可在負荷下變換的多速倒順車變速器的製作方法
2023-05-31 11:51:01 1
專利名稱：可在負荷下變換的多速倒順車變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可在負荷下變換的多速倒順車變速器，它有一根輸入軸、一些中間軸和齒輪，齒輪構成傳動齒輪組；在中間軸上裝有帶活動齒輪的換檔離合器，為了變速和換向它們可有選擇地與中間軸之一傳扭連接；以及有一個帶至少一個固定齒輪的從動齒輪系。
在目前使用的建築機械中採用的變速器主要分為兩組。有一組的特點是在帶負荷變換的變速器前裝有靜液壓傳動組件。在這種變速器中，前置機組的轉速與扭矩的匹配通過液壓或電-液壓控制實現。
所使用的絕大多數變速器，屬於帶前置式液體動力變扭器的帶負荷變換的變速器的另外一組。借肋於這種傳動機組，在汽車(例如一種建築機械)的工作阻力增加時，扭矩可獲得無級和自動增加。在這種情況下，可使變速器的驅動扭矩約等於發動機扭矩的3倍。與在轎車中的情況不同，因為這裡是通過變速器或變扭器進行工作的，所以這一點有重要意義。在輪式裝載機的情況下，例如鏟鬥會被壓入要挖取的土壤中。裝載物被突然起動和提升。汽車倒行以便裝料，鏟鬥進一步升高並卸料。恰恰在低速和輸入與輸出之間有較大轉速差的情況下變換扭矩有很大的優點。
變扭器可補充一個變扭器跨接離合器。藉助於這一個離合器，在變速檔內的高轉速區可達到顯著降低消耗。
在各變速檔內的力流，通過組合可液壓操縱的離合器建立。此外，為了倒轉，這些離合器必須能在負荷下變換，並因而消耗大量能量。外殼的結構或變速器軸的配置必須適應具體的用途。倒順車變速器典型的使用場合是在翻鬥車、輪式裝載車、鏟鬥裝載機和堆垛車中的使用，但也使用在道路上作業的汽車中，例如吊車。根據汽車類型，在變速器輸入與輸出軸之間需要一定的軸間距。例如，當萬向軸的偏轉角必須保持得比較小時，便應有較長的軸間距。在這種情況下倒順車變速器與分配變速器相比要承擔附加的工作。
在堆垛車中倒順車變速器只有一根輸出軸。由於空間條件，要求較小的軸間距。
在大多數情況下至少需要一個取決於發動機轉速的被傳動的輔助傳動裝置。此外，在輔助傳動裝置的傳動線上，設有一個滑油和換檔泵，它同樣取決於發動機轉速工作。
由於汽車的結構型式，所以倒順車減速器必須履行的任務區別很大。
由DE-A1129838已知一種倒順車減速器，它的特點是軸向結構長度小。在驅動軸上有一個固定齒輪，它與在倒順軸和中間軸上的固定齧輪持續嚙合。所有的活動齒輪位於變速器一側和持續地互相嚙合。在活動齒輪與固定齒輪之間各設一個摩擦離合器。在這種已知的倒順車減速器中，摩擦離合器的結構，尤其是摩擦片組、活動齒輪在中間軸上的支承以及中間軸本身在活動齒輪側面間接的支承相當複雜。
由DE-A2535700已知一種倒順車減速器，其中，摩擦離合器設計為兩腳離合器。在這種變速器中可實施比較高的檔數，然而，沿軸向要求大的結構空間，因為在一根中間軸上裝有多至4個齒輪和一個雙腳離合器。
本發明的目的是提供一種具有較小軸向結構長度的可在負荷下變換的倒順車變速器，在基本上相同結構的情況下，在可能的檔數和要求的軸間距方面它可以有各種不同的方案。
達到所提出目的的一種可能的途徑是，在每一根中間軸上只裝唯一的一個換檔離合器；一個固定齒輪和與之持續嚙合的活動齒輪構成一個傳動齒輪組；裝在中間軸上的一個固定齒輪與兩個活動齒輪持續嚙合並構成一個從動齒輪系；以及，中間軸通過構成分配齒輪組的固定齒輪和一個活動齒輪互相連接。由於為每一根中間軸只設唯一的一個換檔離合器，其結果是，甚至在一種6檔倒順車變速器中沿軸向也是一種短的結構。由於中間軸的結構長度短，所以它的撓度很小。它們可以兩端支承在變速器殼內的滾動軸承中。所使用的活動齒輪各有唯一的一個齒輪嚙合；它們不用作為中間齒輪。採用中間軸的這種所建議的結構，長的和短的軸間距都同樣可以實現。
業已證明有利的做法是，分配齒輪組的一個活動齒輪設在從動齒輪系的一個裝在中間軸上的固定齒輪對面。此在中間軸(它也可以是變速器輸出軸)上的固定齒輪具有較大的直徑。它最好是斜齒的。提供了一個大的軸承座用於支承。考慮到負荷和轉速比，最好為分配齒輪組的活動齒輪配設第三檔的換檔離合器。
在考慮到要求變速器較小軸向結構長度的情況下，為連接分配器齒輪組的齒輪，業已證實非常有利的做法是，在中間軸上裝一個用作換向離合器和/或變速離合器並帶有一個傳動齒輪組活動齒輪的換檔離合器以及分配齒輪組的兩個固定齒輪。變速器軸向結構長度(變扭器外殼不含在內)便可通過唯一的換檔離合器和一個活輪以及兩個固定輪確定。
在為達到本發明目的的另一種方案中，從動齒輪系由一些活動齒輪構成。為此，在每一根中間軸上設唯一的換檔離合器；一個固定齒輪和與之持續嚙合的活動輪構成傳動齒輪組；裝在中間軸上的活動齒輪與兩個活動齒輪持續嚙合；以及中間軸通過構成分配齒輪組的固定齒輪互相連接。由於採用活動齒輪，所以技術專家面對變速器中間軸的空間結構有很大程度的自由。
倒順車變速器的一種合乎目的的設計具有互相同心的輸入軸。一根設計為空心軸的輸入軸上裝有傳動齒輪組的固定齒輪。
考慮到負荷比、轉速比和空間關係，業已證實極為有利的是，為與固定齒輪持續嚙合的活動齒輪，配設用於接通第一和第二檔的換檔離合器。
其他對於本發明的重要的特徵以及由此得到的優點，在下面對一種可在負荷下變換的倒順車變速器的多個實施例的說明中可以看出。
其中
圖1有6個前進檔和3個倒車檔以及有長的軸間距的倒順車變速器的傳動示意圖；圖2按圖1的倒順車變速器示意前視圖，用以更清楚地表示中間軸和固定齒輪以及活動齒輪的空間位置；圖3有6個前進檔和3個倒車檔以及有短的軸間距的倒順車變速器的傳動示意圖；圖4按圖3的倒順車變速器示意前視圖；圖5具有長的軸間距的4檔倒順車變速器另一種實施例的傳動示意圖；以及圖6按圖5的倒順車變速器示意前視圖。
圖1表示一種可在負荷下換檔的倒順檔變速器傳動示意圖。所涉及的是一個有最多6個前進檔和3個倒車檔的倒順車變速器。一臺示意表示的發動機2驅動此倒順車變速器的輸入軸3。輸入軸3與液體動力變扭器5的泵葉輪4傳扭連接。液體動力變扭器的渦輪6將驅動功率傳給空心軸7，空心軸7與輸入軸3同心。
液體動力變扭器5通過導向輪8補充完全，導向輪8通過一個自由輪支承。液體動力變扭器的工作範圍受變扭器跨接離合器9的限制。按傳統的方式，變扭器跨接離合器9在穿透點鎖閉，所以泵葉輪4與渦輪6在力學上連接起來。
對於位於圖右方的泵10所涉及的是一個滑油泵，例如齒輪泵，它由輸入軸3驅動。
固定齒輪11傳扭連接地裝在空心軸7上，它構成傳動齒輪組12的輸入齒輪。固定齒輪11與活動齒輪13、14和15持續嚙合。活動齒輪13、14和15分別支承在中間軸16、17和18上。
為活動齒輪13配設一個換檔離合器19，為活動齒輪14配設一個換檔離合器20，以及，為活動齒輪15配設一個換檔離合器21。
在換檔離合器19閉合時，活動齒輪13與中間軸16傳扭連接。在操縱換檔離合器20時，活動齒輪14與中間軸17連接。若換檔離合器21閉合，在活動齒輪15與中間軸18便建立了傳扭連接。換檔離合器19、20和21允許倒順車變速器1的輸出軸22反向旋轉。由於這一原因，換檔離合器19、20和21還可稱為換向離合器。
除中間軸16、17和18以及輸出軸22外，此倒順車變速器還有其他的中間軸23、24和25。
在中間軸16上除活動齒輪13還裝有一個固定齒輪26。固定齒輪26與中間軸24的固定齒輪27持續嚙合。固定齒輪27可以承擔中間齒輪的作用。在中間軸25上裝有一個活動齒輪28，它與中間軸24的固定齒輪27嚙合。為活動齒輪28配設一個換檔離合器29，通過它可使活動齒輪28與中間軸25連接。
在中間軸24可旋轉地裝有一個活動齒輪30。此活動齒輪30可藉助於另一個換檔離合器31傳扭地與固定齒輪27連接。
在換檔離合器31閉合時，傳動功率經活動齒輪30傳給中間軸25的固定齒輪32。
在倒順車變速器的輸出軸22上裝有一個固定齒輪33，它與中間軸25的固定齒輪32處於持續的傳動連接狀態。
活動齒輪30和固定齒輪32以及33構成了一個從動齒輪系34。
固定齒輪26、27和空心齒輪28算作一個分配齒輪組35，分配齒輪組35通過中間軸17的另一個固定齒輪36、中間軸18的兩個固定齒輪37和38以及中間軸23的固定齒輪39補充完全。
在中間軸23上有一個活動齒輪40，通過換檔離合器41，活動齒輪40可與中間軸23傳扭連接。活動齒輪40與固定齒輪32持續嚙合，在圖中用虛線42表示這一嚙合。因此活動齒輪40屬於從動齒輪系34。
固定齒輪27與分配齒輪組35的固定齒輪37嚙合，在圖中用虛線43表示這一嚙合。中間軸18的活動齒輪15與固定齒輪11嚙合，由虛線44可看出這一嚙合。
除已提及的換向離合器外，傳動中離合器41、31和29起變速離合器的作用，並被稱為換檔離合器。在每個檔中，各閉合一個換向離合器和一個變速離合器。
由以上所介紹的倒順車變速器1的結構可以看出，中間軸16和17上各有一個傳動齒輪組12的活動齒輪13和14，以及各有一個分配齒輪組35的固定齒輪26和36。
換檔離合器21既是換向也是變速離合器。在中間軸18上除傳動齒輪組12的活動齒輪15外，還裝有分配齒輪組的固定齒輪37和38。分配齒輪組35全部齒輪的轉速和轉向，在操縱換向離合器19、20和21時確定。
其上裝有傳動離合器41、31和29(換檔離合器)的中間軸23、24和25，各裝有分配齒輪組35的一個固定齒輪39、27和一個活動齒輪28，以及各裝有從動齒輪系34的一個活動齒輪40、30和一個固定齒輪32。若此倒順車變速器1按4檔方案工作，則適用下列關係檔 接通的離合器1 19和412 19和313 19和294 21和291R 20和412R 20和313R 20和29對於6檔的方案，此時換檔離合器19和21用作所謂的雙離合器(Split-Kupplungen)，適用下列關係檔 接通的離合器119和41221和41319和31421和31519和29621和201R 20和412R 20和313R 20和29由圖2可見按圖1的倒順車變速器1的示意前視圖。此倒順車變速器具有長軸間距結構。分配齒輪組35的中間軸16、24、25、17、18和23通過粗實線互相連接(分配器鏈)。此分配器鏈在用於第一檔的換檔離合器41(中間軸23)與用於第三檔的換檔離合器29(中間軸25)之間斷開。
圖3表示有4個前進檔和3個倒車檔的倒順車變速器的傳動示意圖。它涉及一種用於吊車、堆垛車和最好用於鏟鬥裝載車的短軸間距(約120至200毫米)的倒順車變速器。這種倒順車變速器也可以製成6檔方案。圖中表示的倒順車變速器在功能上與圖1所示之倒順車變速器是共同的，所以相似的構件用同樣的符號表示。在下面的說明中詳細指出存在的區別。
發動機2通過流體動力變扭器5驅動倒順車變速器1的空心軸7。在此變速器中，固定齒輪11也與空心軸7連接。傳動齒輪組12由活動齒輪13、14和15構成，它們裝在中間軸16、17和18上。換檔離合器19用作行駛方向向前的換向離合器。類似地，通過換檔離合器20選擇向後的行駛方向。
中間軸17的固定齒輪36與中間軸16的第一個固定齒輪50嚙合，而這一中間軸16的另一個固定齒輪51與中間軸23的固定齒輪52嚙合連接。
固定齒輪36、50、51和52都是分配齒輪組35的組成部分。在這一結構中固定齒輪50和51在功能上與按圖1的倒順車變速器中間軸18上的固定齒輪37和38類似。通過中間軸18上的固定齒輪53、中間軸24的固定齒輪27、以及在中間軸25(它同時是輸出軸22)上的活動齒輪28，將分配齒輪組35補充完全。
從動齒輪系34由中間軸或輸出軸22的大直徑固定齒輪32、中間軸24的活動齒輪30和中間軸23的活動齒輪40構成。
中間軸24的固定齒輪27與作為分配齒輪組35組成部分的固定齒輪53持續嚙合。此固定齒輪53與中間軸18傳扭連接。固定齒輪36與53持續嚙合。
除換向離合器19和20之外，還設有用於變速的換檔離合器41、31、29和21。
各檔的接通情況如下檔 被操縱的換檔離合器119和41219和31319和29421和29
1R20和412R20和313R20和29因此沒有一個活動齒輪用作為中間齒輪，以及，為了避免尤其在中間軸或輸出軸25、22上有可活動地支承著的中間齒輪，中間軸23、16、17、18、24和25或22均處於涉及輸入軸3或空心軸7的位置，所以它們所謂的包圍著驅動裝置。
由圖4所表示的此變速器示意前視圖可以看出這一情況。分配齒輪組的位置用粗實線54(即分配器鏈)非常明顯地標出。這些中間軸相對於驅動裝置的位置，使得在此分配器鏈中的力流圍繞著驅動裝置，並只在中間軸23與25或22之間斷開。
由此圖可見，此變速器在短軸間距的情況下獲得了一種緊湊的結構。
圖5表示了傳動示意圖的倒順車變速器1，所涉及的是與圖1的變速器以及圖3的變速器相比都略有改變的變速器。與圖1的變速器一致的地方在於，用這種變速器可實現較大的軸間距。
與圖1和3所示變速器的區別在於，對於這一結構應當指出，裝在中間軸25上的有較大直徑的齒輪不是非用固定齒輪不可。原則上這一齒輪可以設計為活動齒輪55，它可通過換檔離合器29與中間軸25傳扭連接。此活動齒輪與倒順車變速器1的輸出軸22上的固定齒輪33持續地嚙合連接。這一齒輪設計為活動齒輪25本身是不利的。但與此缺點相對地，在中間軸的空間安排上帶來結構上有較大自由度的優點。彼此同心的輸入和空心軸3、7以及其餘中間軸在空間安排的一種可能性，表示在圖6的變速器示意俯視圖中。將分配齒輪組35互相連接起來的連線(即分配器鏈)，仍用粗實線明顯標出。
權利要求
1.可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)，有至少一根輸出軸(3、7)和一些中間軸(16、17、18、23、24和25)以及齒輪(11、13、14和15)，齒輪構成一個傳動齒輪組(12)；有裝在中間軸上帶活動齒輪(13、14、15)的換檔離合器(19、20、21、29、31和41)，它們為了變速和換向，可有選擇地與中間軸之一傳扭連接；以及有一個帶至少一個固定齒輪(32)的從動齒輪系(34)，其特徵為在每一根中間軸(16、17、18、23、24和25)上只裝一個換檔離合器(19、20、21、29、31和41)；一個固定齒輪(11)和與之持續嚙合的活動齒輪(13、14和15)構成一個傳動齒輪組(12)；裝在中間軸(25)上的一個固定齒輪(32)與兩個活動齒輪(30、40)處於持續嚙合狀態並構成一個從齒輪系(34)；以及，中間軸(16、17、18、23、24和25)通過固定齒輪(26、27、36、37、38和39)和一個活動齒輪(28)互相連接，這些齒輪構成一個分配齒輪組(35)。
2.按照權利要求1所述之可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)，其特徵為分配齒輪輪組(35)的活動齒輪(28)，位於從動齒輪系(34)的裝在中間軸(25)上的固定齒輪(32)對面。
3.按照權利要求1和2所述之可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)，其特徵為用於第三檔的換檔離合器(29)配屬於分配齒輪組(35)的活動齒輪(28)。
4.按照權利要求1所述之可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)，其特徵為在中間軸(18或16)上裝有一個帶傳動齒輪組(12)的活動齒輪(15或13)用作換向和/或變速的換檔離合器(21或19)和兩個分配齒輪組(35)的固定齒輪(37或38)。
5.按照權利要求1所述之可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)，其特徵為在中間軸(16、18)上除一個換檔離合器(19、21)外，還裝有多至兩個的固定齒輪(37、38和50、51)。
6.可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)，有至少一根輸入軸(3、7)和一些中間軸(16、17、18、23、24和25)以及齒輪(11、13、14和15)，齒輪構成一個傳動齒輪組(12)；有裝在中間軸上帶活動齒輪(13、14、15)的換檔離合器(19、20、21、29、31和41)，它們為了變速和換向可有選擇地與中間軸之一傳扭連接；以及有一個帶至少一個固定齒輪(32)的從動齒輪系(34)，其特徵為在每一根中間軸(16、17、18、23、24和25)上只裝一個換檔離合器(19、20、21、29、31和41)；一個固定齒輪(11)和與之持續嚙合的活勸齒輪(13、14和15)構成一個傳動齒輪組(12)；裝在中間軸(25)上的一個固定齒輪(55)與兩個活動齒輪(30、40)處於持續嚙合狀態並構成一個從動齒輪系(34)；以及，中間軸(16、17、18、23、24和25)通過固定齒輪(26、27、36、37和39)和一個活動齒輪(28)互相連接，這些齒輪構成一個分配齒輪組(35)。
7.按照權利要求1或6所述之可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)，其特徵為傳動齒輪組(12)的固定齒輪(11)裝在空心軸(7)上，空心軸(7)與輸入軸(3)同心。
8.按照權利要求1所述之可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)，其特徵為為與固定齒輪(32)處於持續嚙合狀態的活動齒輪(30、40)，配設用於接通第一檔和第二檔的換檔離合器(41、31)。
全文摘要
本發明涉及一種可在負荷下變換的多速倒順車變速器(1)。為在多速倒順車變速器(1)中獲得緊湊的結構，尤其是軸向尺寸小的結構，在每一根中間軸上只裝唯一的一個換檔離合器(19、20、21、29、31和41)、一個活動齒輪和最多至兩個固定齒輪(37和38)。倒順車變速器的齒輪構成一個傳動齒輪組(12)、一個分配齒輪組(35)和一個從動齒輪系(34)。在原理相同的結構中，可以設計出具有不同檔數和不同軸間距的各不相同的傳動方案。這種倒順車變速器(1)尤其適用於建築機械。
文檔編號B60K17/28GK1147849SQ95192965
公開日1997年4月16日 申請日期1995年5月6日 優先權日1994年5月13日
發明者弗裡茨·萊伯, 沃爾夫岡·雷布霍爾茲 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司