(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ユニット（３１）に少なくとも間接的に接続される入力軸（Ｅ）から、作業機械（３２）に少なくとも間接的に接続される出力軸（Ａ）に動力を伝達する動力伝達装置（１）であって、
流体力学式のコンバータ（２）であって、少なくともそれぞれ１つの、翼配列を有するポンプホイール（９）と、タービンホイール（１０）と、ガイドホイール（１１）とを有し、前記ポンプホイール（９）と、前記タービンホイール（１０）と、前記ガイドホイール（１１）とは、作動媒体を充填可能な作業室を形成する、流体力学式のコンバータ（２）と、
少なくとも１つの遊星伝動装置（４）を有する合成伝動装置（３）であって、中空車（５）と、太陽車（６）と、複数の遊星車（７）を有する遊星キャリア（８）とを、前記遊星伝動装置（４）の要素として有し、前記ポンプホイール（９）及び／又は前記入力軸（Ｅ）は、前記遊星伝動装置（４）の第１の要素に連結されており、前記遊星伝動装置（４）の第２の要素は、少なくとも間接的に前記少なくとも１つのタービンホイール（１０）に連結されており、前記出力軸（Ａ）は、前記遊星伝動装置（４）の第３の要素に接続されている合成伝動装置（３）と、
を備える装置において、
前記ポンプホイール（９）及び／又はタービンホイール（１０）の翼配列（１２）は、作動装置（１５）を介して操作可能な少なくとも１つの作動翼（１３）、及び／又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメント（１４）を有する少なくとも１つのマルチピースの翼を有しており、
前記作動装置（１５）は、作動駆動装置（１７）を有し、前記作動駆動装置（１７）は、伝達機構（１９）を介して前記作動翼（１３）、及び／又はマルチピースの翼の少なくとも１つの調節可能な翼セグメント（１４）に接続されており、前記作動駆動装置（１７）を介して加えられる調節力（Ｆ）は、前記ポンプホイール（９）及び／又はタービンホイール（１０）のローテーション軸線（Ｒ）周りの周方向で、前記伝達機構に導入され、
単独の前記作動駆動装置（１７）は、リング要素（２０，２１）を有し、前記リング要素（２０，２１）は、それぞれ、前記ポンプホイール（９）又はタービンホイール（１０）の前記ローテーション軸線（Ｒ）に対して同軸に配置されており、第１のリング要素（２０）が、前記少なくとも１つの作動翼（１３）及び／又は前記少なくとも１つの調節可能な翼セグメント（１４）に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく前記伝達機構（１９）により接続されており、前記第１のリング要素（２０）は、第２のリング要素（２１）に対して相対的に前記入力軸（Ｅ）の周方向で回動可能であり、
前記伝達機構（１９）は、調節リング（２３）を有し、前記調節リング（２３）は、前記入力軸（Ｅ）に対して同軸に配置され、相対回動不能に前記第１のリング要素（２０）に結合されており、前記調節リング（２３）は、前記少なくとも１つの作動翼（１３）に、作動力（Ｆ）又は作動モーメントを伝達すべく連結されており、前記調節リング（２３）は、以下に挙げる可能性のいずれか１つの可能性、すなわち
‐前記調節リング（２３）は、少なくとも１つのカムを有し、前記カムは、クランクドライブと協働し、前記クランクドライブは、前記作動翼（１３）に連結されている、
‐前記調節リング（２３）は、外歯列を有し、前記外歯列は、前記作動翼（１３）の、前記調節リング（２３）の中心軸線に対して平行に延在するスタッドの外歯列と噛み合う、
という可能性にしたがって構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記合成伝動装置（３）は、まさに１つの遊星伝動装置（４）を有する、請求項１に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項３】
前記流体力学式のコンバータ（２）は、同転コンバータとして構成されている、請求項１又は２に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項４】
前記流体力学式のコンバータ（２）は、反転コンバータ（１６）として構成されている、請求項１又は２に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項５】
前記遊星伝動装置（４）の前記第１の要素は、前記中空車（５）により、前記遊星伝動装置の前記第２の要素は、前記遊星キャリア（８）により、前記遊星伝動装置の前記第３の要素は、前記太陽車（６）により形成され、前記タービンホイール（１０）は、直接的に、又は逆転伝動装置を介して前記遊星キャリア（８）に接続されている、請求項１から４までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項６】
前記遊星伝動装置（４）の前記第１の要素は、前記中空車（５）により、前記遊星伝動装置の前記第２の要素は、前記太陽車（６）により、前記遊星伝動装置の前記第３の要素は、前記遊星キャリア（８）により形成される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項７】
前記遊星伝動装置（４）の前記第１の要素は、前記太陽車（６）により、前記遊星伝動装置（４）の前記第２の要素は、前記中空車（５）により、前記遊星伝動装置の前記第３の要素は、前記遊星キャリア（８）により形成される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項８】
前記遊星伝動装置（４）の前記第１の要素は、前記太陽車（６）により、前記遊星伝動装置の前記第２の要素は、前記遊星キャリア（８）により、前記遊星伝動装置の前記第３の要素は、前記中空車（５）により形成される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項９】
前記遊星伝動装置の前記第１の要素は、前記遊星キャリア（８）により、前記遊星伝動装置の前記第２の要素は、前記中空車（５）により、前記遊星伝動装置の前記第３の要素は、前記太陽車（６）により形成される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１０】
前記遊星伝動装置（４）の前記第１の要素は、前記遊星キャリア（８）により、前記遊星伝動装置の前記第２の要素は、前記太陽車（６）により、前記遊星伝動装置の前記第３の要素は、前記中空車（５）により形成される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１１】
前記タービンホイール（１０）は、中空軸を介して前記太陽車（６）に接続されており、前記中空軸を貫いて延びる前記入力軸（Ｅ）は、前記遊星伝動装置（４）の、前記流体力学式のコンバータ（２）とは反対側で、前記遊星キャリア（８）に接続されている、請求項１０に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１２】
前記中空車（５）は、前記遊星伝動装置（４）の、前記流体力学式のコンバータ（２）とは反対側で、少なくとも間接的に前記出力軸（Ａ）に接続されている、請求項１０又は１１に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１３】
前記ポンプホイール（９）及び／又はタービンホイール（１０）は、翼ホイールシェルを有し、前記少なくとも１つの作動翼（１３）、及び／又はマルチピースの翼の少なくとも１つの調節可能な翼セグメント（１４）は、前記ローテーション軸線（Ｒ）に対して平行に、軸方向で移動可能に前記翼ホイールシェル内に支持されている、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１４】
前記ポンプホイール（９）及び／又はタービンホイール（１０）は、翼ホイールシェルを有し、前記少なくとも１つの作動翼（１３）、及び／又はマルチピースの翼の少なくとも１つの調節可能な翼セグメント（１４）は、理論軸線周りに回転可能に前記翼ホイールシェル内に支持されている、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１５】
前記作動装置（１５）は、前記作業室の外側に、軸方向では前記ポンプホイール（９）又はタービンホイール（１０）の隣に配置されている、請求項１４に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１６】
前記作動装置（１５）は、複数の作動翼（１３）及び／又は調節可能な翼セグメント（１４）を以下の可能性のいずれか１つの可能性にしたがって、すなわち
‐個々に
‐グループ毎に
‐すべて一緒に
調節するように構成され、かつ配置されている、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１７】
前記作動駆動装置（１７）は、作動駆動装置の以下に挙げるグループ、すなわち、
‐機械式の作動駆動装置
‐液圧式の作動駆動装置
‐空気圧式の作動駆動装置
‐電子式の作動駆動装置
のうちの１つの作動駆動装置又は組み合わせとして構成されている、請求項１から１６までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１８】
前記第１及び第２のリング要素（２０，２１）は、前記入力軸（Ｅ）の周方向で配置される少なくとも２つの圧力チャンバ（２２，２６）を形成し、前記圧力チャンバ（２２，２６）には、前記第１及び第２のリング要素（２０，２１）間の相対回転のためにそれぞれ圧力を加えることができる、請求項１から１７までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項１９】
前記駆動ユニット（３１）は、電動モータとして形成されている、請求項１から１８までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項２０】
前記作業機械（３２）は、流体用のフィード装置として形成されている、請求項１から１９までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【請求項２１】
前記ガイドホイールは、作動装置を介して操作可能な少なくとも１つの作動翼、及び／又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメントを有する少なくとも１つのマルチピースの翼を有する、請求項１から２０までのいずれか１項に記載の動力伝達装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の特徴を有する動力伝達装置に関する。
【０００２】
回転数可変の作業機械を駆動すべく動力を伝達する装置は、様々な形態において従来技術から公知である。独国特許出願公開第３４４１８７７号明細書に記載の形態は、遊星伝動装置を有する伝動装置からなり、動力は、機械式の動力分岐と流体力学式の動力分岐とを介して伝達される。流体力学式の動力分岐は、同転コンバータ（Ｇｌｅｉｃｈｌａｕｆｗａｎｄｌｅｒ）の形態の流体力学式のコンバータを介して延び、コンバータにより、ガイドホイールの翼配列を調節することで、その回転数に関して制御可能である。この流体力学式の動力分岐は、機械式に伝達される動力分岐に、遊星伝動装置において再び統合され、力伝達ユニットを入力軸において駆動する駆動ユニットが一定の回転数で回転しているにもかかわらず、作業機械を所望の回転数で駆動する。この構造をベースとして、独国特許出願公開第１０２００８０３４６０７号明細書は、中空軸を力伝達ユニットの中心軸線に対して平行に延びる連結軸に置換した類似の構造を記載している。
【０００３】
これに対して、国際公開第２０１２１４３１２３号において、流体力学式の同転コンバータの代わりに流体力学式の反転コンバータ（Ｇｅｇｅｎｌａｕｆｗａｎｄｌｅｒ）を有する動力伝達装置が公知である。確かに反転コンバータは、効率に関していえば、同転コンバータに若干劣るものの、装置の極めて単純かつコンパクトな構造を可能にする。この場合、第１の要素が、遊星伝動装置の遊星キャリアである一方、第２の要素は、遊星伝動装置の太陽車であり、第３の要素は、遊星伝動装置の中空車である。この場合、中空車が出力軸に直接的に、又は別の伝動装置、好ましくは円筒車伝動装置を介して接続され、流体力学式の動力分岐が太陽車を介して入力されるようになったこの構造は、遊星伝動装置が好適な回転数に基づいて極めてコンパクトに構成され得るという決定的な利点を有している。
【０００４】
流体力学式のコンバータは、駆動機械と、駆動すべき機械、特に作業機械との間の動力伝達装置内で様々な要求を充足しなければならない。重要な基準は、達成可能な効率、動力取り込み特性並びに被動部、すなわちタービンにおけるモーメント及び回転数の変化である。公知の動力伝達装置の場合、運転状態に対しては、ガイドホイールの調整及び／又は流体力学式のコンバータにおける作業媒体の充填度の調整により影響が及ぼされる。しかし、ガイドホイール調節あり又はなしの上述の動力伝達装置によっては、まだ所望の結果及び必要な運転範囲が達成し得ないことが分っている。
【０００５】
本発明の根底にある課題は、作業機械に少なくとも間接的に連結する冒頭で述べた形態の動力伝達装置を、作業機械との協働についての要求に最適な形式で対応し得るように発展させ、このとき、コンパクトな構造形式及び極めて良好な効率を達成すると同時に、動力取り込みの自由な開ループ制御可能性及び／又は閉ループ制御可能性を達成することである。
【０００６】
本発明による解決手段は、請求項１に記載の特徴により特定されている。好ましい形態は、従属請求項に係る発明である。
【０００７】
駆動ユニット、特に一定の回転数を有する駆動ユニットに少なくとも間接的に接続される入力軸から、作業機械、特に可変の回転数を有する作業機械に少なくとも間接的に接続される出力軸に力を伝達する装置であって、
‐流体力学式のコンバータであって、少なくともそれぞれ１つの、翼配列を有するポンプホイールと、タービンホイールと、ガイドホイールとを有し、ポンプホイールと、タービンホイールと、ガイドホイールとは、作動媒体を充填可能な作業室を形成する、流体力学式のコンバータと、
‐少なくとも１つの遊星伝動装置を有する合成伝動装置（Ｕｅｂｅｒｌａｇｅｒｕｎｇｓｇｅｔｒｉｅｂｅ）であって、要素として中空車と、太陽車と、複数の遊星車を有する遊星キャリアとを、遊星伝動装置の要素として有し、ポンプホイール及び／又は入力軸は、遊星伝動装置の第１の要素に連結されており、遊星伝動装置の第２の要素は、少なくとも間接的に少なくとも１つのタービンホイールに連結されており、出力軸は、遊星伝動装置の第３の要素に接続されている合成伝動装置と、
を備える本発明に係る装置は、ポンプホイール及び／又はタービンホイールの翼配列が、作動装置を介して操作可能な少なくとも１つの作動翼、及び／又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメントを有する少なくとも１つのマルチピースの翼を有することを特徴とする。
【０００８】
流体力学式のコンバータとは、回転数を変換する／トルクを変換する装置と解される。流体力学式のコンバータは、作動媒体を充填可能な作業室を形成し、作動媒体の流動を変向する少なくとも３つの翼ホイールを有している。翼ホイールは、それぞれ、１つの部分から形成されていても、複数の部分から形成されていてもよい。
【０００９】
コンバータの翼配列が設けられた部分の連結は、特に直接的に、又は遊星伝動装置の要素に連結される／相対回動不能に結合される軸又は中空軸を介して、かつ／又は別の伝達要素の介在下で実施可能である。
【００１０】
特に好ましい形態において、ポンプホイールに作動翼が設けられており、これにより、改善された効率及び特性マップのレンジが達成可能である。
【００１１】
ポンプホイール及び／又はタービンホイールにおける少なくとも個々の作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントの調節を行う本発明に係る解決手段は、取り込み動力の制御可能性及び動力伝達装置内のコンバータの可能な運転範囲の拡大の利点を提供する。
【００１２】
本発明に係る動力伝達装置のコンバータは、動力伝達装置の第１の基本形態によれば、同転コンバータとして構成されていることができる。この場合、ポンプホイールとタービンホイールとは、同一方向に回転する。
【００１３】
遊星伝動装置との連結可能性は、以下のような個々の構成要素の割り当てから生じる。
ａ）遊星伝動装置の第１の要素は、中空車により、遊星伝動装置の第２の要素は、遊星キャリアにより、遊星伝動装置の第３の要素は、太陽車により形成される。そしてタービンホイールは、直接的に、又は逆転伝動装置を介して遊星キャリアに接続されている。
ｂ）遊星伝動装置の第１の要素は、中空車により、遊星伝動装置の第２の要素は、太陽車により、遊星伝動装置の第３の要素は、遊星キャリアにより形成される。
ｃ）遊星伝動装置の第１の要素は、太陽車により、遊星伝動装置の第２の要素は、中空車により、遊星伝動装置の第３の要素は、遊星キャリアにより形成される。
ｄ）遊星伝動装置の第１の要素は、太陽車により、遊星伝動装置の第２の要素は、遊星キャリアにより、遊星伝動装置の第３の要素は、中空車により形成される。
ｅ）遊星伝動装置の第１の要素は、遊星キャリアにより、遊星伝動装置の第２の要素は、中空車により、遊星伝動装置の第３の要素は、太陽車により形成される。
ｆ）遊星伝動装置の第１の要素は、遊星キャリアにより、遊星伝動装置の第２の要素は、太陽車により、遊星伝動装置の第３の要素は、中空車により形成される。
【００１４】
動力伝達装置の特に好ましい第２の基本形態において、コンバータは、反転コンバータとして構成されている。ａ）乃至ｆ）に記載したのと同じ遊星伝動装置との連結可能性が生じる。特に好ましい構造形態において、遊星伝動装置の第１の要素は、遊星キャリアにより、遊星伝動装置の第２の要素は、太陽車により、遊星伝動装置の第３の要素は、遊星伝動装置の中空車により形成される。反転コンバータの使用は、その構造に基づいて、動力伝達装置自体の極めて単純かつコンパクトな構造と、作動装置の構造的な統合とを可能にする。
【００１５】
この場合、中空車が出力軸に直接的に、又は別の伝動装置、好ましくは円筒車伝動装置を介して接続されており、流体力学式の動力分岐が太陽車を介して入力されるようになった構造は、遊星伝動装置が好適な回転数に基づいて極めてコンパクトに構成され得るという決定的な利点を有している。この装置は、連結スリーブを省略可能な、全体として極めてコンパクトな構造を有している。さらにこの装置は、遊星伝動装置の形態の付加的な、軸が公転しないように止められた伝動装置（Ｓｔａｎｄｇｅｔｒｉｅｂｅ）を省略可能であり、これにより極めて小型に、少数の構成部材でもってコンパクトに、これに応じて製造及び組み立てに関して簡単かつ安価に構成可能である。この場合、この構造は、好ましい形態においてまさに１つの遊星伝動装置を有して構成されていてよく、その結果、比較的コストの高い別の遊星伝動装置を省略することができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る装置の好ましい形態において、流体力学式の反転コンバータのタービンは、中空軸を介して遊星伝動装置の太陽車に接続されており、中空軸を貫いて延びる入力軸は、流体力学式の反転コンバータとは反対側で、遊星キャリアに接続されている。このことは、極めて省スペースに実現される極めてコンパクトな構造を可能にする。この場合、この構造による中空軸は、例えば従来技術による構造の連結スリーブと比べて、比較的小さな直径を有し、格段に手間あるいはコストがかからず、しかも複雑でない。作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントの調節可能性に関して、複数の可能性が存在する。この場合、調節の個々のバリエーションは、以下のパラメータの少なくとも１つにより特定可能であり、場合によっては区別可能である：
‐調節力／調節モーメントの発生の仕方、
‐調節力／調節モーメントの導入、特に方向
‐作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントの制御の仕方。
【００１７】
原則、作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントの軸方向（特にポンプホイール及び／又はタービンホイールのローテーション軸線に対して平行）の調節と、理論回転軸線周りの回動との間で区別可能である。「回転軸線（Ｄｒｅｈａｃｈｓｅ）」及び「ローテーション軸線（Ｒｏｔａｔｉｏｎｓａｃｈｓｅ）」なる概念は、機能的に解すべきであり、具体的な構造形態に限定されない。これらを実現する構成要素は、翼の回転軸線に関していえばスタッド、ピンその他の回転対称の構成部材により形成可能である。ポンプホイール及び／又はタービンホイールのローテーション軸線を実現する構成要素は、ポンプホイール自体により、又は軸、中空軸その他の回転対称の構成部材の形態の、ポンプホイールに相対回動不能に結合される構成要素により形成可能である。
【００１８】
構造的に作動装置は、作動駆動装置を有し、作動駆動装置は、伝達機構を介して作動翼、及び／又はマルチピースの翼の少なくとも１つの調節可能な翼セグメントに接続されており、作動駆動装置を介して加えられる調節力は、以下の可能性のいずれか１つの可能性又はこれらの組み合わせにしたがって、すなわち
‐ポンプホイール又はタービンホイールのローテーション軸線に関して軸方向で、
‐ポンプホイール又はタービンホイールのローテーション軸線周りの周方向で、
伝達機構に導入される。
【００１９】
このために第１の基本変化形態では、ポンプホイール又はタービンホイールが、ポンプホイールシェルあるいはタービンホイールシェルを有している。少なくとも１つの作動翼及び／又はマルチピースの翼の少なくとも１つの調節可能な翼セグメントは、ポンプホイール又はタービンホイールの回転軸線に対して平行に、軸方向で移動可能に翼ホイールシェル内に支持されている。この形態は、少なくとも個々の若しくはすべての翼又は翼セグメントの、作業循環からの離間可能性の利点を提供する。
【００２０】
これに対して第２の基本変化形態は、ポンプホイール又はタービンホイールが、翼ホイールシェルを有し、少なくとも１つの作動翼、及び／又はマルチピースの翼の少なくとも１つの調節可能な翼セグメントが、理論軸線周りに回転可能に翼ホイールシェル内に支持されていることを特徴とする。この回動翼あるいは回動可能な翼セグメントの場合、半径方向での延在により規定可能な初期位置に対する回動翼あるいは翼セグメントの角度位置が、規定される回転軸線周りの回動により変更可能である。初期位置は、第１の機能位置を規定し、この第１の機能位置から変位したその他すべての位置は、他の機能位置を規定する。回転軸線は、特に好ましい形態において、翼平面内に位置していても、翼平面外に位置していてもよい。調節可能性のこの形態は、ポンプホイール又はタービンホイールにおける流入条件の自由な調整可能性の利点を提供する。
【００２１】
両基本形態における作動装置は、好ましくは、作業室の外側に、軸方向ではそれぞれの翼ホイール、つまりポンプホイール及び／又はタービンホイールの隣に配置されている。このことは、簡単なアクセス可能性の利点と、特に反転コンバータにおいて、作動力を液圧式に発生する場合、必要な作動力の発生の仕方に関して、減圧源／増圧源への簡単な接続も提供する。
【００２２】
一形態において作動駆動装置は、作動駆動装置の以下に挙げるグループ、すなわち、
‐機械式の作動駆動装置
‐液圧式の作動駆動装置
‐空気圧式の作動駆動装置
‐電子式の作動駆動装置
のうちの１つの作動駆動装置又は組み合わせとして構成されている。
【００２３】
好ましくは、液圧式の作動駆動装置が使用される。それというのも、液圧式の作動駆動装置は、簡単にコンバータの作動手段供給システムを介して供給され、作動手段供給システム内に統合されることができ、これにより、独自の圧力手段の増圧源／減圧源をコストあるいは手間をかけて用意する必要がなくなるからである。
【００２４】
作動駆動装置及び伝達機構の構造的な構成に関して、複数の可能性が存在する。この場合、伝達機構の構成は、実質、作動駆動装置の構成と、作動翼の調節の仕方、つまり軸方向の調節又は回動による調節にも左右される。
【００２５】
調節力をローテーション軸線周りの周方向で導入する作動装置の特に好ましい形態において、作動駆動装置は、リング要素を有し、リング要素は、それぞれ、ポンプホイールのローテーション軸線に対して同軸に配置されており、第１のリング要素が、少なくとも１つの作動翼及び／又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメントに、作動力又は作動モーメントを伝達すべく伝達機構により接続されており、第１のリング要素は、第２のリング要素に対して相対的に駆動軸の周方向で回動可能である。この場合、特に好ましくは、第１及び第２のリング要素は、駆動軸の周方向で配置される少なくとも２つの圧力チャンバを形成し、圧力チャンバには、第１及び第２のリング要素間の相対回転のためにそれぞれ圧力を加えることができる。対抗するように作用する圧力チャンバ内の圧力比の調整を介して、作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントの特に繊細な回動が可能である。
【００２６】
この場合、好ましくは、伝達機構は、調節リングを有し、調節リングは、駆動軸に対して同軸に配置され、相対回動不能に第１のリング要素に結合されており、調節リングは、少なくとも１つの作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントに、作動力又は作動モーメントを伝達すべく連結されている。調節リングは、以下に挙げる可能性のいずれか１つの可能性、すなわち
‐調節リングは、少なくとも１つのカムを有し、カムは、クランクドライブ、特に半径方向で配置されるレバー要素と協働し、クランクドライブは、作動翼に連結されている、
‐調節リングは、外歯列を有し、外歯列は、作動翼の、調節リングの中心軸線に対して平行に延在するスタッドの外歯列と噛み合う、
という可能性にしたがって形成されていることができる。
【００２７】
両可能性は、力の変向が不要であり、作動装置が極めてコンパクトに構成可能であり、好ましくは作動駆動装置と伝達機構とを一軸方向平面内に配置することもできるという利点を提供する。
【００２８】
特にコンパクトな構造形式では、作動駆動装置と伝達機構とが１つの構成ユニットにより形成される。
【００２９】
作動装置の択一的な形態により、伝達機構への調節力の導入が、ポンプホイールのローテーション軸線に対して平行に実施される場合、作動駆動装置は、軸方向で移動可能な少なくとも１つの作動ピストンを有し、作動ピストンは、ポンプホイールのローテーション軸線に対して同軸的又は偏心的に配置されており、作動ピストンは、少なくとも１つの作動翼及び／又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメントに、作動力又は作動モーメントを伝達すべく伝達機構により接続されており、ポンプホイールに対して軸方向で移動可能である。
【００３０】
この場合、伝達機構は、例えば、作動ピストンに連結される又は１つの部分から構成される調節リングにより形成され得る。
【００３１】
すべての上述の調節装置には、さらには、下で説明する調節装置にも、個々の作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントがこの手段により個々にかつ／又はグループ毎にかつ／又は一緒に制御されることが当てはまる。最後の可能性は、比較的低い構造的かつ制御技術的な手間あるいはコストの利点を提供する一方、最初に挙げた可能性は、極めて正確かつ繊細な調節を可能にする。制御のための装置として、例えば弁装置が考えられる。
【００３２】
付加的に、すべての形態において、ガイドホイールも調節可能に形成されており、特に調節翼又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメントを有していてもよい。
【００３３】
本発明に係る動力伝達装置は、特に、一定の回転数で運転可能な駆動機械、特に電動モータ又はタービン（例えばガスタービン又は蒸気タービン）と、回転数可変の作業機械との間のパワートレーン内での使用のために使用可能である。それというのも、調節可能性によりこのアッセンブリが、最適にこの使用事例の要件に適合可能であるからである。
【００３４】
ポンプホイールのローテーション軸線に対して平行に調節力の導入を行う作動装置あるいは調節装置の、特に好ましい、以下に説明する形態は、それぞれ駆動軸に対して同軸に配置されているスリーブと、アウタシリンダと、軸方向に移動可能な移動要素とを有している。この場合、移動要素は、アウタシリンダに対して相対的な移動要素の軸方向運動によりスリーブが駆動軸の周方向で回動可能であるように、スリーブとアウタシリンダとを結合している。スリーブは、少なくとも１つの作動翼に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく、特に変向装置により接続されている。このことは、摩耗を伴う機械的な構成部材が、作動力又は作動モーメントを発生させるのに僅かにしか必要でないという利点を有している。このことは、概して、作動モーメントの発生が、実質的に移動要素の合成された並進／回転運動により実施されることにより達成される。この場合、具体的には、このことは、スリーブ、アウタシリンダ及び移動要素が設けられており、これらが作動装置を形成していることにより達成される。スリーブとアウタシリンダとは、駆動軸の周方向で互いに相対的に回動可能である。移動要素は、作動装置の作動時、合成された並進／回転運動を実施する。移動要素の並進運動は、駆動軸に沿った移動要素の軸方向の移動を表し、移動要素は、同時に駆動軸周りに回転もする。移動要素のこの合成された並進／回転運動によりスリーブとアウタシリンダとの間の相対回動が形成される。スリーブは、変向装置により作動翼に連結されている。アウタシリンダに関するスリーブの相対回転により発生される作動モーメントあるいは作動力は、変向装置により作動翼に導入され、作動翼を目標作動位置に移動させる。
【００３５】
スリーブ、移動要素及びアウタシリンダは、それぞれ、駆動軸に対して同軸に配置されており、このことは、作動装置のコンパクトな構造に至る。スリーブは、好ましくは間接的に移動要素により液圧式に回動可能である。
【００３６】
作動力を、作動装置のこの択一的な形態において、できる限り効率的にかつ短い経路で作動翼の回動運動に変換すべく、作動力を加える装置が移動要素に配設されており、移動要素とアウタシリンダとの間及び移動要素とスリーブとの間のそれぞれの接続は、接続の作用が作動力の伝達時に合成されるように形成され、配置され、ここで、移動要素とアウタシリンダとの間及び／又は移動要素とスリーブとの間の個々の接続は、それぞれ直接的に、又は別の中間要素を介して実施される。
【００３７】
好ましくは、移動要素とアウタシリンダとの間の接続及び移動要素とスリーブとの間の接続は、それぞれ、歯列、特にねじ山として形成されている。
【００３８】
この場合、接続の第１の変化形態において、それぞれ、移動要素と接続構成要素との接続の一方、つまり、移動要素とアウタシリンダとの間の接続又は移動要素とスリーブとの間の接続が、ねじ山として構成されており、それぞれ、他方の接続、つまり、移動要素とスリーブとの間の接続又は移動要素とアウタシリンダとの間の接続が、歯面がコンバータのローテーション軸線に対して平行に方向付けられたすぐ歯として構成されている。
【００３９】
特に好ましい第２の変化形態において、それぞれ、移動要素と接続構成要素との接続の一方、つまり、移動要素とアウタシリンダとの間の接続又は移動要素とスリーブとの間の接続が、ねじ山として構成されており、それぞれ、他方の接続、つまり、移動要素とスリーブとの間の接続又は移動要素とアウタシリンダとの間の接続が、歯面がコンバータのローテーション軸線に対して角度をなして方向付けられたはす歯として構成されている。この場合、ねじ山及びはす歯は、１つの共通の基本方向成分を特徴とする。リードを選択することで、軸方向運動時にアウタシリンダとの接続に基づいて実施される移動要素の回動運動は、スリーブに等速伝達されても、変速伝達されてもよい。特に好ましい形態において、両接続、すなわち、移動要素とアウタシリンダとの間の接続及び移動要素とスリーブとの間の接続は、歯面がコンバータのローテーション軸線に対して角度をなして方向付けられたはす歯として構成されている。はす歯としての構成は、特に簡単に製造可能である。
【００４０】
スリーブ、移動要素及びアウタシリンダの、駆動軸に対する同軸的な配置は、作動装置、ひいてはコンバータの単純かつコンパクトな構造を可能にし、これにより、構造的な手間あるいはコスト及び摩耗のリスクは、低減される。
【００４１】
作動装置のこの第２の択一的な形態の好ましい変化形態において、アウタシリンダは、相対回動不能に駆動軸に結合されており、移動要素とスリーブとを駆動軸の回転時に連行する。本実施の形態は、特にポンプ翼の調節に好適である。それというのも、スリーブ、移動要素及びアウタシリンダは、ポンプホイールと同じ回転数で回転するからである。スリーブとアウタシリンダとの間の角度位置の調整により、作動翼の位置は確定される。スリーブ、移動要素及びアウタシリンダは、駆動軸とともに回転するので、移動要素の合成された並進／回転移動に起因して、駆動軸の周方向でのスリーブとのアウタシリンダとの間の相対運動は、調節プロセス中にのみ起こる。調節プロセスの前後にあっては、駆動軸とスリーブと移動要素とアウタシリンダとの間の相対運動は起こらず、その結果、上述の要素は、相俟って１つの回転するユニットを形成する。
【００４２】
作動装置の択一的な形態の別の変化形態において、スリーブとアウタシリンダとは、駆動軸の軸方向で配置される２つの圧力チャンバを形成し、２つの圧力チャンバは、移動要素により互いに隔離され、２つの圧力チャンバには、それぞれ、移動要素が駆動軸に沿って軸方向で移動可能であるように圧力を加えることができる。
【００４３】
移動要素の操作は、液圧式に、特に移動要素の両軸方向で液圧式に実施される。これにより、機械式の作動部材、例えば戻しばねは回避される。移動要素の戻しあるいは広く位置変化は、液圧式に実施される。両圧力チャンバにより、移動要素の軸方向の移動と、これに連結されて、駆動軸の周方向で、両周方向でのスリーブとアウタシリンダとの間の相対運動が行われ得る。本形態の別の利点は、作動翼の無段の調節可能性である。
【００４４】
圧力チャンバ内に好適な圧力を調整することで、移動要素の軸方向の位置と、これに関連付けられて、スリーブとアウタシリンダとの間の角度位置、ひいては作動翼の所望の迎え角が、コンバータの運転中、維持可能である。
【００４５】
移動要素は、一般に、軸方向で移動可能なリングピストンと解されることができ、リングピストンの行程は、軸方向で駆動軸に沿って作用する。
【００４６】
作動装置の第２の択一的な形態の別の好ましい変化形態において、アウタシリンダ又はスリーブは、連結要素を有し、連結要素は、移動要素の軸方向運動により作動力又は作動モーメントがスリーブに導入可能であるように、移動要素に接続されている。これにより、移動要素の液圧式に発生される軸方向運動が、作動力又は作動モーメントをスリーブに導入し、その結果、スリーブが、駆動軸に対して相対的に回転する、簡単かつ頑強な形態が提供される。
【００４７】
好ましくは、連結要素は、移動要素の雄ねじ山と係合するアウタシリンダの雌ねじ山を有している。これにより、アウタシリンダに対して相対的な移動要素の並進移動が可能となり、移動要素は、アウタシリンダの雌ねじ山により回転される。雌ねじ山は、ナットねじ山と解されてもよい。
【００４８】
駆動軸が発生するアウタシリンダのローテーション運動は、ねじ山により移動要素に伝達され、その結果、移動要素は、アウタシリンダにより連行される。一方では、アウタシリンダの回転運動を移動要素に伝達することを可能にし、他方では、移動要素の合成された並進／回転運動を可能にする別の連結要素も考えられる。
【００４９】
択一的には、連結要素は、移動要素の雌ねじ山に係合するスリーブの雄ねじ山を有していてもよい。これにより、スリーブに対して相対的な移動要素の並進移動が可能となり、スリーブは、ねじ山により移動要素あるいは駆動軸に対して相対的に回転される。スリーブの回転運動を移動要素の並進運動に連結可能な別の連結要素も考えられる。
【００５０】
さらに移動要素は、スリーブ又はアウタシリンダの相補的な歯列と係合する歯列を有している。
【００５１】
好ましくは、スリーブの外歯列は、すぐ歯又ははす歯に構成されている。はす歯の構成は、歯列のリードとねじ山のリードとが加算されるので、回転角の増大に至る。両構成は、特にアウタシリンダのナットねじ山に好適である。
【００５２】
この相補的な歯列は、一般に、スリーブ又はアウタシリンダに堅固に結合され、移動要素の対応する案内溝内に係合する単独歯を有していてもよい。移動要素のこの案内溝は、駆動軸の駆動回転運動も、調節プロセス中の移動要素の相対的な調節運動も伝達する。こうして案内溝により、単独歯は、移動要素の軸方向の移動中、案内され、同時に移動要素の各位置において、作動力あるいは作動モーメントは、スリーブに伝達され得る。単独歯の代わりに、歯列は、複数の歯、例えば歯付きリングセグメント又は完全な歯付きリングを有していてもよい。係合する構成部材（移動要素及びスリーブあるいはアウタシリンダ）に設けられた歯列は、相補的に形成されている。
【００５３】
択一的には、単独歯が、移動要素に配置され、スリーブ又はアウタシリンダに設けられた案内溝内に係合してもよい。単独歯の代わりに、歯列は、複数の歯、例えば歯付きリングセグメント又は完全な歯付きリングを有していてもよい。係合する構成部材（移動要素及びスリーブあるいはアウタシリンダ）に設けられた歯列は、相補的に形成されている。
【００５４】
すぐ歯の構成の場合、案内溝は駆動軸の中心軸線に対して平行に延在している。はす歯の構成の場合、案内溝は相応に適合されている。
【００５５】
アウタシリンダは、円筒形のハウジングを形成可能であり、ハウジング内には、移動要素及びスリーブが配置されている。これにより、作動装置の特にコンパクトな構成が達成される。
【００５６】
この場合、アウタシリンダは、駆動軸から見て、圧力チャンバの外側の境界をなしている。圧力チャンバの内側は、駆動軸自体によって、かつジャケットによっても画定されていることができる。この場合、両圧力チャンバは、それぞれ１つの放射形対称の圧力室を形成し、圧力室は、駆動軸に対して同軸に配置されている。両圧力チャンバは、軸方向で移動可能な移動要素により互いに隔離されており、その結果、圧力チャンバは、変更可能な容積を有して形成される。この場合、移動要素は、両放射形対称の圧力チャンバのそれぞれ一方の端面を形成する。両圧力チャンバのそれぞれ反対側の端面は、アウタシリンダにより形成されている。
【００５７】
圧力チャンバにそれぞれ異なる圧力を加えることにより、移動要素は、軸方向で両方向に駆動軸に沿って移動可能である。移動要素の軸方向の移動は、アウタシリンダと移動要素との間の連結要素により、アウタシリンダに対して相対的な移動要素の付加的な回転運動を引き起こす。この周方向での駆動軸に対する相対運動は、移動要素とスリーブとの間の歯列により、異なる方向での作動翼の調節を可能にする。
【００５８】
移動要素及び／又はアウタシリンダ及び／又はスリーブは、圧力チャンバをシールすべく、半径方向で配置されるシール要素を有していてもよい。
【００５９】
さらに好ましくは、第２の択一的な形態による作動装置内、特にアウタシリンダ内に、圧力チャンバ内に圧力を加えるべく特に外径の領域において開口している孔が形成されている。アウタシリンダ内での孔の形成は、アウタシリンダ内に形成された孔と流体接続される供給通路が駆動軸内に形成可能であるという利点を有している。圧力チャンバの外径の領域での孔の開口は、これにより圧力チャンバの洗浄が達成されるという利点を有している。運転中に外径のところに集まって、そこに付着する虞のある夾雑物は、外径の領域における作業媒体の導入により解消あるいは回避される。
【００６０】
駆動軸内での供給通路の形成は、例えばロータリフィードスルーにより実現可能である。ロータリフィードスルーは、例えば、アウタシリンダ内に設けられた孔と流体接続されている通路が形成されている液圧スリーブであることができる。液圧スリーブは、相対回動不能に駆動軸に結合されている。
【００６１】
特に好ましい実施の形態において、変向装置は、調節リングを有し、調節リングは、駆動軸に対して同軸に配置され、相対回動不能にスリーブに結合されている。調節リングは、少なくとも１つの作動翼に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく連結されている。調節リングは、コンバータのコンパクトな構造形式に寄与する。それというのも、調節リングは、作動装置と同様に、駆動軸に対して同軸に配置されているからである。調節リングとスリーブの相対回動不能な結合により、場合によっては必要な機械的な連結構成部材が回避される。むしろ、調節翼の調節のために必要な作動モーメントが、直接的にスリーブから調節リングに導入される。調節リングとスリーブとの間の相対回動不能な結合は、例えば素材結合（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ  Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ：分子間力等の化学結合による束縛）、例えば溶接結合により、又は形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ  Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ：形状による束縛）又は力結合（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ  Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ：摩擦力等の力による束縛）により達成可能である。
【００６２】
調節リングと作動翼の連結は、別の実施の形態において、調節リングが少なくとも１つのカム又は少なくとも１つの連行体を有し、特に、半径方向で配置されるレバー要素及び／又はクランクドライブと協働することにより実施可能である。レバー要素及び／又はクランクドライブは、作動翼に連結されている。クランクドライブによる作動翼の制御は、自体公知であるので、これに関しては、既存の構造が採用され得る。調節リングにおけるカム又は連行体の形成は、従来技術に対して、クランクドライブへの力の導入のために特別な機械的な構成部材が不要であるという利点を有している。むしろ、クランクドライブは、直接的に連行体により操作される。好ましくは、クランクドライブは、半径方向で配置されるレバー要素を形成し、レバー要素は、調節リングの回転運動を、合成された並進／回転運動に変換する。レバー要素と作動翼の連結により、自体公知の形式で作動運動が達成される。
【００６３】
択一的な実施の形態において、調節リングは、外歯列を有し、外歯列は、作動翼のスタッドの外歯列と噛み合う。スタッドは、調節リングの中心軸線に対して平行に延在する。本形態は、調節リングの回転運動が直接的に作動翼の回転運動に変換されるという利点を有している。これにより、機械的な構成部材の数は、さらに低減される。
【００６４】
作動翼は、すべての形態において、回動翼又は少なくとも１つの回動セグメントを有するマルチピースの翼を有していてもよい。回動翼及びマルチピースの翼は、自体公知であり、回動翼は、１つの部分からなるワンピースの作動翼を意味し、これは全体として調節可能である。マルチピースの翼の場合、１つの翼セグメントが固定されている。少なくとも１つの別の翼セグメントが回動可能である。回動可能な翼セグメントの駆動は、作動装置によりなされる。
【００６５】
スリーブとアウタシリンダとの間の角度位置を検出するセンサが設けられている好ましい形態は、特に、取り込み動力が制御されるシステムに好適である。このために、センサから出力される角度信号が使用される。
【００６６】
第２の択一的な形態による作動装置は、同心的に配置される軸方向で移動可動な移動要素、スリーブ及びアウタシリンダを有している。スリーブは、少なくともコンバータの作動翼に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく、特に変向装置により接続されている。作動翼の作動運動のために、スリーブは、アウタシリンダに対して相対的な移動要素の軸方向運動により、駆動軸の周方向で回動可能である。このような作動装置のさらなる利点については、流体力学式のコンバータとの関連での説明を参照されたい。
【００６７】
本発明に係る解決手段について、以下に図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】同転コンバータを備える動力伝達装置の第１の基本形態を例示的に示す図である。
【図２】反転コンバータを備える動力伝達装置の第２の基本形態を例示的に示す図である。
【図３】可能な調節方法の一覧である。
【図４】図４ａ及び図４ｂは、調節力の導入可能性の概略化され簡略化された図である。
【図５】図５ａ及び図５ｂは、コンバータをそれぞれ異なる見方で見た、回転羽根型作動装置としてのポンプホイール調節の可能性を例示的に示す図である。
【図６】図６ａ及び図６ｂは、コンバータをそれぞれ異なる見方で見た、調節力を軸方向で導入するポンプホイール調節の可能性を例示的に示す図である。
【００６９】
図１及び図２は、概略化され簡略化された図で、ポンプホイール翼の調節可能性を有して有利に形成された第１及び第２の基本形態による、駆動ユニット３１に少なくとも間接的に接続される入力軸Ｅから、駆動すべきユニット、特に作業機械３２に少なくとも間接的に接続される出力軸Ａに力を伝達する本発明により構成される動力伝達装置１の基本構造を示している。ここで、「少なくとも間接的に」とは、「直接的に」又は「中間に配置される別の構成要素を介して」を意味し、これには、回転数変換／トルク変換のための装置も含み得る。
【００７０】
動力伝達装置１は、流体の力学的作用を利用した回転数コンバータ／トルクコンバータ、以下では略して流体力学式のコンバータ２と、合成伝動装置３であって、少なくとも１つの中空車５と、１つの太陽車６と、複数の遊星車７を支持する１つの腕８とを有する少なくとも１つ、図示の形態ではまさに１つの遊星車伝動装置４を有する合成伝動装置３とを有している。遊星車７は、回転可能に腕８に支持されている。流体力学式のコンバータ２は、少なくとも１つのポンプホイール９と、１つのタービンホイール１０と、１つのガイドホイール１１とを有している。他の形態も可能である。
【００７１】
第１の基本形態によるコンバータ２は、単相の流体力学式のコンバータあるいは同転コンバータとして構成されている。すなわち、ポンプホイール９とタービンホイール１０とは、同一方向に回転する。単段及び多段の形態も可能である。この場合、多段の形態では、コンバータ２の、ポンプホイール９又はタービンホイール１０から形成される個々の主要部材は、複数の翼環からなっていることができ、翼環間には一方の主要部材が、又は他方の主要部材の翼環が配置されている。
【００７２】
図１に示した形態では、例示的にポンプホイール９が、少なくとも間接的に相対回動不能に遊星車伝動装置４の中空車５に連結されている一方、タービンホイール１０は、腕８に逆転段、特に中間車３０を介して接続されている。流体力学式のコンバータ２と遊星伝動装置４とは、互いに同軸に配置されている。
【００７３】
ポンプホイール９は、翼配列１２を有している。この翼配列は、複数の翼から形成されている。本発明により翼配列１２は、少なくとも１つ又は複数の作動翼１３を有している、かつ／又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメント１４を有する少なくとも１つ、好ましくは複数のマルチピースの翼を有している。翼１３及び／又は翼セグメント１４の調節は、様々に実施可能である。好ましくは、流体力学式のコンバータ２にこのために作動装置１５が配設されている。作動装置１５は、図１では、概略的にのみ示してあり、その機能形式に関して、調節可能な作動翼１３又は翼セグメント１４に連結されて示してある。具体的な構造形態に関しては、複数の可能性が存在する。
【００７４】
図２は、本発明により形成される動力伝達装置１の第２の基本形態を示しており、この基本形態では、コンバータ２は、反転コンバータ１６として構成されている。この動力伝達装置２も、コンバータ２の他、合成伝動装置３であって、少なくとも１つの遊星伝動装置４、本実施の形態ではまさに１つの遊星伝動装置４を有する合成伝動装置３を有している。流体力学式のコンバータ２と合成伝動装置３とは、本実施の形態でも、駆動機械に少なくとも間接的に接続可能な入力軸Ｅと、作業機械に少なくとも接続可能な出力軸Ａとの間に配置されている。遊星伝動装置４は、図１の形態と同様に、少なくとも１つの中空車５と、１つの太陽車６と、複数の遊星車７と、遊星車７を支持する１つの遊星キャリアあるいは腕８とを有している。反転コンバータ１６は、ポンプホイール９とタービンホイール１０とが反対方向に回転することを特徴としている。この場合、タービンホイール１０は、軸方向でポンプホイール９の隣に配置されていてもよい。半径方向の配置を有する形態も可能である。さらにコンバータ２は、少なくとも１つのガイドホイール１１を有している。ガイドホイール１１は、好ましくは固定であるが、回転可能に支持されていてもよい。
【００７５】
遊星伝動装置４への接続は、本実施の形態では、流体力学式のコンバータ２のポンプホイール９が遊星伝動装置４の腕８及び入力部Ｅに連結されている一方、タービンホイール１０が遊星伝動装置の太陽車６に少なくとも間接的に、好ましくは直接的に連結されているようになされる。本実施の形態でも、ポンプホイール９の翼配列１２は、少なくとも１つの、好ましくは複数の作動翼１３又は調節可能な翼セグメント１４を有している。加えてポンプホイール９の翼配列１２には、少なくとも１つ又は複数の翼及び／又は個々の翼領域を調節する少なくとも１つの作動装置１５が配設されている。
【００７６】
反転コンバータ１６としての形態では、作動装置１５は、好ましくは、翼ホイール９，１０，１１により形成される作業室の外側において、軸方向で見てポンプホイール９の隣に配置される。図１及び図２に示した形態のために形成すべき作動装置１５に関して、多数の可能性が存在する。作動装置１５は、様々な形態で構成されていてもよく、複数の部分機能の実現に関して様々であってよい。部分機能には、調節力の発生の方式、調節力の導入方向、個々の作動翼又は調節可能な翼セグメントの調節の方式、翼制御の方式が含まれる。これらの可能性は、図３の表に例示してある。ここで、制御の方式に関していえば、中央制御、すなわち、すべての作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントの調節と、又はしかし、作動翼及び／又は調節可能な翼セグメントの個別制御又はグループ制御との間で区別可能である。
【００７７】
基本的には、個々の翼領域若しくは翼部分又は翼全体を調節する２つの基本方式の間で区別可能である。図３に示した調節方式は、ポンプ翼ホイールに関する。これは、タービンホイールにおいて翼配列領域／作動翼の調節が企図されている場合にも当てはまる。
【００７８】
第１の基本方式は、個々の作動翼１３及び／又は個々の調節可能な翼領域１４を回動翼として形成することにある。すなわち、翼調節は、個々の作動翼１３又は対応する翼セグメントに割り当てられた回転軸線ＲＳ周りの回転により実施される。回転軸線ＲＳは、翼の中心軸線に対して同心的に配置されていても、偏心的に配置されていてもよい。
【００７９】
第１の基本方式による別の形態は、少なくとも１つの個々の翼を、変形可能な領域を有して形成することにある。
【００８０】
第２の基本方式は、個々の作動翼１３又は翼セグメント１４の軸方向の移動可能性、すなわち、個々の翼の作用領域の、作業循環からの移動可能性、好ましくはポンプホイール９のローテーション軸線Ｒに対して平行な移動可能性にある。
【００８１】
第２の基本方式によるここでは図示しない別の形態は、翼の少なくとも一部が、軸方向で他の翼より長く形成されており、又はすべての翼が、延長された形態により特徴付けられており、その結果、軸方向での移動時に、異なって輪郭付けられた領域が流入領域に到達することにある。
【００８２】
個々の作動装置１５は、その共通性に関して複数のグループにまとめることができ、各グループは、調節力の導入、特に調節力の導入の方向と、調節力の発生の方式と、個々の翼の制御とにより特徴付けられている。これらの個々のグループは、図３の表にまとめて例示してある。これらの個々のグループは、これらのグループに割り当てられる多数の個々の変化形態を有していることができる。
【００８３】
作動装置１５は、作動駆動装置１７を有している。作動駆動装置１７は、伝達機構１９を介して作動翼１３及び／又は調節可能な翼セグメント１４に接続されている。
【００８４】
調節力Ｆ自体の発生に関して、多数の可能性が存在する。このことは、以下に挙げるグループの可能性又はこれらのグループの組み合わせの可能性により実現され得る：
‐機械式
‐液圧式
‐空気圧式
‐電気式。
【００８５】
すべての形態において、ポンプホイール９の、翼室内での位置は、確定されている。しかし、１つ又は複数の翼又は翼領域の調節可能性は、可変である。
【００８６】
コンバータ２を反転コンバータ１６として構成した場合、軸端部は、駆動側においてアクセス可能であり、被動側では限定的にのみアクセス可能である。
【００８７】
図４ａ及び図４ｂは、概略化され簡略化された図で、翼を収容するシェル内に回転可能に支持されている回動翼として翼１３を構成した場合について、調節力Ｆを導入する両可能性を示している。
【００８８】
図４ａは、調節力Ｆの軸方向の導入、すなわち、ポンプホイール９の回転（ローテーション）軸線Ｒに対して平行な方向での導入を示している。調節力Ｆは、力の方向転換を実現する作動装置１５の少なくとも１つの伝達機構１９を介して翼１３に伝達される。この場合、伝達機構１９は、直接的に又は中間に配置される別の要素を介して、翼１３の回転軸線ＲＳを規定する構成部材又は翼領域に、これに対して偏心的に、回転軸線ＲＳ周りのモーメントを発生させるために連結されていることができる。
【００８９】
これに対して図４ｂは、概略化され簡略化された形で、調節力Ｆの回転方式での導入、すなわち、ポンプホイール９の回転軸線Ｒ周りの周方向での導入を示している。
【００９０】
図５及び図６は、回動翼用の可能な作動装置１５の好ましい構造形態を示しており、本実施の形態では、好ましくは、ポンプホイール９の翼配列のすべての翼が、同様に調節される。作動装置１５に連結されるすべての作動翼の調節は、同時に同じ回動角で実施される。
【００９１】
このために、ポンプホイール９の翼配列１２の個々の翼１３は、回転軸線ＲＳ周りに回転可能に支持されている。回転軸線ＲＳは、翼の延在に関して同心的又は偏心的にポンプホイール９の半径方向内側の直径と外側の直径との間に配置可能である。
【００９２】
この場合、個々の翼１３は、この理論軸線ＲＳ上に位置する軸あるいはスタッドによりポンプホイールシェル内に回動可能に支持されている。図５ａに示した作動駆動装置１７は、リングピストンにより形成される。作動駆動装置１７は、リング要素２０及び２１を有しており、リング要素２０及び２１は、それぞれ、ポンプホイール９のローテーション軸線Ｒに対して同軸に配置されており、第１のリング要素２１は、少なくとも１つの作動翼１３及び／又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメント１４に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく伝達機構１９により接続されており、第１のリング要素２１は、第２のリング要素２０に対して相対的に駆動軸の周方向で回動可能である。第１及び第２のリング要素２０，２１は、駆動軸の周方向で配置される少なくとも２つの圧力チャンバ２２を形成し、少なくとも２つの圧力チャンバ２２には、第１及び第２のリング要素２０，２１間の相対回転のために、それぞれ、圧力を加えることができる。
【００９３】
伝達機構１９は、調節リング２３を有している。調節リング２３は、駆動軸１８あるいは入力部Ｅに対して同軸に配置されており、相対回動不能に第１のリング要素２１に結合されている。調節リング２３は、少なくとも１つの作動翼１３に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく連結されており、調節リング２３は、少なくとも１つのカムを有しており、カムは、クランクドライブ、特に半径方向で配置されるレバー要素２４と協働し、クランクドライブは、作動翼１３に連結されている。
【００９４】
図５ｂは、組み立てられた両リング要素２０，２１の断面図であり、この断面図からは、環状室と、環状室内に配置される組み込み部材とが看取可能である。両リング要素は、それぞれ半径方向で配置される羽根を有しており、羽根は、第１及び第２のリング要素間の相対回転により回転羽根として機能する。両リング要素２０，２１の羽根間には、圧力チャンバ２２，２６が形成されており、圧力チャンバ２２，２６の容積は、それぞれの羽根の位置により変更可能である。リング要素２０，２１相互の位置を介して、回動翼の位置、すなわち角度位置が調整可能である。
【００９５】
これに対して図６ａは、軸方向断面図で、調節力を軸方向で伝達機構１９に導入する形態を示している。作動駆動装置は、軸方向で移動可能な少なくとも１つの作動ピストン２８を有しており、作動ピストン２８は、ポンプホイール９のローテーション軸線Ｒに対して同軸的又は偏心的に配置されており、作動ピストン２８は、少なくとも１つの作動翼１３及び／又は少なくとも１つの調節可能な翼セグメント１４に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく伝達機構１９により接続されており、ポンプホイール９に対して軸方向で移動可能である。伝達機構は、調節リング２３を有しており、調節リング２３は、ねじ山を介して作動ピストン２８のねじ山に係合し、作動ピストン２８の軸方向運動は、調節リング２３における回動運動に変換される。調節リング２３は、作動ピストン２８とは反対側の端部領域で作動翼１３、特に、回転軸線ＲＳを規定し、調節翼１３を支持する要素、例えばクランクドライブ４９に連結されている。
【００９６】
図６ａに例示したコンバータは、具体的には、１つのポンプホイール９と、１つのタービンホイール１０と、１つのガイドホイール１１とを有する単相の反転コンバータである。図示の反転コンバータにおいて、ポンプホイール９とタービンホイール１０とは、反対方向に回転する。ガイドホイール１１は、堅固にガイドホイールハウジング２９に結合されている（単相のコンバータ）。ガイドホイール１１は、図６ａに示した実施の形態では、ポンプホイール９とタービンホイール１０との間に配置されている反転ガイドホイールを形成している。調節についての以下の説明は、広く流体力学式のコンバータとの関連で当てはまり、すなわち、多段の反転コンバータ又はポンプホイール９とタービンホイール１０とが同一方向に回転する同転コンバータでも使用可能である。調節可能性のこの方式を、同様にやはり単段又は多段の構造形態が可能な多相の流体力学式のコンバータで使用することも可能である。
【００９７】
具体的には、図６ａに示したコンバータ２は、作動媒体が貫流可能な作業室を有している。コンバータ２は、駆動軸１８あるいは入力軸Ｅに接続されているポンプホイール９と、被動軸（図示せず）に接続されているタービンホイール１０とを有している。タービンホイール１０は、相対回転可能に駆動軸１８に支持されている。図６ａに示した実施の形態では、ガイドホイール１１を有するガイドホイールハウジング２９は、定置に配置されている。ガイドホイールハウジング２９は、タービンホイール１０のハウジング及びポンプホイール９のハウジングとともに、シェル形に包囲された作業室を形成し、作業室内には、運転中に流動循環が形成される。
【００９８】
ポンプホイール９は、相対回動不能に駆動軸１８に結合されている。このために軸肩部が駆動軸１８に形成されており、駆動軸１８にポンプホイール９は、本実施の形態では、例示的に軸方向で螺止可能である。これとは異なる軸とハブとの結合も、可能である。
【００９９】
ポンプホイール９は、少なくとも１つの作動翼１３を有している。ポンプホイール９の他のポンプ翼は、同様に作動翼１３として相応に形成されていてもよい。択一的には、残余のポンプ翼は、固定に形成されていてもよい。作動翼１３には、コンバータ２の運転中にポンプホイール９とともに回転する作動装置１５が配設されている。作動装置１５は、変向装置３３と、作動ピストンに対応するスリーブ２８と、移動要素３４と、アウタシリンダ３５とを有している。変向装置３３は、スリーブ２８、移動要素３４及びアウタシリンダ３５を作動翼１３に連結する。スリーブ２８、移動要素３４及びアウタシリンダ３５は、それぞれ、駆動軸１８に対して同軸に配置されている。スリーブ２８、移動要素３４及びアウタシリンダ３５は、同心に配置されている（図６ｂも参照）。
【０１００】
スリーブ２８は、アウタシリンダ３５あるいは駆動軸１８に対して相対的に駆動軸１８の周方向で回動可能である。スリーブ２８の回転運動により変向装置３３が操作され、変向装置３３は、スリーブ２８の回転運動を作動翼１３に伝達し、作動翼１３の迎え角を変更する。
【０１０１】
具体的には、図６ａに示した実施の形態では、アウタシリンダ３５が外側に配置され、相対回動不能に駆動軸１８に結合されている。結合は、例えばアウタシリンダ３５を駆動軸１８の軸肩部に軸方向で螺止することにより実施可能である。アウタシリンダ３５は、駆動軸１８とともに回転する。回転可能に支持されるアウタシリンダ３５は、移動要素３４及びスリーブ２８を包囲する円筒形のハウジングを形成している。換言すれば、移動要素３４及びスリーブ２８は、アウタシリンダ３５のハウジング内に配置されている。加えてアウタシリンダ３５は、軸方向外側に配置される第１の端壁３６を有しており、第１の端壁３６は、直接的に駆動軸１８に嵌合しており、軸肩部でもって、前述したように螺止されている。さらにアウタシリンダ３５は、軸方向内側に配置される第２の端壁３７を有しており、第２の端壁３７は、ハウジングを軸方向で画定している。ハウジングは、アウタリング３８を有しており、アウタリング３８は、ハウジングを半径方向で画定し、両端壁３６，３７間に配置されている。アウタリング３８に対する対応部材をスリーブ２８のインナリングが形成している。図６ａに看取可能であるように、両端壁３６，３７は、アウタリング３８及びインナリングにオーバラップし、アウタシリンダ３５とスリーブ２８との間に２つの環状室４１，４２が形成されている。環状室４１，４２は、軸方向で相前後して配置されており、移動要素３４により圧力に対して密に互いに隔離されている。環状室４１，４２は、調節室として機能する。第１の端壁３６は、駆動軸１８の外周に対するシール面を形成している。
【０１０２】
図６ｂには、スリーブ２８、移動要素３４及びアウタシリンダ３５の断面図が示してあり、この断面図からは、調節室と、調節室内に配置される組み込み部材とが看取可能である。アウタシリンダ３５は、雌ねじ山４０を有しており、雌ねじ山４０は、アウタシリンダ３５の内周に配置されている。具体的には、雌ねじ山４０は、アウタシリンダ３５に螺止されているナットねじ山である。雌ねじ山４０は、移動要素３４の対応する雄ねじ山４３と係合する。
【０１０３】
スリーブ２８は、外歯列４４を有しており、外歯列４４は、移動要素３４の対応する内歯列４５と係合する。
【０１０４】
この配置により、移動要素３４の合成された並進／回転運動により、アウタシリンダ３５とスリーブ２８との間の相対回転が形成される。
【０１０５】
アウタシリンダ３５の第１の端壁３６と第２の端壁３７との間には、圧力チャンバ４１，４２が形成されており、圧力チャンバ４１，４２は、移動要素３４により互いに隔離されている。圧力チャンバ４１，４２の容積は、移動要素３４の位置により変更可能である。換言すれば、軸方向での移動要素３４の間隔は、移動要素３４の移動により変更可能である。
【０１０６】
それぞれ、アウタシリンダ３５の第１の端壁３６と、アウタシリンダ３５と、スリーブ２８と、駆動軸１８と、移動要素３４とは、相俟って１つの第１の圧力チャンバ４１を画定している。このためにアウタシリンダ３５の第１の端壁３６は、駆動軸１８と、アウタシリンダ３５のアウタリング３８とに密に当接している。同じことは、移動要素３４にも相応に当てはまり、移動要素３４は、アウタシリンダ３５とスリーブ２８とに密に当接している。このためにシール要素４６が設けられている。これにより、全体として、閉鎖された圧力チャンバ４１が形成され、圧力チャンバ４１は、軸方向で第１の端壁３６と移動要素３４とにより画定され、半径方向でアウタシリンダ３５のアウタリング３８と駆動軸１８あるいはインナリング３９とにより画定されている。
【０１０７】
駆動軸１８の軸方向で別の圧力チャンバ４２が形成されており、別の圧力チャンバ４２は、相応の形式で第２の端壁３７、アウタシリンダ３５、スリーブ２８及び移動要素３４により画定され、シール要素４６によりシールされている。換言すれば、移動要素３４は、アウタシリンダ２５の第１の端壁３６と第２の端壁３７との間に配置されており、その結果、移動要素３４の両側にそれぞれ１つの圧力室４１，４２が形成されている。
【０１０８】
圧力チャンバ４１，４２には、アウタシリンダ３５の第１の端壁３６と第２の端壁３７との間での駆動軸１８に沿った移動要素３４の軸方向の移動を発生させるべく、それぞれ圧力を加えることができる。移動要素３４の軸方向の移動により、同時に、アウタシリンダ３５と移動要素３４との間のねじ山結合に基づいて、合成されたローテーション運動が形成され、合成されたローテーション運動は、駆動軸１８の周方向でのスリーブ２８の相対回動を引き起こす。
【０１０９】
図６ｂに示した実施の形態では、圧力が液圧式に形成される。図６ｂに示した運転状態では、第１の圧力チャンバ４１内に、第２の圧力チャンバ４２内より低い圧力が形成されている。その結果、移動要素３４、ひいてはスリーブ２８は、時計回りで回動される。両圧力チャンバ４１，４２内の圧力比の変更により、反時計回りでのスリーブ２８の調節が可能である。
【０１１０】
さらに図６ｂに示した詳細図には、作動装置１５のさらなる詳細が看取可能である。例えば図６ｂには、アウタシリンダ３５内に孔４７が形成されていることが看取可能である。孔４７は、液圧液体を供給する圧力通路として用いられる。具体的には、圧力通路は、アウタシリンダ３５内に形成されており、第１の端壁３６を貫いて半径方向外向きに延在している。孔４７は、それぞれの圧力チャンバ４１，４２内に圧力チャンバ４１，４２の外径の領域において開口している。これにより液圧液体は、アウタシリンダ３５を介して半径方向内向きに圧力チャンバ４１，４２内に押し込まれ得る。アウタリング３８における夾雑物の堆積を大幅に阻止する洗浄作用が達成される。
【０１１１】
アウタシリンダ３５の孔４７を供給装置（図示せず）に接続する供給通路は、直接的に駆動軸１８内にか、又は駆動軸１８に配設される構成部材内に、例えばロータリフィードスルーにより形成されている。具体的には、アウタシリンダ３５と駆動軸１８との間に、液圧スリーブ４８が配置されており、液圧スリーブ４８内には、圧力チャンバ４１，４２に液圧液体を供給する供給通路が形成されている。アウタシリンダ３５と液圧スリーブ４８との間の結合は、例えば力結合を介して実施可能である。
【０１１２】
スリーブ２８の回転運動を作動翼１３に伝達すべく、以下に説明する変向装置３３が設けられている。変向装置３３は、相対回動不能にスリーブ２８に結合されている。これによりトルクが、変向装置３３に導入可能であり、作動翼１３に伝達される。変向装置３３による伝達は、合成された並進／回転運動により、又は回転運動のみにより実施可能である。スリーブ２８により導入されたトルクは、作動翼１３を回転運動させ、これにより、作動翼１３の迎え角は、変更される。
【０１１３】
具体的には、変向装置３３は、このために調節リング２３を有しており、調節リング２３は、同軸に配置されている。調節リング２３は、駆動軸１８の外径に嵌合され、駆動軸１８に対して相対的に回転可能である。軸方向で調節リング２３は、例えばポンプホイール９のハウジングに支持されている。この場合、調節リング２３は、スリーブ２８に相対回動不能に結合されている。結合は、例えば素材結合（溶接結合）又は形状結合（嵌め合いによる結合）又は力結合（摩擦力による結合）により実施可能である。一体的に形成することも可能である。結合の効果は、調節リング２３をスリーブ２８の回転時に連行（一緒に回転）することにある。調節リング２３は、軸方向内側に配置される端部に連行体を有しており、連行体は、クランクドライブ４９と協働する。クランクドライブ４９は、作動翼１３に連結されている。具体的には、クランクドライブ４９の下端に、ピン５０が取り付けられている。ピン５０の回転軸線は、駆動軸１８の中心軸線に対して平行に延びている。クランクドライブ４９の上端は、作動翼１３、具体的には、作動翼１３の、偏心的に配置され、ポンプホイール９のハウジングから軸方向で突出するスタッドに作用する。
【０１１４】
連行体は、ピンとともに回り継手を形成し、回り継手周りにクランクドライブ４９は、旋回可能である。旋回運動は、駆動軸１８の周方向で実施される。連行体は、滑り軸受として機能し、滑り軸受内でピンは、回転運動可能に配置されている。調節リング２３から導入される調節モーメントは、調節リング２３の連行体内に支持されたピンを介して、クランクドライブ４９に伝達される。クランクドライブ４９は、調節リング２３の回転運動をクランクドライブ４９の合成された並進／回転運動に変換し、この合成された並進／回転運動は、作動翼１３の傾倒運動を引き起こし、その結果、作動翼１３の所望の迎え角が調整可能である。
【０１１５】
スリーブ２８の回転運動の、作動翼１３への択一的な伝達は、調節リング２３の軸方向内側の端部に形成されている外歯列により実施可能である。具体的には、調節リング２３の軸方向内側の端部は、歯車又は歯車セグメントを形成可能であり、歯車又は歯車セグメントは、作動翼１３のスタッドの対応する外歯列と噛み合う。スタッドは、調節リング２３の中心軸線に対して平行に延在している。調節リング２３と作動翼１３の別の機械的な連結も可能である。同じく作動翼１３は、図６ａに示したように、全体として回動される回動翼を形成可能である。択一的には、翼１３は、少なくとも１つの調節可能な回動セグメントを有するマルチピースの翼１３であってもよい。
【０１１６】
図６ａに示すように、コンバータは、スリーブ２８とアウタシリンダ３５との間の角度位置を検出するセンサ５１を有している。センサ５１は、ポンプホイールの取り込み動力の閉ループ制御を可能にする。
【０１１７】
総括すると、図１に示したコンバータは、以下のように機能する。
【０１１８】
ポンプホイール９の翼配列を調節するために、作動装置１５が操作される。このために圧力チャンバ４１，４２に、異なる圧力が加えられ、その結果、移動要素３４は、軸方向で駆動軸１８に沿って移動され、雌ねじ山４０により回動される。移動要素３４は、スリーブ２８と噛み合っているので、スリーブ２８は、アウタシリンダ３５に関して周方向で機械式に、あるいは、移動要素３４の操作を合わせて考慮すれば、間接的に液圧式に回動される。スリーブ２８の回転運動により、調節リング２３は周方向で回動され、これにより、クランクドライブ４９は操作される。クランクドライブ４９は、調節リング２３の回転運動を合成された並進／回転運動に変換し、この合成された並進／回転運動は、作動翼１３の傾倒運動を引き起こし、その結果、作動翼１３の所望の迎え角が調整可能である。作動翼１３の位置は、圧力チャンバ４１，４２内の圧力比により維持される。
【０１１９】
移動要素とスリーブとの間及び移動要素とアウタシリンダとの間の歯列は、好ましくは、回動時にその作用形式を合成すべく、はす歯として構成されている。
【０１２０】
翼調節の図示の可能性は、ポンプホイールに関して記載したものである。この可能性は、タービンホイールにも使用可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  動力伝達装置
２  流体力学式の回転数コンバータ／トルクコンバータ
３  合成伝動装置
４  遊星伝動装置
５  中空車
６  太陽車
７  遊星車
８  腕、遊星キャリア
９  ポンプホイール（コンバータ）
１０  タービンホイール（コンバータ）
１１  ガイドホイール
１２  翼配列
１３  調節翼
１４  翼セグメント
１５  作動装置
１６  反転コンバータ
１７  作動駆動装置
１９  伝達機構
２０  リング要素
２１  リング要素
２２  圧力チャンバ
２３  調節リング
２６  圧力チャンバ
２４  レバー要素
２８  作動ピストン
２９  ガイドホイールハウジング
３０  中間車
３１  駆動ユニット
３２  作業機械
３３  変向装置
３４  移動要素
３５  アウタシリンダ
３６  第１の端壁
３７  第２の端壁
３８  アウタリング
３９  インナリング
４０  雌ねじ山
４１  環状室
４２  環状室
４３  雄ねじ山
４４  外歯列
４５  内歯列
４６  シール要素
４７  孔
４８  液圧スリーブ
４９  クランクドライブ
５０  ピン
５１  センサ
Ａ  出力軸
Ｅ  入力軸
Ｆ  調節力
ＲＳ  回転軸線
Ｒ  ローテーション軸線
【図１】
0006538681.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006538681.tif 000004
【図４ａ】
0006538681.tif 000005
【図４ｂ】
0006538681.tif 000006
【図５ａ】
0006538681.tif 000007
【図５ｂ】
0006538681.tif 000008
【図６ａ】
0006538681.tif 000009
【図６ｂ】
0006538681.tif 000010