多級變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有八個前進擋和一個倒擋的多級變速器包括四個行星齒輪組(P1、P2、P3、P4)、八個可轉動的軸(1、2、3、4、5、6、7、8)以及五個切換元件(03、04、15、56、57)，其中，第一行星齒輪組(P1)的太陽輪與第三軸(3)連接，該第三軸能經由第一制動器(03)耦聯(lián)于殼體(G)上并且與第三行星齒輪組(P3)的齒圈連接，驅動軸(1)與第一行星齒輪組(P1)的行星架連接并且能經由第一離合器(15)與第五軸(5)可松脫地連接，該第五軸與第三行星齒輪組(P3)的太陽輪連接并且能經由第二離合器(57)與連接第三行星齒輪組(P3)的齒圈的第七軸(7)可松脫地連接。
【專利說明】多級變速器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權利要求1前序部分所述的行星齒輪結構方式的多級變速器、特別是用于機動車的自動變速器。

【背景技術】
[0002]自動變速器、特別是用于機動車的自動變速器根據(jù)現(xiàn)有技術包括多個行星齒輪組，這些行星齒輪組借助摩擦元件或者說切換元件、如離合器和制動器被切換并且通常與承受打滑作用的并且選擇性地配設有橋接離合器的起動元件、如液力變矩器或液力耦合器連接。
[0003]這樣的自動變速器例如由本 申請人:的DE 199 12 480 B4已知。該自動變速器包括三個單行星架行星齒輪組以及三個制動器和兩個離合器用于切換六個前進擋和一個倒擋，并且包括一個驅動軸和一個從動軸，其中，第一行星齒輪組的行星架與第二行星齒輪組的齒圈固定連接，第二行星齒輪組的行星架與第三行星齒輪組的齒圈固定連接，并且驅動軸直接與第二行星齒輪組的太陽輪連接。
[0004]此外，在該已知的變速器中規(guī)定，驅動軸能經由第一離合器與第一行星齒輪組的太陽輪連接并且能經由第二離合器與第一行星齒輪組的行星架連接，第一行星齒輪組的太陽輪能經由第一制動器與變速器的殼體連接并且第一行星齒輪組的行星架能經由第二制動器與變速器的殼體連接，第三行星齒輪組的太陽輪能經由第三制動器與變速器的殼體連接。變速器的從動軸與第三行星齒輪組的行星架和第一行星齒輪組的齒圈固定連接。另夕卜，由DE 29 36 969 Al公開了一種九擋多級變速器:其包括八個切換元件和四個行星齒輪組，其中一個行星齒輪組用作前置變速器并且主變速器包括一個辛普森行星齒輪組和另一用作反轉變速器的行星齒輪組。
[0005]其它的多級變速器例如由本 申請人:的DE 10 2005 010 210 Al和DE 10 2006006 637 Al 公開。
[0006]一般而言可自動切換的行星齒輪結構方式的車輛變速器已在現(xiàn)有技術中被多次描述并且始終被進一步開發(fā)和改進。這些變速器應當要求小的結構耗費、尤其是少量的切換元件，并且在順序換擋方式時避免雙切換、即避免接通或斷開兩個切換元件，從而在定義的擋組中換擋時分別僅變換一個切換元件。
[0007]由本 申請人:的DE 10 2008 000 428 Al公開了一種行星齒輪結構方式的多級變速器，該多級變速器具有設置在一個殼體中的驅動部和從動部。在該已知的變速器中設置至少四個行星齒輪組(以下稱為第一、第二、第三和第四行星齒輪組)、至少八個可轉動的軸(以下稱為驅動軸、從動軸、第三、第四、第五、第六、第七和第八軸)以及至少六個切換元件(包括多個制動器和多個離合器)，所述切換元件的選擇性接合引起在驅動部和從動部之間的不同傳動比，從而優(yōu)選能實現(xiàn)八個前進擋和一個倒擋。
[0008]在此優(yōu)選構造成負傳動比行星齒輪組、即設有負的固定變速器傳動比的第一和第二行星齒輪組構成可切換的前置齒輪組，并且第三和第四行星齒輪組構成主齒輪組。
[0009]在該已知的多級變速器中規(guī)定，第一和第二行星齒輪組的行星架經由第四軸彼此耦聯(lián)，該第四軸與主齒輪組的一個元件連接，第一行星齒輪組的齒圈與第二行星齒輪組的太陽輪經由第八軸耦聯(lián)，該第八軸能經由第一離合器與驅動軸可松脫地連接并且第一行星齒輪組的太陽輪可借助第三軸經由第一制動器耦聯(lián)于變速器的殼體上并且能經由第二離合器與驅動軸可松脫地連接，第二行星齒輪組的齒圈可借助第五軸經由第二制動器耦聯(lián)于變速器的殼體上。此外，第七軸與主齒輪組的至少一個元件固定連接并且能經由第三制動器耦聯(lián)于變速器的殼體上，第六軸與主齒輪組的至少一個另外的元件固定連接并且能經由第三離合器與驅動軸可松脫地連接；從動軸與主齒輪組的至少一個另外的元件固定連接。
[0010]優(yōu)選在該已知的變速器中，第四軸與第三行星齒輪組的齒圈固定連接，第六軸與第四行星齒輪組的齒圈并且與第三行星齒輪組的行星架固定連接并且能經由第三離合器與驅動軸可松脫地連接。另外，第七軸與第三和第四行星齒輪組的太陽輪固定連接并且能經由第三制動器耦聯(lián)于變速器的殼體上。輸出在此通過與第四行星齒輪組的行星架固定連接的從動軸進行。另外，第三和第四行星齒輪組可合并或者說減少成具有一個共同行星架和一個共同齒圈的拉威娜式齒輪組。


【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明所基于的任務在于，提出一種開頭所提類型的多級變速器，該多級變速器包括設有足夠傳動比的八個前進擋和一個倒擋，并且結構耗費和結構尺寸尤其是結構長度、或重量被優(yōu)化并且效率在拖曳和嚙合損失方面得到改善。另外，在根據(jù)本發(fā)明的多級變速器中應有少量的支承力矩作用于切換元件。此外，變速器應既適合用于前置-縱向-安裝方式又適合用于前置-橫向-安裝方式。
[0012]所述任務根據(jù)本發(fā)明通過權利要求1的特征來解決。其它的優(yōu)點和有利的設計方案由從屬權利要求得出。
[0013]據(jù)此建議一種行星齒輪結構方式的根據(jù)本發(fā)明的多級變速器，該多級變速器具有設置在一個殼體中的驅動部和從動部。此外，設置至少四個行星齒輪組(以下稱為第一、第二、第三和第四行星齒輪組)、八個可轉動的軸(以下稱為驅動軸、從動軸、第三、第四、第五、第六、第七和第八軸)以及至少五個優(yōu)選構造為片式切換元件或形鎖合切換元件的切換元件，所述切換元件包括兩個制動器和三個離合器，所述切換元件的選擇性接合引起在驅動部和從動部之間的不同傳動比，從而優(yōu)選能實現(xiàn)八個前進擋和一個倒擋。
[0014]各行星齒輪組沿軸向觀察優(yōu)選按第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組、第四行星齒輪組的順序設置，其中第一、第二和第三行星齒輪組優(yōu)選構造為負傳動比行星齒輪組并且第四行星齒輪組優(yōu)選構造為正傳動比行星齒輪組。在本發(fā)明的其它實施方式的范圍內，各行星齒輪組的軸向順序可以是任意的。
[0015]在本發(fā)明的一種改進方案的范圍內，其中兩個行星齒輪組沿徑向觀察上下相疊地設置，由此得到非常短的結構長度，變速器因此可按前置-橫向安裝方式安裝到轎車中。
[0016]有利的是，在此第二行星齒輪組沿徑向觀察設置在第一行星齒輪組上方，在此情況下各行星齒輪組沿軸向觀察按第一行星齒輪組/第二行星齒輪組、第四行星齒輪組、第三行星齒輪組的順序設置。
[0017]單級的負傳動比行星齒輪組已知包括一個太陽輪、一個齒圈和一個行星架，在該行星架上可轉動地支承有行星齒輪，這些行星齒輪分別與太陽輪和齒圈嚙合。由此，齒圈在行星架固定的情況下具有與太陽輪相反的轉動方向。與此相對地，單級的正傳動比行星齒輪組包括一個太陽輪、一個齒圈和一個行星架，在該行星架上可轉動地支承有內側的和外側的行星齒輪，在此所有內側的行星齒輪與太陽輪嚙合、而所有外側的行星齒輪與齒圈嚙合，每個內側的行星齒輪分別與一個外側的行星齒輪嚙合。由此，齒圈在行星架固定的情況下具有與太陽輪相同的轉動方向并且產生正的固定變速器傳動比。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，第一行星齒輪組的太陽輪與第三軸連接，該第三軸能經由第一制動器耦聯(lián)于變速器的殼體上并且與第三行星齒輪組的齒圈連接，驅動軸與第一行星齒輪組的行星架連接并且能經由第一離合器與第五軸可松脫地連接，該第五軸與第三行星齒輪組的太陽輪連接并且能經由第二離合器與第七軸可松脫地連接，該第七軸與第二行星齒輪組的齒圈連接。
[0019]另外，第一行星齒輪組的齒圈與變速器的與第二行星齒輪組的太陽輪連接的第六軸連接，第八軸與第三行星齒輪組的行星架和第四行星齒輪組的太陽輪連接并且與第四行星齒輪組的行星架連接的第四軸能經由第二制動器耦聯(lián)于變速器的殼體上。
[0020]另外，變速器的從動軸與第四行星齒輪組的齒圈和第二行星齒輪組的行星架連接，并且根據(jù)本發(fā)明設置第三離合器，該第三離合器將第五軸與第六軸可松脫地連接。
[0021]通過多級變速器的根據(jù)本發(fā)明的設計方案，得到多級變速器的特別適合于轎車的傳動比以及提高的總速比范圍，由此實現(xiàn)行駛舒適性的改善和顯著的消耗降低。
[0022]此外，借助根據(jù)本發(fā)明的多級變速器通過少量的切換元件顯著降低結構耗費。借助根據(jù)本發(fā)明的多級變速器可以以有利的方式利用液力變換器、外部的起動離合器或利用其它適合的外部起動元件進行起動。也可想到，利用集成在變速器中的起動元件實施起動過程。優(yōu)選一個在第一前進擋中和倒擋中被操縱的切換元件是適合的。
[0023]此外，在根據(jù)本發(fā)明的多級變速器中在主行駛擋中在拖曳和嚙合損失方面得到好的效率。
[0024]此外，在多級變速器的切換元件和行星齒輪組中存在小的轉矩，由此以有利的方式降低磨損。此外，可通過小的轉矩實現(xiàn)相應小的尺寸，由此降低所需的結構空間和相應的成本。此外，在各軸、切換元件和行星齒輪組中也存在小的轉速。
[0025]另外，這樣設計根據(jù)本發(fā)明的變速器，以便在力流方向和空間方面適應不同的動力系統(tǒng)設計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]下面參考附圖示例性更詳細地闡述本發(fā)明。在這些附圖中:
[0027]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的多級變速器的第一種優(yōu)選實施方式的示意圖；
[0028]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的多級變速器的第二種優(yōu)選實施方式的示意圖；
[0029]圖3示出用于根據(jù)圖1的多級變速器的示例性換擋示意圖。

【具體實施方式】
[0030]在圖1中示出一種根據(jù)本發(fā)明的多級變速器，其包括驅動軸1、從動軸2和四個設置在一個殼體G中的行星齒輪組P1、P2、P3和P4。第一、第二和第三行星齒輪組P1、P2、P3在圖1所示的示例中構造為負傳動比行星齒輪組，而第四行星齒輪組P4構造為正傳動比行星齒輪組。根據(jù)本發(fā)明，所述行星齒輪組P1、P2、P3的至少一個可構造為正傳動比行星齒輪組，當行星架和齒圈連接同時更換并且固定變速器傳動比的值與作為負傳動比行星齒輪組的實施方式相比提聞I時。
[0031]在所示實施例中，所述行星齒輪組沿軸向觀察以第一行星齒輪組P1、第二行星齒輪組P2、第三行星齒輪組P3、第四行星齒輪組P4的順序設置。
[0032]如由圖1可見，設有五個切換元件，即兩個制動器03、04和三個離合器15、56和57。各切換元件的空間布置可以是任意的并且僅僅由尺寸和外部造型限制。變速器的離合器和制動器優(yōu)選構造成摩擦鎖合切換元件或形鎖合切換元件。
[0033]利用這些切換元件可實現(xiàn)八個前進擋和一個倒擋的選擇性換擋。根據(jù)本發(fā)明的多級變速器總共具有八個可轉動的軸、即軸1、2、3、4、5、6、7和8，其中，驅動軸構成變速器的第一軸1，而從動軸構成變速器的第二軸2。優(yōu)選從動軸2與驅動軸I同軸設置，由此可實現(xiàn)前置-縱向-安裝方式。
[0034]根據(jù)本發(fā)明在根據(jù)圖1的多級變速器中規(guī)定，第一行星齒輪組Pl的太陽輪與第三軸3連接，該第三軸能經由第一制動器03耦聯(lián)于變速器的殼體G上并且與第三行星齒輪組P3的齒圈連接，驅動軸I與第一行星齒輪組Pl的行星架連接并且能經由第一離合器15與連接于第三行星齒輪組P3的太陽輪的第五軸5可松脫地連接并且能經由第二離合器57與連接第二行星齒輪組P2的齒圈的第七軸7可松脫地連接。
[0035]由圖1可見，第一行星齒輪組Pl的齒圈與連接于第二行星齒輪組P2的太陽輪的第六軸6連接，第八軸8與第三行星齒輪組P3的行星架和第四行星齒輪組P4的太陽輪連接。連接于第四行星齒輪組P4的行星架的第四軸4能經由第二制動器04耦聯(lián)于變速器的殼體G上。
[0036]另外，從動軸2與第四行星齒輪組P4的齒圈和第二行星齒輪組P2的行星架連接，并且根據(jù)本發(fā)明設置第三離合器56，該第三離合器將第五軸5與第六軸6可松脫地連接。
[0037]在圖2所示的示例中，第二行星齒輪組P2沿徑向觀察設置在第一行星齒輪組Pl上方，各行星齒輪組沿軸向觀察按第一行星齒輪組Pl/第二行星齒輪組P2、第四行星齒輪組P4、第三行星齒輪組P3的順序設置。
[0038]在此第一、第二和第四離合器15、57、56沿軸向觀察并排設置并且可具有一個共同的外摩擦片支架。
[0039]輸出在此橫向于驅動軸I的縱軸線進行；從動軸2沿軸向觀察設置在沿徑向觀察上下相疊地設置的第一和第二行星齒輪組P1、P2與第四行星齒輪組P4之間。
[0040]在圖3中示出根據(jù)圖1和2的多級變速器的示例性的換擋示意圖。對于每個擋閉合三個切換元件。從該換擋示意圖可以示例性地得出各個擋位的各自的傳動比i和可由此確定的向下一更高擋的擋跳躍或者說速比間隔(擋位之間的傳動比比值)Φ，其中，值
8.040是變速器的速比范圍。
[0041]在所示的示例中，構造成負傳動比行星齒輪組的行星齒輪組P1、P2、P3的固定變速器傳動比(Standgetriebeiibersetzung)的值分別為-1.720、_1.630 和-1.580,并且構造成正傳動比行星齒輪組的第四行星齒輪組P4的固定變速器傳動比為1.970。由圖3可見，在順序換擋方式時分別僅須接通一個切換元件和斷開一個切換元件，因為兩個相鄰的擋位共用兩個切換元件。此外可見，在小的擋跳躍時得到大的速比范圍。
[0042]通過閉合第一和第二制動器03、04以及第一離合器15得到第一前進擋，通過閉合第一和第二制動器03、04以及第三離合器56得到第二前進擋，通過閉合第二制動器04以及第一和第三離合器15、56得到第三前進擋，通過閉合第二制動器04以及第二和第三離合器57、56得到第四前進擋，通過閉合第二制動器04以及第一和第二離合器15、57得到第五前進擋，通過閉合第一、第二和第三離合器15、57、56得到第六前進擋，通過閉合第一制動器03和第一與第二離合器15、57得到第七前進擋，并且通過閉合第一制動器03和第二與第三離合器57、56得到第八前進擋，并且通過閉合第一和第二制動器03、04與第二離合器57得到倒擋。
[0043]通過在第一前進擋和倒擋中閉合第一和第二制動器03、04，可將這些切換元件用作起動元件。
[0044]根據(jù)本發(fā)明，即使在相同的變速器示意圖中視換擋邏輯的不同也得到不同的速比間隔，從而可實現(xiàn)應用特定或車輛特定的變型方案。
[0045]在本發(fā)明的一種未示出的改進方案的范圍內，可設置電機，該電機與驅動軸I直接連接或經由齒輪級或者鏈式傳動機構與變速器的驅動軸I連接。另外，可設置第四離合器，通過該第四離合器可使內燃機與變速器脫開。由此變速器的所有擋可以以有利的方式純電動行駛。
[0046]另外，根據(jù)本發(fā)明可選地規(guī)定，在多級變速器的每個合適的位置上設置附加的單向離合器，例如設置在一個軸和殼體之間或可選地為了連接兩個軸。
[0047]在驅動側或在從動側，可設置車軸差速器和/或分配器差速器。
[0048]在本發(fā)明一種有利的改進方案的范圍內，驅動軸I可按照需要通過一個離合元件與驅動馬達分開，作為離合元件可使用液力變矩器、液壓式離合器、干式起動離合器、濕式起動離合器、磁粉離合器或者離心力離合器。也可將這種起動元件沿力流方向設置在變速器下游，在這種情況下驅動軸I與驅動馬達的曲軸固定連接。
[0049]此外，根據(jù)本發(fā)明的多級變速器允許將扭轉減震器設置在驅動馬達和變速器之間。
[0050]在本發(fā)明的另一種未示出的實施方式的范圍內，可在每個軸上、優(yōu)選在驅動軸I或從動軸2上設置無磨損的制動器、例如液壓式或電動緩速器或類似物，這特別是對于用在商用車中具有重要意義。此外，為了驅動附加的機組可以在每個軸、優(yōu)選在驅動軸I或從動軸2上設置輔助驅動裝置。
[0051]所使用的摩擦鎖合切換元件可構造成可動力切換的離合器或者制動器。特別是可使用力鎖合的離合器或制動器、例如片式離合器、帶式制動器和/或圓錐離合器。
[0052]在這里所建議的多級變速器的另一優(yōu)點在于，在每個軸上可安裝作為發(fā)電機和/或作為附加驅動裝置的電機。
[0053]附圖標記列表
[0054]I第一軸、驅動軸
[0055]2第二軸、從動軸
[0056]3第三軸
[0057]4第四軸
[0058]5第五軸
[0059]6第六軸
[0060]7第七軸
[0061]8第八軸
[0062]03第一制動器
[0063]04第二制動器
[0064]15第一離合器
[0065]56第三離合器
[0066]57第二離合器
[0067]G殼體
[0068]Pl第一行星齒輪組
[0069]P2第二行星齒輪組
[0070]P3 第三行星齒輪組
[0071]P4第四行星齒輪組
[0072]i傳動比
[0073]φ速比間隔
【權利要求】
1.行星齒輪結構方式的多級變速器，特別是用于機動車的自動變速器，包括一個驅動軸(I)、一個從動軸(2)、四個設置在一個殼體(G)中的行星齒輪組(P1、P2、P3、P4)、總共八個可轉動的軸(1、2、3、4、5、6、7、8)以及至少五個切換元件(03、04、15、56、57)，所述切換元件包括多個制動器(03、04)和多個離合器(15、56、57)，所述切換元件的選擇性接合引起在驅動軸(I)和從動軸(2)之間的不同傳動比，從而能實現(xiàn)八個前進擋和一個倒擋，其中，第一行星齒輪組(PD的太陽輪與第三軸(3)連接，該第三軸能經由第一制動器(03)耦聯(lián)于殼體(G)上并且與第三行星齒輪組(P3)的齒圈連接，驅動軸(I)與第一行星齒輪組(Pl)的行星架連接并且能經由第一離合器(15)與第五軸(5)可松脫地連接，該第五軸與第三行星齒輪組(P3)的太陽輪連接并且能經由第二離合器(57)與連接于第二行星齒輪組(P2)的齒圈的第七軸(7)可松脫地連接，第一行星齒輪組(Pl)的齒圈與連接于第二行星齒輪組(P2)的太陽輪的第六軸(6)連接，第八軸(8)與第三行星齒輪組(P3)的行星架和第四行星齒輪組(P4)的太陽輪連接，并且與第四行星齒輪組(P4)的行星架連接的第四軸(4)能經由第二制動器(04)耦聯(lián)于殼體(G)上，從動軸(2)與第四行星齒輪組(P4)的齒圈和第二行星齒輪組(P2)的行星架連接，并且設置第三離合器(56)，該第三離合器將第五軸(5)與第六軸(6)可松脫地連接。
2.根據(jù)權利要求1的多級變速器，其特征在于，所述第一、第二和第三行星齒輪組(P1、P2、P3)構造成負傳動比行星齒輪組并且第四行星齒輪組(P4)構造成正傳動比行星齒輪組。
3.根據(jù)權利要求1或2的多級變速器，其特征在于，所述行星齒輪組(PUP2、P3、P4)沿軸向觀察按第一行星齒輪組(PD、第二行星齒輪組(P2)、第三行星齒輪組(P3)、第四行星齒輪組(P4)的順序設置。
4.根據(jù)權利要求1或2的多級變速器，其特征在于，所述第二行星齒輪組(P2)沿徑向觀察設置在第一行星齒輪組(PD上方。
5.根據(jù)權利要求4的多級變速器，其特征在于，所述行星齒輪組沿軸向觀察按第一行星齒輪組(PD/第二行星齒輪組(P2)、第四行星齒輪組(P4)、第三行星齒輪組(P3)的順序設置。
6.根據(jù)上述權利要求之一的多級變速器，其特征在于，設有電機，該電機與變速器的驅動軸(I)直接連接或者經由齒輪級或鏈式傳動機構與該驅動軸連接。
7.根據(jù)權利要求6的多級變速器，其特征在于，所述內燃機能借助第四離合器與變速器脫開，由此變速器的全部擋能夠以純電動方式行駛。
8.根據(jù)上述權利要求之一的多級變速器，其特征在于，通過閉合第一和第二制動器(03,04)以及第一離合器(15)得到第一前進擋，通過閉合第一和第二制動器(03、04)以及第三離合器(56)得到第二前進擋，通過閉合第二制動器(04)以及第一和第三離合器(15、56)得到第三前進擋，通過閉合第二制動器(04)以及第二和第三離合器(57、56)得到第四前進擋，通過閉合第二制動器(04)以及第一和第二離合器(15、57)得到第五前進擋，通過閉合第一、第二和第三離合器(15、57、56)得到第六前進擋,通過閉合第一制動器(03)和第一與第二離合器(15、57)得到第七前進擋，并且通過閉合第一制動器(03)和第二與第三離合器(57、56)得到第八前進擋，并且通過閉合第一和第二制動器(03、04)與第二離合器(57)得到倒擋。
【文檔編號】B60K6/365GK104081086SQ201380007045
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年1月10日 優(yōu)先權日:2012年2月6日
【發(fā)明者】S·貝克, T·瓦倫 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司