專利名稱：多擋變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種行星齒輪結構的多擋變速器，特別是一種按權利要求1前序部分所述用于汽車的多擋變速器。
背景技術：
特別是汽車的自動變速器按照現有技術包括行星齒輪組，它們借助例如像離合器和制動器這種摩擦或換擋部件連接并通常與承受滑動作用和選擇具有分接離合器的啟動部件例如像液力變矩器或者液壓離合器連接。
這種變速器由EP 0 434 525 A1有所公開。它基本上包括彼此平行設置的一個輸入軸和一個輸出軸、一個與輸出軸同心設置的復式行星齒輪組和三個離合器和兩個制動器方式的五個換擋部件，其各自成對的選擇性閉合確定輸入軸與輸出軸之間不同的變速傳動比。在這種情況下該變速器具有一個前置齒輪組和兩個功率路徑，從而通過五個換擋部件有選擇地成對結合實現六個前進擋。
在這種情況下，在第一功率路徑上需要兩個離合器，用于從前置齒輪組向復式行星齒輪組的兩個部件傳遞轉矩。這些部件在力線方向上基本上設置在復式行星齒輪組方向上的前置齒輪組后面。在第二功率路徑上具有另一個離合器，它將該功率路徑與復式行星齒輪組的另一部件可分開地連接。在這種情況下離合器這樣設置，使內摩擦片支架形成輸出。
此外，US 6 139 463公開了一種特別是用于汽車的行星齒輪結構的緊湊式多擋變速器，具有兩個行星齒輪組和一個前置齒輪組以及三個離合器和兩個制動器。在公開的這種多擋變速器中，第一功率路徑上具有兩個離合器C-1和C-3，用于從前置齒輪組向兩個行星齒輪組傳遞轉矩。在這種情況下，離合器C-3的外摩擦片支架或氣缸側或活塞側和壓力補償側與第一制動器B-1連接。為此第三離合器C-3的內摩擦片支架與第一離合器C-1的氣缸側或活塞側和壓力補償側連接，其中，第一離合器C-1的內摩擦片支架設置在輸出側并與第三行星齒輪組的一個太陽輪連接。
此外，申請人的DE 199 49 507 A1公開了一種多擋變速器，其中，輸入軸上具有兩個不可切換的前置齒輪組，輸出端上產生兩種轉速，除了輸入軸的轉速外，有選擇地根據作用于輸出軸可連接的復式行星齒輪組通過所使用的換擋部件的選擇性閉合可這樣連接，使其為從一個擋位切換到各自下個更高的或者更低的擋位，兩個直接操縱的換擋部件中各自僅需接通或者斷開一個換擋部件。
DE 199 12 480 A1公開了一種可自動換擋的汽車變速器，具有三個單連接片的行星齒輪組以及用于切換六個前進擋和一個倒擋的三個制動器和兩個離合器，還具有一個輸入軸以及一個輸出軸。該可自動換擋的汽車變速器這樣構成，使輸入軸與第二行星齒輪組的太陽輪直接連接并使輸入軸可通過第一離合器與第一行星齒輪組的太陽輪和/或者通過第二離合器與第一行星齒輪組的連接片連接。作為附加或者選擇，第一行星齒輪組的太陽輪通過第一制動器與變速器的外殼和/或者第一行星齒輪組的連接片通過第二制動器與外殼和/或者第三行星齒輪組的太陽輪通過第三制動器與外殼連接。
此外，DE 102 13 820 A1公開了一種多級自動變速器，包括第一變速傳動比的第一輸入路徑T1；變速傳動比大于該第一輸入路徑T1的第二輸入路徑T2；一個具有四個部件的行星齒輪組，其中，在轉速曲線圖上部件的順序為第一部件、第二部件、第三部件和第四部件；將輸入路徑T2的轉動傳遞到第一部件S3上的離合器C-2；將轉動從輸入路徑T2傳遞到第四部件S2上的離合器C-1；將轉動從輸入路徑T1傳遞到第一部件上的離合器C-4；將轉動從輸入路徑T1傳遞到第二部件C3上的離合器C-3；產生第四部件結合的制動器B-1；產生第二部件結合的制動器B-2；以及一個與第三部件R3連接的輸出件。
在申請人DE 101 15 983 A1的框架內介紹了一種多擋變速器，具有一個與前置齒輪組連接的輸入軸、一個與后置齒輪組連接的輸出軸以及最多七個換擋部件，通過其選擇性的切換可連接至少七個無混合聯接的前進擋。前置齒輪組由一個前置行星齒輪組或者最多兩個不可與第一前置行星齒輪組切換的前置行星齒輪組構成，其中，后置齒輪組作為雙連接片四軸變速器利用兩個可切換的后置行星齒輪組構成并具有四個自由軸。該雙連接片四軸變速器第一自由軸與第一換擋部件連接，第二自由軸與第二和第三換擋部件連接，第三自由軸與第四和第五換擋部件連接和第四自由軸與輸出軸連接。對一種具有總計六個換擋部件的多擋變速器依據該發明提出，后置齒輪組的第三自由軸或者第一自由軸附加與第六換擋部件連接。對一種具有總計七個換擋部件的多擋變速器依據該發明提出，第三自由軸附加與第六換擋部件D′和第一自由軸附加與第七換擋部件連接。
此外，申請人的DE 101 15 987 A1介紹了一種具有至少六個擋的多擋變速器。該變速器除了輸入軸和輸出軸外，由一個不可切換的前置齒輪組和一個可切換的后置齒輪組以雙連接片四軸變速器的方式組成。前置齒輪組由第一行星齒輪組組成，它除了提供輸入軸的輸入轉速外，還可以有選擇地切換到后置齒輪組提供第二轉速。后置齒輪組由兩個可切換的行星齒輪組組成，它們利用六個換擋部件可以連接至少七個擋位，其中形成兩個功率路徑。在此方面，在每次換擋過程中以具有優點的方式始終避免混合聯接。此外，DE 29 36 969 A1公開了一種9擋多擋變速器；它包括八個換擋部件和四個齒輪組，其中，一個齒輪組作為前置變速器使用和主變速器具有一個滾轉式齒輪組和另一個作為可逆傳動使用的齒輪組。
總體來說，行星齒輪結構的自動換擋汽車變速器在現有技術中已有大量介紹并得到不斷開發和改進。這些變速器因此具有足夠數量的前進擋以及一個倒擋，并具有采用很高的總分配和有利的變速器各擋速比間隔非常適用于汽車的變速傳動比。此外，這些變速器可以使前進方向上具有很高的啟動變速傳動比并包括直接擋位，以及既適用于Pkw也適用于Nkw使用。此外，這些變速器需要較低的制造開支，特別是較少數量的換擋部件，并在順序切換的情況下避免雙重聯接，從而在切換到確定擋組上的情況下各自僅變換一個換擋部件。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種開頭所述類型的多擋變速器，其中，制造開支得到優化并為此在牽引和嚙合損失方面提高主行駛擋的效率。為此在依據本發明的多擋變速器中，使低轉矩作用于換擋部件和行星齒輪組以及將軸、換擋部件和行星齒輪組的轉速保持在盡可能低的程度上。此外，提高擋位的數量以及變速器分配，從而可以具有優點方式實現九個前進擋和至少一個倒擋。此外，依據本發明的變速器適合于在任何結構的汽車上使用，特別適用于前置橫列設置。本發明的另一個目的是提供一種結構特別緊湊的多擋變速器。
該目的依據本發明通過權利要求1的特征得以實現。其他優點和具有優點的構成來自從屬權利要求。
據此提供一種行星齒輪結構依據本發明的多擋變速器，具有設置在一個外殼內的一個輸入軸和一個輸出軸。此外具有下面稱為第一、第二、第三和第四行星齒輪組的至少四個行星齒輪組、至少七個旋轉軸-下面稱為輸入軸、輸出軸、第三、第四、第五、第六和第七軸-以及至少六個換擋部件，包括制動器和離合器，它們選擇性結合使輸入軸與輸出軸之間產生不同的變速傳動比，從而可以實現最好九個前進擋和一個倒擋。
依據本發明輸入軸始終與第一行星齒輪組的連接片連接并通過一個離合器與第五軸可分開地連接，后者始終與第三行星齒輪組的連接片連接并可通過一個制動器連接在外殼上，其中，第一行星齒輪組的太陽輪與外殼抗扭地連接。
依據本發明，第四軸始終與第三行星齒輪組的內齒輪和第四行星齒輪組的太陽輪連接并可通過一個制動器連接在外殼上，其中，第三軸始終與第二行星齒輪組的內齒輪和第四行星齒輪組的連接片連接并可通過一個制動器連接在外殼上，以及其中第六軸始終與第一行星齒輪組的內齒輪和第三行星齒輪組的太陽輪連接；第七軸始終與第二行星齒輪組的太陽輪連接，其中，輸出軸始終與第四行星齒輪組的內齒輪以及第二行星齒輪組的連接片連接。此外，輸入軸通過一個離合器與第七軸可分開地連接，其中，另一離合器將第三軸和第六軸可分開地相互連接。
通過該多擋變速器依據本發明的構成產生一種特別適用于轎車的變速傳動比以及明顯提高了多擋變速器的總分配，由此改善了行駛舒適性并大大降低了消耗。
此外，利用依據本發明的多擋變速器通過減少換擋部件的數量，最好三個制動器和三個離合器而明顯降低了制造開支。利用依據本發明的多擋變速器可以具有優點的方式采用液力變矩器、外部啟動離合器或者也可以采用其他適用的外部啟動離合器進行啟動。也可以設想采用與變速器整體構成的啟動部件進行啟動過程。最好適用于一種在第一前進擋和倒擋上操縱的換擋部件。
此外，在依據本發明的多擋變速器上形成一種主行駛擋位與牽引和嚙合損耗相關的高效率。
此外，多擋變速器的換擋部件和行星齒輪組上存在著低轉矩，由此以具有優點的方式降低該多擋變速器上的磨損。此外，通過低轉矩還可以產生相應小的尺寸，由此降低所需的結構空間和相應的成本。此外，在這些軸、換擋部件和行星齒輪組上也存在著低轉速。
此外，依據本發明的變速器這樣設計，使其無論是在力線方向上還是在空間方面均可以與不同的傳動系結構相結合；例如可以在外殼的相同面上具有輸入和輸出。
下面借助附圖舉例對本發明進行詳細說明。其中圖1示出一個依據本發明的多擋變速器優選實施方式的示意圖；以及圖2示出依據圖1多擋變速器的舉例換擋示意圖。
具體實施例方式
圖1示出一個依據本發明的多擋變速器，具有設置在一個外殼G內的一個輸入軸1和一個輸出軸2。具有四個行星齒輪組P1、P2、P3和P4，它們作為負行星齒輪組構成并最好按P1、P2、P3、P4的順序依次設置在軸向或力線方向上。
如從圖1所看到的那樣，具有六個換擋部件，即三個制動器03、04、05和三個離合器15、17、36。離合器最好作為片式離合器構成。
利用這些換擋部件可以實現九個前進擋和一個倒擋的選擇性換擋。依據本發明的多擋變速器具有總計七個旋轉軸，即軸1、2、3、4、5、6和7。
依據本發明在依據圖1的多擋變速器中通過軸1進行傳動，該軸始終與第一行星齒輪組P1的連接片連接并可通過離合器15與軸5可分開地連接，后者始終與第三行星齒輪組P3的連接片連接并可通過制動器05連接在外殼G上，其中，第一行星齒輪組P1的太陽輪與外殼抗扭地連接(軸0)。
依據本發明，軸4始終與第三行星齒輪組P3的內齒輪和第四行星齒輪組P4的太陽輪連接并可通過制動器04連接在外殼G上。此外，軸3始終與第二行星齒輪組P2的內齒輪和第四行星齒輪組P4的連接片連接并可通過制動器03連接在外殼G上，其中，軸6始終與第一行星齒輪組P1的內齒輪和第三行星齒輪組P3的太陽輪連接以及軸7始終與第二行星齒輪組P2的太陽輪連接。輸出傳動通過軸2進行，該軸始終與第四行星齒輪組P4的內齒輪和第二行星齒輪組P2的連接片連接，其中，離合器17將輸入軸1與軸7可分開地連接和離合器36將軸3和6可分開地相互連接。
換擋部件空間上的設置可以是任意的并僅受尺寸和外部環境的限制。
圖2示出依據圖1多擋變速器的舉例換擋示意圖。為每個擋位閉合兩個換擋部件，從該換擋示意圖中可以看出舉例的單個擋位的各自變速傳動比i和從中確定的變速器各擋速比間隔phi。從圖2可以看出，在順序換擋情況下避免雙重聯接或混合聯接，因為兩個相鄰的擋位共同利用一個換擋部件。
第一擋通過閉合制動器04和05、第二擋通過閉合制動器04和離合器17、第三擋通過閉合離合器17和制動器05、第四擋通過閉合離合器17和制動器03產生。此外，第五擋通過閉合離合器15和17、第六擋通過閉合離合器17和離合器36、第七擋通過閉合離合器15和離合器36、第八擋通過閉合制動器03和離合器36以及第九擋通過閉合制動器05和離合器36產生。如從換擋示意圖中所看到的那樣，倒擋通過閉合制動器04和離合器15產生。
依據本發明，啟動可以利用整體構成的換擋部件進行(IAK)。在這種情況下，特別適用在無旋轉方向相反的第一擋和倒擋上所需的換擋部件，例如制動器04。
依據本發明，在相同的傳動示意圖中根據換擋邏輯也可以產生不同的跳擋，從而可以形成一種用途專用或汽車專用的方案。
對此可以在多擋變速器的任何適當的位置上具有附加的超越離合器，例如在一個軸與外殼之間或者需要時以便連接兩個軸。
在輸入側或者輸出側上依據本發明設置一個車軸差速器和/或者一個分配器差速器。
在一種具有優點的進一步構成的框架內，輸入軸1可以通過連接件根據需要與主動的發動機分離，其中，作為連接件可以使用液力變矩器、液壓離合器、干式起動離合器、濕式啟動離合器、磁粉離合器或者離心式離合器。這種啟動部件也可以設置在變速器后面的力線方向上，其中，在這種情況下輸入軸1始終與發動機的曲軸連接。
依據本發明的多擋變速器此外可以在發動機與變速器之間設置一個扭轉減振器。
在本發明未示出的另一種實施方式的框架內，每個軸上，優選輸入軸1或者輸出軸2上可以設置非摩擦的制動器，例如像液壓的或者電動的廢氣制動器或者這類制動器，這一點對在商用車輛上的應用來說具有特別重要的意義。此外，為傳動附加的機組可以在每個軸上，優選在輸入軸1或者輸出軸2上具有輔助驅動。
所使用的換擋部件可以作為負荷控制離合器或者制動器構成。特別是可以使用力配合的離合器或者制動器，例如片式離合器、帶式制動器和/或者錐體離合器。此外，作為換擋部件也可以使用形狀配合的制動器和/或者離合器，例如像同步器或者牙嵌離合器。
這里所介紹的多擋變速器的另一個優點在于，每個軸上作為發電機和/或者作為驅動裝置均可以安裝電機。
不言而喻，任何結構上的構成，特別是行星齒輪組和換擋部件任何空間上的設置無論是本身以及彼此和就此而言只要技術上合理的，均處于本權利要求的保護范圍下，而不影響權利要求中所列舉的變速器的功能，即使這些構成并未明確在附圖中或者說明書中列出。
附圖標記1 軸2 軸3 軸4 軸5 軸6 軸7 軸03 制動器04 制動器05 制動器15 離合器17 離合器36 離合器P1 行星齒輪組P2 行星齒輪組P3 行星齒輪組P4 行星齒輪組i 變速傳動比phi 變速器各擋速比間隔G 外殼
權利要求
1.行星齒輪結構的多擋變速器，特別是汽車的自動變速器，包括設置在一個外殼(G)內的一個輸入軸(1)和一個輸出軸(2)、四個行星齒輪組(P1、P2、P3、P4)、至少七個旋轉軸(1、2、3、4、5、6、7)以及包括制動器(03、04、05)和離合器(15、17、36)的至少六個換擋部件(03、04、05、15、17、36)，它們選擇性結合使輸入軸(1)與輸出軸(2)之間產生不同的變速傳動比，從而可實現至少九個前進擋和一個倒擋，其中，輸入軸(1)始終與第一行星齒輪組(P1)的連接片連接并可通過離合器(15)與軸(5)可分開地連接，后者始終與第三行星齒輪組(P3)的連接片連接并可通過制動器(05)連接在外殼(G)上，其中，第一行星齒輪組(P1)的太陽輪與外殼(G)抗扭地連接，軸(4)始終與第三行星齒輪組(P3)的內齒輪和第四行星齒輪組(P4)的太陽輪連接并可通過制動器(04)連接在外殼(G)上，其中，軸(3)始終與第二行星齒輪組(P2)的內齒輪和第四行星齒輪組(P4)的連接片連接并可通過制動器(03)連接在外殼(G)上，以及軸(6)始終與第一行星齒輪組(P1)的內齒輪和第三行星齒輪組(P3)的太陽輪連接，其中，軸(7)始終與第二行星齒輪組(P2)的太陽輪連接和輸出軸(2)始終與第四行星齒輪組(P4)的內齒輪以及第二行星齒輪組(P2)的連接片連接，其中，離合器(17)將輸入軸(1)與軸(7)可分開地連接以及離合器(36)將軸(3)和(6)可分開地相互連接。
2.按權利要求1所述的多擋變速器，其中，行星齒輪組(P1、P2、P3、P4)按(P1、P2、P3、P4)的順序依次設置在軸向上。
3.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，行星齒輪組(P1、P2、P3、P4)作為負行星齒輪組構成。
4.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，可實現九個前進擋，其中，第一擋通過閉合制動器(04)和(05)、第二擋通過閉合制動器(04)和離合器(17)、第三擋通過閉合離合器(17)和制動器(05)、第四擋通過閉合離合器(17)和制動器(03)、第五擋通過閉合離合器(15)和(17)、第六擋通過閉合離合器(17)和離合器(36)、第七擋通過閉合離合器(15)和離合器(36)、第八擋通過閉合制動器(03)和離合器(36)以及第九擋通過閉合制動器(05)和離合器(36)產生。
5.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，倒擋通過閉合制動器(04)和離合器(15)產生。
6.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，可在任何適當的位置上使用超越離合器。
7.按權利要求6所述的多擋變速器，其中，在軸(1、2、3、4、5、6、7)與外殼(G)之間具有超越離合器。
8.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，在外殼的相同面上具有輸入裝置和輸出裝置。
9.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，車軸差速器和/或者分配器差速器設置在輸入側或者輸出側上。
10.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，輸入軸(1)可通過連接件與主動的發動機分離。
11.按權利要求10所述的多擋變速器，其中，液力變矩器、液壓離合器、干式啟動離合器、濕式離合器、磁粉離合器或者離心式離合器可設置為連接件。
12.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，在變速器后面的力線方向上可設置一個特別是按權利要求10或者11所述的外部啟動部件，其中，輸入軸(1)與發動機的曲軸固定連接。
13.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，啟動借助變速器的換擋部件(04)進行，其中，輸入軸(1)始終與發動機的曲軸連接。
14.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，在發動機與變速器之間可設置一個扭轉減振器。
15.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，每個軸上均可設置非摩擦的制動器。
16.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，為驅動附加機組每個軸上均可設置輔助驅動。
17.按權利要求16所述的多擋變速器，其中，輔助驅動可設置在輸入軸(1)或者輸出軸(2)上。
18.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，換擋部件作為負荷控制離合器或者制動器構成。
19.按權利要求18所述的多擋變速器，其中，可使用片式離合器、帶式制動器和/或者錐體離合器。
20.按權利要求1-17之一所述的多擋變速器，其中，設有形狀配合的制動器和/或者離合器作為換擋部件。
21.按前述權利要求之一所述的多擋變速器，其中，每個軸上可以安裝電機作為發電機和/或者作為驅動裝置。
全文摘要
本發明涉及一種具有九個前進擋和一個倒擋的多擋變速器，包括四個行星齒輪組(P1、P2、P3、P4)、七個旋轉軸(1、2、3、4、5、6、7)和六個換擋部件(03、04、05、15、17、36)，其中，輸入軸(1)與行星齒輪組(P1)的連接片連接并可通過離合器(15)與軸(5)連接，后者與第三行星齒輪組(P3)的連接片連接并可連接在外殼(G)上，其中，行星齒輪組(P1)的太陽輪與外殼(G)連接，軸(4)與行星齒輪組(P3)的內齒輪和行星齒輪組(P4)的太陽輪連接并可連接在外殼(G)上，其中，軸(3)與行星齒輪組(P2)的內齒輪和行星齒輪組(P4)的連接片連接并可連接在外殼(G)上，以及軸(6)始終與行星齒輪組(P1)的內齒輪和行星齒輪組(P3)的太陽輪連接，其中，軸(7)與行星齒輪組(P2)的太陽輪連接和輸出軸(2)與行星齒輪組(P4)的內齒輪以及行星齒輪組(P2)的連接片連接，其中，離合器(17)將輸入軸(1)與軸(7)可分開地連接以及離合器(36)將軸(3)和(6)可分開地相互連接。
文檔編號F16H3/66GK101021252SQ20071000533
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月14日 優先權日2006年2月14日
發明者格哈德·貢波采伯格 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司