在作为泵的水电动机的情况下，或者在作为发电机的电动机的情况下。最后，这种功率分支传输包括输出轴，第一分支和第二分支耦合到该输出轴。通常，如de2904572a1中所述的这样的功率分配器提供至少一个向前行驶范围和反向行驶范围以及pto传输的吞吐量。

已知功率分配传输的一个缺点是其反转时的行为。最初的情况是机动车车辆的停顿。为了在第一个反向行驶范围内反转，其中一个泵现在在向前行驶期间沿逆转方向旋转。结果，另一台液压稳压器也向后转，并将其现在的逆转旋转叠加在行星齿轮布置的输出端。虽然车辆现在向后行进，行星齿轮布置仍然由内燃机在“向前方向”驱动。因此，功率的一部分不会流到输出端，而是在张紧的行星齿轮箱装置中作为无功功率保持。对应于第二向前行驶范围的后部驱动范围的后部通常是不可能的，并且该无功功率部件甚至超过快速逆转行驶中的驱动能力，从而减少能量转换器以及受影响的齿轮的轮轴和轴承的寿命。此外，配备有这种功率分支传输的车辆向后最大速度约为前向行驶范围的三分之一，因为只有一个对应于第一向前行驶范围，而是不能在对应于第二向前行驶范围的第二反向行驶范围内。逆转时电力损失的增加也导致拉力下降，导致后勤机动车车辆出现问题。例如在拖拉机中缩回青贮饲料以及向后移动的建筑和林业机械中的拉力不足。在频繁倒车的情况下，无功功率比也受到燃料消耗增加的负面影响。例如，在拖拉机中可以接受这种限制，但轮式装载机和饲料收割机等轮式加工机械通常是不能接受的。

发明概述

本发明的目的是提供一种功率分配槽，其提供至少一个无潜水的反向行驶范围。

根据本发明的目的是通过具有专利权利要求1的特征的功率分配槽实现的。在从属权利要求中给出了具有功率分支传输的适当进一步开发的有利实施例。

根据本发明，功率分支齿轮可以无功功率向后移动，包括驱动轴和输出轴之间的至少一个第一逆转阶段，用于在至少一个第一向前驱动范围和至少一个第一逆转驱动范围之间切换。在第一向前行驶范围和第一反向行驶范围，逆转全部或保持全部恒定。提供了在向前行驶范围与反向行驶范围之间进行变换的情况下，使太阳齿轮，环形齿轮和网轴的相对旋转方向相对于彼此保持一致，行星齿轮布置不是逆转的，而其他组件不是逆转的。这可靠地排除了在行星齿轮布置中的向前和逆转行驶期间的切换期间不期望的旋转方向叠加的可能性，使得根据本发明的配电齿轮箱至少在第一向前行驶范围内也可以选择性地移动如在没有无功功率损失的第一个反向行驶范围内。在这种情况下，如果根据本发明的功率分支齿轮可以仅连接到一个内燃机和只有两个能够彼此独立设计的机动车车辆的能量转换器作为水电动机或者作为电动机，因此可以用作电动机或泵或发电机。而且可以设置第一能量转换器可以耦合到行星齿轮布置的环形齿轮和/或第二能量转换器可以耦合到行星齿轮布置的第二太阳轮。本发明的动力分动齿轮特别适用于自推进式工作机等机动车车辆。

在本发明的有利实施例中，第一逆转阶段被布置在行星齿轮布置的输出处，并且特别地耦合到行星齿轮布置的网轴。这具有功率分配机构在逆向以及向前运行的优点，因为输出处的整个功率分支齿轮的旋转方向仅由第一逆转阶段逆转，使得方向不反转的旋转发生在行星齿轮布置的各个部件中。这意味着即使在已经存在的功率分支齿轮箱的情况下，也可以以简单的方式补充第一逆转阶段作为可选的附加功能。

在本发明的另一有利实施例中，提供了要在行星齿轮布置的输出侧和输出轴之间提供的至少一个第一离合器元件和第二个离合器元件，其中扭矩经由第二个第一个离合器元件中的离合器元件将被传送。结果，由电动机或能量转换器提供的扭矩可以通过第二离合器元件通过第一离合器元件根据车辆的方向切换离合器元件而被引导到输出轴。可以彼此独立地设计，例如，作为爪式联接器，薄片联接器等。

另外的优点是由于第一逆转阶段包括与偶数的配对齿轮的轮的第一齿轮配对，并且与第二齿轮配对配合对配齿轮的轮和被设计为在前向之间发送扭矩行驶范围和反向行驶范围可以通过行星齿轮配件到输出轴的第一或第二齿轮配对。这表示在向前和反向行驶范围之间实现无盲切换的结构上特别简单，紧凑和成本有效的可能性。

在本发明的另一有利实施例中，第一反转杆被设计为可以预装配的模块模块。结果，第一混响阶段可以作为功率分支传输的子组件进行预制，并且可以例如作为用于动力链轮传动的附加选项或改进解决方案来提供，因此其可以在结构上保持不变。这样做的优点在于，可以通过分别优化的逆转阶段快速，简单地提供不同设计的功率分支齿轮。因此，第一逆转阶段可以被容纳在分配的外壳或部分外壳中。在损坏的情况下，更换模块配件或剩余的功率分支齿轮是足够的，例如，相应地简化了自推进式工作机的修理。

而且，原则上可以提供第一逆转阶段包括第一和第二离合器元件，借助于第一和第二离合器元件，当在第一个第一个转向阶段之间改变向前行驶范围和反向行驶范围时，第二齿轮配对可以耦合到行星齿轮布置用于传输扭矩。由于当机动车车辆处于停车状态时，向前和反向行驶范围之间的转换发生，所以离合器元件可被设计成具有成本效益和紧凑的爪式联轴器。或者，然而，在这种情况下，其他类型的耦合，例如可以提供拉米接头。

通过在第一逆转阶段和至少一个输出轴之间提供可以通过差速锁定来阻止的差速变速器，通过在第一输出轴和第一输出轴之间分开扭矩来获得进一步的优点第二输出轴。这使得能够利用作为轴分配器的差速传动器对功率分支传输进行功能扩展，通过该差速传动器，扭矩可以例如被分配到分配车辆的前轴和后轴。优选地，差速器变速器包括差速锁，以防止机动车车辆由于前轴和后轴的刚性联接而由于其中一个车轮上的滑动而减速或甚至停止。

在本发明的另一有利实施例中，第一能量转换器和第二能量转换器在第一向前行驶范围和第二向前行驶范围之间改变时改变其功能，以及/或者第一能量转换器和第二能量转换器在第一向前行驶范围和第二向前行驶范围之间改变。第一能量转换器和第二能量转换器各自操作在同一个在第一向前行驶范围内和在第一个反向行驶范围内的方式。这使得功率分支传输的特别简单的控制成为可能，因为关于能量转换器，不需要区分向前和逆转行程。在这种情况下，控制基本上可以手动或者最好自动进行。

当第一逆转阶段被设计为逆转相对于第二能量转换器的旋转方向的行星齿轮布置的输出的旋转方向时，获得进一步的优点。这代表了避免无功功率损耗的结构上简单的可能性，因为通过第一逆转阶段，行星驱动器的输出的旋转方向与能量转换器的旋转方向一起是逆转的。

在本发明的另一有利实施例中，提供：第二能量转换器可优选通过离合器装置耦合输出轴和脱离输出轴。换言之，代替第二能量转换器与行星齿轮布置的b网轴的直接耦合，提供第二能量转换器与输出轴的耦合。结果，机械分支可以通过第二能量转换器再次耦合到液态功率分支。这提供了所有驱动电机的扭矩之和不必在功率分支齿轮中的一点的逆转的优点，而机械和液态或电分支可以彼此独立地逆转，并且只能是反转后重组。结果，功率分支齿轮可以相应更紧凑。可以提供原则上，至少一个离合器装置，通过其可以将第二能量转换器耦合到输出轴或脱离输出轴。这提供了用于选择性地耦合第二能量转换器的扭矩的简单可能性，例如当在不同的驱动级之间改变时。

在本发明的另一有利实施例中，第二逆转阶段用于在第一反向行驶范围与第二反向行驶范围之间变化。这允许提供第二反向行驶范围，由此车辆可以以相同的速度向前或向后移动，而没有任何额外的无功功率。

另外的优点是由于第二逆转阶段被设计为逆转第二太阳齿轮相对于第二液态元件的旋转方向的旋转方向。这允许在第二反向行驶范围通过期间简单地适应第一和第二能量转换器的旋转方向。

在本发明的另一实施例中，实现了第二逆转阶段布置在第二能量转换器和行星齿轮布置之间的特别节省空间的布置。

而且，已经发现，如果第一逆转阶段被分配至第一分支和第二逆转阶段被分配至第二分支，则是有利的。这允许功能分支齿轮的机械和液压或电分支的特别灵活和分开的反转。

当第一能量转换器和第二能量转换器在第一反向行驶范围和第二反向行驶范围之间改变时改变其功能，和/或当第一电驱动器是逆转时在第二向向行驶范围内，在第二向前驱动范围内相反方向。这代表了在第一和第二反向行驶范围之间变化的建设性简单的可能性。

通过在共同配件中组合至少两个耦合元件，实现功率分支传输的建筑空间节省设计的另一个有利的可能性。该模块化设计还便于至少两个联轴器的配置和配置。而且，不同离合器组合可以作为功能分支传输的设计和相应应用目的的功能而预先安装和安装。

本发明的另外的特征是从权利要求书，示范性实施方案以及附图得出的。上述在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在示范性实施方案中提及的特征和特征组合不仅可以用于指示的特定组合，而且可以在其他组合中使用，而不脱离本发明

附图简述

图1是根据本发明的功率分支齿轮的第一示例性实施方案的示意图；

图2示出根据本发明的功率分支传输的第二示例性实施方案的电压展示；

图3示出根据本发明的功率分支传输的第三示例性实施方案的示意性展示；和

图4是根据本发明的功率分支传输的第四示例性实施方案的示意性展示。

发明详述

图1示出根据本发明的功率分支传输30的第一示例性实施方案的示意性展示，可以安装在例如自推进式工作机，轮式装载机等机动车车辆中。功率分支齿轮30包括驱动轴12，其连接到机动车车辆的内燃机14(未示出)，并且被完全引导通过外壳15用于基本上可选的驱动通道。而且，功率分支齿轮30包括机械第一分支16，其包括具有至少两个不同直径的太阳齿轮z1，z1′的行星齿轮布置18，环形齿轮z3和网轴20，双行星齿轮z2，z2′太阳齿轮z1，z1′并与环形齿轮z3啮合，从而至少少太阳齿轮z1耦合驱动轴12.而且，功率分支齿轮30包括目前液压的第二分支22，其至少部分地可连接到机械分支16通过行星齿轮布置18并且包括两个能量转换器h1，h2，其被实现为可调节的能量转换器，并且可以彼此能量耦合，并且在每种情况下都可以作为电动机或泵操作。能量转换器具h1，h2可以彼此独立地设计为电动机，其可以作为电动机或发电机操作。作为替代或另外，还可以设置气动能量转换器。然而，在一个简单的实施方案中，装配功率分支齿轮30的机动车车辆仅包括一个内燃机14和仅两个能量转换器h1，h2。

而且，功率分支齿轮30包括输出轴24，其上第一分支16和第二分支22可通过档位z8/z9耦合于其上。在根据本发明的功率分支齿轮30的情况下，行星齿轮布置18的网轴20上的输出齿轮z8被带至啮合或至少耦合第一逆转阶段32的齿轮的轮z10。第一逆转阶段32又被设计为可以预装配的模块，并被容纳在与外壳15连接的单独的外壳33中。

对于第一向前行驶范围，第一离合器装置kv在第一逆转阶段32中关闭，并且第二离合器装置kr开启。因此，第一输出轴24′以与行星齿轮布置18的齿轮的轮z8相同的方式在齿轮z15中旋转。奇数齿轮的轮配z10/z12/z11空转，不传输任何动力。

对于第一反向行驶范围，离合器装置kv在离合器装置kr闭合时打开。输出轴24′在齿轮的轮z15上现在与行星齿轮组18的齿轮的轮z8相反。直齿轮的轮配z13/z15变空并且不传输任何电源。

能量转换器h1和h2以及离合器装置k1和k2的功能在这种布置中保持不受影响，使得功率分支齿轮30在逆转方向以及没有功率的情况下向前盲目起作用，因为通过第一逆转阶段32在出口处容纳在外壳15中的发送部的旋转方向是完全逆转。换言之，机械分支16和液态分支22的叠加扭矩在逆转阶段32之前汇集在一起，然后一起逆转。因此，所示的动力分配变速器30提供两个向前齿轮和两个相应的逆转齿轮，其可由无功率驱动器穿过。

由于在静止状态下在向前/逆转状态下进行切换，所以联接装置kv/kr也可以有利地被设计为爪式联轴器。然而，也可以想到其它形式的联轴器，例如薄片联轴器。通过后轴ha′上的输出轴24′的输出对于在输入和输出之间需要相当短的量程的车辆是特别有利的。

或者或另外，功率分支齿轮30的扩展也可以设置有设计为轴分配器的差速齿轮34。借助于差速齿轮34，扭矩可以经由优选可锁定的行星齿轮36分配到齿轮的轮z14中到前轴va和后轴ha。这种布置对于需要从驱动器到输出端的较长的间距尺寸的车辆，例如轮式装载机尤其有利。

图2示出根据本发明的功率分支传输30的第二示例性实施方案的示意性展示，其中第一逆转阶段32被设计为相对于第二能量转换器h2的旋转方法来逆转行星轴布置20(plg)的旋转方法。与图1的示例性实施方案相反，第二实施方案示于附图。

液态或能量转换器h2仅在逆转阶段32后耦合机械分支16。换言之，机械分支16和液态分支22的叠加扭矩不是一起逆转的，而逆转阶段32只是逆转机械分支16。这导致在逆转阶段32上的较低的扭矩，使得功率分支齿轮30更紧凑，更轻和更具成本效益。通过第一逆转阶段32的方式，网轴20上的输出plg18被分为两个齿轮的轮z20和z20′，并通过齿轮的轮z21和z22-z21′与齿轮的轮z15反相切换到输出轴24。在该变型中，能量转换器h2与输出的耦合不直接在plg18的b网轴20上实现，而是经由离合器装置k1到达输出轴38，其中可能的逆转机械分支16通过离合器装置kv或kr被重新耦合可以耦合到液态分支22。在这种情况下，应该强调的是，离合器装置k1也可以布置在用于提供基本可选的第二向前齿轮的另外的离合器装置k2v和齿轮的轮z9之间。

在第一向前行驶范围中，液态h1作为泵，而液态h2作为电动机，内燃机14通过太阳齿轮z1驱动plg18，环形齿轮z3通过齿轮的轮配z4/z5支撑在泵h1上。网20通过逆转阶段32(齿轮的轮配对z20/z21和z20/z21′)作为输出。当离合器装置k2v打开时，离合器装置k1闭合。hydrostath2现在通过齿轮对配对z9/z16连接到机械重新调整级32的输出。齿轮的轮配z17z6/z7包括齿轮链，空转，不传输任何电源。

因此，在向前行驶的情况下，图2所示的动力分配机构30和图1所示的示范性实施方案以类似的方式操作。为了在第一反向行驶范围中逆转，第一离合器装置kv打开同时离合器装置kr关闭。当离合器装置kr关闭时，液压马达h1再次用作泵，然后沿逆转方向摆动正在前往。结果，plg18的旋转方向也通过逆转阶段32(z20/z21)逆转，电动机h2的旋转方向现在作用于旋转方向与plg相同的旋转方向因此没有无功功率，动力转换器30现在以相同的功率和功能在第一档中向后和向前行进，总共有两个前进齿轮和一个逆转齿轮可用。

在plg18的网20上的逆转阶段32的布置以及能量转换器h2的后续耦合是有利的，原因有几个。由于耦合kv和kr只需要承载来自plg18的扭矩的机械部分，而不是能量转换器h2的高扭矩，所以它们可以被设计得更小更轻。当离合器装置kv和kr切换时，功率分支传输30的输出也仅与plg18暂时断开。然而，车辆也不会在斜坡上移动，因为输出端处的扭矩被支撑在能量转换器h1处于拉伸位置。借助于plg18与能量转换器h2之间的离合器装置kv和kr的配置，在移位期间发生离合器kv/kr的“自动”旋转。只要离合器kv/kr中的一个关闭，内燃机14驱动作为泵的水电动机h1。由于后者的减速力矩减速环形齿轮z3并且内燃机14开始，泵h1上的旋转运动减速旋转，并且行星齿轮布置18的太阳齿轮轴z1被支撑在固定车辆上，可以加速现在开启的逆转阶段32。因此，功率分支齿轮30可以被控制，使得kr离合器在kv离合器打开之前在向前和逆转行驶之间的转换期间已经被加压。仍然不关闭由于它们在牙齿上的情况kv离合器打开，内燃机14使kr离合器的爪彼此相对旋转，使其滑入下一个自由齿隙。

图3示出根据本发明的功率分支传输30的第三示例性实施方案的示意性展示，其中第一逆转阶段32被分配至第一分支16，和第二逆转阶段40被分配至第二分支22。在第一向前和反向行驶范围中，在该实施方案中功率分支工具30如结合第二实施方案所述操作。

游戏已被描述。同样适用于从第一到第二向前行驶范围的变化。

当在相应的逆转行驶期间达到第一个向前行驶范围的最大速度时，作为泵的水电动机h1在“向后”方向上完全枢转，而液压马达h2处于延伸位置。只有第一向前行驶范围是完全可逆的，因此可以无功功率运行，如第二示例性实施方案所示。

然而，如果机动车车辆能够达到和逆转相同的速度，那么功率分支齿轮30在这种布置中需要第二逆转阶段40。为了在从第一行驶范围到第二行程范围的转变期间(v/r)使发动机h2变为泵，一旦离合器装置k1打开，可以以相反的方向摆动。

然后，然而，其旋转方向不再与能量转换器h1的方向匹配，因此也必须是逆转的。这是通过齿轮配对z67z7/z7的第二逆转阶段40实现的。

因此，在第二行程范围内，功率分支齿轮30也可以通过在相反的旋转方向上转动泵h2，电动机h1和经由z20/z21的输出而完全和盲目地逆转。耦合k2v、k2r被布置为齿轮配对z6/z7和z67z7/z7之间的第二逆转阶段40的一部分，并且在本例中被组合为紧凑子配件。离合器k2r关闭同时其他离合器k2v打开。

应当强调的是，在本发明范围内，可以提供例如功率分支传输30的各种结构变体。

离合器装置k1也可以布置在齿轮的轮z9中。作为替代或另外，第二逆转阶段40的离合器装置k2v/k2r也可以布置在齿轮配对z6/z6′中。第一，应注意确保液态系统h2可以在相反的旋转方向上连接到第二太阳齿轮z1′，并且在机械分支16已经逆转之后，液态系统h2可以经由离合器装置k1连接到输出24。同样，行星齿轮布置18的网输出应该能够以相反的旋转方向连接到输出端24。

图4示出根据本发明的功率分支传输30的第四示例性实施方案的示意性展示。第四示例性实施方案的一般运作模式基本与第三种示范性实施方式相一致，第四示例性实施方案特别地具有逆转阶段32和进一步逆转阶段40，差速齿轮34的更紧凑的构造。特别地，可以看到，第二逆转阶段40的齿轮的轮配z7/z6/z6′和z77z7“与第三示例性实施方案相比排列不同，并且第三示例性实施方案中所示的离合器装置k1转移到输出轴24(va/ha)的边缘，和通过另外齿轮的轮z9′耦合第二能量转换器h2，从而导致第二逆转阶段40的不同设计。而且，第一逆转阶段32与第三示例性实施方案中的不同，其涉及被描述为第一逆转阶段32的颚式耦合kr和kv。因此，网轴20连接齿轮的轮z20，其又与齿轮的轮z21和z21′啮合，其可以经由齿轮的z22或z22′联接到齿轮的轮z22或z22′齿轮联轴器kr或kv，并通过齿轮的轮z23作用到离合器装置k1，经由齿轮对配合z16/z9/′z9的另一端与第二逆转阶段40操作连接。