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CN110741184A - 功率传输设备和在传动系中运行功率传输设备以便转速可变地驱动做功机器的方法 - Google Patents

功率传输设备和在传动系中运行功率传输设备以便转速可变地驱动做功机器的方法 Download PDF

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CN110741184A CN201880039050.7A CN201880039050A CN110741184A CN 110741184 A CN110741184 A CN 110741184A CN 201880039050 A CN201880039050 A CN 201880039050A CN 110741184 A CN110741184 A CN 110741184A
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Abstract

本发明涉及一种功率传输设备(1)，其具有用于与能以恒定转速运行的驱动机器相连的输入端(E)和至少一个用于与能以可变转速运行的做功机器(9)相连的输出端(A)，所述功率传输设备包括逆流转换器(2)，至少一个行星轮传动装置(4)，所述行星轮传动装置作为行星轮传动装置(4)的元件包括齿圈(5)、太阳轮(6)以及行星架(8)，所述行星架具有多个行星轮(7)，其中，所述输入端(E)与所述逆流转换器(2)的泵轮(P)和与行星轮传动装置(4)的第一元件至少间接地连接，所述涡轮(T)与行星轮传动装置(4)的第二元件至少间接地连接，并且所述行星轮传动装置(4)的第三元件至少间接地与所述输出端(A)连接或者构成输出端。本发明的特征在于配设有可切换的调节联接器(20,16)，其用于在逆流转换器(2)清空时在第一转速范围中在功率传输设备(1)的输入端(E)和输出端(A)之间传输功率，并且配设有用于在该第一转速范围内至少间接支承和/或固定行星轮传动装置(4)的第二元件的装置(25)，尤其是至少间接支承和/或固定位于逆流转换器(2)的涡轮(T)和行星轮传动装置(4)的第二元件之间的连接部(28)的装置(25)。

Description

功率传输设备和在传动系中运行功率传输设备以便转速可变 地驱动做功机器的方法
本发明涉及一种功率传输设备，具体而言具有权利要求1的前序部分的特征的功率传输设备。
由现有技术已知不同设计的用于以可变的转速驱动做功机器的在传动系中的功率传输设备。功率传输设备被用于能以恒定转速运行的驱动机器和做功机器之间。代表性地引用Voith文献cr168de“Pumpen und Kompressoren effizient regeln(有效地控制泵和压缩机)”，04/2013以及文献WO 2015071349 A1和WO 2012143123。
这种功率传输设备包括至少一个至少间接与驱动机器可连接的输入端、至少一个至少间接与做功机械可连接的或者连接的输出端、液力的转速/转矩变换器，转速/转矩变换器具有至少一个泵叶轮、至少一个涡轮叶轮和至少一个导轮，泵叶轮、涡轮叶轮和导轮构成能用工作介质填充的工作腔，其中，叶轮的至少一个叶轮具有可调叶片或者可调叶片段，并且具有叠加传动装置。叠加传动装置包括至少一个行星轮传动装置，行星轮传动装置作为行星轮传动装置的元件具有齿圈、太阳轮以及行星架，行星架具有多个行星轮。功率传输设备的输入端与液力转换器的泵轮和与行星轮传动装置的第一元件至少间接地、优选直接地连接。液力转换器的涡轮与行星轮传动装置的第二元件至少间接地、优选直接地连接，并且行星轮传动装置的第三元件至少间接地与输出端连接或者构成输出端。功率由此以功率分支的方式通过液力的和机械的功率支路传输，其中，功率份额在行星传动装置中叠加。转换器、优选功率传输设备配设有工作介质供应和/或导引系统，并且配设有用于填充和/或排空转换器的装置。转换器在运行期间被填充。
由文献WO 2012143123以及WO 2015071349 A1已知这种紧凑构造方式的功率传输设备，其具有构造为逆流转换器的转换器和行星轮传动装置。为了控制转换器的传输特性，转换器构造为在导轮或者泵轮上具有可调节的叶片的调节转换器。通过这些措施，传输特性可以在预设的转速范围上被控制。然而能以此覆盖的转速范围是很小的。此外若这种驱动方案被用于驱动具有很高功率需求的做功机械，则在很高载荷的情况下进行起动，这由做功机械的惯量决定。这要求电气驱动机器的非常高的需要的启动电流，这导致强烈的电力网波动，以及电气驱动机器相应的设计。
因此本发明所要解决的技术问题是，改进用于驱动转速可变的做功机器的功率传输设备和其运行的方法，使得在使用电气驱动机器情况下需要的启动电流很高或者需要的启动力矩很高的缺点被避免。
按照本发明的解决方案通过权利要求1的特征表示。有利的设计方案记载在从属权利要求中。
功率传输设备具有用于与能以恒定转速运行的驱动机器相连的输入端和至少一个用于与能以可变转速运行的做功机器相连的输出端，所述功率传输设备包括：
-构造为逆流转换器的液力的转速/转矩转换器，其具有至少一个泵叶轮、至少一个涡轮叶轮和至少一个导轮，它们构成能用工作介质填充的工作腔；
-叠加传动装置，所述叠加传动装置具有至少一个行星轮传动装置，所述行星轮传动装置包括作为行星轮传动装置的元件的齿圈、太阳轮以及行星架，所述行星架具有多个行星轮，其中，所述功率传输设备的输入端与所述逆流转换器的泵轮和所述行星轮传动装置的第一元件至少间接地、优选直接连接，所述逆流转换器的涡轮与所述行星轮传动装置的第二元件至少间接地、优选直接地连接，并且所述行星轮传动装置的第三元件至少间接与所述功率传输设备的输出端相连或者构成输出端。
所述功率传输设备的特征在于，所述逆流转换器能够被清空。此外配设有可切换的调节联接器，所述调节联接器用于在清空逆流转换器时在第一转速范围内在所述功率传输设备的输入端和输出端之间传输功率，还配设有在第一转速范围内用于至少间接支承和/或固定行星轮传动装置的第二元件的装置、尤其是至少间接支承和/或固定位于逆流转换器的涡轮和行星轮传动装置的第二元件之间的连接部的装置。逆流转换器在第二转速范围内起作用。
按照本发明，为了改进启动表现和避免驱动机器的大启动电流，在功率传输设备中配设可切换的调节联接器，该调节联接器用于至少在逆流转换器的调节范围之外的运行范围中的部分范围内传输功率。它在第一转速范围内、尤其在驱动机器启动时使用，并且在其中承担在功率传输设备的输入端和输出端之间的功率传输。在此，调节联接器就在驱动机器启动时实现转矩传输的柔和且无级的设置，由此实现无负载的启动。由此在功率传输设备的输出端处可以设置在一个转速范围内的转速，凭借逆流转换器的调节范围无法实现该转速范围或者仅能通过极大的修正来实现该转速范围。
按照本发明，可切换意味着调节联接器具有至少两个运行状态，启用和禁用。
术语调节联接器包含的联接器的能力是，作为转速转换器起作用并且适宜地设置在联接器输出端处的转速，并且以此设置功率传输设备的与联接器输出端至少间接连接的输出端处的转速。调节联接器为此包括至少两个耦连部件，它们能至少间接相互作用连接。
为了实现具有最小化构件数量的尽可能紧凑构造的单元，优选的是，所述逆流转换器、叠加传动装置和可切换的调节联接器相对彼此同轴地布置。在特别有利的改进设计方案中，输入端、输出端以及逆流转换器、叠加传动装置和可切换的调节联接器相对彼此同轴地布置。
在调节联接器的布局方面存在多种可行方案。优选的是，在基本配置中，沿着从功率传输设备的输入端至输出端的轴向观察，逆流转换器和叠加传动装置直接相邻地布置，就是说没有中间布置调节联接器。按照第一设计方案它可以在输入侧布置，即布置在由逆流转换器和叠加传动装置构成的基本配置的前方，或者布置在逆流转换器的背离叠加传动装置的侧面上，或者按照特别有利的第二设计方案布置在由逆流转换器和叠加传动装置构成的基本配置的后方并且以此布置在叠加传动装置的背离逆流转换器的侧面上。
在此，在第一设计方案中，逆流转换器的泵轮和调节联接器的输出件相互连接、尤其布置在一个轴上，其中，调节联接器配设有直接传动装置，直接传动装置用于在输入端和逆流转换器的泵轮之间构成连接的情况下跨接调节联接器。第一设计方案提供的优点是，在输出端侧或者可以实现输出端和叠加传动装置之间的直接耦连，或者可以在叠加传动装置和输出端之间不受限制地布置任意的另外的转速/转矩转换装置。
在第二设计方案中，调节联接器的输入件与行星轮传动装置的或者叠加传动装置的第三元件连接。调节联接器配设有直接传动装置，该直接传动装置用于在叠加传动装置的第三元件和输出端之间构成连接的情况下跨接调节联接器。第二设计方案的特别的优点是，调节联接器的输入件由于其与叠加传动装置的，尤其行星轮传动装置的输出端的耦连已经以更高的转速被驱动，因此调节联接器在可传输转矩的设计方面可以被极为小地确定尺寸，这在节省结构空间之外也导致成本更低。
在第二设计方案的改进设计中，调节联接器的输出件直接地或者通过转速/转矩转换装置、尤其正齿轮组与功率传输设备的输出端连接。由此实现了把额外的增速和减速带入功率传输设备中。此外可以使用由逆流转换器和叠加传动装置构成的标准化的基本配置，然后基本配置通过额外的转速/转矩转换装置适配于具体的使用要求。
这两种设计方案中，输入端和输出端通常可以相互同轴地或者偏心地布置。
在直接传动装置的设计方面存在多种可行方案。优选使用可切换联接器形式的机械的设备。按照特别有利的设计方案，直接传动装置以功能集中的方式一并由调节联接器构成。尤其在机械的调节联接器的情况中，可想到的是它作为可调节的膜片式离合器。
然而，直接传动装置也可以构造和布置为作为桥接联接器的单独的联接装置。
在有利的并且磨损最小化的设计方案中，调节联接器设计为可调节的液力联接器、尤其是具有填充控制装置的液力联接器。在此，所述填充例如可以通过在相对于工作腔的供给管路和/或排出管路中的阀设备或者所谓的汲取管简单和有针对性地控制。
为了能驱动行星传动装置的第三元件，设有用于支承和/或固定行星轮传动装置的第二元件的装置、尤其是用于支承和/或固定位于逆流转换器的涡轮和叠加传动装置之间的连接部的装置。所述装置优选设计为制动装置、尤其液力减速器，其中，转子接与逆流转换器的涡轮或者与在涡轮和行星轮传动装置的第二元件之间的连接部相连。定子与固定在壳体上的构件或者与行星轮传动装置的第一元件相连。在此，设计为液力减速器的优点是，能自由设置支承力。
该装置的备选设计方案在于设计为耦连装置，所述耦连装置包括至少两个耦连部件，它们能够至少间接地相互构成作用连接。在此，第一耦连部件直接与逆流转换器的涡轮或者与在涡轮和行星轮传动装置的第二元件之间的连接部相连，并且第二耦连部件与固定在壳体上的构件或者与行星轮传动装置的第一元件相连。
为了提供特别紧凑的功率传输设备，所述叠加传动装置仅包括一个行星轮传动装置。所述行星轮传动装置的第一元件由行星架构造，所述行星轮传动装置的第二元件由太阳轮构造，并且所述行星轮传动装置的第三元件由齿圈构造。
为了自由控制传输特性，所述逆流转换器设计为调节转换器，所述调节转换器包括至少在多个叶轮、即泵轮、涡轮和/或导轮中的一个上的可调叶片或者可调叶片段。
本发明还涉及一种传动系，其具有能以恒定转速驱动的驱动机器和用于以可变转速驱动做功机械的按照权利要求1至12之一所述的功率传输设备。做功机器的转速以此能在很大的转速范围上自由设置。
按照本发明的用于运行按照权利要求1至12之一所述的功率传输设备的方法的特征在于下述方法步骤：
-驱动机器从停机状态在排空液力的转速/转矩转换器的情况下启动直至到达预设的、至少间接表征驱动机器的运行方式的量值、尤其驱动机器的额定转速，
-在到达预设的、至少间接表征驱动机器的运行方式的量值、尤其额定转速的同时或者在时间上错移地在到达所述量值、尤其额定转速之后，接通或者启用调节联接器、尤其液力联接器，并且支承或者固定叠加传动装置的行星轮传动装置的第二元件、尤其太阳轮，
-在预设的第一转速范围上控制调节联接器的传输特性，
-在用尽预设的转速范围时，调节联接器被跨接并且停用用于支承和/或固定的装置并且填充液力的转速/转矩转换器并且驱动涡轮，
-以下述转速驱动行星轮传动装置的第三元件，该转速由通过行星轮传动装置定义的、行星轮传动装置的与驱动机器相连的第一元件的转速和行星传动装置的与涡轮至少间接相连的第二元件的转速的叠加得到。
-控制逆流转换器的传输特性。
下面根据附图阐述按照本发明的解决方案。在附图中：
图1a示出功率传输设备的第一设计方案；
图1b至1d根据流程图示出用于运行按照图1a的功率传输设备的方法；
图2示出按照图1a的设计方案，调节联接器设计为液力联接器；
图3示出按照图1a的设计方案，调节联接器设计为液力联接器并且用于支承和/或固定的装置设计为液力减速器；
图4示出按照图1a的设计方案，调节联接器设计为液力联接器并且用于支承和/或固定的装置设计为联接器装置；
图5示出按照图3的设计方案，液力减速器的定子与行星轮传动装置的元件耦连；
图6示出按照图3的设计方案，输入端和输出端同轴地布置；
图7示出调节联接器备选地布置在逆流转换器的背离叠加传动装置的侧面上。
在下述附图中所示的功率传输设备1都包括输入端E、输出端A、逆流转换器2、叠加传动装置3、调节联接器20和用于支承和/或固定行星轮传动装置4的第二元件的装置25、尤其用于支承和/或固定在逆流转换器2和叠加传动装置3之间的连接部的装置25。
图1a以示意性简图示出根据第一设计方案具有从输入端E和输出端A的偏心式布置的、按照本发明构造的功率传输设备1的基本结构。图1b至1d根据流程图示例性示出用于运行这种功率传输设备1的有利方法。在此存在的可行方案是进一步改变或者以其他方式相互协调操纵单个组件的时间序列。然而共同之处在于在第一转速范围中通过调节联接器20传输功率，在第二转速范围内才通过逆流转换器2传输功率。
功率传输设备1示例性显示在用于借助驱动机器9、尤其具有恒定转速的驱动机器驱动尤其转速可变的做功机械11的传动系10中。功率传输设备1布置在驱动机器9和做功机械11之间的力流中。图1a示例性示出基本设计方案，该基本设计方案在单个组件之间的耦连方面以及通过接入另外的附加机组可以被改变。
功率传输设备1包括至少一个至少间接与驱动机器9连接的输入端E和至少间接与做功机械11可连接或者连接的输出端A，构造为逆流转换器2的液力的转速/转矩转换器，还包括具有至少一个行星轮传动装置4的叠加传动装置3。输入端E和输出端A优选构造为输入轴和输出轴。也可想到可传输转矩的功能件形式的设计。在此，至少可间接连接或者连接意味着，或者直接地或者通过另外的在中间布置的组件，其中也可以包括用于转速/转矩转换的装置，例如正齿轮级或者另外的行星轮级。
叠加传动装置3包括至少一个(在所示特别有利的和紧凑的实施方式中正好一个)行星轮传动装置4，其具有至少一个齿圈5，太阳轮6和承载行星轮7的支架8作为行星轮传动装置4的元件。行星轮7可转动地支承在支架8上。
液力的逆流转换器2包括至少一个泵轮P、涡轮T和导轮L。输入端E至少间接地、优选直接地与泵轮P和行星轮传动装置4的第一元件连接，涡轮T至少间接地、优选直接与行星轮传动装置4的第二元件连接，并且输出端A至少间接地、优选直接与行星轮传动装置4的第三元件连接。
在此，向行星轮传动装置4上的连接这样地进行，即液力的逆流转换器2的泵轮P与行星轮传动装置4的支架8和输入端E耦连，而涡轮T与行星轮传动装置的太阳轮6至少间接、优选直接耦连。输入端E或者构成输入端的或者与输入端耦连的轴在特别有利的设计方案中通过构造为空心轴18的并且构成涡轮T和行星轮传动装置4的第二元件(在此为太阳轮6)之间的连接部28的连接轴在涡轮T和行星轮传动装置的第二元件之间导引。
在此，逆流转换器2可以设计为单级的或者多级的转换器，此外设计为单相的或者多相的转换器。
逆流转换器2配有工作介质供应和/或导引系统12。它可以是仅配属于转换器的工作介质供应和/或导引系统，或者是配属于功率传输设备1的多个组件的系统，但是也可以是配属于功率传输设备1或者上级单元的系统。优选的是，工作介质供应和/或导引系统配设有至少一个用于填充和/或排空的伺服机构或者调节装置13。
逆流转换器2的特点是，泵轮P和涡轮T反向地运转。在此，涡轮T可以沿轴向布置在泵轮P旁。具有径向布置方式的设计也是可想到的。此外，逆流转换器2包括至少一个导轮L。导轮L优选是不动的(单相的转换器)，然而也可以可转动地支承或者通过自由轮离合器或者单向离合器支撑(多相的转换器)。在所示情况中，转换器设计为具有一体式主元件(泵轮P、涡轮T或者导轮L)并且是单级地设计的。逆流转换器2也可以多级地设计，其中，至少一个主元件(泵轮P、涡轮T或者导轮L)由多个叶片环构成。此外，多件式的转换器可以单级或者多级地设计。在多级设计的情况中，至少一个主元件(泵轮P、涡轮T或者导轮L)由多个叶片环构成，在叶片环之间以圆周方式布置有另一个主元件(涡轮T、泵轮P或者导轮L)。
为了控制和/或调节可通过逆流转换器2传输的转矩和/或转速，逆流转换器2设计为调节转换器。该功能可以以不同方式实现。可想到的是，通过所谓的环形阀、调节叶片、尤其扭转叶片或者叶片段或者用于设置填充度的装置、尤其填充阀和排空阀实现。
在有利的设计方案中，逆流转换器2设计为在至少一个叶轮(泵轮P、涡轮T或者导轮L)上具有可调节的叶片或者叶片段，用于影响和控制传输特性、尤其功率传输特性以及转速。十分特别优选的是，逆流转换器2设计有在泵轮P上的可调叶片或者叶片段，如图1a至7中示例性所示。用于影响传输特性的调节装置用17表示。相应的调节信号Y13或者Y17由控制装置14发出。当然，装叶片组成部分的可调节性的所示可行方案是示例性的，其他叶轮、尤其导轮L也可以额外或备选地分别装配有可调叶片。
在备选的设计方案中，调节装置17的用于影响传输特性的功能也可以由用于填充和排空的调节装置13以功能集中的方式一并承担。在此情况中，通向工作腔的供给管路/离开工作腔的排出管路被相应地控制。
通过用于影响传输特性的装置17可以实现，逆流转换器2在被称为转换器运行的运行范围中相应地控制转速和转矩。在转换器运行中，分别有功率的一部分机械式地从输入端E经由叠加传动装置3，并且另一部分液力式地经由逆流转换器2传输，其中，这些功率份额在叠加传动装置3中再合并。在此，逆流转换器2的可行的转速调节范围基于功率传输设备1的总运行范围限制。因此，为了扩展功率传输设备1的转速调节范围，按照本发明配设可切换的可调节联接器、尤其调节联接器20。调节联接器20与转换器类似用于在第一功率支路中在第一转速范围上从输入端E至输出端A传输转矩，而逆流转换器2在第二转速范围中用于功率传输。
调节联接器20例如可以设计为可调节的摩擦配合的联接器，尤其膜膜片式离合器，或者在按照图2的特别优选的设计方案中设计为可切换的可调节的液力的联接器。图2为此示出按照图1a的设计，因此对于相同的元件使用相同的附图标记，然而调节联接器20设计为液力的联接器16。
调节联接器20包括第一耦连部件K1，第一耦连部件至少间接与输入端E连接。在图1a至图6中，该连接通过叠加传动装置3，尤其通过与叠加传动装置3的第三元件5的直接连接进行。耦连部件K1至少间接、优选直接与第二耦连部件K2共同作用，第二耦连部件K2又至少间接与输出端A连接。在设计为膜片式离合器的情况下，耦连部件K1和K2由离合器片构成。在调节联接器20设计为可调节的液力的联接器16时，第一耦连部件K1由泵轮PK构成，第二耦连部件K2由涡轮TK构成，其中，泵部件PK至少间接与输入端E、尤其与输入端连接的元件相连接，而涡轮TK至少间接、优选直接与功率传输设备1的输出端A连接。在特别有利的设计方案中，泵轮PK与行星传动装置4的第三元件连接、尤其与在第三元件和输出端A之间的连接中的构件连接，在此直接与齿圈5连接。
为了能在绕过调节联接器的情况下经由逆流转换器16传输在第二转速范围内的功率，调节联接器20是可切换的或者优选被跨接。
在作为液力的可调节的联接器16的调节联接器的结构和设计方面存在多种可行方案。其可以是具有填充度控制装置的联接器，或者是具有汲取管的联接器。
图1a至图5示出具有逆流转换器2、叠加传动装置3和调节联接器20的同轴布置的设计方案。输入端E和输出端A是偏心布置的。在特别有利的设计方案中，调节联接器20沿轴向观察布置在叠加传动装置3的背离逆流转换器2的侧面上。通过第一耦连部件K1与叠加传动装置3，尤其叠加传动装置的输出端的耦连，在调节联接器20的运行范围中，调节联接器被以相对于在具有与输入端E直接耦连的布局中更高的转速驱动，以此在设计方面调节联接器可以更小地确定尺寸。
为了能经由液力的联接器16驱动输出端A还需要的是，支撑行星传动装置4的与涡轮T连接的元件，和以此在转换器运行中规定的液力功率支路，其中，逆流转换器2在第一转速范围中随经由调节联接器20的功率传输被清空。为此配设有用于支撑和/或固定行星传动装置4的第二元件、尤其太阳轮6的装置25，或者用于支撑和/或固定在行星传动装置4的第二元件与涡轮T之间的连接部的装置25。在此，可以在固定的构件29处、尤其壳体部件处进行，或者按照另外的设计方案在能以相对转速和/或沿相反方向转动的构件处进行所述支撑，例如在行星轮传动装置4的行星架8处进行，如图5根据按照图3的改进设计方案所示。
在图1a和图2至图4的设计方案中，按照第一设计方案在固定在壳体的或者固定在机架的构件29处进行所述支撑。按照图1a，所述装置25优选包括制动装置27，其具有至少两个相互能构成作用连接的制动元件27.1和27.2。制动元件27.1抗扭地与涡轮T和行星传动装置4的第二元件、尤其太阳轮4之间的连接部连接。第二元件27.2是固定在机架上的或者固定在壳体上的。为了操纵配设有调节装置26。所述装置25也可以如图3中所示设计为液力的减速器31或者如图4中所示设计为耦连装置32。
为了实现在行星传动装置4的第三元件、尤其齿圈5和输出端A之间的直接的传动，还配设有直接传动装置19。它可以作为单独的可切换的联接器布置在与耦连部件K1和K2连接的轴之间，或者直接作为跨接联接器布置在K1和K2之间，或者在设计为液力的可调节的联接器16时布置在泵轮PK和涡轮TK之间。在按照图1a的具有可调节的膜片式离合器的设计方案中还可以将直接传动装置19的功能一并集成到调节联接器20中。在后两种情况中，可以将输入端和输出端同轴地布置，例如在图6中所示。
在按照图1a至图5的设计方案中分别有单独的可切换的联接器作为直接传动装置19以实现直接传动。为此，齿圈5经由轴24与泵轮PK连接。涡轮TK与空心轴30连接，空心轴30包围和第一耦连部件K1或者泵轮PK连接的轴，空心轴30在该轴沿在输入端E和输出端A之间观察的纵向的延伸部的局部区域包围该轴，所述空心轴或者直接与输出端A连接，或者构成输出端A，但或者通过另外的转速/转矩转换装置22与输出端连接。
按照图1a至图5，输出端A相对于输入端E偏心地布置。该偏移通过转速/转矩转换装置22实现。在最简单的情况中，转速/转矩转换装置22包括两个相互咬合的齿轮22.1、22.2，通过该齿轮能实现额外的加速或者减速。
可想到的备选的是，输出端A相对于液力的联接器20的同轴的布置，例如在图6和图7中示出。按照图6中的设计方案，齿圈6形式的第三元件与轴24集成地设计或者连接。此外与其连接的有泵轮PK。涡轮TK然后直接与输出端连接，或者构成输出端。直接传动装置19作为锁定离合器或者跨接联接器直接配设在泵轮PK和涡轮TK之间。
在所有设计方案中，为了填充和/或排空液力组件都配设有工作介质供应系统12。优选的是，工作介质供应系统12共同配属于所有液力组件，然而可想到的是，仅配属于单个液力组件。所有液力组件都配设相应的至少用于填充和/或排空的调节装置。用于逆流转换器2的调节装置以13表示，用于液力制动器的调节装置以26表示，用于液力联接器20的调节装置以23表示。用于影响填充状态或者说填充程度的装置13包括用于填充/排空的器件、优选在逆流转换器2的供给管路和排出管路中的阀门装置的形式。
用于填充/排空液力联接器16的设备23可以或者仅通过填充和排空承担可切换性的功能，其中配设单独的调节装置21用于影响传输特性，或者以功能集中的方式一并包括用于影响调节联接器20的传输特性的调节装置21，例如是可控制的阀门设备的形式和/或在液力联接器16的供给管路和/或排出管路中的所谓汲取管。这也相应地适用于液力减速器31。
为了控制功率传输设备1的运行方式配设有控制装置14。控制装置14可以例如是配属于功率传输设备1的控制装置。也可想到的是，配属于传动系10或者由传动系10和做功机械11构成的整个线路的控制装置。该控制装置与用于控制功率传输设备1的各单个组件的调节装置耦连。在此主要是用于影响逆流转换器2的传输特性的调节装置17，用于填充/排空逆流转换器2的调节装置13，用于操纵调节联接器20的调节装置，尤其用于设置液力联接器的传输特性的调节装置21，用于填充/排空液力联接器16的调节装置23，用于操纵装置25的调节装置26以及用于操纵直接传动装置19的调节装置。在此，为了控制各个调节装置发出相应的调节量Y13，Y17，Y19，Y21，Y23，Y26。例如输出下述调节量：
-Y13-0表示逆流转换器2的排空，Y13-1表示逆流转换器2的填充。
-Y17是用于控制改变逆流转换器2的传输特性，例如改变叶片位置的调节装置17的调节量。
-Y23-0表示液力联接器16的排空，Y23-1表示液力联接器16的填充。
-Y20-1表示调节联接器20，尤其膜片式离合器的操纵或者启用，Y20-0表示禁用。
-Y21表示调节联接器20或者液力联接器16的传输特性的设置。
-Y19-1表示直接传动装置19的操纵或者启用，Y19-0表示禁用。
-Y26-1表示对用于支撑和/或固定叠加传动装置3的、尤其行星轮传动装置4的第二元件的装置25或者用于支撑和/或固定在涡轮T和太阳轮6之间的连接部的装置25的操纵或者启用，Y26-0表示禁用。
图1b至图1d根据流程图示出功率传输设备1的运行方式。在此，按照图1b区分两个运行范围B1和B2，它们分别通过或者经由逆流转换器2或者经由在预设的转速范围中的调节联接器20表征。在此，B1表示经由调节联接器20和叠加传动装置3的功率传输。B2表示机械-液力地经由逆流转换器2和叠加传动装置3的功率传输。在功率传输设备启动之后，首先进行在B1中经由调节联接器20的功率传输(或者纯机械式，或者在设计为液力联接器时的机械/液力式)。优选在用尽调节联接器20的调节范围之后才进行B2运行方式，即当达到X20-max时。
在此，图1c示例性根据流程图示出用于在按照图1b的运行范围B1中运行功率传输设备的方法。在此，在传动系10投入使用和驱动机器11启动时首先检查逆流转换器2是否清空。若未被清空，则控制设备13，在此通过预先规定调节量Y13-0，其表示逆流转换器2排空。然后检查行星轮传动装置4的第二元件、尤其太阳轮6是否被支撑。为此，检查用于支撑和/或固定的装置25的功能位置。若该设备未启用，则调节装置26被控制，方式是输出调节量Y26-1。此外检查直接传动装置19的功能状态。若直接传动装置19是启用的，则通过控制调节装置10和Y19-0禁用直接传动装置19。调节联接器20被启用并且通过Y21控制传输特性。在调节联接器构造为液力联接器16的情况下，通过预先规定填充信号Y23填充液力联接器。传输特性通过预先规定调节量Y21影响，该调节量Y21用于控制调节装置，该调节装置用于影响液力联接器的传输特性，例如是用于设置填充度的汲取管。
若调节联接器20的、尤其液力联接器20的调节范围被用尽，则它被禁用并且逆流转换器2启动，例如在图1d中所示。为此，通过预先规定相应的调节量Y26-0禁用装置25，通过预先规定Y19-1启用装置19，并且通过预先规定用于填充逆流转换器2的调节信号Y13-1填充逆流转换器2。逆流转换器2的传输特性通过调节装置17控制。额外但不是必须的是，液力联接器16被清空。这通过由预先规定相应的清空信号Y23-0控制调节装置23进行。
所述基本方法的特点是下述方法步骤：
-驱动机器从停机状态在液力的转速/转矩转换器排空的情况下启动直至到达预设的、至少间接表征驱动机器的运行方式的量、尤其驱动机器的额定转速，
-在到达预设的、至少间接表征所述驱动机器的运行方式的量、尤其额定转速的同时，或者在时间上错移地在到达所述量、尤其额定转速之后，接通或者启用调节联接器、尤其液力联接器，并且支承或者固定叠加传动装置的行星轮传动装置的第二元件、尤其太阳轮，
-在预设的转速范围上控制调节联接器的传输特性，
-在覆盖了预设的转速范围时，调节联接器被跨接并且禁用用于支撑和/或固定的设备并且填充液力转速/转矩转换器并且驱动涡轮，
-以下述转速驱动所述行星轮传动装置的第三元件，该转速由通过所述行星轮传动装置定义的、行星轮传动装置的与所述驱动机器连接的第一元件的转速和所述行星传动装置的与所述涡轮至少间接连接的第二元件的转速的叠加得到。
-控制逆流转换器的传输特性。
图7示出液力联接器6的沿轴向观察在输入端E和逆流转换器2之间的，并且以此在逆流转换器2的背离叠加传动装置3的侧面上的备选的布局。在此情况中，在叠加传动装置3和输出端A之间的直接连接是可行的，并且可行的是从输入端E和输出端A的同轴的布局同时联接器16，逆流转换器2和叠加传动装置3的同轴的布局。
然而可想到的是在叠加传动装置3和输出端A之间在中间布置另外的转速/转矩转换装置15，在此用15表示并且借助虚线示出。
附图标记列表：
1 功率传输设备
2 逆流转换器
3 叠加传动装置
4 行星轮传动装置
5 齿圈
6 太阳轮
7 行星轮
8 支架，行星架
9 驱动机器、尤其电动机
10 传动系
11 做功机械
12 工作介质供应/导引系统
13 用于填充和排空的装置
14 控制装置
15 转速/转矩转换装置
16 可调节的液力联接器
17 用于影响逆流转换器的传输特性的调节装置
18 空心轴
19 直接传动装置
20 调节联接器
21 调节装置/汲取管
22 转速/转矩转换装置
22.1、22.2 齿轮
23 至少用于填充和/或清空液力联接器的调节装置
24 轴
25 用于支撑和/或固定的装置
26 调节装置
28 在涡轮和行星传动装置的第二元件之间的连接部
29 固定在壳体上的构件
30 空心轴
31 液力减速器
32 联接装置
A 输出端、输出轴
E 输入端、输入轴
P 泵轮(转换器)
T 涡轮(转换器)
L 导轮
K1 第一耦连部件
K2 第二耦连部件
PK 联接器泵轮
TK 联接器涡轮
R 转子
S 定子
B1，B2 运行范围
Y13，Y17，
Y19，Y20，
Y21，Y23，
Y25， 调节量
X2，X19，
X25，X16 实际量

Claims (14)

1.一种功率传输设备(1)，其具有用于与能以恒定转速运行的驱动机器相连的输入端(E)和至少一个用于与能以可变转速运行的做功机器(9)相连的输出端(A)，所述功率传输设备包括：
-构造为逆流转换器(2)的液力的转速/转矩转换器，其具有至少一个泵叶轮(P)、至少一个涡轮叶轮(T)和至少一个导轮(L)，它们构成能用工作介质填充的工作腔；
-叠加传动装置(3)，所述叠加传动装置具有至少一个行星轮传动装置(4)，所述行星轮传动装置包括作为行星轮传动装置的元件的齿圈(5)、太阳轮(6)以及行星架(8)，所述行星架具有多个行星轮(7)，
其中，所述功率传输设备(1)的输入端(E)与所述逆流转换器(2)的泵轮(P)和所述行星轮传动装置(4)的第一元件至少间接地、优选直接连接，所述逆流转换器(2)的涡轮(T)与所述行星轮传动装置(4)的第二元件至少间接地、优选直接地连接，并且所述行星轮传动装置(4)的第三元件至少间接与所述功率传输设备(1)的输出端(A)相连或者构成输出端；
其特征在于：
-所述逆流转换器(2)能够被清空；
-所述功率传输设备(1)具有可切换的调节联接器(20，16)，所述调节联接器用于在清空逆流转换器(2)时在第一转速范围内在所述功率传输设备(1)的输入端(E)和输出端(A)之间传输功率，
-所述功率传输设备(1)具有在第一转速范围内用于至少间接支承和/或固定行星轮传动装置(4)的第二元件的装置(25)、尤其是至少间接支承和/或固定位于逆流转换器(2)的涡轮(T)和行星轮传动装置(4)的第二元件之间的连接部(28)的装置(25)。
2.按照权利要求1所述的功率传输设备(1)，其特征在于，所述逆流转换器(2)、叠加传动装置(3)和可切换的调节联接器(20,16)相对彼此同轴地布置。
3.按照权利要求1或2所述的功率传输设备(1)，其特征在于，沿功率传输设备(1)的输入端(E)和输出端(A)之间的轴向观察，所述逆流转换器(2)在空间上布置在所述叠加传动装置(3)前方，并且所述可切换的调节联接器(20,16)布置在所述逆流转换器(2)的背离叠加传动装置(3)的侧面上，其中，所述调节联接器(20)配设有直接传动装置(19)，用于在所述输入端(E)和逆流转换器(2)的泵轮(P)之间建立连接的情况下跨接所述调节联接器。
4.按照权利要求1或2所述的功率传输设备(1)，其特征在于，沿功率传输设备(1)的输入端(E)和输出端(A)之间的轴向观察，所述逆流转换器(2)在空间上布置在所述叠加传动装置(3)前方，并且所述调节联接器(20,16)布置在所述叠加传动装置(3)的背离逆流转换器(2)的侧面上，其中，所述调节联接器(20,16)的输入件(K1)与所述叠加传动装置(3)的第三元件连接，并且所述调节联接器(20)配设有直接传动装置(19)，用于在所述叠加传动装置(3)的第三元件和所述输出端(A)之间建立连接的情况下跨接所述调节联接器。
5.按照权利要求4所述的功率传输设备(1)，其特征在于，所述调节联接器(20,16)的输出件(K2)通过转速/转矩转换装置(22)、尤其正齿轮组与所述功率传输设备(1)的输出端连接。
6.按照权利要求2至5之一所述的功率传输设备(1)，其特征在于，所述直接传动装置(19)以功能集中的方式一并由所述调节联接器(20,16)构成。
7.按照权利要求1至6之一所述的功率传输设备(1)，其特征在于，所述调节联接器设计为可调节的膜片式离合器。
8.按照权利要求1至6之一所述的功率传输设备(1)，其特征在于，所述调节联接器(20)设计为可调节的液力联接器(16)、尤其具有填充控制装置的液力联接器。
9.按照权利要求1至8之一所述的功率传输设备(1)，其特征在于，用于支承和/或固定行星轮传动装置(4)的第二元件的装置(25)、尤其是用于支承和/或固定位于逆流转换器(2)的涡轮(T)和叠加传动装置(3)之间的连接部(28)的装置(25)设计为制动装置、尤其液力减速器(31)，其中，转子(R)直接与逆流转换器(2)的涡轮(T)或者与在涡轮(T)和行星轮传动装置(4)的第二元件之间的连接部(28)相连，并且定子(S)与固定在壳体上的构件或者与行星轮传动装置(4)的第一元件相连。
10.按照权利要求1至8之一所述的功率传输设备(1)，其特征在于，用于支承和/或固定行星轮传动装置(4)的第二元件的装置(25)、尤其是用于支承和/或固定位于逆流转换器(2)的涡轮(T)和叠加传动装置(3)之间的连接部(28)的装置(25)设计为耦连装置(32)，所述耦连装置包括至少两个耦连部件(K1,K2)，它们能够至少间接地相互构成作用连接，其中，第一耦连部件32.1直接与逆流转换器(2)的涡轮(T)或者与在涡轮(T)和行星轮传动装置(4)的第二元件之间的连接部(28)相连，并且第二耦连部件(K2)与固定在壳体上的构件或者与行星轮传动装置(4)的第一元件相连。
11.按照权利要求1至10之一所述的功率传输设备(1)，其特征在于，所述叠加传动装置(3)仅包括一个行星轮传动装置(4)，并且所述行星轮传动装置(4)的第一元件由行星架(8)构造，所述行星轮传动装置(4)的第二元件由太阳轮(6)构造，并且所述行星轮传动装置(4)的第三元件由齿圈(5)构造。
12.按照权利要求1至11之一所述的功率传输设备(1)，其特征在于，所述逆流转换器(2)设计为调节转换器，所述调节转换器包括至少在多个叶轮、即泵轮、涡轮和/或导轮中的一个上的可调叶片或者可调叶片段。
13.一种传动系(10)，具有能以恒定转速驱动的驱动机器(9)和用于以可变转速驱动做功机械(11)的按照权利要求1至12之一所述的功率传输设备(1)。
14.一种用于运行按照权利要求1至12之一所述的功率传输设备(1)的方法，所述方法具有下述方法步骤：
-驱动机器从停机状态在排空液力的转速/转矩转换器的情况下启动直至到达预设的、至少间接表征驱动机器的运行方式的量值、尤其驱动机器的额定转速，
-在到达预设的、至少间接表征驱动机器的运行方式的量值、尤其额定转速的同时或者在时间上错移地在到达所述量值、尤其额定转速之后，接通或者启用调节联接器、尤其液力联接器，并且支承或者固定叠加传动装置的行星轮传动装置的第二元件、尤其太阳轮，
-在预设的第一转速范围上控制调节联接器的传输特性，
-在用尽预设的转速范围时，调节联接器被跨接并且停用用于支承和/或固定的装置并且填充液力的转速/转矩转换器并且驱动涡轮，
-以下述转速驱动行星轮传动装置的第三元件，该转速由通过行星轮传动装置定义的、行星轮传动装置的与驱动机器相连的第一元件的转速和行星传动装置的与涡轮至少间接相连的第二元件的转速的叠加得到。
-控制逆流转换器的传输特性。
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