带有可无级变速的副齿轮箱的驱动设备 【技术领域】
本发明涉及一种带有可无级变速的副齿轮箱(或分齿轮箱(infinitelyvariable sub-gear box)的驱动设备或装置(a drive arrangement),所述驱动设备具有两个旋转的齿轮件,借助于旋转连接件将所述两个齿轮件有效地或在运行关系上彼此连接起来,所述驱动设备还带有混合驱动装置(a hybrid drive),所述混合驱动装置包括第一驱动装置或驱动器(firstdrive)和至少一个另外的驱动装置或驱动器,所述驱动设备也带有至少一个输出装置。
背景技术
这种类型的驱动设备在驱动侧具有至少两个彼此不同的驱动马达或驱动发动机,由先有技术已经知道这种类型的驱动设备。例如将可以将彼此分开地受到控制的两个电动机连接在行星齿轮箱的上游。同样,今天在每个人的嘴上都在谈论包括内燃机和电动机的混合驱动装置。
目前开发这种已知的驱动设备是有依据的,从而可以改进它们的应用和效率。
【发明内容】
通过一种带有可无级变速的副齿轮箱的驱动设备实现本发明的目的,所述驱动设备具有两个旋转的齿轮件,通过一个旋转连接件将所述两个齿轮件有效地或在运行关系上彼此连接起来,所述驱动设备还具有混合驱动装置,所述混合驱动装置包括第一驱动装置和至少一个另外的驱动装置,所述驱动设备也具有至少一个输出装置,其特征在于,通过可无级变速的副齿轮箱将两个驱动装置中至少一个驱动装置或者直接地或者间接地以相互作用的方式连接到输出装置上。
在本发明的意义下,短语“可无级变速的副齿轮箱”实际上覆盖了所有类型的CVT齿轮箱(可以连续变速的传动齿轮箱),可以相应地有利地使用这些齿轮箱。
在这里把“混合驱动装置”这个词理解成意味着一个驱动设备或者一个齿轮箱的一种类型的驱动装置,在这里的情况下,将至少两个不同的驱动装置连接在所述驱动设备或齿轮箱的上游,中间和/或下游。
在一方面,在同一属类的驱动装置的情况下,可以借助于每个驱动装置的不同功率确定这些驱动装置之间的差别。在另一方面,也可以使用完全不同的引擎设计。例如,第一驱动装置可以是一个内燃机,而另一个驱动装置可以是一个电动机。
借助于可无级变速的副齿轮箱间接地将驱动设备的两个驱动装置中至少一个以相互作用的方式连接到输出装置上这个说法描述了一种驱动设备:在这种情况下,将可无级变速的副齿轮箱布置在两个驱动装置之一与输出装置之间的作用力多边形(或多向a force polygon)中。在这里,借助于可无级变速的副齿轮箱将驱动作用力传递到输出装置上,这就是说间接地实现传递。
与此相对而言,关于至少一个驱动装置,在作用力传递的情况下可以省去可无级变速的副齿轮箱。在这样的情况下,例如借助于链条,借助于带齿的带或者借助于两个驱动装置之一与输出装置之间的相互啮合的齿轮直接地传递驱动作用力。在这种类型的作用力多边形中,没有设置可无级变速的副齿轮箱。
一种特别有利的构形是:可无级变速的副齿轮箱是锥形和圆环齿轮箱(a cone and ring gear box)。
具体地与锥形和圆环齿轮箱联系起来,如果借助于可无级变速的副齿轮箱将所述至少一个驱动装置或者直接地或者间接地以相互作用的方式连接到输出装置上是有利的,这是因为可以以结构上特别小型的方式构成有这种类型的混合驱动装置的驱动设备或齿轮箱。这特别取决于以下事实:可以将各个锥体的锥体长度做成比通常短得多,这是因为:由于第一驱动装置的原因,可以例如省掉锥形和圆环齿轮箱的一些锥体部分,这些锥体部分用来产生锥体和圆环齿轮箱的某个齿轮比,比如启动齿轮比。因此,将锥体和圆环齿轮箱的结构做成特别短,这是因为:由于第一驱动装置例如电动机的原因,不再需要有为了启动可能需要的那些锥体部分。
因此,如果两个驱动装置中的一个驱动装置用于启动,同时使两个驱动装置中的第二个驱动装置脱开接合是有利地。这样,可以特别地实现本发明的驱动设备的一种类型的启动齿轮比。在本发明的意义下“启动齿轮比”指的是:齿轮箱特别是车辆齿轮箱的第一齿轮提供的齿轮比,如由先有技术已经充分知道的那样。
两个驱动装置中的一个驱动装置也可以类似地有利地用于驱动设备的超速传动(an overdrive),同时将两个驱动装置中的另一个脱开接合,或者使它空转,或者另外地使用它,例如用来发电。
如果第一驱动装置启动、同时将驱动设备的可无级变速的副齿轮箱旁路掉相应地也是有利的。在这里,如前面已经提到的那样,借助于可无级变速的副齿轮箱提供驱动设备的第一齿轮也不是必须的。
如果将一个行星齿轮箱布置在至少一个驱动装置与驱动设备的输出装置之间是有利的。借助于行星齿轮箱可以以结构上简单的方式在齿轮箱中实现转动方向的反向。这样,例如由结构的观点上特别简单地产生出反向齿轮。
另一种构形是:将可无级变速的副齿轮箱布置在第一驱动装置与另一个驱动装置之间。这样,甚至可以将本发明的驱动设备的结构做得更紧凑。
如果第一驱动装置和/或另一个驱动装置能够实现第一驱动方向、并且另一个驱动装置另外能够实现与第一驱动方向不同的另一个驱动方向是有利的。这样,在一方面,可以累加地或者交替地对于第一驱动方向使用两个驱动装置。例如,第一驱动装置提供驱动设备的齿轮的第一前向运行或转动,而另一个驱动装置例如与一个锥形和圆环齿轮箱结合起来提供齿轮的另一个前向运行或转动。
在另一方面,第一驱动装置可以实现与第一驱动方向不同的另一个驱动方向,这样的结果是:可以省去借助于为此目的设置的一个齿轮箱装置例如借助于一个行星齿轮箱使第一驱动方向的转动方向反向。例如,另一个驱动方向提供有驱动设备的逆向转动齿轮。
如果两个驱动装置之一是电动机是有利的。借助于电动机可以覆盖驱动设备的广泛的负载范围。例如,在汽车的情况下,这些负载范围是启动步骤。具体地说,可以有利地用电动机实现第一齿轮箱的齿轮或者逆向转动的齿轮。
在另一方面,为了实现驱动设备的长时间带负载运行,如果两个驱动装置之一是内燃机是有利的。
如果两个驱动装置中的第一驱动装置是另一个驱动装置的启动装置是有利的。例如,可以借助于电动机提供这种类型的启动装置,所述电动机构成本发明的驱动设备的两个驱动装置中的第一驱动装置。因此,可以省去否则通常用于内燃机的另一个E-启动器。
如果借助于可无级变速的副齿轮箱使启动的驱动装置和被启动的驱动装置同步或者借助于适当地选择齿轮比使启动的驱动装置和被启动的驱动装置同步是进一步有利的。
另一种构形是:可无级变速的副齿轮箱与行星齿轮箱的太阳齿轮处于直接的和/或间接的有效或运行接触状态。这样,可以以由作用力多边形图的结构的观点上看非常简单的方式实现转动方向的反向,借助于可无级变速的副齿轮箱实现这种反向。
如果在两个驱动装置中至少一个驱动装置与输出装置之间布置离合器是有利的。借助于所述离合器可以使两个驱动装置中至少一个驱动装置特别地与可无级变速的副齿轮箱脱开接合。由于这样的脱开接合,不需要强制性地使当时不进行驱动的驱动装置也同样地运动。在车辆的启动状态下例如如果当时电动机正在用做驱动装置、而仅只在后面的运行状态下才使内燃机接合,这是有利的。
假如要在两个驱动装置之一与输出装置之间实现不包括转动方向反向的作用力传递,这是有利的,这是因为如果在两个驱动装置中至少一个驱动装置与输出装置之间布置链条或驱动带在结构上很简单。
然而,假如要以一种由结构的观点上看不非常复杂的方式实现转动方向的反向,如果在两个驱动装置中至少一个驱动装置与输出装置之间布置直接相互啮合的齿轮是有利的。
将在描述附图的基础上解释本发明的另外的优点,目的和性质,在这些附图中示出了车辆的驱动设备,这些驱动设备具有第一和第二驱动装置,并且在这些驱动设备的情况下可以在多个驱动装置中至少一个驱动装置与输出装置之间接合锥形和圆环齿轮箱。
【附图说明】
在图中:
图1示意性地示出了车辆驱动设备的第一示例性实施例,所述驱动设备配有或带有锥形和圆环齿轮箱,可以与所述锥形和圆环齿轮箱接合的电动机(或电马达)和内燃机;
图2示意性地示出了车辆驱动设备的另一个示例性实施例,所述驱动设备配有或带有锥形和圆环齿轮箱,它还带有可以与所述锥形和圆环齿轮箱接合的内燃机,它还带有具有连接在所述锥形和圆环齿轮箱下游的电动机,所述电动机可以直接地与车辆驱动设备的输出装置相互作用;
图3示意性地示出了车辆驱动设备的另一个示例性实施例,所述驱动设备具有锥形和圆环齿轮箱,它还具有可以与所述锥形和圆环齿轮箱接合的内燃机,它还具有连接在所述锥形和圆环齿轮箱下游的电动机,所述电动机借助于行星齿轮箱与车辆驱动设备的输出装置相互作用;
图4示意性地示出了车辆驱动设备的另一个示例性实施例,所述驱动设备具有锥形和圆环齿轮箱,它还具有可以与所述锥形和圆环齿轮箱接合的内燃机,或者具有电动机,所述电动机或者间接地借助于相互啮合的齿轮或者直接地借助于链条驱动装置与车辆驱动设备的输出装置相互作用;
图5示意性地示出了车辆驱动设备的一个替代的示例性实施例,所述驱动设备具有锥形和圆环齿轮箱和可以与所述锥形和圆环齿轮箱接合的内燃机,或者具有电动机;
图6示意性地示出了结构特别简单的车辆驱动设备的一个示例性实施例,所述驱动设备具有锥形和圆环齿轮箱,它还具有连接在所述锥形和圆环齿轮箱上游并且可以脱开接合的内燃机,它还具有连接在所述锥形和圆环齿轮箱下游并且可以脱开接合的电动机;
图7示意性地示出了另一种结构特别简单的车辆驱动设备的一个示例性实施例,所述驱动设备具有内燃机和以脱开接合的方式连接在锥形和圆环齿轮箱上游的电动机;
图8示意性地示出了另一种车辆驱动设备,所述驱动设备具有锥形和圆环齿轮箱,它还具有内燃机或电动机,这些内燃机或电动机可以与所述锥形和圆环齿轮箱接合,并且在每种情况下借助于链条驱动装置或者间接地或者直接地与车辆驱动设备的输出装置相互作用;
图9示意性地示出了车辆驱动设备的另一个示例性实施例,所述驱动设备具有锥形和圆环齿轮箱,它还具有可以与所述锥形和圆环齿轮箱接合的内燃机,它还具有连接在所述锥形和圆环齿轮箱下游的电动机,所述电动机借助于替代的行星齿轮箱与车辆驱动设备的输出装置相互作用;以及
图10示意性地示出了车辆驱动设备的另一个示例性实施例,所述驱动设备具有锥形和圆环齿轮箱,它还具有可以与所述锥形和圆环齿轮箱接合的内燃机,它还具有连接在所述锥形和圆环齿轮箱下游的电动机,所述电动机借助于另一种替代的行星齿轮箱与车辆驱动设备的输出装置相互作用。
【具体实施方式】
图1中所示的驱动设备1基本上包括由先有技术已知的锥形和圆环齿轮箱2和行星齿轮箱3,其中,将电动机5(或电马达)和内燃机6都用法兰安装在驱动侧4。在输出侧7,在车辆(在这里未示出)的驱动轴9上设置有差动齿轮箱8。
锥形和圆环齿轮箱2具有输入锥体10、输出锥体11和连接这两个锥体10,11的摩擦环12。所述摩擦环12在所述两个锥体10和11之间的间隙13中以可无级变速的方式往返行进(或来回运行),从而实现了可无级变速的齿轮比。在这里,摩擦环12包围着输入锥体10。
在电动机5与内燃机6之间设置或布置有驱动轴离合器16,借助于所述驱动轴离合器,所述内燃机6当需要时可以与驱动侧4的驱动轴14脱开接合。
电动机5和内燃机6通过法兰安装在输入锥体10上,所述输入锥体10关于驱动轴14转动。在输入锥体10与两台驱动装置(或马达或者电动机和内燃机)5,6之间设有驱动轴链轮15。
锥形和圆环驱动装置2的输出锥体11关于锥形和圆环齿轮箱2的输出轴17转动。将输出链轮18固定到输出轴17上。
借助于驱动轴链轮15或输出轴链轮18可以将马达5,6的驱动作用力直接地同时包括行星齿轮箱3以及锥形和圆环齿轮箱2的旁路,或者间接地同时包括锥形和圆环齿轮箱2和行星齿轮箱3传递到主输出轴19上。
为此目的,通过离合器34将行星齿轮3连接到第一作用力输出链轮20上,所述离合器借助于驱动链条21与驱动轴链轮15连接。“驱动轴链轮15-作用力输入链轮20-第一驱动链条21”组件单元实现第一作用力传动系或第一作用力传递(first train of forces)22。
借助于“输出轴链轮18-第二作用力输入链轮24-第二驱动链条25”组件单元实现第二作用力传动系或第二作用力传递23。
借助于第一作用力传动系或第一作用力传递22可以将马达5,6的驱动作用力直接地传递到主输出轴19上。第二作用力传动系或第二作用力传递23设置成通过锥形和圆环齿轮箱2将马达5,6的驱动作用力传递到主输出轴19上。在后一种布置(或可能性)的情况下,可以按照要求改变齿轮箱的齿轮比。
在使用第一作用力传动系22情况下和使用第二作用力传动系23的情况下都不会出现相对驱动轴14和主输出轴19的转动方向的改变。
然而,如果希望在驱动轴的转动方向26与主输出轴的转动方向27之间出现转动方向的这种改变,或者如果这种改变是所需要的或必要的时,可以将行星齿轮箱3集成到作用力传动系中,如在下面在图3的基础上以示例的方式解释的那样。
行星齿轮箱3包括太阳齿轮轴28。将所述行星齿轮箱3的太阳齿轮29设置在所述太阳齿轮轴28上。从而所述太阳齿轮29与行星齿轮30和31(在此图中仅只示出了两个行星齿轮)啮合。
把所述或这些行星齿轮安装在行星齿轮架(或行星齿轮携带装置)32上。进而关于主输出轴19可以转动地安装行星齿轮架32,并且可以把所述行星齿轮架32固定到驱动设备1的齿轮箱壳体33上,从而可以阻止行星齿轮架32旋转。
进而,行星齿轮架32具有行星齿轮架的离合器34,借助于所述离合器可以使所述行星齿轮架32与第一作用力输入链轮20接合或者脱开接合。
行星齿轮箱3另外还具有环形齿轮35,所述环形齿轮一方面被固定到主输出轴19上,而另一方面借助于环形齿轮离合器36可以与所述行星齿轮箱3的太阳齿轮轴28进行接合或脱开接合。
假如以示例的方式将马达5或6和两者中之一的作用力由驱动轴14传递到主输出轴19的输出链轮37上,没有锥形和圆环齿轮箱2的中间连接,就要将行星齿轮架的离合器34关闭,从而,在第一作用力输入链轮20与行星齿轮架32之间存在作用力传递。在这种情况下,作用力由行星齿轮架32传递到行星齿轮30和31上,且再由所述行星齿轮传递到被固定到主输出轴19上的环形齿轮35上。环形齿轮离合器36在这种情况下是打开的,从而环形齿轮35与太阳齿轮轴28彼此脱开接合。这些驱动作用力最后通过主输出轴19传递到主输出链轮37上,并且由所述主输出链轮传递到差动齿轮箱8上。在这种情况下,锥形和圆环齿轮箱2和太阳齿轮29一起处于转动状态,从而通过太阳齿轮29也可以传递扭矩,并且因此附加地也可以通过锥形和圆环齿轮箱2传递扭矩。
在借助于第一驱动链条21在驱动轴链轮15和第一作用力输入链轮20之间进行作用力传递的情况下,所述驱动轴的转动方向26和所述主输出轴的转动方向27并非保持相同,而在前面描述过的通过行星齿轮箱3传递作用力的情况下发生转动方向的改变。
如果通过锥形和圆环齿轮箱2实现发动机5或6与主输出轴19之间的作用力传递,将行星齿轮架的离合器34打开,使得仅只第一作用力输入链轮20转动,而没有作用力传递到环形齿轮35上。
如果在这样的作用力传递的情况下使环形齿轮离合器36接合,那么,借助于第二驱动链条25由锥形和圆环齿轮箱2的输出轴17传递到太阳齿轮轴28上的作用力将会通过环形齿轮离合器36和主输出轴19被直接地传递到主输出链轮37上。在这个过程中,不会实现转动方向在驱动轴14与主输出链轮37之间的反向。
如果反过来使行星齿轮箱3的环形齿轮离合器36脱开接合,来自太阳齿轮轴28的作用力通过太阳齿轮29,环形齿轮35和主输出轴19被传递到主输出链轮37上。在这种情况下,行星齿轮架32被固定到驱动设备1的齿轮箱壳体33上,所以,行星齿轮架32不转动。在这个实施例中,借助于行星齿轮箱3实现转动方向在驱动轴14的驱动轴转动方向26与主输出轴19的主输出轴转动方向27之间的反向,使得主输出轴19以及因此主输出链轮37具有与驱动轴14的转动方向26相反的主输出轴的转动方向38。
借助于本发明的驱动设备1的结构可以在结构上以特别简单的方式实现将马达5或6之一的作用力直接传递到差动齿轮箱8,并且因此传递到两个车轮39和40的驱动轴9上。
在另一方面,借助于锥形和圆环齿轮箱2改变作用力的传递和转动速度。借助于连接在驱动轴14与差动齿轮箱8之间的本发明的行星齿轮箱3可以在结构上以特别简单的方式实现转动方向的反向,如前面描述过的那样。
不用说,也可以将马达5,6之一设置在主输出轴19的区域,并且可以将马达5,6之一通过皮带、链条或类似件连接到驱动轴14上,和/或另外地,驱动链条21,25可以使链轮对15,20和/或18,24直接地彼此啮合。
在图2中示出的驱动设备101基本上具有与图1的驱动设备1相同的构造。
驱动设备101同样具有锥形和圆环齿轮箱102以及行星齿轮箱103。在驱动设备101也设置有电动机105和内燃机106。然而,发动机105和106不设置在共同的驱动轴114上。仅只将内燃机106设置在锥形和圆环齿轮箱102的驱动轴114上。将电动机105直接固定到齿轮箱101的主输出轴119上。
进而,驱动轴链轮115和第一作用力输入链轮120彼此直接啮合,从而不需要在这两个链轮115,120之间有驱动链条。借助于两个链轮115和120的直接啮合实现转动方向关于驱动轴114和主输出轴119的反向,从而,在驱动轴的转动方向126的情况下,主输出轴119在主输出轴的相反的转动方向138上转动。
锥形和圆环齿轮箱102具有输入锥体110和输出锥体111,其中,借助于摩擦环112将两个锥体110,111彼此连接起来。摩擦环112在轴向上可相对于驱动轴114关于两个锥体110,111位移。
输出锥体111关于输出轴117转动、并且在所述输出轴上转动,在所述输出轴的一端设置有输出轴链轮118。借助于驱动链条125将由内燃机106产生的驱动作用力传递到主输出轴119的第二作用力输入链轮124上。
借助于驱动轴离合器116将内燃机106连接到驱动轴114上,从而,可以使所述离合器接合或脱开接合。
在行星齿轮箱103的区域,可以将太阳齿轮轴128看作主输出轴119的一个部分。太阳齿轮129安装在太阳齿轮轴128上。在这里,太阳齿轮129与行星齿轮箱103的行星齿轮130,131接触。行星齿轮130,131安装在行星齿轮架132上,其方式使得它们直接与行星齿轮箱103的环形齿轮135接触。
进而,通过行星齿轮离合器134将行星齿轮架132连接到第一作用力输入链轮120上。
行星齿轮箱103具有环形齿轮离合器136。在行星齿轮箱103的区域中的作用力可以通过闭合的环形齿轮离合器136直接由太阳齿轮轴128传递到环形齿轮135上,并且因此进而借助于环形齿轮离合器136通过主输出轴119传递到主输出链轮137上。在这种情况下,电动机105空转。在这种状态下,电动机例如可以用来发电。
作用力可以进一步向前由主输出链轮137传递到差动齿轮箱108,并且借助于驱动轴109由那里传递到两个驱动车轮139和140上。
然而,如果环形齿轮离合器136是打开的,从而使得没有任何作用力可以直接由太阳齿轮轴128传递到环形齿轮135上,驱动作用力由太阳齿轮轴128通过太阳齿轮129传递到行星齿轮130,131上,并且进而传递到环形齿轮135上。在这种情况下,实现了转动方向在太阳齿轮轴128与主输出轴119之间在主输出链轮137的区域中的反向。这种情况与闭合的环形齿轮离合器136的情况不同,在后者情况下,太阳齿轮轴128和主输出轴119的转动方向保持相同。在行星齿轮架132自由转动的情况下,扭矩既通过太阳齿轮129和锥形和圆环齿轮箱102传递,又通过行星齿轮131传递。在这种情况下,必须使行星齿轮架的离合器134闭合。
如果环形齿轮离合器136是打开的,在一个特定的运行模式中,可以把行星齿轮架132固定到齿轮箱101的壳体133上,并且也可以将离合器134打开,从而阻止行星齿轮架132的转动。
不用说,在这个示例性实施例的情况下,一方面可以将马达105,106都设置在驱动轴114上。在另一方面,也可以通过驱动链条实现驱动轴链轮115与第一主输出轴链轮120之间的作用力传递。
在图3中另外示出的驱动设备201包括锥形和圆环齿轮箱202,行星齿轮箱203和与驱动轴209接触的差动齿轮箱203,所述驱动轴209驱动两个驱动车轮239和240。驱动设备201可选地由电动机205或者内燃机206驱动。
锥形和圆环齿轮箱202基本上包括输入锥体210,输出锥体211和摩擦环212。输入锥体210关于驱动轴214转动。借助于离合器216将内燃机206设置在驱动轴214上。输出锥体211关于输出轴217转动。输出轴217在它的端部之一具有输出轴链轮218。
为了将由内燃机206引进驱动设备201中的驱动作用力传递到主输出轴219上,一方面可以使用第一作用力传动系或作用力传递222,而另一方面可以使用第二作用力传动系或作用力传递223。
第一作用力传动系222是基本上由驱动轴链轮215和第一作用力输入链轮220形成的过程。借助于太阳齿轮轴离合器245把第一作用力输入链轮220连接到行星齿轮箱203的太阳齿轮轴228上。这意味着第一作用力传递系222可以借助于太阳齿轮轴离合器245将作用力传递到行星齿轮箱203。在太阳齿轮轴离合器245是打开的情况下,这是不可能的。
将行星齿轮箱203的太阳齿轮229布置在太阳齿轮轴228与太阳齿轮轴离合器245相反的那一端。太阳齿轮229与行星齿轮230,231接触。把行星齿轮230,231安装在行星齿轮架232上。行星齿轮架232在一端具有环形齿轮离合器236。借助于环形齿轮离合器236可以使行星齿轮架232与行星齿轮箱203的环形齿轮235接合或者与所述环形齿轮脱开接合。
环形齿轮235的环形齿轮内齿246与行星齿轮箱203的行星齿轮230和231接合。环形齿轮235的环形齿轮外齿247与差动齿轮箱208处于有效或运行接触状态。
第二作用力传动系223基本上包括输出轴链轮218,驱动链条225和行星齿轮架链轮248。把行星齿轮架链轮248固定到行星齿轮架232上。
借助于前面描述的驱动设备201可以将由内燃机206开始的作用力首先通过锥形和圆环齿轮箱203和行星齿轮箱203传递到差动齿轮箱208上。借助于行星齿轮箱203可以使转动方向反向,从而,在一方面可以实现齿轮的前向运行,而在另一方面可以实现齿轮的逆向运行。如果把行星齿轮离合器236关闭,这就是说,如果环形齿轮235直接与行星齿轮架232接合,那么,在驱动轴214与环形齿轮外齿247之间不会出现转动方向的反向。然而,如果环形齿轮离合器236是打开的,那么,在行星齿轮架232与环形齿轮235之间不会通过离合器236发生作用力传递。而是,借助于行星齿轮230,231将驱动作用力传递到环形齿轮内齿246上,这样的结果是,出现转动方向的反向,如前面描述过的那样。在这种情况下,必须关闭行星齿轮架离合器245。
类似地通过行星齿轮箱203在电动机205与差动齿轮箱208之间实现作用力传递。在这里,也可以实现齿轮的前向运行和齿轮的逆向运行,其中,借助于对电动机205的控制而且不借助于行星齿轮箱203或锥形和圆环齿轮箱203实现驱动设备201的转动方向的反向以及转动速度的改变,如在内燃机206的情况下可能发生的那样。当把环形齿轮离合器236关闭起来时,在同时也构成电动机205的驱动轴的主输出轴219与环形齿轮外齿247之间达到相同的转动方向。如果环形齿轮离合器236是打开的,通过行星齿轮230,231关闭电动机205与环形齿轮外齿247之间的作用力传递。在这种情况下,使主输出轴219的转动方向关于环形齿轮外齿247反向。在这种情况下,必须闭合行星齿轮架离合器245。
在图4中示出的驱动设备301类似地具有锥形和圆环齿轮箱302,行星齿轮箱303,在输入侧304的电动机305和内燃机306,以及在输出侧307带有驱动轴309的差动齿轮箱308,在所述驱动轴上布置有驱动车轮339和340。
锥形和圆环齿轮箱302包括输入锥体310,输出锥体311以及在两个锥体310,311之间实现接触的摩擦环312。把输入锥体310安装在驱动轴314上,电动机305和/或内燃机306直接驱动所述驱动轴314。为了实现作用力由马达305,306之一传递到主输出轴319上、而在此过程中不使用锥形和圆环齿轮箱302,把驱动轴链轮315固定到驱动轴314上。驱动轴链轮315与第一作用力输入链轮320一起形成第一作用力传递系322,通过这个作用力传递系可以建立驱动轴314与主输出轴319之间的作用力传递。
假如要通过摩擦环齿轮箱302将驱动作用力传递到主输出轴319上,可以借助于第二作用力传动系323实现这一目的,所述第二作用力传递系基本上包括输出轴链轮318,第二作用力输入链轮324和驱动链条325,借助于所述驱动链条在两个链轮318与324之间实现连接。
在直接传递作用力而不用锥形和圆环齿轮箱302的情况下,把环形齿轮离合器336关闭。这样,可以将驱动作用力由第一作用力输入链轮320传递到行星齿轮箱303的环形齿轮335上。在这个过程中,将驱动作用力传递到行星齿轮330和331上,并且由这些行星齿轮传递到太阳齿轮329上。驱动作用力由那里被传递到太阳齿轮轴328上,并且在行星齿轮架离合器348关闭的情况下,通过行星齿轮架332传递到主输出轴319上,并且,通过主输出链轮337由那里传递到差动齿轮箱308上。
假如要通过锥形和圆环齿轮箱302实现作用力传递,那么,将环形齿轮离合器336打开,并且关闭行星齿轮架离合器348。在这里,通过第二作用力传动系323将驱动作用力传递到太阳齿轮轴328上,并且通过环形齿轮离合器348传递到主输出轴319上,并由那里通过主输出链轮337传递到差动齿轮箱308上。通过打开行星齿轮架离合器348,可以使转动方向反向,并且可以实现齿轮的逆向。因为逆向齿轮仅只使用很短的时间,通过行星齿轮箱303的任何损失都是可以接受的。
在图5中示出的驱动设备401基本上包括锥形和圆环齿轮箱402,行星齿轮箱403以及差动齿轮箱408。在所述驱动设备401的驱动侧404,将电动机405和内燃机406设置在驱动轴414上。
将驱动轴离合器416布置在内燃机406与驱动轴414之间,从而,如果需要,可以使内燃机406与驱动轴414脱开接合。例如如果借助于电动机405驱动作用力仅只作用在驱动轴414上,这样做是有利的。在内燃机406应提供驱动作用力的情况下,把驱动轴离合器416关闭,其中,电动机405或者仅只空转,且如果适当布置可以发电,或者以支撑的方式将另外的驱动作用力传递到驱动轴414上。
把锥形和圆环齿轮箱402的输入锥体410和驱动轴链轮415都装接到驱动轴414上。
锥形和圆环齿轮箱402除了输入锥体410以外还具有输出锥体411,其中,借助于摩擦环412将输入锥体410与输出锥体411在有效地或在运行关系上连接起来。输出锥体411关于锥形和圆环齿轮箱402的输出轴417转动。输出轴417与输出轴链轮418接触,并且借助于驱动链条425与行星齿轮箱403的环形齿轮435的环形齿轮轴450的作用力输入链轮424接触。
借助于通过两个链轮418,424和驱动链条425的连接形成驱动设备401的第二作用力传动系423。驱动轴链轮415和第一作用力输入链轮420形成驱动设备401的第一作用力传动系422。
既借助于第一作用力传动系422又借助于第二作用力传动系423可以可选地将驱动作用力由驱动设备401的驱动侧404传递到输出侧407。
环形齿轮435通过环形齿轮的内齿446与行星齿轮430和431联系起来或连通,其中,将来自行星齿轮430,431的驱动作用力被传递到行星齿轮架432上。将行星齿轮架432直接连接到主输出轴419上,所述主输出轴419借助于主输出链轮437与差动齿轮箱408接触。
行星齿轮箱403在环形齿轮435与行星齿轮架432之间具有环形齿轮离合器436。如果所述环形齿轮离合器436是关闭的,并且如果借助于第二作用力传动系423传递驱动作用力,那么,将把驱动作用力由环形齿轮435直接传递到行星齿轮架432上。由那里驱动作用力被直接引进主输出轴419。
假如不借助于锥形和圆环齿轮箱402把两个驱动驱动装置(或马达)405,406的驱动作用力传递到第二作用力传动系423上,而是借助于第一作用力传动系422将马达的驱动作用力直接由驱动轴414传递到行星齿轮箱403上,那么,环形齿轮离合器436是打开的,并且将太阳齿轮轴离合器445关闭。在这个过程中,通过太阳齿轮轴离合器445将驱动作用力由第一作用力输入链轮420传递到行星齿轮箱403的太阳齿轮轴428上。驱动作用力由那里传递到太阳齿轮429上,驱动作用力再由那里传递到行星齿轮430,431上,并且进一步传递到行星齿轮架432上以及连接到其上的主输出轴419上。
不用说,也可以将马达405,406之一布置在输出侧407,例如布置在主输出轴419上,并且可以将马达405,406中的另一个马达布置在输入侧404。进而,第一作用力传动系422也可以具有驱动链条,借助于所述驱动链条将驱动作用力由驱动轴链轮415传递到第一驱动输入链轮420上。
在图6和7中示出的驱动设备501和601突出在于特别简单的结构。两个驱动设备都省去了行星齿轮箱,借助于这样的行星齿轮箱例如可以实现转动方向的反向。
因此,驱动设备501具有锥形和圆环齿轮箱502,所述锥形和圆环齿轮箱包括输入锥体510,输出锥体511以及摩擦环512。进而,驱动设备501包括内燃机506,借助于驱动轴离合器516把所述内燃机固定到驱动轴514上。借助于驱动轴离合器516可以使内燃机506与锥形和圆环齿轮箱502接合或者与锥形和圆环齿轮箱502脱开接合。
进而,将电动机505布置在输出轴517上。把所述输出轴517连接到锥形和圆环齿轮箱502的输出锥体511上。
把输出轴离合器560在电动机505与输出锥体511之间集成到输出轴517上,借助于所述输出轴离合器可以使电动机505与输出锥体511接合,或者与输出锥体511脱开接合。借助于输出轴517和驱动轴链轮518使电动机505直接与驱动设备501的差动齿轮箱508处于运行连接状态。
将驱动作用力由差动齿轮箱508传递到驱动轴509上,并且由那里传递到驱动车轮539和540上。
在这个示例性实施例中,由电动机505实现齿轮的逆转(the reversegear),其中当仅只使用电动机505作为驱动装置时,锥形和圆环齿轮箱502不空转。
图7中所示的驱动设备601具有锥形和圆环齿轮箱602,所述齿轮箱具有输入锥体610,输出锥体611和摩擦环612。
与图6的驱动设备501相比,在图7的驱动设备601的情况下,将电动机605和内燃机606都布置在锥形和圆环齿轮箱602的驱动轴614上。为了使电动机605和内燃机606都能够与驱动轴614接合或者与驱动轴614脱开接合,在电动机605与驱动轴614之间设置有电动机离合器665,并且在内燃机606与驱动轴614之间设置有内燃机离合器666。由于重量的原因,可以将电动机离合器665省去。
把输出轴链轮618固定到输出轴617上,锥体和圆环齿轮箱602的输出锥体611关于所述输出轴617转动。输出轴链轮与差动齿轮箱608处于有效的接触状态,所以,驱动作用力可以由所述输出轴链轮618传递到差动齿轮箱608上。在差动齿轮箱608上设置有驱动轴609,所述驱动轴具有第一驱动车轮639和第二驱动车轮640。
不用说,在这些示例性实施例的情况下,在每种情况下最好以下述方式控制行星齿轮箱:使行星齿轮箱在优选的转动方向上不工作,使得由于行星齿轮箱可能产生的损失可以达到最小,并且,这样的损失仅只在通常较少出现的转动方向上出现。
图8中示出的另一种驱动设备701基本上包括锥形和圆环齿轮箱702和行星齿轮箱703,在驱动侧704,一方面将电动机705而另一方面将内燃机706布置在驱动轴714上。在输出侧707,在车辆的驱动轴709上设置差动齿轮箱708,在这里没有示出车辆的任何细节。
锥形和圆环齿轮箱702包括输入锥体710,输出锥体711以及设置在它们之间的摩擦环712,所述摩擦环确保实现两个锥体710,711之间的接触。在这里,将输入锥体710安装在驱动轴714上,从而可以由电动机705或者内燃机706直接驱动输入锥体710。
通过驱动轴链轮715,第一驱动链条721和第一作用力输入链轮720可以直接实现作用力由马达705,706中之一传递到所示的驱动设备701的主输出轴719上,而在此过程中不使用锥形和圆环齿轮箱702。
如果通过摩擦环齿轮箱702将驱动作用力传递到主输出轴719上,在这里借助于第二作用力传动系723实现这样的传递,所述第二作用力传动系723基本上包括输出链轮718,第二作用力输入链轮724和相对应的第二驱动链条725。将输出轴链轮718布置在输出轴717上,输出锥体711关于所述输出轴转动。借助于驱动链条725实现输出轴链轮718与作用力输入链轮724之间的连接。
如果希望在驱动轴714与主输出轴719之间实现直接的作用力传递,启动环形齿轮离合器736,这就是说,将来自第一作用力输入链轮720的驱动作用力传递到在这种情况下使用的行星齿轮箱703的环形齿轮735上。在这个过程中,将驱动作用力传递到行星齿轮730和731上,并且也由这些齿轮传递到太阳齿轮729上。将驱动作用力进一步由那里传递到太阳齿轮轴728上,并且在行星齿轮架的离合器748关闭的情况下,通过行星齿轮架732将驱动作用力传递到主输出轴719上,并且通过主输出轴719的主输出链轮737将驱动作用力由那里传递到差动齿轮箱708上。
如果通过锥形和圆环齿轮箱702实现作用力传递,那么,要将环形齿轮离合器736关闭起来,而不是打开的,并且关闭行星齿轮架的离合器748。在这种情况下,借助于第二作用力传动系723将驱动作用力传递到太阳齿轮轴728上,并且通过环形齿轮离合器748传递到主输出轴719上。通过主输出链轮737进一步将驱动作用力由那里传递到差动齿轮箱708上。
通过打开行星齿轮架的离合器748可以使转动方向反向,并且可以实现驱动设备701的齿轮的逆向运行。因为在实际应用中,逆向转动的齿轮仅只使用很短的时间,所以由行星齿轮箱703所造成的任何功率损失都是可接受的。
图9的驱动设备801基本上包括锥形和圆环齿轮箱802和行星齿轮箱803。在它的驱动侧804,驱动设备801具有电动机805和内燃机806。借助于驱动轴离合器816可以使内燃机806与这里的驱动轴814脱离耦合。也把驱动轴链轮815和锥形和圆环齿轮箱的输入锥体810固定到这个驱动轴814上。
在驱动设备801的输出侧807,将差动齿轮箱808设置在驱动轴809上,所述驱动轴具有第一驱动车轮839和第二驱动车轮840。
借助于主输出链轮837把差动齿轮箱808连接到主输出轴819上,通过第一作用力传动系822和/或第二作用力传动系823可以将主输出轴819连接到驱动设备801的驱动侧804。
关于第一作用力传动系822,驱动轴链轮815与第一作用力输入链轮820啮合,借助于环形齿轮离合器836可以使输入链轮820与行星齿轮箱803的环形齿轮835接触。如果将环形齿轮离合器836关闭,可以将驱动作用力传递到行星齿轮箱803的环形齿轮835上,并且借助于第一行星齿轮830和第二行星齿轮831进一步由那里传递到被固定到主输出轴819上的太阳齿轮829上。
把行星齿轮830,831固定在行星齿轮架832上,行星齿轮架832包括行星齿轮架的离合器834,并且借助于所述行星齿轮架的离合器可以使行星齿轮架834直接与主输出轴819接触。
把第二作用力输入链轮824直接固定到行星齿轮架832上,所述作用力输入链轮是第二作用力传动系823的一个组成部分。假如要通过这个第二作用力传动系823将驱动作用力由两台驱动装置(或马达)805,806中之一传递到主输出轴819上,那么,将环形齿轮离合器836打开,从而可以通过锥形和圆环齿轮箱802的输入锥体810通过锥形和圆环齿轮箱802的摩擦环812将驱动作用力传递到锥形和圆环齿轮箱802的输出锥体811上,并且在此过程中传递到锥形和圆环齿轮箱802的输出轴817上。将第二作用力传动系823的输出轴链轮818固定到输出轴817上。借助于驱动链条825可以将驱动作用力由输出轴链轮818传递到第二作用力输入链轮824上,并且因此类似地通过行星齿轮箱803将驱动作用力传递到主输出轴819上。
借助于行星齿轮箱803可以在主输出轴819上实现转动方向的反向,在行星齿轮箱中,将行星齿轮架的离合器834打开或者关闭。
图10中示出的另一种驱动设备901包括锥形和圆环齿轮箱902和行星齿轮箱903。
在这个示例性实施例中,锥形和圆环齿轮箱902包括输入锥体910,输出锥体911以及摩擦环912,所述摩擦环确保实现输入锥体910与输出锥体911之间的接触。输入锥体910与驱动轴914一起转动,将电动机905以及内燃机906安装在所述驱动轴914上,其方式使得可以使这些驱动装置接合。在内燃机906与驱动轴914之间附加地连接驱动轴离合器916。驱动轴914还附加地具有驱动轴链轮915。
输出锥体911与输出轴917一起转动,在所述输出轴的一端布置有输出轴链轮918。
行星齿轮箱903具有太阳齿轮929,所述太阳齿轮是驱动设备901的主输出轴919的一个组成部分。进而,行星齿轮箱903具有行星齿轮架932,可以将所述行星齿轮架固定在齿轮箱壳体933上。
太阳齿轮929与行星齿轮930和931啮合,这些行星齿轮进而与行星齿轮箱903的环形齿轮935接触。
行星齿轮架932借助于行星齿轮架的离合器934与主输出轴919的第一作用力输入链轮920接触。所述第一作用力输入链轮920与主动轴链轮915一起形成第一作用力传动系922,借助于所述作用力传动系可以将驱动作用力由驱动轴914传递到主输出轴919上。然而,为此目的,必须将行星齿轮架的离合器934关闭,其中不通过锥体和圆环齿轮箱902实现作用力传递。
这个驱动设备901具有第二作用力传动系923,所述第二作用力传动系基本上包括已经提到的输出轴链轮918,驱动链条925和第二作用力输入链轮924。在这里,将第二作用力输入链轮924直接固定到环形齿轮935的环形齿轮轴950上。
取决于主输出轴919所想要的转动方向,将环形齿轮离合器936打开或关闭。
借助于主输出链轮937将以这样方式传递到主输出轴919上的驱动作用力传递到差动齿轮箱908上。作用力由这个差动齿轮箱908传递到驱动轴909上,所述驱动轴909具有第一驱动车轮939和第二驱动车轮940。
附图标记表
1 驱动设备或驱动装置
2 锥形和圆环齿轮箱
3 行星齿轮箱
4 驱动侧
5 电动机
6 内燃机
7 输出侧
8 差动齿轮箱
9 驱动轴
10 输入锥体
11 输出锥体
12 摩擦环
13 间隙
14 驱动轴
15 驱动轴链轮
16 驱动轴离合器
17 输出轴
18 输出轴链轮
19 主输出轴
20 主输出轴链轮
21 第一驱动链条
22 第一作用力传动系或传递
23 第二作用力传动系或传递
24 第二作用力输入链轮
25 第二驱动链条
26 驱动轴的转动方向
27 主输出轴的转动方向
28 太阳齿轮轴
29 太阳齿轮
30 第一行星齿轮
31 第二行星齿轮
32 行星齿轮架(或行星齿轮携带装置)
33 齿轮箱壳体
34 行星齿轮架的离合器
35 环形齿轮
36 环形齿轮离合器
37 主输出链轮
38 主输出轴的相反的转动方向
39 第一驱动车轮
40 第二驱动车轮
101 驱动设备
102 锥形和圆环齿轮箱
103 行星齿轮箱
105 电动机
106 内燃机
108 差动齿轮箱
109 驱动轴
110 输入锥体
111 输出锥体
112 摩擦环
114 驱动轴
115 驱动轴链轮
116 驱动轴离合器
117 输出轴
118 输出轴链轮
119 主输出轴
120 第一作用力输入链轮
122 第一作用力传动系
124 第二作用力输入链轮
125 驱动链条
126 驱动轴的转动方向
128 太阳齿轮轴
129 太阳齿轮
130 第一行星齿轮
131 第二行星齿轮
132 行星齿轮架
133 齿轮箱壳体
134 行星齿轮架的离合器
135 环形齿轮
136 环形齿轮离合器
137 主输出链轮
138 主输出轴的相反的转动方向
139 第一驱动车轮
140 第二驱动车轮
201 驱动设备
202 锥形和圆环齿轮箱
203 行星齿轮箱
205 电动机
206 内燃机
208 差动齿轮箱
209 驱动轴
210 输入锥体
211 输出锥体
212 摩擦环
214 驱动轴
215 驱动轴链轮
216 驱动轴离合器
217 输出轴
218 输出轴链轮
219 主输出轴
220 第一作用力输入链轮
222 第一作用力传动系
223 第二作用力传动系
225 驱动链条
228 太阳齿轮轴
229 太阳齿轮
230 第一行星齿轮
231 第二行星齿轮
232 行星齿轮架
235 环形齿轮
236 环形齿轮离合器
239 第一驱动车轮
240 第二驱动车轮
245 太阳齿轮轴离合器
246 环形齿轮内齿
247 环形齿轮外齿
248 行星齿轮架链轮
301 驱动设备
302 锥形和圆环齿轮箱
303 行星齿轮箱
304 驱动侧
305 电动机
306 内燃机
307 输出侧
308 差动齿轮箱
309 驱动轴
310 输入锥体
311 输出锥体
312 摩擦环
314 驱动轴
315 驱动轴链轮
316 驱动轴离合器
317 输出轴
318 输出轴链轮
319 主输出轴
320 第一作用力输入链轮
322 第一作用力传动系
323 第二作用力传动系
324 第二作用力输入链轮
325 驱动链条
328 太阳齿轮轴
329 太阳齿轮
330 第一行星齿轮
331 第二行星齿轮
332 行星齿轮架
335 环形齿轮
336 环形齿轮离合器
337 主输出链轮
339 第一驱动车轮
340 第二驱动车轮
401 驱动设备
402 锥形和圆环齿轮箱
403 行星齿轮箱
404 驱动侧
405 电动机
406 内燃机
407 输出侧
408 差动齿轮箱
410 输入锥体
411 输出锥体
412 摩擦环
414 驱动轴
415 驱动轴链轮
416 驱动轴离合器
417 输出轴
418 输出轴链轮
419 主输出轴
420 第一作用力输入链轮
422 第一作用力传动系
423 第二作用力传动系
424 第二作用力输入链轮
425 驱动链条
428 太阳齿轮轴
429 太阳齿轮
430 第一行星齿轮
431 第二行星齿轮
432 行星齿轮架
435 环形齿轮
436 环形齿轮离合器
437 主输出链轮
445 太阳齿轮轴离合器
446 环形齿轮内齿
450 环形齿轮轴
501 驱动设备
502 锥形和圆环齿轮箱
505 电动机
506 内燃机
508 差动齿轮箱
509 驱动轴
510 输入锥体
511 输出锥体
512 摩擦环
516 驱动轴离合器
517 输出轴
518 输出轴链轮
539 第一驱动车轮
540 第二驱动车轮
560 输出轴离合器
601 驱动设备
602 锥形和圆环齿轮箱
605 电动机
606 内燃机
608 差动齿轮箱
609 驱动轴
610 输入锥体
611 输出锥体
612 摩擦环
614 驱动轴
617 输出轴
618 输出轴链轮
639 第一驱动车轮
640 第二驱动车轮
665 电动机离合器
666 内燃机离合器
701 驱动设备
702 锥形和圆环齿轮箱
703 行星齿轮箱
704 驱动侧
705 电动机
706 内燃机
708 差动齿轮箱
709 驱动轴
710 输入锥体
711 输出锥体
712 摩擦环
714 驱动轴
715 驱动轴链轮
716 驱动轴离合器
717 输出轴
718 输出轴链轮
719 主输出轴
720 第一作用力输入链轮
721 第一驱动链条
722 第一作用力传动系
723 第二作用力传动系
724 第二作用力输入链轮
725 第二驱动链条
726 太阳齿轮轴
727 太阳齿轮
728 第一行星齿轮
729 第二行星齿轮
730 行星齿轮架
735 环形齿轮
736 环形齿轮离合器
737 主输出链轮
748 行星齿轮架的离合器
801 驱动设备
802 锥形和圆环齿轮箱
803 行星齿轮箱
804 驱动侧
805 电动机
806 内燃机
807 输出侧
808 差动齿轮箱
809 驱动轴
810 输入锥体
811 输出锥体
812 摩擦环
814 驱动轴
815 驱动轴链轮
816 驱动轴离合器
817 输出轴
818 输出轴链轮
819 主输出轴
820 第一作用力输入链轮
822 第一作用力传动系
823 第二作用力传动系
824 第二作用力输入链轮
825 驱动链条
829 太阳齿轮
830 第一行星齿轮
831 第二行星齿轮
832 行星齿轮架
834 行星齿轮架的离合器
835 环形齿轮
836 环形齿轮离合器
837 主输出链轮
839 第一驱动车轮
840 第二驱动车轮
901 驱动设备
902 锥形和圆环齿轮箱
903 行星齿轮箱
905 电动机
906 内燃机
907 差动齿轮箱
908 驱动轴
909 输入轴
910 输出轴
911 摩擦环
914 驱动轴
915 驱动轴链轮
916 驱动轴离合器
917 输出轴
918 输出轴链轮
919 主输出轴
920 第一作用力输入链轮
922 第一作用力传动系
923 第二作用力传动系
924 第二作用力输入链轮
925 驱动链条
925 太阳齿轮
926 第一行星齿轮
927 第二行星齿轮
928 行星齿轮架
929 齿轮箱壳体
930 行星齿轮架的离合器
931 环形齿轮
932 环形齿轮离合器
933 主输出链轮
939 第一驱动车轮
940 第二驱动车轮
950 环形齿轮轴