多級變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明給出一種四級式多級變速器，其中，第一行星齒輪組(1)的行星架(12)與第四行星齒輪組(4)的齒圈(43)連接，第一行星齒輪組(1)的齒圈(13)與第二行星齒輪組(2)的行星架(22)能通過第一制動器(51)與殼體(72)聯(lián)接，或者通過第一離合器(61)與驅(qū)動軸(70)聯(lián)接，第一行星齒輪組(1)的太陽輪(11)和第二行星齒輪組(2)的太陽輪(21)能通過第二制動器(52)與殼體(72)聯(lián)接，第三行星齒輪組(3)的太陽輪(31)和第四行星齒輪組(4)的太陽輪(41)能通過第三制動器(53)與殼體(72)聯(lián)接，驅(qū)動軸(70)能通過第二離合器(62)與第二行星齒輪組(2)的齒圈(23)聯(lián)接，第三行星齒輪組(3)的齒圈(33)和第四行星齒輪組(4)的行星架(42)能通過第三離合器(63)與驅(qū)動軸(70)聯(lián)接，并且從動軸(71)與第三行星齒輪組(3)的行星架(32)連接。
【專利說明】多級變速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種行星構(gòu)造形式的多級變速器，特別是用于機動車。

【背景技術(shù)】
[0002]這類多級變速器優(yōu)選地用作機動車的自動變速器，其中，通過有針對性地操縱換擋元件限定了在相應擋級中的行星齒輪組內(nèi)部的有效功率流。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且可選地配有鎖止離合器的起動元件連接，例如與液力變矩器或者液力耦合器連接。
[0003]由DE 10 2008 000 428 Al中公知了一種行星構(gòu)造形式的多級變速器，其中，在殼體內(nèi)布置了四個行星組，以及總共八個可轉(zhuǎn)動的軸，其中一個是多級變速器的驅(qū)動軸并且另一個是多級變速器的從動軸。此外，在這些軸的區(qū)域內(nèi)設(shè)置了至少六個換擋元件，通過有針對性地操作這些換擋元件使這四個行星組內(nèi)的功率流發(fā)生變化，并且因此能夠限定驅(qū)動軸和從動軸之間的不同的傳動比?？偟膩碚f，由此能夠切換九個前進擋以及一個倒擋。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種備選的多級變速器，其優(yōu)選地具有改進的效率并且具有足夠大且分布足夠均勻的傳動比序列。
[0005]本發(fā)明的任務(wù)通過一種按照權(quán)利要求1所述的多級變速器得以解決。特別是通過一種包括至少四個行星齒輪組、殼體、驅(qū)動軸和從動軸的多級變速器得以解決，其中
[0006]-第一行星齒輪組的行星架與第四行星齒輪組的齒圈持久地連接，
[0007]-第一行星齒輪組的齒圈與第二行星齒輪組的行星架能通過第一制動器與殼體聯(lián)接，或者能通過第一離合器與驅(qū)動軸聯(lián)接，
[0008]-第一行星齒輪組的太陽輪和第二行星齒輪組的太陽輪能通過第二制動器與殼體聯(lián)接，
[0009]-第三行星齒輪組的太陽輪和第四行星齒輪組的太陽輪能通過第三制動器與殼體聯(lián)接，
[0010]-驅(qū)動軸能通過第二離合器與第二行星齒輪組的齒圈聯(lián)接，
[0011]-第三行星齒輪組的齒圈和第四行星齒輪組的行星架能通過第三離合器與驅(qū)動軸聯(lián)接，并且
[0012]-從動軸與第三行星齒輪組的行星架持久地連接。
[0013]行星齒輪組特別是要理解成這樣一種齒輪組，該齒輪組包括至少一個太陽輪(一個或者多個行星齒輪與該太陽輪嚙合)；還包括確定行星齒輪的軸線的行星架；并且包括齒圈，行星齒輪與該齒圈嚙合。優(yōu)選地，齒圈具有內(nèi)齒部并且太陽輪具有外齒部。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點可以是，從外部能夠很容易地接觸多級變速器的換擋元件，也就是變速器側(cè)的制動器和離合器。因此，可以在換擋元件的附近布置執(zhí)行機構(gòu)，例如電動機、液壓閥、液壓泵和類似裝置，由此能夠減少機械和/或液壓損耗，并且能夠減少用來操作換擋元件所需要的能量。而且用于將換擋元件相應地保持在其當前的運行狀態(tài)下(即打開或閉合)所需要的能量也可以減少，例如這是因為通過短的管路也減少了壓力損耗。這也能夠?qū)崿F(xiàn)將換擋元件布置在殼體上并因此至少部分抗相對轉(zhuǎn)動地布置在其上，由此能夠完全地或者部分地省去用來將靜止的管路與轉(zhuǎn)動的管路連接起來的密封件。
[0015]能很容易地接觸到的換擋元件的這種空間上的布局也簡化了通過例如能比較簡單地根據(jù)需要驅(qū)控的、電機械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。能很容易地接觸到的換擋元件一方面是那些將軸與殼體抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接的制動器，但也可以是多級變速器的靠外放置的軸上的、優(yōu)選在驅(qū)動軸或從動軸上的換擋元件，用于操作所需要的液壓流體能夠比較簡單地輸送給這些軸。
[0016]除了這個特性以外，多級變速器還具有良好的嚙合效率，僅很小的構(gòu)件負載，特別是小的行星齒輪組力矩和換擋元件的力矩，低的絕對轉(zhuǎn)速和相對轉(zhuǎn)速和/或少量的構(gòu)造耗費。后者使實現(xiàn)僅具有很小的重量和低成本的多級變速器成為可能。最后，多級變速器還使得良好的傳動比序列也就是擋的能良好使用的層級成為可能。
[0017]一般來說，多級變速器的優(yōu)選的實施方式包括四個行星齒輪組、三個離合器和三個制動器，并且沒有固定的殼體聯(lián)接部。
[0018]通過分別操作兩個換擋元件(制動器和/或離合器)能夠切換九個前進擋和一個倒擋，其中，為第四擋提供了三個其它的備選的換擋位置。
[0019]液力變矩器、液力式的離合器、附加的起動離合器、集成的起動離合器或起動制動器和/或附加的電機都可以用作起動元件。
[0020]在每個軸上原則上都可以布置電機或者其它的動力源/功率源。此外，在每個軸上原則上都可以布置朝向殼體或者朝向另一個軸的自由輪機構(gòu)。
[0021]優(yōu)選地，多級變速器實現(xiàn)為標準驅(qū)動裝置，但是也可考慮橫向前置(Front-Quer)的構(gòu)造方式。
[0022]所有的換擋元件都能夠摩擦鎖合(ReibschlUssig)或形狀鎖合(Formschliissig)地起作用。然而優(yōu)選的是，第三制動器可以實施為形狀鎖合的換擋元件，特別是實施為牙嵌式離合器，這能夠明顯改進效率并因此有利地明顯降低消耗。
[0023]在此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，在從一擋切換到九擋時僅須操作第三制動器一次。因此，這種換擋元件特別適合實施為牙嵌式離合器。進一步發(fā)現(xiàn)的是，在這種換擋元件中，由于較少地進行操作，所以效率更高的優(yōu)點使得操作較難的缺點不重要。特別是發(fā)現(xiàn)，在比較高的擋時可以進行對該換擋元件的操作，由此可以使得軸的轉(zhuǎn)速差很小，并因此有利于對牙嵌式離合器的這次操作。
[0024]只要各個齒輪組和換擋元件能夠連接起來，則能自由選擇它們的幾何位置，特別是它們的排序。因此，各個元件能夠任意地在它們的位置上被移動。
[0025]由從屬權(quán)利要求以及由結(jié)合附圖的說明書中得出多級變速器的其它有利變型方案。這些變型方案在功能上都具有像主系統(tǒng)那樣的特性，特別是類似的效率、類似的分級等坐寸ο

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了更好地理解本發(fā)明，借助以下附圖對其進行更詳盡的描述。
[0027]分別以高度示意性簡化的視圖示出:
[0028]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個示例性變型方案；以及
[0029]圖2示出一個表格，它針對在圖1中所示的變速器變型方案顯示處于每個擋級中的閉合的換擋元件。

【具體實施方式】
[0030]在說明書中選擇的位置說明，例如上面、下面、側(cè)面等，是就直接描述的以及所示的附圖而言的，并且在位置變化時可以相應地適用于新的位置。此外，來自所示出的和所描述的實施例的單個特征或特征組合本身也可以代表獨立的、有創(chuàng)造性的或者根據(jù)本發(fā)明的解決方案。
[0031]圖1示出多級變速器，其包括四個行星齒輪組1、2、3、4 ;驅(qū)動軸70 ;從動軸71、六個其它可轉(zhuǎn)動的軸73、74、75、76、77、78 ;六個換擋元件51、52、53、61、62、63 (其中，為三個制動器51、52、53和三個離合器61、62、63)。四個行星齒輪組1、2、3、4以第一行星齒輪組
1、第二行星齒輪組2、第三行星齒輪組3、第四行星齒輪組4的順序相繼地布置。第一行星齒輪組1、第二行星齒輪組2、第三行星齒輪組3和第四行星齒輪組4被構(gòu)造成負行星齒輪組。這些行星齒輪組1、2、3、4共同地被殼體72包圍。在多級變速器的按圖1所示的變型方案中，
[0032]-第一行星齒輪組I的行星架12與第四行星齒輪組4的齒圈43持久地連接，
[0033]-第一行星齒輪組I的齒圈13和第二行星齒輪組2的行星架22能通過第一制動器51與殼體72聯(lián)接，或者能通過第一離合器61與驅(qū)動軸70聯(lián)接，
[0034]-第一行星齒輪組I的太陽輪11和第二行星齒輪組2的太陽輪21能通過第二制動器52與殼體72聯(lián)接，
[0035]-第三行星齒輪組3的太陽輪31和第四行星齒輪組4的太陽輪41能通過第三制動器53與殼體72聯(lián)接，
[0036]-驅(qū)動軸70與第二行星齒輪組2的齒圈23能通過第二離合器62聯(lián)接，
[0037]-第三行星齒輪組3的齒圈33和第四行星齒輪組4的行星架42能通過第三離合器63與驅(qū)動軸70聯(lián)接，
[0038]-從動軸71與第三行星齒輪組3的行星架32持久地連接。
[0039]在圖1中所示的多級變速器中，可以切換以下?lián)?
[0040]通過閉合的第二制動器52、閉合的第三制動器53和閉合的第二離合器62能實現(xiàn)第一擋。
[0041]通過閉合的第二制動器52、閉合的第三制動器53和閉合的第一離合器61能實現(xiàn)第二擋。
[0042]通過閉合的第三制動器53、閉合的第一離合器61和閉合的第二離合器62能實現(xiàn)第三擋。
[0043]通過閉合的第三制動器53、閉合的第一離合器61和閉合的第三離合器63或者
[0044]通過閉合的第三制動器53、閉合的第二離合器62和閉合的第三離合器63或者
[0045]通過閉合的第二制動器52、閉合的第三制動器53和閉合的第三離合器63或者
[0046]通過閉合的第一制動器51、閉合的第三制動器53和閉合的第三離合器63能實現(xiàn)第四擋。
[0047]通過閉合的第一離合器61、閉合的第二離合器62和閉合的第三離合器63能實現(xiàn)第五擋。
[0048]通過閉合的第二制動器52、閉合的第一離合器61和閉合的第三離合器63能實現(xiàn)第六擋。
[0049]通過閉合的第二制動器52、閉合的第二離合器62和閉合的第三離合器63能實現(xiàn)第七擋。
[0050]通過閉合的第一制動器51、閉合的第二制動器52和閉合的第三離合器63能實現(xiàn)第八擋。
[0051]通過閉合的第一制動器51、閉合的第二離合器62和閉合的第三離合器63能實現(xiàn)第九擋。
[0052]通過閉合的第一制動器51、閉合的第三制動器53和閉合的第二離合器62能實現(xiàn)倒擋。
[0053]在此，相應未提及的換擋元件都是打開的。
[0054]這也在圖2的表格中示出，其中，也示出了各個擋級的傳動比。
[0055]優(yōu)選地，在所示出的多級變速器中，所有的齒輪組1、2、3、4都實施為負齒輪組。
[0056]在一種有利的變型方案中:
[0057]-在太陽輪11和齒圈13之間的第一齒輪組I的傳動比為-2.303，并且/或者
[0058]-在太陽輪21和齒圈23之間的第二齒輪組2的傳動比為-1.613，并且/或者
[0059]-在太陽輪31和齒圈33之間的第三齒輪組3的傳動比為-2.899，并且/或者
[0060]-在太陽輪41和齒圈43之間的第四齒輪組4的傳動比為-3.074。
[0061]總的來說，作為齒輪組1、2、3、4與行星架12、22、32、42的所提到的第一連接/聯(lián)接和該齒輪組1、2、3、4與齒圈13、23、33、43的所提到的第二連接/聯(lián)接的代替，可以實施該齒輪組1、2、3、4與所述齒圈13、23、33、43的所提到的第一連接/聯(lián)接和該齒輪組1、2、3、4與所述行星架12、22、32、42的第二連接/聯(lián)接，其中，齒輪組1、2、3、4代替實施為負齒輪組地實施為正齒輪組，或者代替實施為正齒輪組地實施為負齒輪組。換句話說，齒輪組1、2、
3、4與行星架12、22、32、42以及與齒圈13、23、33、43的連接/聯(lián)接被更換，并且該齒輪組
1、2、3、4的太陽輪11、21、31、41和齒圈13、23、33、43之間的轉(zhuǎn)動方向反轉(zhuǎn)。在多級變速器的設(shè)計方案中，要額外注意的是，在驅(qū)動裝置70和從動裝置71之間的可切換的傳動比應保持不變時，該齒輪組的固有傳動比的數(shù)值要增加或降低I。通過齒輪組1、2、3、4的所述變型方案就能夠改變各個傳動元件之間的連接/聯(lián)接，而同時不改變該變速器的特性。因此提供了許多結(jié)構(gòu)上的設(shè)計方案，它們能夠在個別情況下使變速器的實現(xiàn)得到簡化。在此，提到的連接/聯(lián)接的更換不局限于一個齒輪組1、2、3、4，而是也可以同時應用到多個齒輪組1、
2、3、4上。
[0062]這些實施例示出了根據(jù)本發(fā)明的多級變速器的可能的實施變型方案，其中，在此注意到的是，本發(fā)明不局限于根據(jù)本發(fā)明的多級變速器的這些特別地示出的實施變型方案，而是確切地說也可以是各個實施變型方案彼此間的不同組合，并且基于技術(shù)手段的教導，通過具體的發(fā)明，該變型方案可能性屬于本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)。特別是由組合學和權(quán)利要求1中得出的、卻未在附圖中明顯示出的方案也是包含在保護范圍內(nèi)的。此外，所有能想到的、能通過組合所示出的和所描述的實施變型方案的各個細節(jié)得出的實施變型方案都包含在保護范圍內(nèi)。
[0063]最后針對規(guī)定所要指明的是，為了更好地理解所述多級變速器的構(gòu)造方案，在圖中示意性示出了該多級變速器，并且因此在現(xiàn)實中可能包括比示出的更多、更少的構(gòu)件或者包含其它的構(gòu)件?？偟膩碚f，具體的、在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計方案都在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。
[0064]從說明書中可以獲知基于獨立的、具有創(chuàng)造性的解決方案的任務(wù)。
[0065]附圖標記列表
[0066]I 第一變速器齒輪組
[0067]2 第二變速器齒輪組
[0068]3 第三變速器齒輪組
[0069]4 第四變速器齒輪組
[0070]11 第一變速器齒輪組的太陽輪
[0071]12 第一變速器齒輪組的行星架
[0072]13 第一變速器齒輪組的齒圈
[0073]21 第二變速器齒輪組的太陽輪
[0074]22 第二變速器齒輪組的行星架
[0075]23 第二變速器齒輪組的齒圈
[0076]31 第三變速器齒輪組的太陽輪
[0077]32 第三變速器齒輪組的行星架
[0078]33 第三變速器齒輪組的齒圈
[0079]41 第四變速器齒輪組的太陽輪
[0080]42 第四變速器齒輪組的行星架
[0081]43 第四變速器齒輪組的齒圈
[0082]51 第一制動器
[0083]52 第二制動器
[0084]53 第三制動器
[0085]61 第一離合器
[0086]62 第二離合器
[0087]63 第三離合器
[0088]70 驅(qū)動裝置
[0089]71 從動裝置
[0090]72 殼體
[0091]73、74、75、76、77、78 軸
【權(quán)利要求】
1.一種多級變速器， 所述多級變速器包括至少四個行星齒輪組(1、2、3、4)、殼體(72)、驅(qū)動軸(70)和從動軸(71)，其中 -第一行星齒輪組(I)的行星架(12)與第四行星齒輪組(4)的齒圈(43)持久地連接，-所述第一行星齒輪組(I)的齒圈(13)和第二行星齒輪組(2)的行星架(22)能通過第一制動器(51)與所述殼體(72)聯(lián)接，或者能通過第一離合器￠1)與所述驅(qū)動軸(70)聯(lián)接， -所述第一行星齒輪組(I)的太陽輪(11)和所述第二行星齒輪組(2)的太陽輪(21)能通過第二制動器(52)與所述殼體(72)聯(lián)接， -第三行星齒輪組(3)的太陽輪(31)和所述第四行星齒輪組(4)的太陽輪(41)能通過第三制動器(53)與所述殼體(72)聯(lián)接， -所述驅(qū)動軸(70)能通過第二離合器￠2)與所述第二行星齒輪組(2)的齒圈(23)聯(lián)接， -所述第三行星齒輪組(3)的齒圈(33)和所述第四行星齒輪組(4)的行星架(42)能通過第三離合器(63)與所述驅(qū)動軸(70)聯(lián)接，并且 -所述從動軸(71)與所述第三行星齒輪組(3)的行星架(32)持久地連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的多級變速器，其特征在于，能通過閉合給出的元件來切換到如下?lián)? -通過第二制動器(52)、第三制動器(53)和第二離合器￠2)切換到一擋； -通過第二制動器(52)、第三制動器(53)和第一離合器￠1)切換到二擋； -通過第三制動器(53)、第一離合器(61)和第二離合器(62)切換到三擋； -通過第三制動器(53)、第一離合器￠1)和第三離合器￠3)或者 -通過第三制動器(53)、第二離合器￠2)和第三離合器￠3)或者 -通過第二制動器(52)、第三制動器(53)和第三離合器￠3)或者 -通過第一制動器(51)、第三制動器(53)和第三離合器￠3)切換到四擋； -通過第一離合器(61)、第二離合器(62)和第三離合器(63)切換到五擋； -通過第二制動器(52)、第一離合器(61)和第三離合器(63)切換到六擋； -通過第二制動器(52)、第二離合器(62)和第三離合器(63)切換到七擋； -通過第一制動器(51)、第二制動器(52)和第三離合器￠3)切換到八擋； -通過第一制動器(51)、第二離合器(62)和第三離合器(63)切換到九擋；并且 -通過第一制動器(51)、第三制動器(53)和第二離合器￠2)切換到倒擋， 其中，各個未提及的元件是未被操作的或者說是打開的。
3.按照權(quán)利要求1或2中任一項所述的多級變速器，其特征在于，所有的齒輪組(1、2、3、4)都實施為負齒輪組。
4.按照權(quán)利要求3所述的多級變速器，其特征在于， -在太陽輪(11)和齒圈(12)之間的所述第一齒輪組(I)的傳動比為-2.303，并且/或者 -在太陽輪(21)和齒圈(22)之間的所述第二齒輪組(2)的傳動比為-1.613，并且/或者-在太陽輪(31)和齒圈(32)之間的所述第三齒輪組(3)的傳動比為-2.899，并且/或者-在太陽輪(41)和齒圈(42)之間的所述第四齒輪組(4)的傳動比為-3.074。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項所述的多級變速器，其特征在于，作為齒輪組(1、2、3、4)與行星架(12、22、32、42)的所提到的第一連接/聯(lián)接和該齒輪組(1、2、3、4)與齒圈(13、23、33、43)的所提到的第二連接/聯(lián)接的代替，實施了該齒輪組(1、2、3、4)與所述齒圈(13、23、33、43)的第一連接/聯(lián)接和該齒輪組(1、2、3、4)與所述行星架(12、22、32、42)的第二連接/聯(lián)接，其中，該齒輪組(1、2、3、4)代替實施為負齒輪組地實施為正齒輪組,或者代替實施為正齒輪組地實施為負齒輪組。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項所述的多級變速器，其特征在于，所述第一制動器(53)實施為牙嵌式離合器。
【文檔編號】F16H3/66GK104204612SQ201380017986
【公開日】2014年12月10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】斯特凡·貝克, 克里斯蒂安·西卜拉, 沃爾夫?qū)だ锔駹? 申請人:Zf 腓德烈斯哈芬股份公司