带有功率分支和至少一个用于无级地改变传动比的电气变速箱的传动设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分中更详细限定的类型的带有功率分支和至少一个用于无级地改变传动比的电气变速箱的传动设备。
【背景技术】
[0002]由实践公知的可移动的工作机器(例如建筑机器和农业机器)越来越多地实施为无级的功率分支传动器。在此，它们根据应用和使用目的而构造为所谓的初级耦合或次级耦合的传动器，其中，初级耦合或次级耦合分别指明传动器中的转速分配在输入端或者在传动器输出端的范围中的位置。
[0003]建筑机器和农业机器的无级的功率分支传动设备通常是流体静力功率分支传动器，其中，功率的一部分通过机械路径并且功率的另一部分通过功率分支弓I至流体静力变速箱，在其范围中进行传动比的无级调节。在功率分支后，通过两条路径引导的功率再次汇合并沿输出方向传导。
[0004]由DE 601 33 609T2和DE 197 49 074C2公知了利用无级功率分支传动设备来实施的传动系构思，其中，相应地设置了电气变速箱。
[0005]图1不出一种车辆传动系1A，其具有由现有技术公知的传动设备1，该传动设备具有用于传动设备I的无级地变化传动比的电气变速箱2。传动设备I的行星传动装置3与传动器输入轴4、变速箱2的轴29以及换档变速器5联接，在其与变速箱2相结合的范围中分别示出了用于向前行驶和向后行驶的四个传动比范围。传动设备I的传动比在四个传动比范围内通过变速箱2可分别无级地改变，其中，变速箱2在第二轴21的范围内为此也与传动输入轴4连接。变速箱2包括第一电机7A和第二电机7B，它们分别能电动地和发电机式地运行。
[0006]换档变速器5除了行星传动装置3以外还包括另外三个行星传动装置8至10，它们的轴为了呈现四个传动比范围而通过五个摩擦配合的(reibschlUssig)切换元件11至15能以随后更详细说明的方式彼此联接，并且它们全部同轴地布置在传动输入轴4上。
[0007]在换档变速器5的传动输出侧设有另外两个摩擦配合的切换元件17和18，其中，在摩擦配合切换元件17接合的情况下可相应地呈现向前行驶运行，而在摩擦配合切换元件18接合的情况下，以车辆传动系IA和传动设备I来实施的车辆可沿向后行驶方向运行。
[0008]在另一个摩擦配合的切换元件19的范围中，与车辆传动系的驱动器20连接的传动输入轴4可与驱动轴22联接，通过该驱动轴，优选实施为牵引机或类似机器的车辆的动力输出装置可驱动。
[0009]第一行星传动装置3当前在太阳轮23的范围中与变速箱2的轴29作用连接，而第一行星传动装置3的行星架24与第二行星传动装置8的内齿圈25以及第三行星传动装置9的行星架26抗相对转动地连接。第一行星传动装置3的内齿圈27与第二行星传动装置8的行星架8联接。第二行星传动装置8的太阳轮30抗相对转动地与第三行星传动装置9的太阳轮31连接。第三行星传动装置9的内齿圈32通过第一摩擦配合的切换元件11能与第四行星传动装置10的太阳轮33联接，而行星传动装置8和9的太阳轮30和31能通过第二摩擦配合的切换元件12与第四行星传动装置10的太阳轮33作用连接。第一行星传动装置3的行星架24、第二行星传动装置8的内齿圈25以及第三行星传动装置9的行星架26能通过第三摩擦配合的切换元件13与第四行星传动装置10的行星架34作用连接，所述行星架34与摩擦配合的切换元件17和18的共同的外摩擦片支架35抗相对转动地连接。第四行星传动装置10的实施为内齿圈的轴16能通过构造为制动器的摩擦配合的切换元件15抗相对转动地呈现。
[0010]摩擦配合的切换元件17的内摩擦片支架36抗相对转动地与齿轮37连接，该齿轮37与圆柱齿轮38啮合，所述圆柱齿轮38与传动设备I的传动输出轴39抗相对转动地连接。此外，摩擦配合的切换元件18的内摩擦片支架40与圆柱齿轮41联接，所述圆柱齿轮41通过与其啮合的中间轮42与同样抗相对转动地与传动输出轴39连接的另一个圆柱齿轮43处于嵌接。
[0011]传动输出轴39以未更详细示出的方式通过伞齿轮传动与实施为车辆后轴的可驱动车轴44的轴差分传动装置作用连接，并通过圆柱齿轮传动经由另一个摩擦配合的切换元件与第二个可驱动的车轴联接。
[0012]为了呈现用于向前行驶或用于向后行驶的第一传动比范围，将摩擦配合的切换元件11和15转变到接合的运行状态，而将其它摩擦配合的切换元件12、13和14打开。如果存在从第一传动比范围出发地变换到第二传动比范围的相应要求，则将第一摩擦配合的切换元件11打开并将第二摩擦配合的切换元件12接合，而摩擦配合的切换元件15保持在接合状态并且切换元件13和14保持在打开状态。
[0013]如果应从第二传动比范围出发地变换到第三传动比范围，则将摩擦配合的切换元件15打开并将摩擦配合的切换元件13接合，而在从第三传动比范围到第四传动比范围的变换过程中，将摩擦配合的切换元件13打开，并将另一个摩擦配合的切换元件14在同时接合摩擦配合的切换元件12的情况下转变到其接合的运行状态。
[0014]在挂入第一传动比范围的情况下，利用根据图1的车辆传动系IA实施的车辆可在Okm/h至约6km/h的速度范围内运行。而在挂入第二传动比范围的情况下，车辆可在约6km/h至约13.5km/h的速度范围内运行，并且在挂入第三传动比范围的情况下，车辆的运行可得到约13.5km/h至约27km/h的速度范围。如果在根据图1的传动设备I中挂入第四传动比范围，则车辆可在约27km/h至约58km/h的速度范围内运行。
[0015]然而，在这种情况下有如下问题:在电机7A和7B的范围中受设计条件所限的最大可传输功率将可驱动的车轴44的轮的范围中的牵引力或传动输出力矩限制在利用车辆传动系I实施的车辆的若干速度范围内或者车辆传动系IA的若干运行范围内。这具体发生在如下的运行范围内:在该范围内无功功率往复出现，这在电机7A和7B的范围中引起了高的负载。
[0016]如果利用车辆传动系IA实施的车辆在精确地以某一速度为中心的运行范围内运行(为此通过电机7A或7B中的一个来调整行星传动装置3的与其连接的轴的静止装态)，电机7A或7B以发电机的方式运行，其中，在电机7A或7B的范围中转速可能在较长的运行时间段内调整为零。特别是在电机7A或7B的无传感器驱控的情况下，从很低的转速到静止装态的调整是非常费事的。
【发明内容】
[0017]因此，本发明的基于如下任务:提供一种在结构空间方面有利的且成本低廉的传动设备，通过该传动设备可在车辆传动系的输出区域中呈现所期望的驱动功率。
[0018]根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的传动设备解决。
[0019]在根据本发明的、具有用于无级变速的至少一个电气变速箱并具有功率分支的传动设备的情况下，行星传动装置与传动输入轴和电气变速箱的轴以及换档变速器联接，在其区域中与电气变速箱相结合地可呈现多个传动比范围。所述传动比在传动比范围内能通过电气变速箱各无级地变化。
[0020]根据本发明，在电气变速箱的与行星传动装置连接的轴和行星传动装置之间的功率路径中设置有装置，在该装置的范围中，在变速箱和行星传动装置之间的功率路径中引导的转动力矩的至少一部分是能支撑的。
[0021]通过根据本发明的传动设备的装置，在临界运行范围中以简单的方式存在如下可能性:通过对在变速箱和行星传动装置之间的功率路径中所引导的转动力矩的至少一部分的支撑来降低电气变速箱的负载。由此，可以在没有结构上的改变且没有电气变速箱的将使得成本和结构空间需求提高的较大尺寸的情况下提高利用根据本发明的传动设备来实施的车辆传动系的功率升高，并且可以在期望的范畴内在小的结构空间需求以及同时很低的制造成本的情况下在车辆传动系的输出运行中提供所期望的驱动功率。
[0022]与公知的电气功率分支的传动器相比，根据本发明的传动装置进行了如下改进:布置于功率分支中且由其能最大传输的功率所限制的电机以如下方式被支持，g卩，尽管在功率分支的路径中受限的功率的情况下也可在与其作用连接的行星传动装置的范围中支撑较高的力矩和较高的功率，并因此能通过该传动设备传输较高的转动力矩。
[0023]如果利用传动设备实施的车辆的电气辅助负载由电气变速箱的中间电路供应电功率，则在短时间内提尚了对由中间电路向电气辅助负载提供的电功率需求的情况下存在如下的可能性:将向辅助负载供电的电机(其参与了行星传动装置的支撑)通过该附加的装置来卸载并因此弥补辅助负载的提高的电需求。
[0024]此外，通过在速度范围内的装置(为此通过电气变速箱的电机在行星传动装置的轴的范围中调整静止装态)存在如下可能性:通过该装置调节行星传动装置的轴的静止装态并因此将电机卸载。
[0025]在传动设备的运行状态期间(其中，在行星传动装置的范围中调节了小的转速)，这也可通过该装置(例如通过摩擦配合制动器的小的滑差)以很少的耗费在电气变速箱的同时很低的负载的情况下实现。
[0026]在此，在行星传动装置或其轴的范围中待调节的小的转速的情况下可如此地预先给出该装置的工作方式，即，使得在电气变速箱的电机或者电气变速箱的范围中不支撑转动力矩，由此降低电气变速箱范围中的损耗功率并提高传动设备的效率。
[0027]在根据本发明的传动设备的结构简单的实施方式的情况中，该装置在电气变速箱的轴的范围中与电气变速箱和行星传动装置之间的功率路径耦合。
[0028]在根据本发明的传动设备的同样结构简单的并且成本低廉的实施方式的情况下，装置包括制动器，例如片式制动器，该片式制动器优选地支撑在传动设备的外壳上，并