传动装置的制作方法

文档序号:18512043发布日期:2019-08-24 09:11阅读:222来源:国知局
传动装置的制作方法

本发明涉及一种适用于从动力单元,例如从内燃机,向车辆的牵引构件,例如向驱动轮,传递转矩的传动装置。更具体地,本发明涉及一种适用于安装在农用车上,例如牵引机上的传动装置。



背景技术:

如已知的,大多数牵引机通常包括内燃机,至少两个驱动轮和传动装置,该传动装置适于将由内燃机产生的转矩传递到驱动轮并且可能传递到适于致动操作机的动力输出装置,该输出装置可以连接到牵引机。

除传递转矩外,传动装置必须能够改变驱动轴的角速度和驱动轮的角速度之间的传动比,并在各个场合从多个可用齿轮机构中选择该传动比。

为了允许这种速度变化,传统的传动装置通常包括(例如通过离合器)连接到驱动轴的输入轴、(例如通过差速器和/或其他传动构件)连接到驱动轮和/或动力输出装置的输出轴,以及适于将输入轴与输出轴在运动学上地连接的多个齿轮机构。

这些齿轮机构中的每个齿轮机构通常包括第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮装配到输入轴上,所述第二齿轮可旋转地联接在输出轴上并与相应的第一齿轮啮合设置。

传动装置还包括接合构件,例如同步器,其可以手动或以自动方式致动,以选择性地仅接合前述第二齿轮中的一个,使其与输出轴一体地旋转,从而允许通过相应的齿轮机构进行运动的传递。

为了确保发动机在牵引机的任何操作状态下的最佳运行,例如在耕作工作期间,在柏油路上行驶期间或在土壤上行驶期间,传动装置仍然需要提供非常多的不同齿轮机构。

因此,为了遵循传统结构的这种需求,需要显著增加传动装置的齿轮数量,然而这导致非常笨重和沉重的传动装置,总体来说,这通常在农用牵引机中引入非常大的构造限制。



技术实现要素:

鉴于上面概述的内容,本发明的目的是提供一种传动装置,其能够提供多种不同齿轮机构,但仍然是紧凑的且因此是低体积结构的解决方案。

本发明的另一目的是提供一种传动装置,其可以根据预期的具体应用以模块方式配置或重新配置,而不会显著增加其总体积。

本发明的另一目的是提供一种传动装置,其不仅可以与内燃机联接,而且还可以与包括内燃机和电动机的混合动力系统联接。

本发明的另一目的是最终以简单、合理和相对低成本的解决方案实现上述目的。

根据在独立权利要求1中给出的本发明的特征可以实现这样和其他目的。从属权利要求概述了本发明的优选或特别有利的方面。

具体地,本发明的实施例提供了一种传动装置,包括:

多个旋转轴,所述多个旋转轴具有相互平行的旋转轴线,所述多个旋转轴包括至少一个第一轴、第二轴、第三轴和第四轴;

与所述第一轴可旋转地联接的第一齿轮;

装配到所述第四轴并且与所述第一轴的第一齿轮啮合以限定反向齿轮机构的第一齿轮;

第一接合装置,其适于将所述第一轴与可旋转地联接到所述第一轴的第一轴的第一齿轮,或与第二轴可选择地接合(即,用于使它们成一个整体旋转);

装配到所述第二轴的至少一个第一齿轮和第二齿轮;

与所述第三轴可旋转地联接并分别单独地与所述第二轴的第一齿轮和第二齿轮啮合以分别限定第一齿轮机构和第二齿轮机构的至少一个第一齿轮和第二齿轮;

第二接合装置,其适于将所述第三轴与可旋转地联接到所述第三轴的第一齿轮和第二齿轮选择性地接合(即,用于使它们成一个整体旋转);以及

装配到所述第四轴并且与所述第三轴的第一齿轮啮合的第二齿轮。

由于该解决方案,提供了一种非常简单、划算且紧凑的传动装置,其有效地能够机械地提供至少两个分离器,包括至少一个直接前向分离器和反向分离器,能够通过第一接合装置选择这些分离器,并且对于这些分离器中的每个分离器,能够通过第二接合装置选择至少两个不同的传动比,并且根据传动装置预期的特定应用,可以配置为两个齿轮机构或两个范围。

以这种方式,上面概述的传动装置可以有利地用作基础模块,该基础模块用于开发具有更多传动比的机械或液压机械传动装置,并且用于制造相对于目前已知的传动装置具有更宽的操作范围的cvt(连续可变传动装置)类型的传动装置。

根据本发明的一方面,第二轴和第三轴之间的中心距离可以相对于第二轴和第四轴之间的中心距离更大。

以这种方式,可以有利地优化部件的尺寸,并且因此优化传动装置整体的体积、重量和成本。

基本上由于同样的原因,也是优选地,包含第二轴的旋转轴线和第四轴的旋转轴线的半平面能够相对于包含第二轴的旋转轴线和第三轴的旋转轴线的半平面倾斜,例如小于90六十进制度的角度。

根据本发明的另一方面,第一接合装置可以包括同步器,该同步器适于将第一轴与可旋转地联接在所述第一轴上的第一齿轮或与第二轴可选地接合。

类似地,第二接合装置可以包括同步器,该同步器适于将第三轴与可旋转地联接在所述第三轴上的第一齿轮或第二齿轮可选地接合。

这些解决方案具有成本效益高且体积不大的优点。

然而,在一些实施例中,所述第一接合装置可以包括两个离合器,例如两个液压离合器,其分别适于使第一轴与第二轴接合/脱离并且使第一轴与联接在所述第一轴上的第一齿轮接合/脱离。

虽然第二种解决方案通常比前一种解决方案更昂贵,但第二种解决方案具有更好的性能优势。

根据本发明的另一方面,传动装置还可以包括:

第五旋转轴,所述第五旋转轴具有与其他旋转轴的旋转轴线平行的旋转轴线;以及

行星齿轮,所述行星齿轮布置成将所述第五轴运动学上地连接到所述第三轴。

以这种方式,通过高性能和低体积的齿轮机构,可以有利地获得第三轴和第五轴之间的速度的显着变化。

根据本发明的另一方面,传动装置还可以包括:

装配到所述第二轴的另一齿轮;

与所述第三轴可旋转地联接并且与所述第二轴的另一齿轮啮合以便限定另一齿轮机构的另一齿轮;以及

另一接合装置,其适于将所述第三轴与可旋转地联接到所述第三轴的另一齿轮选择性地接合(即,用于使它们作为一个整体旋转)。

同样在这种情况下,所述另一接合装置例如可以包括同步器,所述同步器适于将所述第三轴与可旋转地联接在所述第三轴的另一齿轮接合/分离。

由于该解决方案,上面概述的传动装置增加了另一传动比,能够同时用于前向分离器和反向分离器,这有利地增加了传动装置的应用领域。

特别地,这种类型的解决方案可以用作制造cvt传动装置的基础。

本发明的实施例确实预见到传动装置还可以包括:

液压电机,其具有驱动轴,所述驱动轴运动学上地连接到所述行星齿轮的冠状齿轮,以适于使所述驱动轴旋转;以及

液压泵,其具有致动轴,所述致动轴与所述第一轴运动学上地连接,并液压地连接到所述液压电机。

通过这种方式,获得了cvt传动装置,其中,对于机械上可用的每个分离和范围,由于行星齿轮的冠状齿轮的旋转设定,可以连续地改变第一轴和第五轴之间的传动比,这仍然是非常简单和紧凑的解决方案

根据本发明的另一实施例,传动装置可以包括:

第六旋转轴,其具有与其他旋转轴的旋转轴线平行的旋转轴线;

与所述第六轴可旋转地联接并分别单独地与第二轴的第一齿轮和第二齿轮啮合以便分别限定第三齿轮机构和第四齿轮机构的至少一个第一齿轮和第二齿轮;

第三接合装置,其适于将第六轴与可旋转地联接到所述第六轴的第一齿轮或第二齿轮选择性地接合;

第五齿轮机构,其适于运动学上地将所述第六轴连接到所述第三轴。

由于这种解决方案,提供了一种非常紧凑的传动装置,其在机械上有效地能够为每个分离器提供至少四个齿轮机构。

同样在这种情况下,第三接合装置可以包括简单的同步器,该同步器适于将第六轴与可旋转地联接在所述第六轴上的第一齿轮或与第二齿轮可选择地接合(即,用于使它们作为一个整体旋转)。

为了优化部件的尺寸并因此优化传动装置的体积、重量和成本,优选的是,第二轴和第六轴之间的中心距离相对于第二轴和第三轴之间的中心距离较小。

例如,第二轴与第六轴之间的中心距离可以具有包括在第二轴和第四轴之间的中心距离的值和第二轴和第三轴之间的中心距离的值之间的值。

事实上,本发明的另一优选方面是:包含第二轴的旋转轴线和第六轴的旋转轴线的半平面可以相对于包含第二轴的旋转轴和第三轴的旋转轴线的半平面倾斜,例如小于90六十进制度的角度,并且例如大于包含第二轴的旋转轴线和第四轴的旋转轴线的半平面与包含第二轴的旋转轴线和第三轴的旋转轴线的半平面之间形成的角度。

根据该实施例的一方面,上述第五齿轮机构可以包括:与所述第二轴可旋转地联接并彼此作为一个整体旋转的第三齿轮和第四齿轮;装配到所述第三轴并与所述第二轴的第三齿轮啮合的第三齿轮;装配到所述第六轴且与所述第二轴的第四齿轮啮合的第三齿轮;以及第四接合装置,用于将所述第二轴与可旋转地联接在所述第二轴上的第三齿轮和第四齿轮可选择地接合(即,用于使它们作为一个整体旋转)。

同样在这种情况下,第四接合装置可以包括同步器,该同步器适于将第二轴与可旋转地联接到所述第二轴的第三齿轮接合/脱离。

以这种方式,有利的是,还可以为传动装置增加用于每个可用分离器的第五齿轮机构,从而增加传动装置的应用领域而不显著改变其总体积。

第二轴的第三齿轮和第四齿轮优选地具有相同数量的齿,但它们可能具有不同轮廓的齿,例如相对于轮廓的位移因子和齿顶修正因子施加不同的修正。

以这种方式,可以有利地优化在不同的操作步骤期间在齿轮上卸载的张力,从而优化其尺寸并因此优化体积、重量和连接成本。

回到轴的相对位置,这里应该强调的是,第二轴与第六轴之间的中心距离以及在包含第二轴的旋转轴线与第六轴的旋转轴线的半平面和包含第二轴的旋转轴线和第三轴的旋转轴线的半平面之间的角度,可以根据传动装置的最大横向体积(其可以是固定的设计参数)和在第二轴和第六轴之间啮合的齿轮的齿数来明确地确定。换言之,一旦横向体积和齿数已被固定,半平面之间形成的角度和中心距离就明确地确定了,因此允许其与以前指出的那些不同,例如允许半平面之间的角度大于90°。

根据本发明的另一方面,传动装置还可以包括第五接合装置,该第五接合装置适于选择性地将第五轴与行星齿轮的行星架接合或者与第三轴直接接合(即,使它们作为一个整体旋转)。

由于这种解决方案,有利的是,可以向传动装置添加能够通过第五接合装置进行选择的两个范围,这使得由传动装置获得的传动比的数量的成倍增加成为可能。

根据本发明的另一方面,传动装置还可以包括:

第六接合装置,其适于将分别联接有第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的所述第三轴的第一部分与所述第三轴的第二部分接合;

与所述第二轴可旋转地联接且与所述第二轴的第三齿轮和第四齿轮作为一个整体旋转的第五齿轮;

与所述第三轴的所述第二部分可旋转地联接且与所述第二轴的第五齿轮啮合的第四齿轮;以及

第七接合装置,其适于将第三轴的所述第二部分与可旋转地联接到所述第三轴的第四齿轮选择性地接合。

该解决方案可以向传动装置增加两个另外的范围,这两个另外的范围能够通过第六接合装置和第七接合装置被选择,其进一步使得可用传动比的数量成倍增加。例如,可以获得四个范围,包括爬行档、次爬行档、中档和高档。

在这种情况下,第六接合装置可以包括可重新配置的接头,该可重新配置的接头适于使第三轴的第一部分与第二部分选择性地接合/脱离。

第七接合装置又可以包括另外的可重新配置的接头,该另外的可重新配置的接头适于将第三轴的第二部分与可旋转地联接在第三轴上的第四齿轮选择性地接合/脱离。

本发明的另一个实施例预见到传动装置还可以包括:

装配在所述第一轴上的第二齿轮;

第七旋转轴,其具有与其他旋转轴的旋转轴线平行的旋转轴线;

与第七轴可旋转地联接且与所述第一轴的第二齿轮啮合的至少一个第一齿轮;

轮装配在所述第七轴上并且与装配在所述第二轴上的第二齿轮啮合的第二齿轮;以及

第八接合装置,其适于将所述第七轴与可旋转地联接到所述第七轴的第一齿轮选择性地接合(即,使它们作为一个整体旋转)。

以这种方式,除了直接前向分离器和反向分离器,有利地可以向传动装置增加另外的分离器,例如向前低速分离器(低)。

第八接合装置可以包括离合器,例如液压离合器,该离合器适于使第七轴与可旋转地联接到所述第七轴的第一齿轮接合/脱离。

为了优化部件的尺寸并因此优化传动装置的体积、重量和成本,优选的是,第二轴和第七轴之间的中心距离基本等于或(略)大于第二轴与第三轴之间的中心距离。

同样优选的是,能够形成与包含第二轴的旋转轴线和第四轴的旋转轴线的半平面基本上成等于180六十进制度角的包含第二轴的旋转轴线和第七轴的旋转轴线的半平面。

换言之,优选的是,第二轴、第四轴和第七轴的旋转轴线能够位于共同的平面中,其中第二轴的旋转轴线布置在第四轴的旋转轴线和第七轴的旋转轴线之间。

根据该实施例的一方面,传动装置还可以包括:

装配在所述第一轴上的第三齿轮;

与所述第七轴可旋转地联接并且与所述第一轴的第三齿轮啮合的第三齿轮;以及

第九接合装置,其适于将所述第七轴与可旋转地联接到所述第七轴的第三齿轮选择性地接合。

该第九接合装置还可以包括离合器,例如液压离合器,该离合器适于使第七轴与可旋转地联接到第七轴的第三齿轮接合/脱离。

由于该解决方案,有利地增加了另外的分离器,例如高速前向分离器(高),进一步增加可用传动比的数量。

附图说明

通过阅读下面参照以下附图描述的非限制性实施例,有助于更好地理解本发明的其他特征和优点。

图1是根据本发明的基础实施例的传动装置的示意图;

图2是图1所示的视角a的示意图,其仅示出旋转轴的布置;

图3是根据本发明的第二实施例的传动装置的示意图;

图4是根据本发明的第三实施例的传动装置的示意图;

图5是图4所示的视角a的示意图,其仅示出了旋转轴的布置;

图6是根据本发明的第四实施例的传动装置的示意图;

图7是根据本发明的第五实施例的传动装置的示意图;

图8是图7所示的视角a的示意图,其仅示出了旋转轴的布置;

图9是根据本发明的第六实施例的传动装置的示意图。

具体实施方式

在上述附图的帮助下,现在描述通常适用于将转矩从动力单元传递到一个或多个待致动构件的传动装置100的多个实施例。

例如,传动装置100可以安装在机动车辆上,通常但不仅限于安装在农业车辆(例如拖拉机)上,以便将由动力单元产生的转矩传递到车辆的牵引构件,例如传递到驱动轮,并且可能例如通过能量输出装置传递到操作机器,该操作机器可以安装在车辆本身上或与其连接。

传动装置100面向的动力单元可以是任何能够产生转矩的装置。例如,动力单元可以简单地包括内燃机(如柴油发动机),或者它可以是混合动力单元,同时包括内燃机和连接到电池的电动机。

根据图1所示的基础实施例,传动装置100可以包括具有相互平行的旋转轴线的多个旋转轴,包括至少一个第一轴105、第二轴110、第三轴115、第四轴120和第五轴125。

第一轴105适于连接到动力单元,以便接收转矩并由该转矩而开始旋转。例如,第一轴105可以直接连接到内燃机和/或电动机的驱动轴。

第五轴125适于连接到待致动的构件,例如连接到车辆的驱动轮,以便将由动力单元产生的转矩传递给驱动轮并使驱动轮旋转。

例如,第五轴125可以通过一个或多个传动系统,包括例如圆锥齿轮130和/或行星齿轮135,连接到待致动的构件。

传动装置100的第二轴110、第三轴115和第四轴120运动学上地布置在第一轴105和第五轴125之间,以便将运动从一个轴传递到另一个轴。

优选地,第二轴110、第三轴115和第四轴120彼此平行并间隔开,第二轴110可以与第一轴105同轴布置,且第三轴115可以与第五轴125同轴布置。

如图2所示,由于结构紧凑以及应力和质量的优化,第二轴110、第三轴115和第四轴120之间的中心距离可以不同,并且它们的旋转轴线可以不是完全共面。

例如,第二轴110和第三轴115之间的中心距离d3可以大于第二轴110和第四轴120之间的中心距离d4。

此外,包含第二轴110的旋转轴线和第四轴120的旋转轴线的半平面s4可以例如相对于包含第二轴110的旋转轴线和第三轴115的旋转轴线的半平面s3倾斜例如小于90六十进制度的锐角且优选包含60到70六十进制度的锐角。

回到图1,传动装置100可以包括第一齿轮140,第一齿轮140与第一轴105可旋转地联接并且与装配在第四轴120上的第一齿轮145啮合,以限定反向齿轮机构。

这里应该强调的是,在本说明书中,术语“可旋转地联接”表示齿轮同轴地开槽并支撑在相关轴上,相对于该轴仍然可围绕公共轴线自由旋转,而术语“装配”通常表示齿轮与相关轴作为一个整体旋转,而不管这两个部件之间的连接是通过装配还是任何其他已知系统获得。

由齿轮140和齿轮145限定的反向齿轮机构可以配置成限定第一轴105和第四轴120之间的略微速度倍增。

例如,第四轴120的第一齿轮145可以具有23个齿,而对应的第一轴105的第一齿轮140可以具有28个齿,从而限定等于大约0.82的传动比。

传动装置100还可以包括第一接合装置,该第一接合装置适于选择性地将第一轴105与第一齿轮140接合或者与第二轴110直接接合。

在本文件中,术语“接合”也应概括地解释为接合装置使得两个部件作为一个整体旋转的能力,而不管用于获得这种效果的具体方式。

在图1所示的示例中,第一接合装置包括两个离合器,例如两个液压离合器,这两个离合器包括适于使第一轴105与第二轴110接合/脱离的离合器150以及适于使第一轴105与第一齿轮140接合/脱离的离合器155。

然而,在其他实施例中,例如如图4所示,第一输入装置可以包括同步器160,该同步器160适于将第一轴105与第一齿轮140或与第二轴110交替地接合。

例如,同步器160可以包括移动构件,该移动构件通常在第一接合位置和第二接合位置之间,沿着第一轴105轴向滑动穿过中间位置或中立位置。在该第一接合位置中,移动构件使第一轴105与齿轮140接合,在第二接合位置中,移动构件使第一轴105与第二轴110直接接合。第一轴105的旋转既不受齿轮140的限制也不受第二轴110的限制。可以通过合适的机械构件(例如叉和杠杆机构)获得移动构件在上述三个位置的移动和锁定,该机械构件可以手动或以自动方式致动。

图1中所示的传动装置100还包括分别由165和170表示的装配在第二轴110上的第一齿轮和第二齿轮。

第一齿轮165与相应的可旋转地联接到第三轴115的第一齿轮175啮合,以形成第一齿轮机构。

类似地,第二齿轮170布置成与相应的可旋转地联接到第三轴115的第二齿轮180啮合,以形成第二齿轮机构。

第二接合装置被预见为将第三轴115与第一齿轮175或第二齿轮180选择性地接合,使得第二轴110和第三轴115通过第一齿轮或第二齿轮运动学上地联接。

在所示的示例中,该第二接合装置可以包括同步器185,该同步器185适于将第三轴115与第一齿轮175或与第二齿轮180交替地接合。

例如,同步器185可以包括移动构件,该移动构件通常在第一接合位置和第二接合位置之间,沿着第三轴115轴向滑动穿过中间位置或中立位置。在第一接合位置中,该移动构件使第三轴115与第一齿轮175接合,而在第二接合位置中,该移动构件使第三轴115与第二齿轮180接合。第三轴115的旋转既不受第一齿轮175的限制也不受第二齿轮180的限制。可以通过合适的机械构件(例如叉和杠杆机构)获得该移动构件在上述三个位置的移动和锁定,该机械构件可以手动或以自动方式致动。

上述第一齿轮机构和第二齿轮机构可以配置成同时限定第二轴110和第三轴115之间的速度减小,但是具有不同的传动比,例如第一齿轮机构的传动比更大,第二齿轮机构的传动比更小。

例如,第三轴115的第一齿轮175可以具有47个齿并且相应的第二轴110的第一齿轮165可以具有23个齿,从而限定等于约2.04的传动比。

第三轴115的第二轮180可以具有35个齿,并且相应的第二轴110的第二轮170可以具有34个齿,从而限定等于约1.03的传动比。

传动装置100还包括第二齿轮190,该第二齿轮190装配到第四轴120并且还与第三轴115的第一齿轮175啮合,使得反向齿轮机构可以使第二轴110旋转。

这里应该注意的是,在图1中,虽然齿轮175被描绘成薄的物体,但实际上其具有足以与齿轮190和齿轮165啮合的轴向延伸(即厚度),尽管它们在轴向上彼此偏移。

第二齿轮190的齿数优选地选择成使得当反向齿轮机构接合时,第一轴105和第二轴110之间的总体传动比基本上等于1。

例如,第二齿轮190的齿数可以等于19。

根据图1中示出的实施例的传动装置100最终可以包括总体上用195表示的行星齿轮,该行星齿轮适于将第三轴115与第五轴125运动学上地连接。

优选地,行星齿轮195配置成获得第三轴115和第五轴125之间的速度减小。

该行星齿轮195可以包括装配到第三轴115的太阳齿轮200、具有内齿的冠状齿轮205、单独地与太阳齿轮200和冠状齿轮205啮合的多个行星齿轮210,以及与第五轴125相关联的行星架215。

在图1所示的示例中,冠状齿轮205被固定到第五轴125,并且行星架215被装配到第五轴125,使得行星齿轮在第三轴115和第五轴125之间限定恒定的传动比。

然而,为了增加传动比的变化的自由度,其他实施例(其中的一些将在下文中描述)预见到冠状齿轮205可以围绕其轴线旋转设置和/或第五轴125可以选择性地与行星架215接合或与第三轴115直接接合。

由于上述建设性构造,根据图1的实施例的传动装置100能够机械地提供两个分离器,包括至少一个直接前向分离器和反向分离器。

当第一轴105直接与第二轴110接合时,例如闭合离合器150并打开离合器155,配置直接前向分离器。

另一方面,当第一轴105与第一齿轮140接合时,例如打开离合器150并闭合离合器155,配置反向分离器。

在第二种情况下,第一轴105的旋转通过反向齿轮机构传递到第四轴120,并且从这里通过齿轮190、175和165传递到第二轴110,使得第二轴110在相对于第一轴105的相反方向旋转。

然后,对于这些分离器中的每个分离器,图1的传动装置100在第一轴105和第五轴125之间提供两个不同的传动比,这取决于第三轴115与齿轮175或齿轮180接合的事实。

根据这种基础配置中,传动装置100可以以不同方式开发,显著增加可用传动比的数量和应用领域,同时仍然保持紧凑和相对成本有效的解决方案。

例如在图3中示出了可能的改进,其中传动装置100可以像cvt(连续可变传动装置)类型的传动装置那样配置。

除了已经描述的关于基础实施例的内容之外,根据第二实施例的传动装置100可以包括装配到第二轴110的另一齿轮220,该另一齿轮220布置成与可旋转地联接到第三轴115的另一齿轮225啮合,以限定另一齿轮机构。

该另一齿轮机构可以配置成限定第二轴110和第三轴115之间的速度倍增。

例如,另一齿轮225可以具有18个齿并且相应的齿轮220可以具有37个齿,从而限定等于约0.49的传动比。

另一接合装置可以预见为使第三轴115与另一齿轮225选择性地接合或使其可旋转地空转。

在所示的示例中,该另一接合装置可以包括同步器230,该同步器230可以包括例如移动构件,该移动构件典型地在接合位置和中立位置之间沿着第三轴115轴向地滑动。在接合位置中,移动构件使第三轴115与另一齿轮225接合,而在中立位置,第三轴115的旋转不受另一齿轮225的约束。可以通过合适的机械构件(例如叉和杠杆机构)获得移动构件在上述两个位置中的移动和锁定,该机械构件可以手动或以自动方式致动。

以这种方式,除了参考第一实施例描述的两个传动比之外,对于每个前向和反向分离器,传动装置100还机械地提供另一传动比,该另一传动比在同步器185处于中立位置,同时同步器230处于接合位置时获得。

这三个传动比可以配置为传动装置100的三个不同的操作范围,其中由齿轮165和齿轮175限定的传动比可以表示低速范围(低),由齿轮170和齿轮180限定的传动比可以表示中等速度范围(中),并且由轮220和轮225限定的传动比可以表示高速范围(高)。

根据第二实施例的传动装置100还可以包括液压电机235和液压地连接到液压电机235的液压泵240。

液压泵240包括致动轴245,致动轴245适于被旋转设置以允许液压泵240的操作,并因此允许在工作流体(通常为油)的压力下朝向液压电机235泵送。

为了允许致动轴245的旋转,致动轴245可以例如通过齿轮250运动学上地连接到第一轴105,齿轮250装配在致动轴245上并且布置成与直接装配在第一轴105上的齿轮255啮合。

另一方面,液压电机235包括驱动轴260并且利用来自液压泵240的工作流体的压力来设置前述驱动轴260旋转。

驱动轴260可在运动学上地连接到行星齿轮195的冠状齿轮205,在该实施例中,行星齿轮195不是固定的,而是围绕其轴线自由旋转,其轴线与第三轴115和第五轴125的轴线重合。

这种运动学上的连接可以通过齿轮265获得,齿轮265装配在驱动轴260上,并且例如与直接形成在冠状齿轮205中的外齿啮合。

由于该解决方案,对于每个分离器(前向和反向)以及机械设置的每个操作范围(低、中和高),由液压泵240泵送的工作流体的压力致动的液压电机235适用于以不同的速度旋转冠形齿轮205,连续地改变由行星齿轮195产生的传动比,并因此相对于第一轴105的速度改变第五轴125的速度。

图4中说明了前面描述的基础传输装置的不同开发。

除了已经描述的关于基础实施例的内容之外,根据第三实施例的传动装置100包括第六旋转轴270,该第六旋转轴270具有平行于其他轴的旋转轴线的旋转轴线。

如图5所示,第二轴110与第六轴270之间的中心距离d6可以小于第二轴110与第三轴115之间的中心距离d3。

例如,中心距离d6可以具有包括在中心距离d3与中心距离d4之间的值。

此外,包含第二轴110的旋转轴线和第六轴270的旋转轴线的半平面s6可以相对于半平面s3倾斜,例如小于90六十进制度的锐角。

优选地,半平面s6相对于半平面s3的倾斜角度可以大于半平面s4与半平面s3之间的倾斜角度,该倾斜角度包括在例如75六十进制度至85六十进制度之间。

回到图4,第六轴270与分别以275和280表示的至少一个第一齿轮和第二齿轮可旋转地联接。第一齿轮275和第二齿轮280布置成分别与第二轴110的第一齿轮165和第二齿轮170啮合,以限定第三齿轮机构和第四齿轮机构。

第三齿轮(齿轮165和齿轮275)可以配置成限定第二轴110和第六轴270之间的速度的减小,优选地具有包括在由第一齿轮机构(齿轮165和齿轮175)限定的传动比和由连接第二轴110和第三轴115的第二齿轮机构(齿轮170和齿轮180)限定的传动比之间的传动比。

例如,第六轴270的第一齿轮275可以具有33个齿,与第二轴110的第一齿轮165限定等于约1.43的传动比。

不同的是,第四齿轮机构(齿轮170和齿轮280)可以配置成限定第二轴110与第六轴270之间的速度倍增。

例如,第六轴270的第二齿轮280可以具有24个齿,与第二轴110的第二轮170限定等于约0.71的传动比。

传动装置100还可以包括第三接合装置,以将第六轴270与第一齿轮275或第二齿轮280选择性地接合。

在图示的示例中,该第三接合装置可以包括同步器285,该同步器285适于将第六轴270与第一齿轮275或与第二齿轮280交替地接合。

例如,同步器285可以包括移动构件,该移动构件典型地在第一接合位置和第二接合位置之间沿着第六轴270滑动穿过中间位置或中立位置。在第一接合位置中,移动构件使第六轴270与第一齿轮275接合,而在第二接合位置中,移动构件使第六轴270与第二齿轮280接合。第六轴270的旋转既不受第一齿轮275的约束也不受第二齿轮280的约束。可以通过合适的机械构件(例如叉和杠杆机构)在上述三个位置中获得移动构件的移动和锁定,该机械构件可以手动或以自动方式致动。

根据该第三实施例,传动装置100还可以包括适于将第六轴270运动学上地连接到第三轴115的第五齿轮机构,从而优选地限定这两个轴之间的整体传动比。

第五齿轮机构可以包括分别由290和295表示的第三齿轮和第四齿轮,第三齿轮290和第四齿轮295与第二轴110可旋转地联接并且彼此作为一个整体旋转。

例如,齿轮290和295可以一体成型,或分开成型但是连接在一起。

第三齿轮290布置成与装配到第三轴115的第三齿轮300啮合,而第四齿轮295布置成与装配到第六轴270的第三齿轮305啮合。

为了获得第六轴270和第三轴115之间的统一的传动比,齿轮290可以具有与齿轮295相同数量的齿,而齿轮300可以具有与齿轮305相同数量的齿。

第四接合装置还被预见到将第二轴110与第三齿轮290和第四齿295选择性地接合或使它们可旋转地保持空转。

在所示的示例中,第四接合装置可以包括同步器310,该同步器310可以包括例如移动构件,该移动构件通常在接合位置和中立位置之间沿着第二轴110轴向地滑动。在接合位置中,该移动构件使第二轴110与齿轮290和295接合,其中第二轴110的旋转不受齿轮290和295的约束。可通过合适的机械构件(例如叉和杠杆机构)获得移动构件在上述两个位置中的移动和锁定,该机械构件可以手动或以自动方式致动。

当齿轮290和295接合在第二轴110上时,第二轴110通过啮合齿轮290和300运动学上地连接到第三轴115,齿轮290和300优选配置为具有比由齿轮170和280限制的传动比更低的传动比,从而提供速度倍增。

作为示例,齿轮300可以具有18个齿并且相应的齿轮290可以具有37个齿,从而限定等于约0.49的传动比。

根据该第三实施例,传动装置100还可以包括第五接合装置,该第五接合装置适于选择性地将第五轴125与行星齿轮195的行星架215接合或者与第三轴115直接接合。

该第五接合装置可以包括例如接头315,接头315可以在第一结构和第二结构之间改变。在第一结构中,接头315具有例如前向联接,将第五轴125与第三轴115直接地接合。在第二结构中,接头315将第五轴125与行星架215接合。

这样,当接头315处于第一结构时,第五轴125和第三轴115作为一个整体,并且因此被迫以相同的速度与第三轴11一起旋转,而当接头315处于第二结构时,在第三轴115和第五轴125之间引入行星齿轮195的传动比的确定的速度减少。

在这种情况下,行星齿轮195的冠状齿轮205优选保持固定。

由于这种建设性构造,根据图4的第三实施例的传动装置100能够提供两个前向和反向分离器,例如对于基础实施例,这些分离器能够通过第一接合装置(在这种情况下,为同步器160)进行选择。

对于这些分离器中的每个分离器,图4的传动装置100还提供了两个范围,其可以通过第五接合装置(在这种情况下为接头315)进行选择。这两个范围包括例如更快的范围(高)和更慢的范围(例如,中等)。当第五轴125直接与第三轴115接合时能够获得更快的范围,而当第五轴125通过行星齿轮195连接到第三轴115时能够获得更慢的范围。

对于每个分离器和每个范围,图4的传动装置100还机械地提供五个齿轮机构,这五个齿轮机构由将第二轴110、第三轴115和第六轴270连接在一起的五个齿轮机构限定。

特别地,当第二接合装置(在这种情况下为同步器185)处于将第三轴115与齿轮175接合的位置时,获得第一齿轮机构,而第三接合装置和第四接合装置(在这种情况下为同步器285和310)都处于中立位置。这样,第二轴110(在正向齿轮机构和反向齿轮机构中)的旋转传递到第三轴115,并且从第三轴115通过齿轮165和175传递到第五轴125。

当第三接合装置(在此情况下为同步器285)处于将第六轴270与齿轮275接合的位置时,获得第二齿轮机构,而第二接合装置和第四接合装置(在这种情况下为同步器185和310)都处于中立位置。这样,第二轴110(在正向齿轮机构和反向齿轮机构中)的旋转首先通过齿轮165和275传递到第六轴270,后从第六轴270传递到第三轴115,并且通过齿轮305、295、290和300从第三轴115传递到第五轴125。

当第二接合装置(在这种情况下为同步器185)处于将第三轴115与齿轮180接合的位置时,获得第三齿轮机构,而第三接合装置和第四接合装置(在这种情况下为同步器285和310)都处于中立位置。这样,第二轴110(在正向齿轮机构和反向齿轮机构中)的旋转传递到第三轴115,并且从第三轴115通过齿轮170和180传递到第五轴125。

当第三接合装置(在这种情况下为同步器285)处于将第六轴270与齿轮280接合的位置时,获得第四齿轮机构,而第二接合装置和第四接合装置(在这种情况下为同步器185和310)都处于中立位置。这样,第二轴110(在正向齿轮机构和反向齿轮机构中)的旋转首先通过齿轮170和280传递到第六轴270,然后从第六轴270传递到第三轴115,并且从第三轴115通过齿轮305、295、290和300传递到第五轴125。

当第四接合装置(在这种情况下为同步器310)处于将第二轴110直接与轮290和295接合的位置时,最终获得第五齿轮机构,而第二接合装置和第三接合装置(在这种情况下为同步器185和285)都处于中立位置。这样,第二轴110(在正向齿轮机构和反向齿轮机构中)的旋转传递到第三轴115,并且从第三轴115通过齿轮290和300传递到第五轴125。

由于这种解决方案,因此获得了能够为前向分离器和反向分离器提供两个范围以及每个范围五个齿轮机构,总共十个传动比的传动装置100。

在图6中示出传动装置100的另一个变型,除了下面将要描述的方面之外,其余完全类似于刚刚描述的传动装置。

根据该第四实施例的传动装置100预见到,第三轴115被分成两个相互同轴但独立的部分,分别由115a和115b表示。

这两个部分115a和115b可以彼此作为一个整体以选择性的方式通过第六接合装置例如通过接头320进行旋转。接头320可以交替地布置在接合结构和脱离结构中。在接合结构中,接头320使得两个部分115a和115b彼此固定连接。在脱离结构中,两个部分115a和115b独立地自由旋转。

根据之前在图4的第三实施例中已经描述的方式,第一部分115a与齿轮175、180和300联接。

第二部分115b与第四齿轮325可旋转地联接,第四齿轮325布置成与第五齿轮330啮合,第五齿轮330与第二轴110可旋转地联接,以限定另一齿轮机构。

另一齿轮可以被配置成获得第二轴110和第三轴115的第二部分115b之间的速度减小。

例如,齿轮325可具有44个齿,而齿轮330可具有14个齿,从而限定等于约3.14的传动比。

齿轮330优选与齿轮290和295作为一个整体旋转,例如齿轮330可以与齿轮290和295一体成型,或者分开成型但是连接在一起。

还存在第七接合装置以选择性地将第三轴115的第二部分115b连接到可旋转地联接在其上的第四齿轮325。

在所示的示例中,该第七接合装置可以包括接头335,该接头335可以布置在接合结构中和在脱离结构中。在该接合结构中,接头335将第二部分115b与齿轮325接合。在脱离结构中,第二部分115b可不受齿轮325的约束而旋转。

由于这些改进,提供了一种传动装置100,除了通常的两个前向和反向分离器之外,还能够为这些分离器中的每个分离器提供四个范围,这四个范围能够通过第五接合装置、第六接合装置和第七接合装置进行选择。

特别地,当第五接合装置(在这种情况下为接头315)配置成将第五轴125与第三轴115的第二部分115b直接接合,第六接合装置(在这种情况下为接头320)配置成将第三轴115的第一部分115a和第二部分115b接合在一起,并且第七接合装置(在这种情况下为接头335)处于脱离结构时,可以获得第一且更快的范围(例如,高)。

当第五接合装置(在这种情况下为接头315)配置成通过行星齿轮195,将第五轴125与第三轴115的第二部分115b接合,第六接合装置(在这种情况下为接头320)再次配置成将第三轴115的第一部分115a和第二部分115b接合在一起,并且第七接合装置(在这种情况下为接头335)再次处于脱离结构时,可以获得比前一范围更慢的第二范围(例如,中等)。

当第五接合装置(在这种情况下为接头315)配置成将第五轴125与第三轴115的第二部分115b直接接合,第六接合装置(在这种情况下为接头320)处于脱离结构从而不限制第三轴115的第一部分115a和第二部分115b,并且第七接合装置(在这种情况下为接头335)处于将第三轴115的第二部分115b与齿轮325接合的结构中时,可以获得比前两个范围更慢的第三范围(例如,次爬行档(mini-creeper))。

当第五接合装置(在这种情况下为接头315)配置成通过行星齿轮195将第五轴125与第三轴115的第二部分115b接合,第六接合装置(在这种情况下为接头320)再次处于分离结构从而使第三轴115的第一部分115a和第二部分115b相互不受约束,并且第七接合装置(在这种情况下接头335)再次处于将第三轴115的第二部分115b与齿轮325接合的位置时,可以最终获得比先前所有范围更慢的第四范围(例如,爬行档(creeper))。

对于每个分离器和这四个范围中的每个范围,根据该第四实施例的传动装置100还提供了可以通过第二接合装置、第三接合装置和第四接合装置选择的五个机械齿轮机构,如已经参照第三实施例所描述。

然而,值得强调的是,尽管传动装置100在上述前两个范围(高和中)中的操作完全类似于参考第三实施例描述的传动装置,但在另外两个范围中(小爬行档和爬行档)转矩的传递以不同的方式发生。

事实上,在最后这两个范围(小爬行档和爬行档)中的每个范围中,第三轴115的第一部分115a相对于固定地连接到齿轮325的第二部分115b独立地旋转。

因此,当第一齿轮机构接合时,根据前述方式,第二轴110的旋转首先通过齿轮165和175传递到第三轴115的第一部分115a,然后传递到第二部分115b,接着通过齿轮300、290、330和325传递到第五轴125。

当第二齿轮机构再次根据前述方式接合时,第二轴110的旋转首先通过齿轮165和275传递到第六轴270,然后传递到第三轴115的第二部分115b,并接着通过齿轮305、295、330和325传递到第五轴125。

当第三齿轮机构再次根据前述方式接合时,第二轴110的旋转首先通过齿轮170和180传递到第三轴115的第一部分115a,然后传递到第二部分115b,接着通过齿轮300、290、330和325传递到第五轴125。

当第四齿轮机构再次根据前述方式接合时,第二轴110的旋转首先通过齿轮170和280传递到第六轴270,然后传递到第三轴115的第二部分115b,接着通过齿轮305、295、330和325传递到第五轴125。

最后,当第五齿轮机构再次根据前述方式接合时,第二轴110的旋转直接传递到第三轴115的第二部分115b,然后通过齿轮330和325传递到第五轴125。

由于该解决方案,因此获得了能够同时为前向分离器和反向分离器提供四个范围,且每个范围五个齿轮机构,总共二十个传动比。

在图7中示出传动装置100的另一变型,并且除了将在下文中说明的方面之外,其余完全类似于刚刚描述的第四变型。

差别的第一方面由以下事实组成:第一接合装置可以包括在图1所示的基础实施例已经描述的两个离合器150和155。

另一方面,差异的更相关的第二方面由以下事实组成:传动装置100可以包括具有旋转轴线的第七旋转轴340,所述旋转轴线平行于其他旋转轴的旋转轴线。

如图8所示,该第七轴340与第二轴110之间的中心距离d7可以基本上等于或(略微)大于第二轴110与第六轴270之间的中心距离d6。

此外,第七轴340可以布置成形成与包含第二轴110的旋转轴线和第四轴120的旋转轴线的半平面s4成基本上等于180六十进制度的角的包含第二轴110的旋转轴线和第七轴340的旋转轴线的半平面s7。换句话说,第二轴110的旋转轴线、第四轴120的旋转轴线和第七轴340的旋转轴线可以位于共同的平面中,其中第二轴110布置在第四轴120和第七轴340之间。

回到图7,第七轴340可以与第一齿轮345可旋转地联接,第一齿轮345布置成与直接装配在第一轴105上的第二齿轮350啮合。

由两个齿轮345和350限定的齿轮机构可以配置成在第一轴105和第七轴340之间进行减速。

例如,齿轮345可以具有44个齿,而齿轮350可以具有31个齿,从而限定等于约1.42的传动比。

第八接合装置预计为选择性地使第七轴340与第一齿轮345接合或使第七轴340相对于第一齿轮345可旋转地空转。

在所示的示例中,另外的接合装置可以包括离合器355,例如液压离合器,离合器35适于使齿轮345与第七轴340接合/脱离。

第七轴340还可以具有与其配合的第二齿轮360,该第二齿轮360与装配在第二轴110上的第二齿轮170啮合。

现在应该观察到,在图7中示出的齿轮360相对于齿轮170的偏移仅为了清楚起见,由于如图8所示第六轴270和第七轴340相对于第二轴110成角度偏移的事实,使得这两个齿轮实际上位于相同的横向平面上并且可以相互啮合而不会干扰齿轮280。

齿轮360的齿数优选地选择为限定第七轴340和第二轴110之间的(轻微)速度倍增,但是在任何情况下使得第一轴105和第二轴110之间的总传动比大于1。例如,齿轮360可以具有40个齿。

由于这些改动,根据图7中所示的实施例的传动装置100包括三个分离器。这三个分离器包括直接前向分离器、反向分离器和缓慢前向分离器(低)。由于例如离合器150的闭合和离合器155和355的同时打开,当第一轴105直接与第二轴110接合时,配置直接前向分离器。由于例如离合器155的闭合和离合器150和355的同时打开,当第一轴105通过第四轴120连接到第二轴110时,配置反向分离器。由于例如离合器355的闭合和离合器150和155的同时打开,当第一轴105通过第七轴340连接到第二轴110时,配置缓慢前向分离器。

对于这三个分离器中的每个离合器,传动装置100提供参照第四实施例已经描述的四个范围和五个齿轮机构。

在图9中示出传动装置100的最后变型。该最后实施例整体上类似于前一实施例,其不同之处在于包括与第七轴340可旋转地联接的第三齿轮365,该第三齿轮365布置成与安装在第一轴105上的第三齿轮370啮合。

由两个齿轮365和370限定的齿轮机构可以配置成在第一轴105和第七轴340之间进行速度倍增。

例如,齿轮365可以具有37个齿,而齿轮370可以具有38个齿,从而限定等于约0.97的传动比。

第九接合装置预计为选择性地使第七轴340与第三齿轮365接合或使第七轴340相对于第三齿轮365可旋转地空转。

在所示的示例中,另外的接合装置可以包括离合器375,例如液压离合器,离合器375适于使齿轮365与第七轴340接合/脱离。

由于这种设置,传动装置100除了已经参照前述实施例描述的分离器之外还设置有第四分离器。

该第四分离器可以是高速前向分离器(高)。当离合器375闭合而离合器150、155和355全部保持打开时配置该第四分离器,使得第一轴105的旋转通过齿轮370、365、360和170传递到第二轴110。

同样在这种情况下,对于这四个分离器中的每个分离器,传动装置100提供已经参考第四实施例描述的四个范围和五个齿轮机构,在全局上总共八十个传动比可用。

当然,本领域的技术人员可以对上述传动装置100进行许多技术应用改动,而不因此偏离所附权利要求请求保护的发明。

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