用于机动车的变速器的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机动车的变速器。

背景技术：

这种变速器已知为所谓的双离合变速器并且通常应用在机动车中。除了良好的效率之外，这种变速器此外具有下述优点，该变速器在不中断牵引力的情况下特别是能自动地进行切换，其中能在未激活的子变速器中预先选择变速器挡位，然后该变速器挡位通过转换动力换挡离合器来激活。在此在可能的使用情况下，适宜地在其中一个子变速器中借助相应的齿轮组来设置奇数挡位(1、3、5、等)并且在另一个子变速器中设置偶数挡位(2、4、6、等)，该齿轮组例如通过同步接合装置与各个输入轴或输出轴以驱动的方式连接。

如上所述，每个子变速器都分别具有动力换挡离合器。例如在十二个前进挡(即12挡位双离合变速器)时总共需要十二个轮平面(Radebene)。倒挡在此可以通过单独的轴来实现。在此为了切换前进挡，在通常的实践中需要六个换挡元件(即同步接合装置)以及一个用于倒挡的换挡元件。为了实施换挡过程，首先预先选择相应的挡位。然后，相关的子变速器——其具有用于预先选择的挡位的齿轮组——借助接合的动力换挡离合器来激活。在挡位变换时，不仅激活的离合器被分离，而且同时被动的或者说未激活的动力换挡离合器被接合。这种挡位变换实际上是子变速器变换。这就是说，在现有技术中动力换挡过程(即牵引力未被中断的换挡)仅能通过子变速器变换来实现。例如动力换挡可以仅在偶数的和奇数的挡位之间实现。

上述情况在极运动型的车辆中导致了下述换挡顺序：首先在第一挡位中进行启动，然后预先选择第二挡位。随后实现从第一挡位的子变速器至第二挡位的子变速器的变速器转换。在驾驶员从第一挡位直接换挡至第三挡位时，首先激活第一挡位的子变速器，然后激活第二挡位的子变速器，并且随后重新激活第一挡位的子变速器，因为上述情况包含第三挡位。在这种切换顺序中，在第二挡位的子变速器中的停留时间非常短暂，由此形成了离合器的高构件负荷。

由WO 2011/031268 A1已知在变速器中使用三重离合器或者说三离合。该变速器不是分成两个、而是分成三个彼此独立的、即交替工作的子变速器，其中每个子变速器都配备有三重离合器的三个动力换挡离合器之一。因此常规的双离合变速器被扩展有另一个子变速器(连同配属的动力换挡离合器)。

技术实现要素：

本发明的目的在于，如此改进这种类型的变速器，使得在构造方面有利的结构形式下能在变速器挡位的功能和设计方面实现更大的自由度。

所述目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的优选改进方案在从属权利要求中公开。

根据本发明，由现有技术已知的、传统的双离合变速器的传统的双重动力换挡离合器单元被扩展成三重动力换挡离合器单元，其中变速器具有附加传动级，该附加传动级能利用第三动力换挡离合器接通。第三动力换挡离合器与第一和第二动力换挡离合器一起是动力换挡单元的组成部分。根据权利要求1的特征部分，该附加传动级是辅助单元，该辅助单元配属于或从属于第一子变速器或第二子变速器并且在那里引起变速比变化。辅助单元可以交替地通过第三动力换挡离合器接通。

与上述现有技术的不同之处在于，变速器始终仅具有两个子变速器，这两个子变速器根据传统的双离合变速器的形式交替地工作。利用三重离合器或者说三离合的附加的第三动力换挡离合器，可以使得两个子变速器之一以不同的方式切换至驱动系。

上述情况能实现两个下述主要优点：从而可以总地减少轮平面的数量。换挡元件(即同步接合装置)的数量也可以被减少。

此外还减少了必要的挡位调节器的数量。此外，在具有辅助单元的子变速器中可以双重地使用定位在那里的挡位齿轮组，由此可以实现多个变速器挡位，所述变速器挡位全都能通过该子变速器的现在两个动力换挡离合器动力切换。在此始终仅接合一个离合器。此外，在所述子变速器中能实现与通常的挡位顺序不同的换挡，这种换挡例如允许跳过变速器挡位或不同的变速器设计方案。例如在机动车的定义的运行条件下在第一挡位中启动后可以跳过第二挡位，并且替代于此在牵引力不中断的情况下并且在没有预先选择另一个变速器挡位的情况下切换至第三挡位。

所述辅助单元优选可以至少包括在输入轴和输出轴上布置的圆柱齿轮、特别是具有两个轴向相邻的齿轮组，其中支承在输出轴上的圆柱齿轮相互联接，驱动侧的圆柱齿轮布置在动力换挡离合器的第三输入轴上，而从动侧的圆柱齿轮固定地布置在相应的子变速器的输入轴上。由此引起了变速器的沿轴向方向构造短的、牢固的且在效率方面有利的设计结构。

此外，三个动力换挡离合器可以与变速器的三个输入轴同轴地布置，并且例如组装成一集成到变速器中的离合器单元，该离合器单元能交替地以电液的方式加载。

此外，可以按已知的方式将(两个)子变速器分配给偶数挡位和奇数挡位，其中辅助单元配属于具有奇数挡位的子变速器，以便例如能在机动车的启动或降速的加速度范围内实现挡位跳跃。在此优选地，辅助单元的变速比变化可以如此设计，使得通过辅助单元和接合的第三离合器K3能切换到奇数挡位1、5和必要时9等，并且在无辅助单元的情况下接合离合器K2能直接切换到挡位3、7和必要时11等。这就是说，例如从第一挡位切换至第三挡位，无需预先选择一个挡位。

在本发明的一种有利的改进方案中，在具有偶数挡位的子变速器中可以集成另一个辅助单元，该另一个辅助单元能借助换挡接合装置跨接或接通。因此在第二子变速器中还能双重使用挡位-齿轮组，由此在进一步减少齿轮组的情况下更多地实现变速器挡位。不言而喻，随着较少的挡位-齿轮组还可以减少同步接合装置和挡位调节器的数量。

特别是，另一个辅助单元同样可以通过两个圆柱齿轮组形成，其驱动侧的圆柱齿轮能与第一输入轴耦联，其支承在输出轴上的圆柱齿轮相互联接，并且其从动侧的圆柱齿轮固定地布置在空心轴上，该空心轴支承在输入轴上并且带有换挡齿轮。然而本发明并不局限于这种专门的布置。更确切地说，不必强制性地将换挡齿轮布置在空心轴上，也可以将固定齿轮布置在空心轴上。

以有利的方式，辅助单元的支承在输出轴上的圆柱齿轮在此可以通过换挡接合装置直接耦联到输出轴上，并且因此以第二种功能构造上有利地直接形成两个挡位-齿轮组。这种结构实施方式可应用于两个辅助单元。

在本发明的一种特别有利的改进方案中，配属于子变速器的辅助单元的、支承在输出轴上的圆柱齿轮还能借助换挡接合装置直接与输出轴以驱动的方式连接，并且因此能进一步减少在变速器的定义的挡位数量时所需的齿轮组。

因此，在公共的输出轴上有三个换挡接合装置(同步接合装置)并且在其中一个子变速器的输入轴上有一个换挡接合装置(同步接合装置)的情况下，能交替地通过三个离合器K1、K2、K3切换直至12个前进挡。

最后在用于具有全轮驱动装置的机动车的一种本发明优选设计方案中，公共的输出轴可以通过轴间差速器传动至机动车的后轴差速器和前轴差速器。在一种结构实现方案中，沿轴向方向观看可以在动力换挡离合器K1、K2、K3和轴间差速器之间设置子变速器。

动力换挡单元可以具有鼓形/筒形的离合器壳体，该离合器壳体不能相对转动地与驱动侧的轴区段连接。在鼓形的离合器壳体内部设置离合体，该离合体分别以不能相对转动的方式连接到输入轴上。离合体可以通过离合器片与鼓形的离合器壳体接合。

附图说明

下面借助所附的示意图详细阐述本发明的多个实施例。其中示出了：

图1示出了用于机动车的变速器，其具有三个动力换挡离合器和两个串接的子变速器，其中一个与辅助单元组合；

图2示出了根据图1的变速器的换挡阵列；

图3示出了根据图1的另一个变速器，然而具有另一个集成到第二子变速器中的辅助单元；

图4示出了根据图3的变速器的换挡阵列；

图5示出了替代图3的变速器，其中集成的辅助单元能附加地作为挡位-齿轮组来切换；

图6示出了根据图5的变速器的换挡阵列；

图7示出了根据图1、3或5的另一个变速器，其中配属于第一子变速器的辅助单元同样能用作挡位齿轮组；

图8示出了根据图7的变速器的换挡阵列；

图9示出了替代前述附图的、用于全轮驱动的机动车的变速器，利用在输出轴上的仅三个换挡接合装置和在输入轴之一上的换挡接合装置来切换直至12个前进挡；和

图10示出了根据图9的变速器的换挡阵列。

具体实施方式

在图1中示出了用于机动车的变速器14的框图，该变速器在实施例中具有十二个前进挡1至12和总共三个倒挡R，它们通过彼此啮合的齿轮组形成，其中齿轮组能以本身已知的方式通过在浮动齿轮上的换挡接合装置或同步接合装置(统一用16标注)进行切换。

具有固定齿轮和能切换的浮动齿轮的齿轮组分成两个子变速器A和B，其中子变速器B对应于奇数前进挡(在附图上从左向右)9/11、5/7和1/3，而经由子变速器A能通过相应的多个齿轮组来切换偶数挡位2、4、6、8、10、12。

总之在图1中可利用离合器K1、K2和K3来切换三个倒挡R。在变速比方面不同的倒挡R能以下述方式通过在子变速器B中的齿轮组1/3/R或在子变速器A中的2/R来切换：两个反转齿轮18(在附图上以折叠到附图平面中的方式示出)通过同步接合装置20联接并且通过接合第一或第二前进挡的同步接合装置16之一来激活。在一种技术实现方案中，同时挂入倒挡(利用动力换挡离合器K1切换)和第一挡位，并且因此仅实现倒挡。

用于上述前进挡1至12的齿轮组布置在变速器14的公共的输出轴22和三个输入轴24、26、28上，其中同轴的输入轴26、28相应地设计成径向地套在贯穿的输入轴24上的空心轴。

输入轴24、26、28分别与组成离合器单元K的动力换挡离合器K1、K2、K3连接。离合器单元K例如可以经扭转减振器30由内燃机驱动。离合器K1、K2、K3可以通过未示出的电液式变速器控制装置交替地接合。

动力换挡单元或离合器单元K根据图1可以具有鼓形的离合器壳体21，该离合器壳体以不能相对转动的方式与进行驱动的轴区段23连接。在鼓形的离合器壳体21内设置离合体25、27和29，该离合体分别以不能相对转动的方式连接在输入轴24、26、28上。离合体25、27、29能交替地通过离合器片或者说离合器盘与鼓形的离合器壳体21接合。

在此，通过接合的离合器K1来驱动子变速器A的输入轴24，而离合器K2对子变速器B的输入轴26起作用。

离合器K3在接合状态下驱动输入轴28，该输入轴以驱动的方式与辅助单元或者说中间轴VG耦联，该辅助单元在子变速器B中提供两个传动级或者说变速挡位。辅助单元VG具有在输入轴28上的进行传动的圆柱齿轮34、在输出轴22上的两个轴向相邻的且互相联接的圆柱齿轮36、38和最后在输入轴26上固定布置的从动齿轮40。辅助单元VG在构造方面集成到子变速器B中。

辅助单元VG具有不是1：1的变速比，例如使两个变速器挡位至低速挡的变速比，从而在子变速器B中经由离合器K2和相应的同步接合装置16能直接通过相应的齿轮组来切换挡位3、7、11，并且在接合离合器K3时能通过辅助单元VG和相同的齿轮组来切换挡位1、5、9。

根据图2的换挡阵列例如示出了上述情况，其中针对各个前进挡1至12示出了被激活的子变速器A或B，并且针对子变速器B示出了切换状态D(＝直接通过离合器K2)或VG(经由离合器K3和辅助单元VG的力流或者说能量流)。

如换挡阵列所示，在第一挡位中在接合离合器K3时，子变速器(TG-B)和辅助单元VG(WG)被激活。力流从离合器K3和输入轴28传递至辅助单元VG并且从该辅助单元经由输入轴26和齿轮组1/3传递至输出轴22，该输出轴例如通过未示出的万向轴来驱动后面的机动车轴差速器。在输出轴22上的相应的同步接合装置16同时被接合。

如果要切换第二挡位，则可以通过变速器控制装置的未示出的换挡调节器使在接合的子变速器A中的相应的同步接合装置16接合。

然后，在牵引力不中断的情况下可以通过分离离合器K3且同时接合离合器K1来激活在子变速器A中的第二挡位(参阅图2，TG-A，D)。

第三挡位以下述方式通过仍被切换的齿轮组1/3来激活：离合器K1分离，并且同时离合器K2接合。通过离合器K2，内燃机在子变速器B中直接(在绕开辅助单元VG的情况下)驱动齿轮组1/3(参阅图2，TG-Β，D)。

经由第三离合器K3和辅助单元VG，还可以通过变速器控制装置在定义的运行情况时从子变速器B中的第一挡位直接切换至子变速器B的第三挡位。为此仅需要在例如第一挡位中分离离合器K3，并且同时接合用于第三挡位的离合器K2。

其它换挡过程可以如在根据图2的换挡阵列中示出的那样来实现。在将挡位1/3、5/7和9/11升挡和降挡时可以如前所述的那样在需要时跳过偶数的挡位。尽管如此换挡总是在牵引力不中断的情况下在子变速器B中发生。

图3至图10示出了本发明的其它实施例，其中功能相同的部件具有相同的附图标记，并且相应地仅描述与图1和图2的明显不同之处。

根据图3和图4，辅助单元42同样集成到变速器14'或其子变速器A中，具有驱动侧的浮动齿轮44，在空心轴52上布置的两个互联的固定齿轮46、48和在另一个空心轴54上的从动侧的固定齿轮50。在此，空心轴52以能自由转动的方式支承在输出轴22上，并且具有齿轮组2/4和6/8的固定齿轮的空心轴54以能自由转动的方式支承在变速器14'的输入轴24上。

子变速器A的齿轮组10/12具有在输出轴22上的固定齿轮和在空心轴54上的能切换的浮动齿轮，该浮动齿轮借助同步接合装置16与空心轴54耦联。

辅助单元42的圆柱齿轮44或空心轴54能通过另一个同步接合装置16与输入轴24耦联；同样适用于两个齿轮组2/4和6/8，它们能通过同步接合装置16附加地与输出轴22以驱动的方式连接。

借助在输入轴24上的同步接合装置16，或者可以通过耦联驱动齿轮44来激活辅助单元42，从而该辅助单元通过齿轮44、46、48、50传动至空心轴54，或者可以通过切换同步接合装置16直接驱动空心轴54。在辅助单元42的非1：1的相应的变速比设计方案中，可以双重使用挡位-齿轮组2/4、6/8、10/12。

如所示出的那样，通过可跨接的辅助单元42——其齿轮44、46同时与反转齿轮18连接——可以形成倒挡R，还可以通过双重使用挡位-齿轮组在子变速器A中相应地减少变速器成本。

图4示出了用于变速器14'的示例性换挡阵列，其中在子变速器A(TG-A)中且在子变速器B(TG-B)中示出了换挡状态D(＝在没有辅助单元VG或42的情况下的直接的力流)和VG(具有辅助单元VG或42)。例如，在子变速器A中的力流在第二挡位中经由辅助单元42并且在第四挡位中直接地、即在跨接辅助单元42的情况下传递至空心轴54。各个换挡齿轮组可以通过同步接合装置16相应地预先选择。

图5示出了另一个变速器14"，该变速器如下所述与图3相比不同之处在于未设置在子变速器A中的挡位-齿轮组：

根据图5，辅助单元42的齿轮在其转换方面如此设计，使得其圆柱齿轮组44、46和48、50同时可以形成齿轮组2/R和4。可以相应地省略在图3中示出的齿轮组2/4。在图5中，在输出轴22上布置换挡接合装置19，该换挡接合装置能与辅助单元-空心轴52耦联，在该辅助单元-空心轴上布置固定齿轮46、48。替选地，在输出轴22上的换挡接合装置19能与齿轮组6/8的浮动齿轮耦联。

通过在输入轴24上的换挡接合装置17可以耦联辅助单元-驱动齿轮44：在这种情况下，辅助单元42被激活并且通过空心轴54传动至子变速器A的齿轮组6/8或10/12。

在图5b中示出了在被切换到第二挡位时的布置。在这种情况下，在输入轴24上的换挡接合装置17与辅助单元-驱动齿轮44耦联。附加地，在输出轴22上的换挡接合装置19与辅助单元-空心轴52耦联。这就是说，在辅助单元-空心轴52上布置的固定齿轮46直接与输出轴22连接，并且相应地切换第二挡位。扭矩流在第二挡位中从输入轴24经由换挡接合装置17、辅助单元-驱动齿轮44、辅助单元-圆柱齿轮46、空心轴52以及换挡接合装置19传递至输出轴22。

在图5b中示出了在被切换到第四挡位时的布置。结果是，在输入轴24上的换挡接合装置17耦联传动侧的辅助单元-固定齿轮50。在输出轴22上的换挡接合装置19——如在切换到第二挡位时那样——耦联辅助单元-空心轴52。这就是说，在辅助单元-空心轴52上布置的固定齿轮48直接与输出轴22连接，并且相应地切换第四挡位。扭矩流在第四挡位中从输入轴24经由换挡接合装置17、辅助单元-从动齿轮50、辅助单元-圆柱齿轮48以及换挡接合装置19传递至输出轴22。

在图5中——如也在图1、图3、图7中示出的那样，第一挡位和第三挡位能通过在子变速器B中的公共的齿轮组1/3来激活。在确定的行驶情况(例如信号灯启动)下，可以通过将动力换挡离合器K3切换至K2在子变速器B内直接从第一挡位切换至第三挡位，而不必在子变速器A中预先选择第二挡位。

通过这种从第一挡位至第三挡位的直接升挡，解决了下述的、在传统的双离合变速器中已知的问题：在这种传统的双离合变速器中不能从第一挡位至第三挡位直接升挡。而在此在第一子变速器中挂入第一挡位时，必须预先选择在第二子变速器中的第二挡位。然后在第二子变速器中挂入第二挡位时，必须预先选择在第一子变速器中的第三挡位。在上述行驶情况(信号灯启动)时，在第二挡位中的停留时间可能会非常短并且不足以能够预先选择第三挡位。相应地，在升挡至第三挡位时可能会出现延迟。

因此在图5中，辅助单元42除了其下调(或上调)功能之外同时形成了第二和第四前进挡的挡位-齿轮组。

对此图6又示出了示例性换挡阵列，用于利用在子变速器A和B(TG-A、TG-B)中连接辅助单元VG或直接驱动(D)来实现12个前进挡。

图7示出了变速器14"'的另一种修改方案，其涉及子变速器B或其现在还视为挡位-齿轮的辅助单元VG。

在此，辅助单元VG利用其齿轮组34、36和38、40相对于图1如此设计，使得所述齿轮组在相应设计的变速比下可以通过下述方式形成前进挡9和11：它们能交替地直接通过轴向相邻的同步接合装置16切换至输出轴22。由此可以省略根据图1的单独的齿轮组9/11。为此图8示出了示例性的换挡阵列。

在图9中示出了用于全轮驱动的机动车的变速器56，而且仅在重要的不同之处对其进行描述。

在此，子变速器A和B的公共的输出轴22传动至轴间差速器58的差速器壳体60，其分配功率的半轴62例如通过万向轴与后轴差速器以驱动的方式连接，而第二空心半轴64通过圆柱齿轮传动装置66和驱动轴68作用于机动车的前轴差速器70。差速器58和70优选集成到变速器56中。

与图7的不同之处在于，奇数的和偶数的前进挡如下混合地(在附图上从左向右)布置在子变速器A和B中：

在子变速器B中设置挡位7、8、10/11、4/5和1/2/R，并且在子变速器A中设置挡位3/R、6、9/12，它们能根据图10中的换挡阵列相应地进行切换。

通过辅助单元VG和42、附加的动力换挡离合器K3和挡位齿轮组的所示出的布置实现了，利用在输出轴22上的仅三个同步接合装置16、16、19和在贯穿的输入轴24上的同步接合装置17，如前面关于图1所述的那样在不中断牵引力的情况下自动地切换所有前进挡1至12。

与前述实施例的不同之处在于，在图9中如此分配变速器挡位，使得相邻的变速器挡位能分别通过公共的齿轮组(10/11、4/5和1/2)来激活，即没有子变速器变换，而是更确切地说在子变速器B内。

在图9中能够实现已经在上面进一步描述的从第一挡位至第三挡位直接升挡。例如与图5的不同之处在于，在图9中从第一挡位至第三挡位直接升挡与子变速器变换相结合。此外在子变速器B中可以通过将动力换挡离合器K3切换至K2而直接从第一挡位切换至第二挡位，而不必在子变速器A中预先选择第二挡位。同样也适用于变速器挡位-配对7和8、10和11以及4和5。此外在图9中，还能从第十二挡位(在子变速器A中)不仅直接切换至第十一挡位(在子变速器B中)，而且还直接切换至第十挡位(同样在子变速器B中)。

本发明并不局限于所描述的实施例。特别是还可以设置少于所提及的前进挡1至12，随之省略相应的挡位-齿轮组和同步接合装置。