用于驱动具有波动负载的作业单元的传动系统组件技术方案

本发明专利技术总体上涉及具有承受波动负载或具有波动功耗的作业单元

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于驱动具有波动负载的作业单元的传动系统组件


[0001]本专利技术总体上涉及具有承受波动负载或具有波动功耗的作业单元的作业机械
。
在此，一方面，本专利技术涉及用于驱动这种具有来自驱动源的波动功耗的作业单元的传动系统组件，该传动系统组件具有用于减轻负载冲击或波动的飞轮储能器以及用于便于飞轮储能器在目标操作转速范围内启动的启动辅助装置
。
另一方面，本专利技术涉及作业机械，其包括具有波动功耗的驱动单元和具有飞轮储能器和启动辅助装置的所述传动系统组件
。

技术介绍

[0002]在各种作业单元中，由于驱动源自身无法容易地吸收或补偿相应的扭矩冲击，因此有时会出现负载或功耗的强烈波动，使得驱动源经历显著的转速变化，并导致作业机械的操作整体上不稳定
。
例如，各种农业作业单元表现出这种较大的负载或功耗波动，这些负载或功耗波动可能是由作业单元本身的机械结构或工作方式导致的，或者也可能是由波动的外部负载引起的
。
[0003]例如，方捆打捆机表现出这种由工作方式导致的功耗波动，在该方捆打捆机中，周期性地将填塞器压入到打捆室中，以便将农作物压成矩形捆
。
当供给的农作物流强烈波动时，牧草收割机的切碎滚筒或联合收割机的脱粒装置，甚至圆捆打捆机的切割系统也表现出类似的由外部负载波动引起的功耗波动
。
[0004]如果这种作业单元由牵引机通过动力输出轴驱动，则由作业单元的功耗波动引起的牵引机的驱动马达的转速波动不仅导致作业单元本身的运行不平稳，而且还导致牵引机的驾驶操作的不稳定，因为牵引机的驱动马达不仅用作动力输出轴驱动器，而且还用作行驶驱动器
。
在所述方捆打捆机的情况下，这可能导致牵引机在打捆机的每个柱塞行程中俯仰运动，这不仅让驾驶员感到不舒服，而且还会导致部件磨损增加并影响马达使用寿命
。
[0005]为了减轻作业单元的负载或功耗波动对驱动马达的影响，已经考虑了各种措施
。
例如，文件
EP 3 298 872 B1
提出了一种检测或预先估计作业单元的功耗波动的控制器
。
对驱动马达的转速变化进行补偿，以最终实现牵引机的均匀行驶速度
。
该解决方案甚至不试图防止或减轻由于作业单元的功耗波动而导致的驱动马达的转速波动，而是通过对柴油机的智能控制来补偿驱动马达的转速波动的影响
。
[0006]另一种方法是在驱动作业单元的传动系统中设置飞轮储能器，该飞轮储能器的动能减轻了作业单元的负载或功耗波动或其后果
。
例如，方捆打捆机的传动系统中的这种飞轮储能器可以平缓在将填塞器插入到打捆室中时选择性或周期性需要的高能量，以减轻对牵引机的影响并避免俯仰运动或不稳定的行驶速度
。
[0007]然而，为了实现对选择性或周期性的能量波动的尽可能最佳的平滑，飞轮储能器必须能够提供足够高的动能
。
为此，容易的是增加飞轮储能器的飞轮质量，但由于各种原因该措施受到限制
。
一方面，由于可用的安装空间通常是有限的并且还必须考虑结构重量，因此飞轮质量块本身不能任意放大
。
[0008]在这方面，由于飞轮储能器的动能取决于其角速度，因此另一方面已经考虑通过
增加飞轮储能器的转速来提高飞轮储能器的动能
。
更准确地说，角速度的平方包含在动能中，也就是说根据公式
E
kin
＝
1/2*J
o
*
ω2，其中，
J
o
是质量转动惯量，并且
ω
是角速度
。
[0009]然而，另一方面，这种飞轮储能器的动能增加也受到以下事实的限制：驱动源
(
例如，牵引机的驱动马达
)
不能提供所需的扭矩以启动飞轮储能器
。
为了解决这个问题，有时在飞轮质量块上游使用滑动离合器，以便将可用的驱动功率逐渐引入到飞轮质量块中，从而相应地延长飞轮储能器的运转时间
。
因此，逐渐使飞轮质量块达到期望的目标操作转速，从而驱动马达不会停转
。
然而，这种滑动离合器的尺寸必须足够大，以便能够吸收滑动时产生的能量，而这在狭窄的安装或环境条件下并不容易实现
。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术的目的是提供一种改进的所述类型的传动系统组件以及一种改进的具有这种传动系统组件的作业机械，它们避免了现有技术的缺点并且以有利的方式进一步发展了后者
。
特别地，飞轮储能器应能够在有限的安装空间内提供足够的能量来平滑化作业单元的功耗波动，而不会使驱动源过载，或甚至在提速时停转
。
[0011]根据本专利技术，所述目的通过根据权利要求1的传动系统组件和根据权利要求
19
的作业机械来实现
。
本专利技术的优选实施例是从属权利要求的主题
。
[0012]因此，提出了通过转速或传动比可变的行星传动装置来操作飞轮储能器，以便能够根据操作情况使飞轮储能器的转速适应于驱动源和
/
或作业单元的功耗
。
转速可变性对于飞轮质量块的提速是特别有利的
。
根据设计，可以在持续操作时使用固定的传动比
。
根据本专利技术，用于便于飞轮储能器提速到其目标操作转速范围的启动辅助装置包括与飞轮储能器以传动方式连接的行星传动装置，该行星传动装置具有至少一个与飞轮储能器以传动方式连接的行星传动装置级，行星传动装置级的行星架固定地连接到固定壳体
。
[0013]有利地，根据另一方面，除了与飞轮储能器以传动方式连接的行星传动装置之外，启动辅助装置还包括调节或驱动和
/
或制动执行器，以用于制动和
/
或加速行星传动装置元件，以在飞轮储能器提速时调节行星传动装置的传动比
/
减速比
。
[0014]通过调节所述行星传动装置元件的转速，一方面可以在飞轮储能器提速时设定其传动比
/
减速比，使得驱动源不会过载，而另一方面可以针对作业操作设定飞轮储能器的转速，使得飞轮储能器能够提供足够的动能以平滑化作业单元的功耗波动
。
特别地，飞轮储能器用于所述平滑化的转速可以增加到足以使动能提高到所需水平的程度
。
在最佳的情况下，转速调节单元随后可以与正在运行的飞轮储能器
(
泵上的离合器
、
马达上的制动器
)
分离
。
因此，可以提高驱动组件的效率
。
[0015]然而，连接到飞轮储能器的行星传动装置及其传动比的可调性不仅可以用作启动辅助装置，而且还可以改善飞轮储能器的缓冲效果，并使其更好地适应于作业单元的功耗波动
。
根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于驱动具有来自驱动源
(10)
的波动功耗的作业单元
(3)
的传动系统组件，所述传动系统组件包括用于减轻负载冲击和
/
或功耗波动的飞轮储能器
(13)
，其特征在于，所述启动辅助装置包括行星传动装置
(14)
，所述行星传动装置具有至少一个与所述飞轮储能器
(13)
以传动方式连接的行星传动装置级
(18)
，所述行星传动装置级的行星架固定地连接到固定壳体
。2.
一种用于驱动具有来自驱动源
(10)
的波动功耗的作业单元
(3)
的传动系统组件，所述传动系统组件包括用于减轻负载冲击和
/
或功耗波动的飞轮储能器
(13)
以及用于便于所述飞轮储能器
(13)
提速到目标转速范围的启动辅助装置，其特征在于，所述启动辅助装置包括行星传动装置
(14)
以及驱动和
/
或制动执行器
(23)
，所述行星传动装置具有至少一个与所述飞轮储能器
(13)
以传动方式连接的行星传动装置级
(18)
，所述驱动和
/
或制动执行器用于在将所述飞轮储能器
(13)
提速到其目标操作转速范围时制动和
/
或加速用于调节所述至少一个行星传动装置级
(18)
的传动比
/
减速比的行星传动装置元件
。3.
一种用于驱动具有来自驱动轴
(10)
的波动功耗的作业单元
(3)
的传动系统组件，所述传动系统组件包括用于减轻所述作业单元
(3)
的负载冲击和
/
或功耗波动的飞轮储能器
(13)
以及用于控制所述飞轮储能器
(13)
的控制装置
(32)
，其特征在于，所述控制装置
(32)
包括行星传动装置
(14)
以及驱动和
/
或制动执行器
(23)
，所述行星传动装置具有至少一个与所述飞轮储能器
(13)
以传动方式连接的行星传动装置级
(18)
，所述驱动和
/
或制动执行器用于制动和
/
或加速用于调节所述行星传动装置级
(18)
的传动比
/
减速比的行星传动装置元件，其中，所述控制装置
(32)
被设计为根据所述作业单元
(3)
的负载冲击和
/
或功耗波动来操作所述驱动和
/
或制动执行器
(23)
，使得在所述作业单元
(3)
的功耗较低的操作阶段中，通过调节所述行星传动装置级
(18)
的传动比
/
减速比来加速所述飞轮储能器
(13)
，并且在所述作业单元
(3)
的功耗较高的操作阶段中，通过调节所述行星传动装置级
(18)
的传动比
/
减速比来制动所述飞轮储能器
(13)
，并且所述行星传动装置
(14)
的被所述驱动源
(10)
驱动的输入轴
(16)
上的输入转速和
/
或输入扭矩在所述功耗较低的操作阶段和所述功耗较高的操作阶段中至少保持大致恒定
。4.
根据前述任一项权利要求所述的传动系统组件，其中，所述驱动和
/
或制动执行器
(23)
包括用于制动和
/
或加速所述行星传动装置元件的液压或电动马达
(24)。5.
根据前述任一项权利要求所述的传动系统组件，其中，设置有用于向所述驱动和
/
或制动执行器
(23)
供应能量的能量供应器
(29)
，所述能量供应器特别地集成在所述行星传动装置
(14)
中，并且连接到用于驱动所述能量发生器
(29)
的传动装置输入和
/
或输出轴
(15、16)
，使得在所述驱动组件提速时，所述驱动和
/
或制动执行器
(23)
随着驱动转速的增加而被逐渐供应更多能量
。6.
根据前一项权利要求所述的传动系统组件，其中，所述能量发生器
(29)
以传动方式连接到行星传动装置元件，特别地连接到所述行星传动装置级
(18)
的齿圈
(19)
，所述齿圈以所述行星传动装置级
...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：利勃海尔比伯拉赫零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：