专利名称：转速转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转速转换器，它包括有轴，其上固定有锥齿轮，与固定在所述轴上的所述各锥齿轮协同工作并安装在一分立的轴上的分立的锥齿轮，一连接在所述分立的轴上的行星齿轮，和至少一个作用在所述行星齿轮上的制动齿轮。
按照常规，转速转换和传递技术中一个最大的问题是尽可能地提供无级和平稳的可变速度的转换。通常，从一轴到另一轴的转速转换要用一个齿轮箱来实现。一传统的齿轮箱包括一套预先确定的齿轮及其组合。无论采用多么小的级，这样的方案都不能提供一真正无级的可变速度的转换。另一种传统的转速变换方法是借助不同的链轮和皮带轮及其组合在输入轴和输出轴之间传递动力。然而这样的方案取决于整个机械连接，仍是按给定的级工作的。
现有技术的转速转换器通常要求较小级的速度转换，所需的元件数量愈多，从而系统的成本也愈高。尽管电转换技术为无级和平稳的速度转换提供了途径，但其应用数量仅限定在特定类型的驱动方面。此外，现代电转换系统还受到与大量元器件有关的大尺寸和复杂结构的限制。
本发明的目的是提供一种能克服传统速度转换装置的诸多缺点的转速转换器。本发明的具体目的是提供一种能以无级转速转换方式工作的转速转换器。本发明的另一个目的是提供一种结构较传统装置简单和紧凑的转速转换器，同时制造成本又较低。
本发明的目的是由具有所附各权利要求所述的技术特征的转速转换器实现的。
本发明的转速转换器中，各流体流动通道连接于制动齿轮，从而围绕所述通道的流体容积由液压流体充满，该液压流体被设置成能通过在制动齿轮和行星齿轮的齿之间形成的间隙，从吸入侧流至压力侧，并且该转换器还包括一控制阀，以调节从压力侧至吸入侧的流体流动，这样形成的液压系统能够控制流体的流量，以改变压力侧的流体压力，从而允许制动齿轮制动以及行星齿轮获得所需速比的转速，由此实现输入轴和输出轴的转速之间从零至1∶1的无级速比转换。由此获得较传统技术最大的优点在于，结构简单，工作可靠性高和所需元件数量少。另一个重要优点是相对于其大的转换范围，该转换器具有小的尺寸。几乎在所有技术领域都可找到本发明的各种用途。
在本发明的一种优选实施例中，该转换器的壳体形成将液压流体保持在行星齿轮和制动齿轮之间循环的空间。这样的结构便于制造和维修。
以下结合附图详细说明本发明的结构和具体操作原则。其中
图1是去掉顶盖的本发明的转换器的顶视图；图2沿图1的A-A线截取的剖视图，示出与本发明功能有关的各元件。
参见图1和2，所示的转速转换器实施例包括一个壳体8，一第一轴1和一第二轴2部分地封闭在该壳体中，各锥齿轮以固定方式安装在上述轴的内端，分立的锥齿轮3，4设置在上述轴之间的空间内，一分立的轴5与所述分立的锥齿轮相连，一个与所述分立的轴相连的行星齿轮6，和多个制动齿轮7。尽管实际应用时制动齿轮的数量可以变化，但本实施例采用的却是四个对称设置在行星齿轮周围的分立的制动齿轮。各流体流动通道9，10与各制动齿轮相连，通道周围具有充有液压流体的空间。任何型式的适当流体，例如液压油，皆可用于该转换器。
当各制动齿轮保持停止状态时，分立的锥齿轮3，4被设置成以1∶1的速比将第一轴1的输入转速直接传递至第二轴。因此，通过施加使输入轴1转动的扭矩，各制动齿轮7的锁定使得该扭矩通过锥齿轮3和4直接传递到输出轴2。这时，传动速比精确地为1∶1。
当在外部负荷作用下，输出轴2保持静止状态，而制动齿轮7又未锁定时，行星齿轮6被迫随输入轴1的转动而旋转。这一运动实际是由于锥齿轮3和4通过分立的轴5连接于行星齿轮6而引起的。由于输出轴2处于静止状态，行星齿轮6只能被迫转动。这时，输出轴2的转速为零。
当行星齿轮6被设置成沿图2箭头所示方向顺时针转动时，上述各流体流动通道被分隔成一吸入侧通道10和一压力侧通道9。行星齿轮6和制动齿轮7起一齿轮泵的作用，将它们的齿隙中的液压油从吸入侧通道10输送至压力侧通道9。壳体8既起一个支承各齿轮的作用，又起一个液压油空间的作用。适当设计各齿轮的端面间隙，以允许各齿轮转动，同时又可阻止液压油通过与壳体形成的间隙和空隙从压力侧通道9泄漏至吸入侧通道10。
借助一传统的液压控制阀(未示出)实现制动，该控制阀安装在转换器的壳体的外面，起以传统方式调节从压力侧空间9流入吸入侧空间10流量的作用。一旦压力侧空间所提供的液压油空间被液压油充满，且流入吸入侧空间10的液压油的流动被切断，由于有效的油空间被不可压缩的液压油充满，制动齿轮7和行星齿轮6的运动被停止。这时，仍作用在输出轴2上的外部负荷可以被减小，从而输出轴2的转速开始无级升高。这样，输入轴1的转速便以所要求的从零至1∶1变化的速比传至输出轴2。
因此，本发明可用作例如提升机中的转速转换器，其中还可用作制动器。
由于转速转换器的功能可以被转换，它还可用作一制动器，实现旋转运动的“软停车”。此外，该转换器还可在不需要经过转换器传递动力的情况下，提供一种飞轮运行方式。在车辆技术和与电动机和其它动力源相结合方面也能找到其它应用场合。
本发明不受上述优选实施例的限制，它可在各权利要求的精神和范围内作出变换。
权利要求
1.一种转速转换器，其包括轴(1，2)，固定在其上的各锥齿轮，与固定在所述轴上的所述各锥齿轮协同工作并安装在一分立的轴(5)上的分立的锥齿轮(3，4)，一连接在所述分立的轴上的行星齿轮(6)，和至少一个作用在所述行星齿轮上的制动齿轮(7)，其特征在于，流体流动通道(9，10)连接于制动齿轮(7)，从而围绕所述通道的流体容积被液压流体充满，该液压流体被设置成能通过制动齿轮(7)和行星齿轮(6)的齿之间形成的间隙，从吸入侧流至压力侧，并且该转换器还包括一控制阀，用以调节从压力侧(9)至吸入侧(10)的流体流动，这样形成的液压系统能够控制压力侧的流体压力，从而允许制动齿轮制动以及行星齿轮获得所需速比的转速，由此实现输入轴(1)和输出轴(2)的转速之间从零至1∶1的无级速比转换。
2.如权利要求1所述的转速转换器，所述转换器包括为所述各元件设置的一壳体(8)，其特征在于，所述壳体(8)形成将液压流体保持在行星齿轮和制动齿轮之间循环的空间。
3.如权利要求1或2所述的转速转换器，其特征在于，所述分立的锥齿(3，4)位于所述轴(1，2)之间，并且设置成当制动齿轮保持静止状态时，以1∶1的速比直接将第一轴(1)的输入转速传递给第二轴(2)。
全文摘要
本发明涉及一种转速转换器,其包括轴(1,2),固定在其上的各锥齿轮,与固定在该轴上的各锥齿轮协同工作并安装在一分立的轴(5)上的分立的锥齿轮(3,4),一连接在分立的轴上的行星齿轮(6),和至少一个作用在该行星齿轮上的制动齿轮(7)。本发明的转速转换器中,流体流动通道(9,10)连接于制动齿轮(7),从而围绕该通道的流体容积由液压流体充满,该液压流体被设置成能通过在制动齿轮(7)和行星齿轮(6)的齿之间形成的间隙,从吸入侧流至压力侧,并且该转换器还包括一控制阀,以调节从压力侧(9)至吸入侧(10)的流体流动,这样形成的液压系统能够控制压力侧的流体压力,从而允许制动齿轮制动并且行星齿轮获得所需速比的转速,由此实现输入轴(1)和输出轴(2)的转速之间从零至1∶1的无级速比转换。
文档编号F16H3/44GK1189883SQ96195246
公开日1998年8月5日 申请日期1996年5月13日 优先权日1995年5月12日
发明者M·蒙特仁 申请人:戴尔蒙特机器公司, 帕沃·科瓦莱伦, 托依沃·瓦坦伦