动力传输系统的制作方法

1.本发明涉及一种动力传输系统，特别是形式为液力的转速/转矩转换器的液力传动装置，其包括与泵轮抗相对转动地连接的输入轴和与涡轮抗相对转动地连接的输出轴。


背景技术：

2.液力传动装置关联着损耗。为了减少运行中的这种损耗，已知的传动装置，其例如来自wo 02/14716a1，在其中泵轮可以通过连接器与涡轮连接，从而动力可以没有液力份额地从输入轴传输到输出轴。
3.为了在泵轮和涡轮之间进行耦联，通常使用滑动件，其在泵轮和涡轮之间建立形状锁合的连接。在已知的传动装置中，该滑动件的运动通过布置在输出轴端部的液压缸产生，其中，液压缸按以下方式被操纵，即，使油被引入与输出轴一起旋转的液压缸并且利用油的离心力使滑动件运动。因此，需要达到一定的输出轴的旋转速度以便使滑动件运动。
4.在实践中已经表明，经常需要液力传动装置的结构形式，在其中没有可自由接触的轴端部或在输出轴端部没有足够的安装空间来布置液压缸或弹簧蓄能器或者来布置执行器。此外，已知的液压缸为此目的按如下方式构造，即，布置在其中的活塞在油中随着输出轴的转速旋转，由此也会造成损耗。


技术实现要素：

5.因此，本发明的任务是提供一种动力传输系统，它克服了已知的现有技术的缺点，并且特别是优化了针对操纵这种连接器的安装空间要求。
6.根据本发明，该任务由动力传输系统，特别是液力传动装置来解决，该动力传输系统包括以抗相对转动的方式与泵轮连接的输入轴和以抗相对转动的方式与涡轮连接的输出轴，其中，动力传输系统具有第一运行状态，在第一运行状态中，泵轮能相对于涡轮旋转，并且泵轮和涡轮通过共同的在其中存在工作介质的流动回路在液力工作机械的意义上流体连接，其中，动力传输系统进一步具有第二运行状态，在第二运行状态中，在泵轮和涡轮之间起作用的连接器在其接合状态中被设立成用于将泵轮和涡轮彼此锁定，并且其中，至少沿着输出轴的轴向延伸径向地在输出轴之外布置有运动装置，该运动装置被设立成用于使连接器在接合状态与配属于动力传输系统的第一运行状态的脱联状态之间运动。
7.在此就这一点应该提到，动力传输系统可以构造成例如液力耦联器以及液力变矩器，其除了泵轮和涡轮之外，还可以包括导轮。特别优选地，根据本发明的解决方案适用于液力转速/转矩转换器。
8.液力转速/转矩转换器包括至少一个泵轮、涡轮和导轮。然而，转换器也可以实施成单级的，即其中每个元件只由一个叶片环组成，或实施成多级的。在后一种情况下，叶轮，即泵轮、涡轮或导轮中的至少一个由多个叶片环组成，在它们之间在回路中布置有其中另一个主要元件。
9.与已知的带跨接部的液力的转速/转矩转换器的现有技术相比(在其中，输出轴构
造成空心轴，以便使其被用于操纵连接器的运动装置穿过)，本发明可以使输出轴基本上构造成实心轴。由此例如可以在与现有技术相比保持相同的稳定性的情况下减小输出轴的直径。因此，下面的发明可以允许使用构造更简单、并且因而制造成本更低的输出轴。
10.根据本发明的至少沿着输出轴的轴向延伸径向地在输出轴之外布置的运动装置还提供了如下优点，即，与现有技术相比输入轴和输出轴之间的距离可以被减少，从而可以减少动力传输系统的整体安装空间。
11.特别是，连接器在此可以被设立成用于以力传输的方式跨接间隙，该间隙相对于涡轮的旋转轴线在径向方向上在泵轮和径向外部地围绕泵轮的涡轮之间延伸。
12.当然，在此可以想到的是，泵轮与输入轴或涡轮与输出轴一体地、材料锁合和/或形状锁合地连接。
13.在本发明的一种改进方案中，运动装置可以包括至少一个与连接器连接的调整单元，调整单元被设立成用于在配属于连接器的接合状态的推进位置和配属于连接器的脱联状态的缩回位置之间运动，其中，调整单元相对于动力传输系统的壳体固定连接。也就是说，调整单元可以被布置成与输出轴转动脱联，从而使调整单元不随输入轴和/或输出轴转动。此外，调整单元按如下方式布置，即，其虽然在径向方向上被布置在输出轴之外，但在轴向方向上被布置在输出轴的轴端部之内。这可以使动力传输系统的结构特别紧凑。此外，固定布置的调整机构，即不随输出轴一起转动的调整机构，可以例如由于旋转质量的减少而减少动力传输系统的损耗。
14.在此，调整单元可以构造成活塞-缸组件，特别是能液压操纵的活塞-缸组件。例如，活塞-缸组件的缸可以牢固地与壳体连接，其中，可以使通过其能够将工作介质例如油馈入到缸中和从缸中排出的供应线路构造成穿过壳体延伸的通道，例如孔。然而，也可以想到将活塞-缸组件与壳体连接，使缸可以与至少一条用于运输工作介质的软管线路连接。
15.有利的是，调整单元的使其在推进位置和缩回位置之间运动的操纵方向可以基本上平行于输出轴的和/或输入轴的旋转轴线。通过这样的布置能够使径向布置在输出轴之外的运动装置以简单的方式平行于输出轴的旋转轴线地运动。在有利的实施方式中，调整单元可以构造成与输出轴同心，例如构造成环形缸，从而可以实现调整单元与输出轴的旋转轴线平行的操纵方向。
16.在本发明的可能的实施方式中，调整单元可以包括第一和第二调整机构，其中，第一调整机构被设立成用于使连接器运动至接合位置，而第二调整机构被设立成用于使连接器运动至脱联位置；和/或调整单元可以构造成至少一个双重作用的调整机构，例如双重作用的活塞-缸组件，双重作用的调整机构既被设立成用于使连接器运动到接合位置，也被设立成用于使连接器运动到脱联位置。特别地，调整单元构造成双重作用的调整机构，可以使连接器在最小的安装空间的情况下进行往复移动。如上所述，对于双重作用的调整机构，相应的工作介质的供应和排放线路也可以构造成壳体中的通道。
17.此外，调整单元可以包括至少两个调整机构，它们沿输出轴的圆周方向彼此基本等距地布置。例如，在调整机构正好包括两个调整机构的情况下，这两个调整机构可以相对于输出轴的旋转轴线彼此沿直径对置地布置。通过设置多个调整机构，可以减少或甚至防止运动装置或布置在其上的连接器的倾斜，从而有可能减少所配属的构件的磨损和/或操纵运动装置或连接器所需的力耗费。
18.特别地，运动装置可以包括至少一个轴承装置，轴承装置以能相对于运动装置的壳体侧区段转动的方式支承运动装置的连接器侧区段。换句话说，运动装置可以具有如下区段，即壳体侧区段，其在动力传输系统运行中不与输出轴一起转动，而无论连接器是否接合；以及运动装置可以具有如下区段，即连接器侧区段，其在动力传输系统运行并且在连接器接合时与输出轴或与输入轴一起旋转。
19.在这种情况下，轴承装置可以被设立成用于在运动装置的连接器侧区段和运动装置的壳体侧区段之间传输基本上平行于轴承装置的旋转轴线延伸的力。因此，有可能将调整单元的操纵从壳体侧区段传输到连接器侧区段，从而使连接器转移到接合或脱联状态，并且同时保持壳体侧区段与连接器侧区段在旋转上的分开。特别地，轴承装置可以被构造为只允许沿唯一的自由度移动。在优选的实施方式的情况下，轴承装置因此只允许连接器侧区段相对于运动装置的壳体侧区段围绕旋转轴线旋转，该旋转轴线基本上与输出轴的旋转轴线平行，特别是同轴。此外，在优选实施方式的情况下，从壳体侧区段传输到运动装置的连接器侧区段的力可以基本上平行于由轴承装置释放/支承的自由度的旋转轴线延伸。运动装置的连接器侧区段和壳体侧区段之间的轴承装置尤其可以布置在限定在泵轮和涡轮之间的空间之外，有利的是直接与调整单元相邻地布置，进一步优选为与构成调整单元的活塞-缸组件的活塞连接的活塞杆的一部分。
20.有利的是，轴承装置可以构造成液力滑动轴承。液力滑动轴承(其中在轴承运行中在两个轴承部件之间传输力的那个部位可以自动形成润滑剂压力)例如与滚动轴承相比所提供的优点是即使在最高转速时也能低噪声地运转，其中，其占用相对更小的安装空间。液力滑动轴承通常与泵连接，该泵在低于预定的压力时向轴承装置的力传输部位输送润滑剂。虽然在此已经讨论了液力滑动轴承与滚动轴承相比的优点，但上述的轴承装置当然也可以构造成滚动轴承或球轴承。
21.在轴承装置构造成液力滑动轴承的情况下，通向液力滑动轴承的润滑剂供应线路可以穿过调整单元延伸，特别是在活塞-缸组件作为调整单元的情况下穿过活塞延伸。在特别的实施方式中，这可以按以下方式实现，即，活塞-缸组件的活塞和所属的活塞杆被通道贯穿，该通道向液力滑动轴承的轴承间隙敞开，即向运动装置的连接器侧区段和壳体侧区段之间的间隙敞开。在这种情况下，活塞-缸组件的活塞和/或活塞杆可以在布置在活塞-缸组件的缸中的管上以能滑动的方式引导，该管形成润滑剂供应线路的区段。在这种情况下，除了在缸和活塞之间起作用的密封部之外，活塞也可以具有在活塞和管之间起作用的密封部。以这种方式，活塞-缸组件的一个或多个工作腔虽然可以被管贯穿，但其功能却没有受到影响。此外，管可以被设置成吸收液力滑动轴承的反作用力矩。
22.在本发明的改进方案中，运动装置可以包括至少部分穿过涡轮的区段。因此，可以确保特别是布置在泵轮和涡轮之间的连接器可以由布置在该空间之外的调整单元操纵。特别地，运动装置的该区段可以在与外圆周面(沿涡轮的或输出轴的旋转轴线在轴向方向上看)基本上重合的位置穿过涡轮。换句话说，穿过涡轮的通孔与涡轮的或输出轴(它们的旋转轴线尤其是同轴的)的旋转轴线可以具有如下的内径向距离，该内径向距离基本上相当于输出轴的半径。这使得动力传输系统在相对于旋转轴的径向方向上也构造具有尽可能小的安装空间。
23.这里应该指出，在本说明书中，术语“涡轮”不应严格限于布置有涡轮的叶片的区
段，而是也可以包括涡轮法兰，涡轮法兰将涡轮的承载叶片的区段与输出轴连接。
24.在这种情况下，运动装置的穿过涡轮的区段可以构造成至少一个引导元件，特别是杆，其特别是支承在穿过涡轮延伸的滑动衬套中。在运动装置包括多于一个这样的杆的情况下，这些杆尤其可以围绕输出轴的或涡轮的旋转轴线以相等的角度距离布置。这可以减少或避免连接器的倾斜。
25.此外，输出轴的面向泵轮的端面可以基本上没有运动装置的元件。正如开头已经提到的，本发明允许用于操纵连接器的运动装置大部分，有利的是全部，径向布置在动力传输系统的输出轴之外。因此，输出轴的配属于涡轮的端面可以按如下方式构造，即，没有运动装置的元件被布置在该端面上或者在相对于其旋转轴线的轴向方向看与该端面相邻。
26.在本发明的示例性实施方式中，连接器可以构造成齿式连接器，齿式连接器被设立成用于在与泵轮连接的齿环和与涡轮连接的齿环之间进行锁定，或者构造为膜片式连接器，膜片式连接器被设立成用于在与泵轮连接的膜片组和与涡轮连接的膜片组之间进行锁定。当然，其他的连接器类型，例如在泵轮和涡轮之间使用至少一个链或皮带也是可以想到的，但齿式连接器和膜片式连接器已经在实践中得到证明。
27.此外，可以给运动装置配属有位置监测系统，位置监测系统被设立成用于检测连接器的接合状态和脱联状态中的至少一个，并输出相应的信号，其中，位置监测系统有利地配属于调整单元并且被设立成用于检测推进位置和缩回位置中的至少一个。位置监测系统可以包括至少一个传感器，其构造成例如光学传感器，例如光栅的形式，或感应式传感器。
28.在简化的实施方式中，位置监测系统仅被设立成用于检测调整单元是否处于推进位置。这例如可以通过光栅来实现，该光栅在推进位置被调整单元穿过。在另一改进的实施方式中，位置监测系统可以检测调整单元的推进位置和缩回位置，以便能够例如探测到调整单元在预定时间后既不在推进位置也不在缩回位置，对此，位置监测系统可以输出相应的故障信号。
附图说明
29.下面将参照附图通过实施例更详细地解释本发明。在附图中：
30.图1示出根据本发明的动力传输系统在脱开状态下的半侧横截面面图；
31.图2示出图1的根据本发明的动力传输系统在接入状态下的半侧横截面图；
32.图3示出根据本发明的动力传输系统的变型方案的半侧横截面示意图；
33.图4示出根据本发明的动力传输系统的另外的变型方案的半侧横截面示意图；
34.图5示出根据本发明的动力传输系统的另外的变型方案的半侧横截面示意图。
具体实施方式
35.在图1中，根据本发明的呈液力传动装置形式特别是液力转换器形式的动力传输系统概况性地用附图标记10标示。该转换器包括至少一个泵轮14、涡轮20和导轮l。动力传输系统10包括输入轴12，它以抗相对转动的方式至少间接地与泵轮14连接，即优选直接地或通过布置在中间的元件与泵轮连接。在图1所示的实施例中，第一齿环16也与输入轴12连接。
36.此外，动力传输系统10包括输出轴18，它以抗相对转动的方式至少间接地与涡轮
20和第二齿环22连接，即优选直接地或通过布置在中间的元件与涡轮20和第二齿环22连接。第一齿环16和第二齿环22的各自的齿部在相对于输出轴18的旋转轴线x的径向方向上在保持间隙24的情况下彼此相对，在这里所示的实施例中，该旋转轴线与输入轴12的旋转轴线重合。在旋转轴线x的轴向方向上在泵轮14和涡轮20之间限定的空间26内布置有齿式连接器28，其被设立成用于能够以如下的方式跨接间隙24，即，使第一齿环16能够形状锁合地与第二齿环22连接。
37.为了使连接器28在第一齿环16和第二齿环22之间的接合状态(见图2)与两个齿环16和22脱联的状态(见图1)之间运动，连接器28与运动装置30连接。在运动装置30的与连接器28相反的端部上布置有调整单元32，调整单元在此构造成活塞-缸组件，其在本实施方式中包括与动力传输系统的壳体36固定连接的环形的缸34和在此为环形的活塞38，活塞可以在缸34中运动。通道40在壳体36内延伸，通过该通道可以向缸34填充工作介质，以便能够使活塞38在缸34中运动。
38.现在参考图2示出了动力传输系统的如下状态，在该状态中连接器28以传输力的方式将泵轮14，即第一齿环16，与涡轮20，即第二齿环22连接起来。因此，与连接器28连接并相对于旋转轴线x径向延伸的区段42和布置在其上的区段44(该区段构造为杆并平行于旋转轴线x延伸)与输入轴12或输出轴18一起旋转。在此，杆44在滑动衬套46内穿过涡轮20。
39.为了使运动装置30的与输出轴12或输出轴18一起旋转的连接器侧区段48与运动装置30的壳体侧区段50(该区段与调整单元32连接)在旋转上脱联，运动装置30包括轴承装置52，该轴承装置在这里构造成液力滑动轴承52。如从图1和图2中可以看出的那样，轴承装置52构造成允许运动装置30的连接器侧区段48相对于运动装置30的壳体侧区段50的相对旋转移动，但将壳体侧区段50的由驱动调整单元32引起的、平行于旋转轴线x的运动传输给运动装置的连接器侧区段48，并且因而传输给连接器28。
40.还可以看到的是，通道56贯穿活塞38和与活塞38连接的活塞杆54，该通道向轴承装置52的轴承面敞开，以便为其供应润滑剂，该润滑剂通过相应地穿过壳体36延伸的通道58提供。为了使润滑剂可以被引导通过缸34的相应的工作腔60，在工作腔60中布置有管62，管内部与活塞38或活塞杆54的通道56处于连接，并且活塞38或活塞杆54可滑动地布置在管外侧。
41.在图1和图2中，以附图标记64标示位置监测系统，该位置监测系统在所示的实施例中例如在使用两个相应的传感器的情况下被设立成用于检测图1中所示的调整单元32的缩回位置，从而检测图1中所示的连接器28的脱联(脱开)状态，以及用于检测图2中所示的调整单元32的推进位置，从而检测图2中所示的连接器28的接合(接入)状态。
42.图3示出了图1和2的根据本发明的动力传输系统标示10的变型方案。因此，在图3中，与图1和2的根据本发明的动力传输系统10的元件相同的元件用相同的附图标记标示，但增加了数量100。参照图1和2的实施方式描述的所有实施方式也适用于图3的变型方案，并且反之亦然。
43.图3的动力传输系统110不具有两个齿环16和22而是具有膜片组166，其中，膜片组166包括一组与输入轴112连接的膜片168和一组与输出轴118连接的膜片170。图3中显示，连接器128处于脱开，即脱联的姿态中，从而与输入轴112连接的那组膜片168的旋转就不会传输给与输出轴118连接的那组膜片170。如果操纵调整机构132使布置在其中的活塞138在
图3中向左运动，则由连接器128对膜片组166施加压力，使得旋转可以从输入轴112传输到输出轴118。
44.图4示出了图1和2的根据本发明的动力传输系统10的另一变型方案。因此，在图4中与图1和2的根据本发明的动力传输系统10的元件相同的元件以相同的附图标记标示，但增加了数量200。参照图1至3的实施方式描述的所有实施方式也能应用于图4的变型方案，并且反之亦然。
45.图4的动力传输系统210不具有图1和2的液力滑动轴承52而是具有滚动轴承272。滚动轴承272设置用于传输由调整单元232引入运动装置230的牵拉力和挤压力。在图4所示的实施例中，滚动轴承272构造成双列球轴承。此外，在图4所示的实施例中，内圈274与壳体侧区段250连接，而外圈276与连接器侧区段248连接。
46.图5示出了图1和2的根据本发明的动力传输系统10的又一变型方案。因此，在图5中与图1和2的根据本发明的动力传输系统10的元件相同的元件以相同的附图标记标示，但增加了数量300。参照图1至4的实施方式描述的所有实施方式也适用于图5的变型方案，并且反之亦然。
47.图5的动力传输系统310不具有图1和图2所示的调整单元32的双重作用的环形缸34而是具有两个彼此分开的、同样是双重作用的调整机构378和380，它们分别构造成活塞-缸组件并相对于输出轴318的旋转轴线x沿直径对置地布置。调整机构378和380的各自的活塞杆354a和354b与运动装置330的壳体侧区段350连接，以便通过液力滑动轴承352将对调整机构378和380的操纵传输给连接器328。
48.在图5所示的根据本发明的动力传输系统310的变型方案中，运动装置330的壳体侧区段350与液力滑动轴承352的相对于旋转轴线x径向靠内的部件连接，从而根据运动装置330的壳体侧区段350的构造而定地，可以有利的是通过与活塞杆354a、354b分开的线路实现对液力滑动轴承352的润滑剂供应部。当然，润滑剂供应部也可以构造成在至少一个活塞杆354a、354b之上延伸，或者运动装置330的壳体侧区段350也可以替选地与液力滑动轴承352的径向靠外的部件连接，如图1和图2所示的那样。