多級變速器的制造方法
【專利摘要】說明了一種二級的多級變速器，其中，第一行星齒輪組(1)包括兩個徑向相互嵌套的傳動次級。該第一行星齒輪組具有內(nèi)太陽輪(11)、內(nèi)行星齒輪(12)、在內(nèi)齒圈(13)、與在內(nèi)齒圈(13)抗相對轉(zhuǎn)動地連接的外太陽輪(14)、外行星齒輪(15)和在外齒圈(16)、以及行星架(17)，內(nèi)行星齒輪(12)和外行星齒輪(15)支承在該行星架上。在內(nèi)齒圈(13)或者說外太陽輪(14)與第二行星齒輪組(2)的齒圈(24)抗相對轉(zhuǎn)動地連接并且能經(jīng)由制動器(42)固定。此外，第二行星齒輪組(2)具有彼此嚙合的內(nèi)(22)和外(23)行星齒輪，它們支承在行星架(25)上。
【專利說明】多級變速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種行星結(jié)構(gòu)形式的二級的多級變速器，尤其用于機(jī)動車，該二級的 多級變速器包括：
[0002] -第一行星齒輪組，其具有內(nèi)太陽輪，與內(nèi)太陽輪嚙合的內(nèi)行星齒輪，與內(nèi)行星齒 輪嚙合的在內(nèi)齒圈，與在內(nèi)齒圈抗相對轉(zhuǎn)動（drehfest)地連接的外太陽輪、與外太陽輪嚙 合的外行星齒輪和與外行星齒輪嚙合的在外齒圈、以及行星架，內(nèi)行星齒輪和外行星齒輪 支承在該行星架上，以及
[0003] -第二行星齒輪組，其具有太陽輪、與太陽輪嚙合的內(nèi)行星齒輪、與內(nèi)行星齒輪嚙 合的外行星齒輪和與外行星齒輪嚙合的齒圈、以及行星架，行星齒輪支承在該行星架上。

【背景技術(shù)】
[0004] 這類多級變速器優(yōu)選用作機(jī)動車的自動變速器，其中，通過有針對性地操 作換擋元件限定出行星齒輪組內(nèi)在相應(yīng)的擋位級中作用的功率流。在此，在自動 變速器中，行星齒輪組通常還與承受滑差作用的并且有選擇地配設(shè)有鎖止離合器 (Oberbriickungskupplmig)的起動元件，例如液力變矩器或液力耦合器連接。
[0005] 原則上，由US 5, 429, 557 A公知了一種上述類型的二級的多級變速器，在該多級 變速器中，第一行星齒輪組包括兩個在徑向上相互嵌套的傳動次級（Getriebe-Substufe)， 該第一行星齒輪組與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的第二行星齒輪組聯(lián)接。這個已公知的多級變速器的不 足之處在于其各單個組件的互連方式，尤其是兩個齒輪組的聯(lián)接比較復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明的任務(wù)是說明一種改進(jìn)的多級變速器，尤其是應(yīng)簡化兩個行星齒輪 組之間的聯(lián)接。
[0007] 本發(fā)明的任務(wù)通過上述類型的二級的多級變速器來解決，其中，
[0008] _第一行星齒輪組的太陽輪能經(jīng)由第一離合器與驅(qū)動裝置聯(lián)接，
[0009] -第二行星齒輪組的行星架能經(jīng)由第一制動器與殼體聯(lián)接，
[0010] -第二行星齒輪組的太陽輪抗相對轉(zhuǎn)動地與驅(qū)動裝置連接，并且第二行星齒輪組 的齒圈抗相對轉(zhuǎn)動地與第一行星齒輪組的在內(nèi)齒圈以及外太陽輪連接，
[0011] -第一行星齒輪組的在內(nèi)齒圈和外太陽輪能經(jīng)由第二制動器與殼體聯(lián)接，
[0012] -第一行星齒輪組的行星架能經(jīng)由第三制動器與殼體聯(lián)接，
[0013] -第一行星齒輪組的行星架能經(jīng)由第二離合器與驅(qū)動裝置聯(lián)接，并且
[0014] -第一行星齒輪組的在外齒圈抗相對轉(zhuǎn)動地與輸出裝置連接。
[0015] 通過選定的布置方式實(shí)現(xiàn)了能夠從外面很容易觸及換擋元件，也就是變速器側(cè)的 制動器和離合器。因此，促動器，例如電動機(jī)、液壓閥、液壓泵和類似裝置可以布置在換擋元 件附近，由此可以減小機(jī)械和/或液力的損耗，并且可以使得用來操作換擋元件所需的能 縣擇此甘1、1幸取伯心的臺.匕縣l、U由m鐘f此/Q達(dá)女甘欠仆太此哉旦 說保持打開或閉合，這是因?yàn)槔缬捎诤芏痰木€路壓力損耗也是很小的。因此，換擋元件也 可以布置在殼體上并且因此至少部分地抗相對轉(zhuǎn)動地（drehfest)布置，由此可以完全地 或者部分地避免將固定線路與轉(zhuǎn)動線路連接起來的密封。
[0016] 能容易觸及的換擋元件的空間布置也簡化了通過用例如能比較簡單地符合需求 地驅(qū)控的、機(jī)電式或電液壓式操作的制動器和離合器來取代常見的液壓式操作的片式離合 器或片式制動器。能容易觸及的換擋元件一方面是將軸與殼體抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接的制動 器，但也是多級變速器的外置的軸上的，優(yōu)選驅(qū)動軸或輸出軸上的換擋元件，為了操作所需 的液壓流體可以比較簡單地輸送給它們。
[0017] 除了這個特性以外，提到的多級變速器同時也還具有很好的嚙合效率、僅很小的 構(gòu)件負(fù)載、尤其是低的行星齒輪組力矩和換擋元件力矩、低的絕對轉(zhuǎn)速和相對轉(zhuǎn)速以及很 少的構(gòu)造耗費(fèi)。后者能夠?qū)崿F(xiàn)僅具有很小的重量和低成本的多級變速器實(shí)現(xiàn)方案。特別 是所介紹的變速器的結(jié)構(gòu)長度極短。因此，多級變速器優(yōu)選實(shí)現(xiàn)為橫向前置（Front-Quer) 構(gòu)造形式的驅(qū)動裝置。尤其是由于結(jié)構(gòu)長度很短，該變速器也可以用于混合動力驅(qū)動裝置 (例如內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)）。最后，多級變速器也能夠?qū)崿F(xiàn)很好的傳動比序列，也就是好用的擋 位分級。
[0018] 一般來說，提到的多級變速器包括兩個行星齒輪組、兩個離合器和三個制動器。通 過操作各兩個換擋元件（制動器和/或離合器）可以切換六個前進(jìn)擋和一個倒擋。
[0019] 液力變矩器、液力離合器、附加的起動離合器、整合的起動離合器或起動制動器和 /或附加的電機(jī)都可以用作起動元件。
[0020] 可以自由選擇各個齒輪組和換擋元件的幾何位置（順序），只要允許這些元件的 可連接性。因此，各個元件可以任意地在它們的位置上移動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 由從屬權(quán)利要求以及結(jié)合附圖的描述得到多級變速器的其他有利變型方案。為了 更好地理解本發(fā)明，結(jié)合以下附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。在附圖中分別以非常示意性簡化的視 圖：
[0022] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的多級變速器的示意性示出的第一變型方案，以及
[0023] 圖2示出穿過根據(jù)本發(fā)明的多級變速器的橫截面圖。
[0024] 首先規(guī)定，在不同描述的實(shí)施方式中，相同的部件配設(shè)有相同的附圖標(biāo)記或相同 的構(gòu)件名稱，其中，在整個說明中所包含的公開內(nèi)容可以照此類推地轉(zhuǎn)換為具有相同附圖 標(biāo)記或相同構(gòu)件名稱的相同部件。在說明中選定的位置說明，例如上、下、側(cè)向等等涉及到 直接說明以及所示的附圖，并且在位置改變的情況下可以照此類推地轉(zhuǎn)換為新的位置。此 夕卜，所示的和所描述的不同實(shí)施例中的單個特征或特征組合也可以是獨(dú)立的、具有創(chuàng)造性 的或者根據(jù)本發(fā)明的解決方案。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有兩個行星齒輪組的多級變速器的示意性示出的第 一變型方案。
[0026] 第一行星齒輪組包括內(nèi)太陽輪11、與內(nèi)太陽輪11嚙合的內(nèi)行星齒輪12、與內(nèi)行星 齒輪12嚙合的在內(nèi)齒圈13、與在內(nèi)齒圈13抗相對轉(zhuǎn)動地連接的外太陽輪14、與外太陽輪 14嚙合的外行星齒輪15和與外行星齒輪15嚙合的在外齒圈16、以及行星架17,內(nèi)行星齒 輪12和外行星齒輪15支承在該行星架上。
[0027] 在該實(shí)施例中，第二行星齒輪組2構(gòu)造成正輪組（Plus-Radsatz)。因此，該第二行 星齒輪組包括太陽輪21、與太陽輪21嚙合的內(nèi)行星齒輪22、與內(nèi)行星齒輪22嚙合的外行 星齒輪23、以及行星架25,行星齒輪22、23支承在該行星架上，并且外行星齒輪23與齒圈 24嚙合。通過選定的構(gòu)造形式，有利地得到了第二行星齒輪組的行星齒輪22和23的比較 小的轉(zhuǎn)速。
[0028] 在根據(jù)圖1的多級變速器中，
[0029] -第一行星齒輪組1的太陽輪11能經(jīng)由第一離合器31與驅(qū)動裝置51聯(lián)接，
[0030] -第二行星齒輪組2的行星架25能經(jīng)由第一制動器41與殼體53聯(lián)接，
[0031] -第二行星齒輪組2的太陽輪21抗相對轉(zhuǎn)動地與驅(qū)動裝置51連接，并且第二行星 齒輪組2的齒圈24抗相對轉(zhuǎn)動地與第一行星齒輪組1的在內(nèi)齒圈13以及外太陽輪14連 接，
[0032] -第一行星齒輪組1的在內(nèi)齒圈13和外太陽輪14能經(jīng)由第二制動器42與殼體 53聯(lián)接，
[0033] -第一行星齒輪組1的行星架17能經(jīng)由第三制動器43與殼體53聯(lián)接，
[0034] -第一行星齒輪組1的行星架17能經(jīng)由第二離合器32與驅(qū)動裝置51聯(lián)接，并且
[0035] -第一行星齒輪組1的在外齒圈16抗相對轉(zhuǎn)動地與輸出裝置52連接。
[0036] 此外，在圖1中還示出了布置在第一行星齒輪組1與第二行星齒輪組2之間的軸 承54、電機(jī)的與多級變速器的殼體53抗相對轉(zhuǎn)動地連接的定子55、電機(jī)的與驅(qū)動裝置51 抗相對轉(zhuǎn)動地連接的轉(zhuǎn)子56、以及接在驅(qū)動系中的可選的減振器57。最后，還設(shè)置有第三 離合器33,以便有選擇地利用電機(jī)55、56或者與減振器57連接的內(nèi)燃機(jī)（未示出）來產(chǎn)生 運(yùn)動。顯然，如果在驅(qū)動側(cè)僅設(shè)置有電機(jī)55、56,那么可以省去離合器33。一般來說，如隨 后還將進(jìn)行闡述的那樣，在使用內(nèi)燃機(jī)的情況下也可以省去離合器33。
[0037] 以下?lián)跷荒軌蛲ㄟ^操作如下指定的元件進(jìn)行切換：
[0038] -第一擋位通過第一離合器31和第三制動器43，
[0039] -第二擋位通過第一離合器31和第二制動器42，
[0040] -第三擋位通過第一離合器31和第一制動器41，
[0041] -第四擋位通過第一離合器31和第二離合器32，
[0042] -第五擋位通過第二離合器32和第一制動器41，
[0043] -第六擋位通過第二離合器32和第二制動器42,并且
[0044] -倒擋通過第一制動器41和第三制動器43，
[0045] 其中，未提到的元件分別是未被操作的或者說是打開的。
[0046] 在多級變速器的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，
[0047] -第一行星齒輪組1在內(nèi)太陽輪11與在內(nèi)齒圈12之間的傳動比等于-2. 5,并且
[0048] -第一行星齒輪組1在外太陽輪11與在外齒圈12之間的傳動比等于-1. 46,并且
[0049] -第二行星齒輪組2在太陽輪41與齒圈42之間的傳動比等于+2. 5。
[0050] 以該方式得到擋位的特別有利的分級。
[0051] 原則上，所有換擋元件都可以摩擦鎖合地（reibschliissig)或形狀鎖合地 (formschliissig)作用。但有利的是，如在本實(shí)施例中示出的那樣，第三制動器43實(shí)現(xiàn)為 爪式制動器，而第一離合器31和第一制動器41實(shí)現(xiàn)為摩擦換擋元件。在此也有利的是，第 一離合器31和第一制動器41構(gòu)造為起動元件。由此，在第三制動器43上不會出現(xiàn)摩擦損 耗。同時，可以省去通常所使用的形式為單獨(dú)的離合器33的起動元件。因此，變速器構(gòu)造 得特別短。結(jié)合上面列舉的換擋位置，第一離合器31在第1擋位中用作起動元件，而第一 制動器41在倒擋中用作起動元件。有利的是，第一離合器31的支撐系數(shù)（Stiitzfaktor) (離合力矩或制動力矩與變速器輸入力矩之間的比例）在該變速器裝置中等于1，而第一制 動器41的支撐系數(shù)甚至小于1。
[0052] 但是，例如也能想到的是，第三制動器43實(shí)現(xiàn)為摩擦換擋元件，而第一離合器31 實(shí)現(xiàn)為爪式離合器。在此也有利的是，第三制動器43構(gòu)造為起動元件。由此，在第一離合 器31上不會出現(xiàn)摩擦損耗。同時，可以省去通常所使用的形式為單獨(dú)的離合器33的起動 元件。因此，變速器在該情況下也構(gòu)造得特別短。
[0053] 當(dāng)然，在上述兩種情況下使用爪式離合器或爪式制動器并不是強(qiáng)制性的。而是也 能夠想到使用輕微熱負(fù)載的摩擦換擋元件。
[0054] 圖2現(xiàn)在示出了一種與在圖1中示意性示出的實(shí)施方式相應(yīng)的多級變速器的截面 圖。
[0055] 在該示例中，在輸出側(cè)此外還設(shè)置有圓柱齒輪傳動級。此外，在圖2中還可以看到 通過第一齒輪組1的在外齒圈16驅(qū)動的第一圓柱齒輪58,該第一圓柱齒輪與第二圓柱齒 輪59嚙合，并且該第一圓柱齒輪支承在軸承54上。在多級變速器的該構(gòu)造形式中，尤其得 到以下優(yōu)點(diǎn)，即，通過第一圓柱齒輪58的支承也在軸向上鎖定住第一齒輪組1的在外齒圈 16。此外，通過選定的構(gòu)造形式還可以在軸向上鎖定住第一齒輪組1的與外太陽輪14組合 的在內(nèi)齒圈13和第二齒輪組2的齒圈24,而無需大的構(gòu)造耗費(fèi)。
[0056] 也特別有利的是，到變速器的外供油系統(tǒng)的接口 60如圖2所示的那樣僅由一個或 者多個布置在驅(qū)動軸51中的并且通向驅(qū)動側(cè)的孔61和一個或多個通向輸出側(cè)的孔62形 成。例如可以通過在驅(qū)動軸51中的一個或多個通向驅(qū)動側(cè)的孔61以及一個或多個其他縱 向孔62進(jìn)行對壓力油、潤滑油和/或冷卻油的引導(dǎo)。由此可以省去通常所使用的在背離驅(qū) 動裝置的側(cè)上的徑向孔。也就是說，以該方式可以進(jìn)一步減小變速器的結(jié)構(gòu)長度。
[0057] 附圖標(biāo)記列表
[0058] 1第一行星齒輪組
[0059] 2第二行星齒輪組
[0060] 11第一行星齒輪組的內(nèi)太陽輪
[0061] 12第一行星齒輪組的內(nèi)行星齒輪
[0062] 13第一行星齒輪組的在內(nèi)齒圈
[0063] 14第一行星齒輪組的外太陽輪
[0064] 15第一行星齒輪組的外行星齒輪
[0065] 16第一行星齒輪組的在外齒圈
[0066] 17第一行星齒輪組的行星架
[0067] 21第二行星齒輪組的太陽輪
[0068] 22第二行星齒輪組的內(nèi)行星齒輪
[0069] 23第二行星齒輪組的外行星齒輪
[0070] 24第二行星齒輪組的齒圈 [0071] 25第二行星齒輪組的行星架
[0072] 31第一離合器
[0073] 32第二離合器
[0074] 33第三離合器
[0075] 41第一制動器
[0076] 42第二制動器
[0077] 43第三制動器
[0078] 51驅(qū)動裝置/驅(qū)動軸
[0079] 52輸出裝置
[0080] 53 殼體
[0081] 54 軸承
[0082] 55電機(jī)的定子
[0083] 56電機(jī)的轉(zhuǎn)子
[0084] 57減振器
[0085] 58第一圓柱齒輪
[0086] 59第二圓柱齒輪
[0087] 60用于供油的接口
[0088] 61 油孔
[0089] 62 油孔
【權(quán)利要求】
1. 一種具有兩個變速器齒輪組（1、2)的多級變速器，所述多級變速器包括： -第一行星齒輪組（1)，所述第一行星齒輪組具有內(nèi)太陽輪（11)、與所述內(nèi)太陽輪（11) 嚙合的內(nèi)行星齒輪（12)、與所述內(nèi)行星齒輪（12)嚙合的在內(nèi)齒圈（13)、與所述在內(nèi)齒圈 (13)抗相對轉(zhuǎn)動地連接的外太陽輪（14)、與所述外太陽輪（14)嚙合的外行星齒輪（15)和 與所述外行星齒輪（15)嚙合的在外齒圈（16)、以及行星架（17)，所述內(nèi)行星齒輪（12)和 所述外行星齒輪（15)支承在所述行星架（17)上， -第二行星齒輪組（2)，所述第二行星齒輪組具有太陽輪（21)、與所述太陽輪（21)嚙 合的內(nèi)行星齒輪（22)、與所述內(nèi)行星齒輪（22)嚙合的外行星齒輪（23)和與所述外行星齒 輪（23)嚙合的齒圈（24)、以及行星架（25)，所述行星齒輪（22、23)支承在所述行星架（25) 上， 其特征在于， -所述第一行星齒輪組（1)的太陽輪（11)能經(jīng)由第一離合器（31)與驅(qū)動裝置（51)聯(lián) 接， -所述第二行星齒輪組（2)的行星架（25)能經(jīng)由第一制動器（41)與殼體（53)聯(lián)接， -所述第二行星齒輪組（2)的太陽輪（21)抗相對轉(zhuǎn)動地與所述驅(qū)動裝置（51)連接，并 且所述第二行星齒輪組（2)的齒圈（24)抗相對轉(zhuǎn)動地與所述第一行星齒輪組（1)的在內(nèi) 齒圈（13)以及外太陽輪（14)連接， -所述第一行星齒輪組（1)的在內(nèi)齒圈（13)和外太陽輪（14)能經(jīng)由第二制動器（42) 與所述殼體（53)聯(lián)接， -所述第一行星齒輪組（1)的行星架（17)能經(jīng)由第三制動器（43)與所述殼體（53)聯(lián) 接， -所述第一行星齒輪組（1)的行星架（17)能經(jīng)由第二離合器（32)與所述驅(qū)動裝置 (51)聯(lián)接，并且 -所述第一行星齒輪組（1)的在外齒圈（16)抗相對轉(zhuǎn)動地與輸出裝置（52)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級變速器，其特征在于，如下?lián)跷荒芡ㄟ^操作如下指定的 元件進(jìn)行切換： -第一擋位通過第一離合器（31)和第三制動器（43)， -第二擋位通過第一離合器（31)和第二制動器（42)， -第三擋位通過第一離合器（31)和第一制動器（41)， -第四擋位通過第一離合器（31)和第二離合器（32)， -第五擋位通過第二離合器（32)和第一制動器（41)， -第六擋位通過第二離合器（32)和第二制動器（42)，并且 -倒擋通過第一制動器（41)和第三制動器（43)， 其中，未提到的元件分別是未被操作的或者說是打開的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多級變速器，其特征在于，在輸出側(cè)設(shè)置有圓柱齒輪傳動 級（58、59)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的多級變速器，其特征在于，所述第三制動器 (43)實(shí)施為爪式制動器，而所述第一離合器（31)和所述第一制動器（41)實(shí)施為摩擦換擋 元件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多級變速器，其特征在于，所述第一離合器（31)和所述第一 制動器（41)構(gòu)造為起動元件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的多級變速器，其特征在于，所述第三制動器 (43)實(shí)施為摩擦換擋元件，而所述第一離合器（31)實(shí)施為爪式離合器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多級變速器，其特征在于，所述第三制動器（43)構(gòu)造為起動 元件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的多級變速器，其特征在于，到所述變速器的外 供油系統(tǒng)的接口 ￠0)僅由一個或多個布置在所述驅(qū)動軸（51)中的并且引導(dǎo)至驅(qū)動側(cè)的孔 (61)和一個或多個引導(dǎo)至輸出側(cè)的孔（62)形成。
【文檔編號】F16H3/44GK104246292SQ201380020880
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】彼得·齊默, 斯特凡·貝克, 蒂莫·韋倫 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司