带有三个行星齿轮组的多档-自动变速器的制作方法

文档序号:5588132阅读:175来源:国知局
专利名称:带有三个行星齿轮组的多档-自动变速器的制作方法
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分的、带有至少三个单-行星齿轮组和至少五个换档元件的多档-自动变速器。
背景技术
已知各种各样的带有多个、不用组合换档就可转换的档位的自动变速器。例如从DE 199 12 480 A1中已知一种带有三个单行星架-行星齿轮组以及三个制动器和两个离合器以转换六个前进档和一个倒档的这类自动变速器,其具有非常适合汽车的传动比,所述传动比带有高的总传动比范围和有利的各档传动比间隔,以及在前进方向上的高起动传动比。通过每次有选择地闭合六个换档元件中的两个达到各个档位,从而为从一个档位转换到紧邻的较高档位或者紧邻的较低档位,刚刚被操作的换档元件中每次只有一个换档元件打开,并且一个另外的换档元件闭合。
在此自动变速器的输入轴始终与第二行星齿轮组的太阳轮连接。此外,输入轴可通过第一离合器与第一行星齿轮组的太阳轮和/或通过第二离合器与第一行星齿轮组的行星架连接。此外或者作为另外一种选择,第一行星齿轮组的太阳轮可通过第一制动器与自动变速器的壳体和/或第一行星齿轮组的行星架可通过第二制动器与壳体和/或第三行星齿轮组的太阳轮可通过第三制动器与壳体连接。
对于单个行星齿轮组相互的运动学联结,DE 199 12 480 A1公开了两种不同的型式。在第一种型式中,自动变速器的输出轴始终与第三行星齿轮组的行星架和第一行星齿轮组的齿圈连接,第一行星齿轮组的行星架始终与第二行星齿轮组的齿圈连接,并且第二行星齿轮组的行星架始终与第三行星齿轮组的齿圈连接。在此输入轴和输出轴或者可在变速器壳体相反的侧面上同轴布置,或者在变速器壳体的同一侧面上轴线平行地布置。在第二种型式中,输出轴始终与第二行星齿轮组的行星架和第一行星齿轮组的齿圈连接,第一行星齿轮组的行星架始终与第三行星架的齿圈连接,第二行星齿轮组的齿圈始终与第三行星齿轮组的行星架连接。这种结构特别适合输入轴和输出轴同轴布置的情况。
关于行星齿轮组的空间布置,DE 199 12 480 A1建议,三个行星齿轮组同轴串联并排布置,其中第二行星齿轮组轴向位于第一和第三行星齿轮组之间。关于单个换档元件相互之间和相对行星齿轮组的布置,DE 199 12 480 A1建议,第一和第二制动器始终直接并排布置,其中第一制动器始终与第一行星齿轮组直接轴向邻接,第三制动器始终布置在第三行星齿轮组的背离第一行星齿轮组的一侧,以及两个离合器始终直接并排布置。在第一布置方案中,两个离合器布置在第一行星齿轮组的背离第三行星齿轮组的一侧上,其中第一离合器与第一制动器轴向直接邻接,并且比第二离合器更靠近第一行星齿轮组。结合输入轴和输出轴的非同轴布置,在第二布置方案中建议,两个离合器布置在第三行星齿轮组的背离第一行星齿轮组的一侧上,其中第二离合器比第一离合器更靠近第三行星齿轮组,并且轴向与和输出轴有效连接的输出正齿轮邻接,该输出正齿轮又布置在第三制动器的背离第三行星齿轮组的一侧上。

发明内容
本发明的任务在于,为从DE 199 12 480 A1的现有技术中已知的自动变速器提出一种替代部件布置,该部件布置带有尽可能紧凑且在变速器纵向上同样细长的变速器结构。优选地该自动变速器应该能够应用在带有标准驱动装置并且相互同轴布置的输入轴和输出轴的汽车中,但通过较简单的改变就可应用于输入轴和输出轴不同轴的情况。
根据本发明,该任务通过具有权利要求1的特征的多档—自动变速器解决。从属权利要求给出了本发明的有利设计方案和改进方案。
以DE 199 12 480 A1的这种现有技术为出发点,多档—自动变速器具有至少三个联结的单—行星齿轮组,它们相互同轴并且在空间上看并排布置,其中第二行星齿轮组从空间上看始终布置在第一和第三行星齿轮组之间。此外,自动变速器具有至少五个换档元件。第三行星齿轮组的太阳轮可通过作为制动器的第一换档元件固定在自动变速器的变速器壳体上。自动变速器的输入轴始终与第二行星齿轮组的太阳轮连接。此外,输入轴可通过作为离合器的第二换档元件与第一行星齿轮组的太阳轮连接,并且另外或者作为另外一种选择,可通过作为离合器的第五换档元件与第一行星齿轮组的行星架连接。作为另外一种选择,第一行星齿轮组的太阳轮可通过作为制动器的第三换档元件和/或第一行星齿轮组的行星架可通过作为制动器的第四换档元件固定在变速器壳体上。
多档—自动变速器的输出轴始终与第一行星齿轮组的齿圈有效连接,其中第一行星齿轮组的齿圈另外始终或者与第三行星齿轮组的行星架或者第二行星齿轮组的行星架连接。
根据本发明,第一行星齿轮组在轴向上仅被一个轴中心完全贯穿,特别被自动变速器的输入轴贯穿。相应地,第二,即中间的行星齿轮组最多被一个轴,特别被输入轴轴向中心贯穿。与DE 199 12 480A1的现有技术不同,为此第五换档元件从空间上看布置在第一和第二行星齿轮组之间,其中输入轴可通过所述第五换档元件与第一行星齿轮组的行星架连接。
最好在此第二换档元件布置在第一行星齿轮组的面向第五换档元件的一侧上,其中第一行星齿轮组的太阳轮可通过所述第二换档元件与输入轴连接。最好在此第二换档元件的伺服装置与第一行星齿轮组相邻布置,最好比第三换档元件更靠近第一行星齿轮组。
第一行星齿轮组的行星架行星架可通过第四换档元件固定,第一行星齿轮组的太阳轮可通过第三换档元件固定,上述两个换档元件可布置在第一行星齿轮组的面向第五换档元件的一侧上,但从空间上看并排布置在行星齿轮组上方。
在第二、第三和第四换档元件的布置的一个有利的设计方案中,用于操作第三和第四换档元件的摩擦片的伺服装置至少大部分集成在自动变速器的变速器壳体的壳体外壁内或者集成在构成变速器壳体的外壁的与变速器壳体连接的变速器壳体盖内。即该壳体外壁或者该变速器壳体盖具有相应的活塞腔(压力腔)以及第三和第四换档元件的伺服装置的在该活塞腔内可移动支承的可加压的活塞,以操作它们各自的摩擦元件。由此获得向这两个换档元件的非常简单的压力介质供给,以及简单的、对于安装工序节省成本的组件-预装配。在该设计方案中,第三和第四换档元件的摩擦片例如布置为与(和第三和第四换档元件的伺服装置装配在一起的)壳体外壁或者变速器壳体盖直接相邻,其中第二换档元件的摩擦片比第四换档元件的摩擦片更靠近第一行星齿轮组,并且第三换档元件的摩擦片合理地布置在第四换档元件的摩擦片的径向下方。
第二和第三换档元件的摩擦片还可与和第三和第四换档元件的伺服装置装配在一起的壳体外壁邻接或者与和第三和第四换档元件的伺服装置装配在一起的变速器壳体盖邻接。在这种情况下,第四换档元件的摩擦片比第二换档元件的摩擦片更靠近第一行星齿轮组,第三换档元件的摩擦片布置在第二换档元件的径向下方,以及第三换档元件的伺服装置布置在第四换档元件的伺服装置的径向下方。在此第四换档元件的伺服装置的操作元件(操作-柱塞(Betaetigungs-Stempel))优选地完全跨越第二换档元件的摩擦片,并且在轴向上至少部分径向跨越第二换档元件的伺服装置。通过该部件布置,更易于将变速器壳体内的第四和(预装配的)第二换档元件安装到第一行星齿轮组附近,而不用放弃承受高热负荷的第二换档元件的摩擦片所需的尽可能大的直径。
在第二、第三和第四换档元件布置在第一行星齿轮组一侧的另一个设计方案中,第二、第三和第四换档元件的全部三个摩擦片组可与和第三和第四换档元件的伺服装置装配在一起的壳体外壁邻接或者与和第三和第四换档元件的伺服装置装配在一起的变速器壳体盖邻接。在这种情况下,第四换档元件的摩擦片布置在第二换档元件的摩擦片上方,并且第二换档元件的摩擦片又布置在第三换档元件的摩擦片的上方。
在第一个根据本发明的解决方案的另一个设计方案中,第一换档元件从空间上看布置在第三行星齿轮组的背离第二行星齿轮组的一侧上,其中第三行星齿轮组的太阳轮可通过所述第一换档元件固定。
通过根据本发明套装五个换档元件和三个单-行星齿轮组,从空间上看获得了整体上非常细长的、紧凑的变速器结构,其特别适合用于带有标准驱动型式和相互同轴的输入轴和输出轴的汽车中,其中与第一行星齿轮组的齿圈有效连接的输出轴轴向中心贯穿第三行星齿轮组和第一换档元件的离合器腔。对于和不同轴布置的输入轴和输出轴一起使用,即,例如和轴线平行布置的或者相互成一定角度布置的输入轴和输出轴一起使用,输出轴还可从空间上看在行星齿轮组径向上方区域与第一行星齿轮组的齿圈有效连接。
根据本发明的部件布置可使用在DE 199 12 480 A1的现有技术中公开的两种齿轮组方案。如果第一行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的行星架和输出轴相互联结,则第二行星齿轮组的行星架始终与第三行星齿轮组的齿圈连接,并且第一行星齿轮组的行星架始终与第二行星齿轮组的齿圈连接。如果第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的行星架和输出轴相互联结,则第三行星齿轮组的行星架始终与第二行星齿轮组的齿圈连接,并且第一行星齿轮组的行星架始终与第三行星齿轮组的齿圈连接。
通过借助五个换档元件将单个齿轮组元件相互之间和与输入轴和输出轴这样在运动学上联结,如在DE 199 12 480 A1的现有技术情况下一样,总共可按如下方式转换六个前进档,即在从一个档位向相邻的较高档位或者相邻的较低档位转换的情况下,刚刚被操作的换档元件中每次仅有一个换档元件开启,并且一个另外的换档元件闭合。


下面借助附图更详细地说明本发明,其中类似的元件用类似的附图标记表示。其中图1为根据现有技术的变速器方案;图2为根据图1的变速器的换档方案;图3为根据本发明的示例第一示意部件布置;图4为(分成两个局部剖面图4a和图4b)的根据图3的变速器的变速器剖面;图5为带有替代换档元件-操作的局部-变速器剖面;图6为穿过图输入轴的剖面;图7为根据本发明的示例第二示意部件布置;图8为根据本发明的示例第三示意部件布置;图9为根据本发明的示例第四示意部件布置;图10为基于根据图3为示意部件布置的、带有非同轴布置的输入轴和输出轴的示例第一示意部件布置;图11为带有非同轴布置的输入轴和输出轴的示例第第二示意部件布置;图12为带有非同轴布置的输入轴和输出轴的示例第第三示意部件布置;图13为带有改变的单个齿轮组元件联结的、根据图3的示意部件布置的示例变型。
具体实施例方式
为解释根据本发明的部件布置,如从DE 199 12 480 A1的现有技术中已知的,在图1中首先示出了带有标准驱动型式的汽车用的多档—自动变速器的变速器方案。用AN表示的是自动变速器的输入轴,该输入轴例如通过变矩器或者起动离合器或者扭转减振器或者双质量飞轮或者刚性轴与(未示出的)自动变速器驱动机构有效连接。自动变速器的输出轴用AB表示,其与至少汽车的驱动轴有效连接。在所示实施例中,输入轴AN和输出轴AB相互同轴布置。RS1,RS2,RS3表示三个联结的单-行星齿轮组,它们在这里并排串联布置在变速器壳体GG内。所有三个行星齿轮组RS1,RS2,RS3各具有一个太阳轮SO1,SO2,SO3,一个齿圈HO1,HO2,HO3,以及一个带有行星齿轮PL1,PL2,PL3的行星架ST1,ST2,ST3,其中所述行星齿轮分别与相应的齿轮组的太阳轮和齿圈啮合。A到E表示五个换档元件,其中第一、第三和第四换档元件A,C,D是制动器,第二和第五换档元件是离合器。五个换档元件A到E各自的摩擦衬片是摩擦片组100,200,300,400和500(分别带有外和内摩擦片或者钢摩擦片和带涂层摩擦片)。五个换档元件各自的输入元件用120,220,320,420和520表示,离合器B和E各自的输出元件用230和530表示。单个齿轮组元件和换档元件相互之间和相对输入轴和输出轴的运动学连接已经在开始部分详细描述了,同样也描述了该部件的空间布置。
如图2的换档方案所示,通过每次有选择地接通五个换档元件A到E中的两个,可以无组合换档地转换六个前进档,即为从一个档位向相认的较高或者较低档位转换,在刚刚被操纵的换档元件中每次只有一个开启并且一个另外的换档元件闭合。在第一档“1”,制动器A和D闭合,在第二档“2”,制动器A和C闭合,在第三档“3”,制动器A和离合器B闭合,在第四档“4”,制动器A和离合器E闭合,在第五档“5”,离合器B和E闭合,在第六档“6”,制动器C和离合器E闭合。在倒档“R”,离合器B和制动器D闭合。
下面借助图3到9详细描述根据本发明部件布置的四个实例,借助图10到12详细描述结合非同轴布置的输入轴和输出轴的三个示例部件布置,以及借助图13详细描述用于将单—行星齿轮组—元件相互联结的变型。
现在图3示出了例如用于根据本发明的任务解决方案的示意性部件布置。以前面描述的DE 199 12 480 A1的现有技术为出发点,根据本发明的多档—自动变速器具有三个联结的、相互同轴布置的单—行星齿轮组RS1,RS2,RS3。从空间上看,第二行星齿轮组RS2轴向位于第一和第三行星齿轮组RS1,RS3之间,并在此与第三行星齿轮组RS3轴向直接邻接。此外,自动变速器具有五个换档元件A到E。第一、第三和第四换档元件A,C,D分别为制动器(例如分别为盘式制动器),第二和第五换档元件B,E分别为离合器(例如分别为盘式离合器)。第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3可通过制动器A固定在多档—自动变速器的变速器壳体GG上。多档-自动变速器的输入轴AN始终与第二行星齿轮组RS2的太阳轮SO2连接。此外,输入轴AN可通过离合器B与第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1连接,并且另外或者作为另外一种选择可通过离合器E与第一行星齿轮组RS1的行星架ST1连接。作为另外一种选择,第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1可通过制动器C和/或第一行星齿轮组RS1的行星架ST1可通过制动器D固定在变速器壳体GG上。
多档-自动变速器的输出轴AB始终与第一行星齿轮组RS1的齿圈HO1连接,其中该齿圈HO1在所示示例性齿轮组元件联结情况下,另外始终与第三行星齿轮组RS3的行星架ST3连接。此外,第二行星齿轮组RS2的行星架ST2始终与第三行星齿轮组RS3的齿圈HO3连接,以及第一行星齿轮组RS1的行星架ST1始终与第二行星齿轮组RS2的齿圈HO2连接。第一行星齿轮组RS1的齿圈HO1和第三行星齿轮组RS3的行星架ST3之间的相应连接元件是圆柱体ZYL。该圆柱体ZYL一方面通过适当的有效连接与齿圈HO1连接,例如通过焊接,并在轴向上从齿圈HO1一直延伸到齿圈HO3上方。另一方面,圆柱体ZYL在第三行星齿轮组RS3的背离第二行星齿轮组RS2的一侧上,通过适当的有效连接与行星架ST3的行星架连接板STB3连接,例如通过驱动轮廓面。即圆柱体ZYL完全跨越第二和第三行星齿轮组RS2,RS3。
第一行星齿轮组RS1在轴向上看仅被输入轴AN中心完全贯穿。第二,从空间上看中间的行星齿轮组RS2也仅被输入轴AN轴向中心贯穿。为在第三行星齿轮组RS3区域有利地支承输入轴和输出轴AN,AB,输入轴AN轴向一直延伸到第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3下方。输出轴AB在该区域径向支承在输入轴AN上,其中与第一行星齿轮组RS1的齿圈HO1有效连接的输出轴AB轴向完全贯穿第三行星齿轮组RS3。第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3又支承在输出轴AB上。
输入轴AN可通过离合器E与第一行星齿轮组RS1的行星架ST1连接,所述离合器E从空间上看布置在第一和第二行星齿轮组RS1,RS2之间。如图3所示,离合器E的摩擦片组500的内摩擦片这里例如实施为钢摩擦片,离合器E的摩擦片组500的外摩擦片相应地实施为带涂层摩擦片。
离合器E的输入元件520在这里是内摩擦片支架,并与输入轴AN连接。相应地,离合器E的输出元件530是外摩擦片支架,该外摩擦片支架既与第二行星齿轮组RS2的齿圈HO2连接又与第一行星齿轮组RS1的行星架ST1连接。在所示实例中,离合器E的该外摩擦片支架(530)是圆柱体,该圆柱体在一侧与第二行星齿轮组RS2的齿圈HO2连接,在另一侧与第一行星齿轮组RS1的行星架ST1连接,离合器E的摩擦片组500布置在该圆柱体内。承受与输入轴AN有效连接的自动变速器的(为简化在图3中未示出的)驱动机构的全部驱动扭矩的离合器E的摩擦片500有利地布置在圆柱体ZYL径向下方的较大直径上。操作摩擦片500的离合器E的伺服装置510与第二行星齿轮组RS2轴向直接邻接,并轴向向第一行星齿轮组RS1方向操作摩擦片500。在此该伺服装置510通过离合器E的内摩擦片支架(520)支承在输入轴AN上,并始终以输入轴AN的转速旋转。不言而喻,第五换档元件的伺服装置可直接支承在输入轴上。
第一行星齿轮组RS1的行星架ST1可通过制动器D固定,第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1可通过制动器C固定,第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1可通过离合器B与输入轴AN连接,所述制动器D、制动器C和离合器B都布置在第一行星齿轮组RS1的面向离合器E的一侧上。
离合器B的输入元件220在此是内摩擦片支架,并与输入轴AN连接。相应地,离合器B的输出元件230是外摩擦片支架,该外摩擦片支架既与第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1连接又与制动器C的输入元件320连接。在所示实例中,离合器B的该外摩擦片支架(230)是向背离第一行星齿轮组RS1方向开口的圆柱体,其圆柱体底部部分轴向与第一行星齿轮组RS1邻接,部分轴向与作为内摩擦片支架的制动器D的输入元件420邻接,与太阳轮SO1连接并支承在输入轴AN上。在离合器B的外摩擦片支架(230)内,在该外摩擦片支架(230)的圆柱体壳体径向下方,布置有带离合器B的外摩擦片和带涂层摩擦片的摩擦片组200和离合器B的伺服装置210。伺服装置210向背离第一行星齿轮组RS1的方向操作摩擦片200。齿轮组的设计决定了离合器B受到非常高的热负荷,因为它承受与输入轴AN有效连接的自动变速器的驱动机构的全部驱动扭矩,并且要接通较高的转速差。相应地,有利的是离合器B的摩擦片200布置在较大的直径上。作为带涂层摩擦片的制动器C的输入元件320在摩擦片200的背离第一行星齿轮组RS1的一侧上与离合器B的外摩擦片支架(230)连接,其中该有效连接例如可实施为驱动轮廓面,特别带有和离合器B的外摩擦片支架的摩擦片驱动轮廓面相同的轮廓面齿距。
为节省构造空间,带有制动器C的钢摩擦片和带涂层摩擦片的摩擦片组300至少基本在轴向上布置在离合器B的摩擦片组200的径向下方,即从空间上看布置在由离合器B的外摩擦片支架(230)构成的离合器B的离合器腔内。在此在离合器B的内摩擦片支架(220)的背离伺服装置210或第一行星齿轮组RS1的一侧上,摩擦片组300与所述内摩擦片支架轴向直接邻接。用于接收制动器C的钢摩擦片的摩擦片支架简单地集成在构成变速器壳体GG的外壁的壳体壁GW内,位于该壳体壁GW的向变速器壳体GG内腔延伸的毂GN的径向上方。在此壳体壁GW与变速器壳体GG连接,例如用螺栓连接。不言而喻,壳体壁GW和毂GN可以实施为单独的,相互连接的部件。同样,壳体壁GW和变速器壳体GG可以制成一体。如图3中所示,制动器C的输入元件320这样设计,即摩擦片组300的带涂层摩擦片在其外直径上由制动器C的带涂层摩擦片支承(320)接收。
制动器C的伺服装置310简单地集成在壳体壁GW内,最好位于毂GN的径向上方,并轴向向第一行星齿轮组RS1方向操作制动器C的摩擦片300。为此,壳体壁GW具有相应的活塞腔(压力腔)和在该活塞腔内可移动地支承的可加压的伺服装置310的活塞,以及相应的向该活塞腔的(这里未示出的)压力介质供给。
同样,制动器D的伺服装置410也集成在壳体壁GW内,从空间上看上位于制动器C的伺服装置310的径向上方。即壳体壁GW还具有相应的活塞腔(压力腔)和在该活塞腔内可移动地支承的可加压的伺服装置410的活塞,以及相应的向该活塞腔的(这里未示出的)压力介质供给。为操作制动器D的摩擦片400,伺服装置410另外具有一个操作-柱塞(Betaetigungs-Stempel)416,该操作-柱塞在轴向上看径向完全跨越离合器B的摩擦片200并部分跨越离合器B的伺服装置210,并将伺服装置410的活塞力传递到制动器D的摩擦片400。由于是薄壁圆柱体,所以伺服装置410的该操作-柱塞416对离合器B的径向构造空间影响是可以忽略的。
两个伺服装置310,410集成在壳体壁GW内允许向两个制动器C和D的非常简单的压力介质供给,以及简单的、对安装工序节省成本的组件预装配。通过带有操作-柱塞416的伺服装置410的特别设计,使得制动器D和(预装配的)离合器B在变速器壳体GG内更易于安装到第一行星齿轮组RS1上,而不用放弃承受高热负荷的离合器B的摩擦片200用的尽可能大的直径,并且不用放弃静态被全部五个换档元件最高加载的制动器D的摩擦片400用的尽可能大的直径。
如图3中所示,与第一行星齿轮组RS1相邻布置的第二换档元件B的伺服装置210,比第三换档元件C的整个伺服装置310和第四换档元件D的伺服装置410的压力腔更靠近第一行星齿轮组RS1。同样,第四换档元件D的摩擦片400比第二换档元件B的摩擦片200更靠近第一行星齿轮组RS1。在另一个设计方案中,第二换档元件的摩擦片可比第四换档元件的摩擦片更靠近第一行星齿轮组,其中第三和第四换档元件的摩擦片布置为与壳体外壁相邻,并且第三和第四换档元件的伺服装置集成在该壳体外壁内,并且其中第三换档元件的摩擦片布置在第四换档元件的摩擦片的径向下方。
同样如图3中所示,第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3可通过制动器A固定,该制动器A从空间上看布置在第三行星齿轮组RS3的背离第二行星齿轮组RS2的一侧上。制动器A的作为内摩擦片支架的输入元件120与第三行星齿轮组RS3的行星架ST3在其背离第二行星齿轮组RS2的一侧上轴向邻接。带有外摩擦片和带涂层摩擦片的制动器A的摩擦片组100布置在变速器壳体GG的背离第三行星齿轮组RS3的外壁区域的大直径上。摩擦片组100的外摩擦片用的驱动轮廓面可简单地集成在变速器壳体GG内。不言而喻,还可以为制动器A设置单独的外摩擦片支架,该外摩擦片支架通过适当的机构与变速器壳体GG形状锁合、力锁合或者材料锁合连接。用于操作摩擦片100的制动器A的伺服装置110简单地集成在变速器壳体GG的外壁内,并轴向向三个行星齿轮组RS1,RS2,RS3方向操作摩擦片100,其中不言而喻,该外壁还可以是壳体盖,该壳体盖与变速器壳体GG连接,例如用螺栓连接。为此变速器壳体GG具有相应的活塞腔(压力腔)和在该活塞腔内可移动地支承的可加压的伺服装置110的活塞,以及向该活塞腔的相应的(这里未示出的)压力介质供给。即制动器A被输出轴AB轴向中心完全贯穿。
通过图3中所示的部件布置获得了从空间上看总体上非常细长的、紧凑的变速器结构,其特别适合用在带有标准驱动型式的汽车中,其中在图3中为简化未示出的、与输入轴AN有效连接的自动变速器的驱动机构布置在换档元件B,C,D的面向第一行星齿轮组RS1的一侧上,并且其中离合器A相应地布置在自动变速器的输出侧上。
根据图3的多档-自动变速器的换档方案与图2中所示的换档方案对应。和在DE 199 12 480 A1的现有技术情况下一样,通过每次有选择地接通五个换档元件中的两个,可无组合换档地转换六个前进档。
借助图4解释实际实施的变速器设计,其中三个单-行星齿轮组RS1、RS2、RS3和五个换档元件A到E在变速器壳体GG内和相互之间的运动学联结和空间布置原则上与图3中示意性示出的简图对应。相应地,在同轴布置的输入轴和输出轴AN,AB的该实例中,设置了用于带有标准驱动型式的汽车的自动变速器。为更好地展示,变速器剖面分成在两个4a和图4b中的两个局部剖面,其中自动变速器的面向(未示出的)驱动机构的部分示出在图4a中,自动变速器的输出侧的部分示出在图4b中。
如图4a中所示,壳体壁GW与变速器壳体GG用螺栓连接,并向(未示出的)驱动机构方向或者向可能存在的、布置在变速器壳体GG外的自动变速器起动元件(例如变矩器或者起动离合器)方向构成外壁。该壳体壁GW具有未详细解释的压力介质通道,并可例如还接收向自动变速器供给压力和滑润剂的油泵。壳体壁GW的毂GN轴向向变速器壳体GG内腔方向延伸。在另一个设计方案中,该毂GN例如可设计为变矩器的导轮轴。自动变速器的输入轴AN在毂GN径向内部延伸,并在此中心贯穿壳体壁GW。
在轴向上看,在毂GN的径向上方布置有带有钢摩擦片和带涂层摩擦片的摩擦片组300,其中毂GN承担摩擦片组300的钢摩擦片用的摩擦片支架的功能,并为此具有相应的摩擦片驱动轮廓面,该驱动轮廓面接合在该钢摩擦片内直径上的相应内轮廓内。制动器C的伺服装置310集成在壳体壁GW内。为此,壳体壁GW具有相应的活塞腔或压力腔311,以及向该压力腔311的相应压力介质通道318。在该活塞腔内可移动地支承有制动器C的伺服装置的可加压的活塞314。在向压力腔311加压的情况下,该活塞314克服复位元件313的复位力,轴向向变速器壳体-内腔方向操作制动器C的摩擦片300。复位元件313这里例如由两个串联作用的膜片弹簧构成。
向变速器壳体-内腔方向看,离合器B布置为与制动器C相邻。在此,带有离合器B的外摩擦片或带涂层摩擦片的摩擦片组200在轴向上看,至少基本布置在制动器C的摩擦片300的径向上方,并且离合器B的伺服装置轴向靠近制动器C的摩擦片组300。B的输入元件220是内摩擦片支架。该输入元件220的盘形部分223与摩擦片组300轴向直接邻接,通过毂223与输入轴AN形状锁合连接,并径向向外一直延伸到比制动器C的摩擦片300的外直径大的直径。该输入元件220的圆柱形部分221连接在盘形部分223的外直径上,轴向向壳体壁GW方向延伸,并具有用于离合器B的摩擦片组200的带涂层摩擦片的驱动轮廓面。
离合器B的输入元件230是向壳体壁GW方向开口的锅形的外摩擦片支架,离合器B的整个伺服装置和离合器B的摩擦片组200布置在该外摩擦片支架内。该外摩擦片支架(230)的毂233支承在输入轴AN上,并在其背离壳体壁GW的一侧与第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1连接。在与第一行星齿轮组RS1的面向壳体壁GW的第一行星架连接板STB1轴向邻接的位置,输出元件230的第一盘形部分232连接在毂233上,并径向向外一直延伸到比第一行星齿轮组RS1的齿圈HO1的内直径稍小的直径。输出元件230的第一圆柱形部分231连接在该第一盘形部分232的外直径上,并轴向向壳体壁GW方向一直延伸到毂233的面向壳体壁GW的(前面)区域。最后,输出元件230的第二盘形部分235连接在该第一圆柱形部分231上,并径向向外一直延伸到约与离合器B的摩擦片组200的外直径对应的直径。输出元件230的第二圆柱形部分234连接在该第二盘形部分235的外直径上,具有用于接收离合器B的外摩擦片的相应的驱动轮廓面,并轴向向壳体壁GW方向一直延伸到离合器B的摩擦片组200的上方,即一直延伸到壳体壁GW附近的区域。
如上所述,离合器B的整个伺服装置都布置在离合器B的上述外摩擦片支架(230)内。为此,离合器B的外摩擦片支架(230)的毂233具有一个活塞腔或压力腔211以及向该压力腔211的相应压力介质通道,其中离合器B的伺服装置的可加压的活塞215可移动地支承在所述压力腔211内。在向压力腔211加压的情况下,活塞215克服复位元件213(这里例如是膜片弹簧)的复位力,轴向向壳体壁GW方向,即向与第一行星齿轮组RS1相反的方向操作离合器B的摩擦片200。为平衡始终以第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1的转速旋转的(填充了压力介质的)压力腔211的动态压力,离合器B的伺服装置另外具有一个压力平衡腔212,该压力平衡腔无压力地填充滑润剂。该压力平衡腔212在活塞214的背离压力腔211的一侧与活塞214邻接,并由活塞214本身和隔板215构成。从空间上看,压力腔211和压力平衡腔212都布置在一个圆柱体腔内,该圆柱体腔由离合器B的外摩擦片支架(230)的第一盘形部分231和第一圆柱体部分232构成。在中心从输入轴AN通过相应的供给孔218或219向压力腔211或压力平衡腔212供给压力介质或滑润剂。后面借助图6更详细地描述输入轴AN内的压力介质供给和滑润剂供给。
此外,如图4a中所示,作为带涂层摩擦片的制动器C的输入元件320具有圆柱形部分321,该圆柱形部分带有供制动器C的带涂层摩擦片用的驱动轮廓面,从空间上看,在离合器B的输入元件220的圆柱形部分221的径向下方延伸。在圆柱形部分321的面向壳体壁GW的一侧上,连接有制动器C的输入元件320的盘形部分322,该盘形部分在制动器C的摩擦片组300的上方径向向外一直延伸到B的外摩擦片支架(230),并与该外摩擦片支架在第二圆柱形部分234的开口端部区域形状锁合连接。按照制造技术上有利的方式,该形状锁合连接通过和离合器B的摩擦片组200的外摩擦片用的一样的离合器B的外摩擦片支架(230)的驱动轮廓面实现。从而从空间上看,制动器C的摩擦片300也完全布置在由离合器B的外摩擦片支架构成的离合器B的离合器腔内。
带有制动器D的外摩擦片和带涂层摩擦片的摩擦片组400在轴向上看,基本上位于B的外摩擦片支架(230)的第一圆柱形部分231的径向上方。按照制造技术有利的方式,变速器壳体GG在该区域具有用于接收摩擦片组400的外摩擦片的驱动轮廓面。这样为制动器D提供了尽可能大的摩擦片直径,设计决定了该制动器D承受来自全部五个换档元件的静态最高载荷。与离合器B的外摩擦片支架(230)邻接的第一行星齿轮组RS1的第一行星架连接板STB11同时构成制动器C的输入元件420。为此,该作为内摩擦片支架的输入元件420的圆柱形部分421连接在第一行星架连接板STB11的外直径上,轴向向壳体壁GW方向延伸,并具有相应的驱动轮廓面以接收制动器D的带涂层摩擦片。
在示例的细节设计中,制动器D的伺服装置具有两个活塞腔或压力腔411a和411b,它们可相互独立地加压,从而作用在制动器D的摩擦片400上的操作力由两个压力腔411的压差构成。制动器C的第一活塞腔或压力腔411a和它的压力介质通道418一起集成在壳体壁GW内,位于制动器C的活塞314上方的直径上,并作用在活塞414上,该活塞可移动地支承在壳体壁GW的相应活塞腔内。活塞414又操作操作-柱塞416,该操作-柱塞同时和变速器壳体GG的一个部分一起构成第二压力腔411b。在向一个或两个压力腔411a,411b加压的情况下,操作-柱塞416轴向向第一行星齿轮组RS1方向操作制动器D的摩擦片400。即操作-柱塞416作用活塞415和摩擦片组400之间有效连接,将活塞415的操作力传递到摩擦片组400。
可选择地另外或者作为另外一种选择,可以为第二压力腔411b设置一个复位元件,例如膜片弹簧,其为制动器D的活塞414产生复位力,并为此一方面支承在变速器壳体GG上,另一方面支承在操作-柱塞416上,其中操作—柱塞416轴向贯穿复位元件的相应凹口。这种替代细节设计在图5中作为局部-变速器剖面示出。这里唯一的制动器D的伺服装置的压力介质腔用411表示,作用在活塞414上并被操作-柱塞416贯穿的复位元件用413表示。
如图4a中所示,结合将两个制动器C,D的伺服装置集成在壳体壁GW内,将离合器B和两个制动器C,D一起布置在第一行星齿轮组RS1的一侧上,这种布置方式明显紧凑。对应于这三个换档元件B,C,D的各自静态负荷和热负荷,所示的单个摩擦片组200,300,400的布置总是允许有利的尺寸。
另外,用于测量输入轴AN转速的装置集成的壳体壁GW内。为此,至少一个转速传感器NAN安装在壳体壁GW的轴向孔内,并轴向最好无接触地检测与输入轴AN连接的离合器B的内摩擦片支架(220)的盘形部分222的相应设计的测量表面。
从空间上看,第一行星齿轮组RS1轴向连接在离合器B的伺服装置上并轴向连接在制动器D的摩擦片组400上。第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1被输入轴AN中心贯穿。
如图4b中所示,输入轴和输出轴AN,AB相互同轴。第一行星齿轮组RS1的行星架ST1在其面向变速器输出端的一侧上(即在背离三个换档元件B,C,D的一侧上)通过滑动轴承支承在输入轴AN上。按照公知的方式,行星齿轮PL1可转动地支承在安装在行星架ST1(行星齿轮架)内的行星柱销上,并与第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1和齿圈HO1啮合。
向变速器输出侧看,离合器E轴向连接在第一行星齿轮组RS1上,然后第二行星齿轮组RS2连接在离合器E上,然后第三行星齿轮组RS3连接在第二行星齿轮组RS2上,然后制动器A连接在第三行星齿轮组RS3上,最后变速器壳体GG的外壁连接在制动器A上。即从空间上看,离合器E布置在第一和第二行星齿轮组RS1,RS2之间,制动器A布置在面向三个换档元件B,C,D的自动变速器外侧上。
与离合器B不同,离合器E的摩擦片组500的内摩擦片是钢摩擦片,并且离合器E的摩擦片组500的外摩擦片相应的是带涂层摩擦片。
离合器E的输入元件520是内摩擦片支架。输入元件520的盘形部分522通过毂523与输入轴AN形状锁合连接,并与第一行星齿轮组RS1的行星架ST1轴向直接邻接地径向向外一直延伸到离合器E的摩擦片组500的直径。在其外直径区域,输入元件520的圆柱形部分521连接在该盘形部分522上,并轴向向第二行星齿轮组RS2方向延伸。在其外直径上,该圆柱形部分521具有驱动轮廓面以接收摩擦片组500的钢摩擦片。
离合器E的伺服装置在轴向上看在毂523的径向上方,布置在离合器E的内摩擦片支架(520)的面向第二行星齿轮组RS2的一侧上,并包括压力腔511,压力平衡腔512,活塞514,隔板515以及复位元件513。在该伺服装置的面向第二行星齿轮组RS2的一侧上布置了支撑盘517,其轴向向第二行星齿轮组RS2方向通过定位环固定在毂523上,并向毂523方向(这里例如通过O形环)不透油地密封。活塞514轴向可移动地支承在毂523和支撑盘517的外直径上,并相对毂523和支撑盘517的外直径(这里例如各通过一个O形环)不透油地密封,其中压力腔511由活塞514和和支撑盘517构成,并从空间上看布置在支撑盘517的面向第一行星齿轮组RS1的一侧上。隔板515与离合器E的内摩擦片支架(520)的盘形部分522轴向邻接,在此贴靠在毂523的肩部上,相对于轴向可移动的活塞514(这里例如仍然通过O形环)不透油地密封,并和活塞514一起在其面向第一行星齿轮组RS1的一侧上构成压力平衡腔512。为平衡始终以输入轴AN转速(填充了油的)旋转的离合器E的压力腔511的动态压力,向压力平衡腔无压力地填充滑润剂。向离合器E的压力腔511的压力介质供给和向离合器E的压力平衡腔512的滑润剂供给通过输入轴AN中心的毂523的相应孔进行,输入轴AN为此具有相应的压力介质导向孔或者滑润剂导向孔518,519,这在后面借助图6有更详细的描述。在给压力腔511加压的情况下,活塞514克服(这里例如是膜片弹簧)复位元件513的复位力,轴向向第一行星齿轮组RS1方向操作离合器E的摩擦片500,其中所述复位元件安装或预紧在活塞515和隔板515之间。
第二行星齿轮组RS2的太阳轮SO2与离合器E的输入元件520的毂523轴向邻接地通过驱动轮廓面与输入轴AN形状锁合连接。在此输入轴AN轴向完全贯穿太阳轮SO2。在另一个设计方案中,太阳轮SO2通过毂523与输入轴AN连接,或者毂523通过太阳轮SO2与输入轴AN连接,其中在这两种情况下,在设计上在太阳轮SO2和毂523之间设置适当的形状锁合连接或力锁合连接。在另一个设计方案中,太阳轮SO2和毂523可以制成一体或者焊接在一起。在这种情况下,为使离合器E的伺服装置易于安装,或者离合器E的输入元件520的盘形部分522和毂523之间的连接必须是形状锁合的,或者离合器E的伺服装置和盘形部分522的布置在轴向上(和从而摩擦片500的操作方向)必须交换。
按照已知的方式,第二行星齿轮组RS2的行星齿轮PL2既与太阳轮SO2啮合又与第二行星齿轮组RS2的齿圈HO2啮合,并可转动地支承在第二行星齿轮组RS2的行星架ST2上。在其面向第三行星齿轮组RS3的一侧上,行星架ST2具有行星架连接板STB2,该行星架连接板径向向外延伸,并在其外直径上与第三行星齿轮组RS3的齿圈HO3连接,这里例如通过焊接连接。不言而喻,该连接在另一个设计方案中可以是形状锁合连接,行星架连接板STB2和齿圈HO3还可以做成一体。
第二行星齿轮组RS2的齿圈HO2通过离合器E的输出元件530与第一行星齿轮组RS1的行星架ST1连接。该输出元件530是圆柱体,该圆柱体从第一行星齿轮组RS1的齿圈HO1一直延伸到第二行星齿轮组RS2的齿圈HO2,并在那里轴向完全跨越离合器E。在其内直径上,该圆柱体具有用于接收离合器E的摩擦片组500的外摩擦片的驱动轮廓面。图4b中示出的齿圈HO2和输出元件530的示例一体设计对于安装是特别有利的。而且,作为薄壁钢部件,输出元件530的这种设计允许离合器E的摩擦片组500安装到较大的直径上。不言而喻,齿圈HO2和输出元件530还可以作为单独的部件。在其面向第二行星齿轮组RS2的一侧上,第一行星齿轮组RS1的行星架ST1具有第二行星架连接板STB12,该行星架连接板支承在输入轴AN上,并径向向外一直延伸到离合器E的输出元件530。在其外直径上,第二行星架连接板STB12具有驱动轮廓面,该驱动轮廓面接合在离合器E的输出元件530的对应驱动轮廓面内。按照制造技术上有利的方式,可以这样设计该形状锁合连接,即行星架连接板STB12接合在离合器E的外摩擦片用的输出元件530的驱动轮廓面内。
第三行星齿轮组RS3的行星架ST3既与输出轴AB又与第一行星齿轮组RS1的齿圈HO1连接。作为连接元件,在齿圈HO1和行星架ST3之间设置了薄壁圆柱体ZYL,该圆柱体在轴向上看在离合器E和两个行星齿轮组RS2,RS3的径向上方延伸,从齿圈HO1一直延伸到第三行星齿轮组RS3的齿圈HO3上方。即圆柱体ZYL即完全跨越离合器E,又完全跨越两个行星齿轮组RS2,RS3。在图4b所示的实例中,圆柱体ZYL和齿圈HO1焊接,但不言而喻,在另外的设计方案中,还可与齿圈HO1形状锁合连接。在其另一侧上,圆柱体ZYL通过驱动轮廓面与行星架ST3的行星架连接板STB3连接,该行星架连接板布置在第三行星齿轮组RS3的背离第二行星齿轮组RS2的一侧上。不言而喻,行星架ST3和圆柱体ZYL之间的该连接可以设计成另外的形式,例如焊接。输出轴AB在第三行星齿轮组RS3的面向第二行星齿轮组RS2的一侧上与行星架ST3连接,其中输出轴AB中心完全贯穿第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3,并支承在输入轴AN上。在所示实例中,输出轴AB和行星架ST3实施为一体的锻造部件,该锻造部件在第三行星齿轮组RS3的背离第二行星齿轮组RS2的一侧上与输出法兰ABF形状锁合连接,该输出法兰又以较宽的轴承座支承在变速器壳体GG的输出侧的外壁上。
在第三行星齿轮组RS3的行星架连接板STB3的外直径上,另外布置了一个驻车棘轮PSR,该驻车棘轮PSR与所述行星架连接板固定地连接,例如焊接或锻接。按照已知的方式,该驻车棘轮PSR具有齿部,(在图4b中简化示出的)驻车棘爪PSK接合在该齿部内以固定输出轴AB。为测量输出轴AB的转速和/转动方向,在圆柱体ZYL的外表面上设置了相应的轮廓,相应的、用NAB表示的转速传感器径向无接触地检测该轮廓。在另一个设计方案中,还可通过驻车棘爪齿部测量输出转速或转出转动方向。不言而喻,还可以设置两个这种输出转速传感器或者一个由两个传感器组合的输出转速传感器,以另外确定输出轴AB的绝对转速及其转动方向。
第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3支承在输出轴AB上,并在第三行星齿轮组RS3的背离第二行星齿轮组RS2的一侧上与制动器A的输入元件120连接,在所示实例中借助焊接连接。在另一个设计方案中,制动器A的输入元件120连接在相应设计的太阳轮SO3的驱动轮廓面内。这里设计为向变速器输出侧方向开口的钢板锅的输入元件120在其圆柱形部分121上具有驱动轮廓面以接收制动器A的摩擦片组100的带涂层摩擦片。在此该摩擦片组100布置在较大的直径上,从空间上看,靠近第三行星齿轮组RS3的齿圈HO3。变速器壳体GG在该区域具有驱动轮廓面以接收制动器A的摩擦片组100的外摩擦片,即按照制造技术和安装技术上有利的方式,同时承担了制动器A的外摩擦片支架的功能。不言而喻,在另一个设计方案中,可以为制动器A设置单独的外摩擦片支架,然后该外摩擦片支架通过适当的机构与变速器壳体连接。
制动器A的伺服装置按照制造技术和安装技术上有利的方式同样直接集成在变速器壳体GG内。为此,变速器壳体GG的输出侧的外壁具有相应的活塞腔或压力腔111,以及相应的用于该压力腔111的压力介质通道118。制动器A的伺服装置的可加压的活塞114可移动地支承在该活塞腔内。在对压力腔111加压的情况下,活塞114克服(这里例如实施为膜片弹簧的)复位元件113的复位力轴向向第三行星齿轮组RS3方向操作制动器A的摩擦片100。在另一个设计方案中,变速器壳体的输出侧的外壁实施为单独的、与变速器壳体连接的壳体盖,该壳体盖例如既接收制动器A的伺服装置又接收制动器A的外摩擦片。
借助图4a和4b详细解释的实际实施的变速器设计的突出之处还在于较小的轴向轴承数量和旋转的密封环数量。按照特别有利的方式,总共仅设置了用AX1到AX8表示的八个轴向轴承,这些轴向轴承甚至只有两个不同的尺寸。此外,总共仅需要用RR1到RR4表示的四个旋转密封环(“矩形环”),以将单个压力介质供给和滑润剂供给相互之间和向外动态密封。在此全部四个旋转的密封环RR1到RR4都安装在输入轴AN的相应槽内,并可有利的做成相同的几何形状。
为解释输入轴AN内的、用于向两个离合器B和E的压力腔和压力平衡腔供给和润滑各种变速器部件的压力介质导向装置和滑润剂导向装置,在图6中示出了穿过输入轴AN的剖面,该剖面在图4a/4b中用X-Y表示。薄壁管ROH不透油地中心安装在输入轴AN内,例如借助压入配合或粘合。在该管ROH内引导滑润剂,滑润剂通过通向管ROH的内腔的输入轴的径向孔分叉以润滑油各种部件和用于填充压力平衡腔。在所示剖面中,在中线上方,可以看到向第五换档元件E的压力平衡腔的滑润剂供给519的径向输入轴AN的孔。在管ROH上方板输入轴AN的轴向孔内,引导用于第五换档元件E的伺服装置的压力介质。向第五换档元件E的压力腔的压力介质供给518的径向孔通向该轴向孔,其中所述径向孔在这里用虚线画出,因为它在该剖面部分中是看不到的。
此外,在图6中所示的剖面内,在中线下方,可以看到向第二换档元件B的压力平衡腔的滑润剂供给219的径向穿过输入轴AN的孔。在中线下方,用虚线示出了在该剖面部分中看不到的、向第五换档元件E的压力平衡腔的滑润剂供给的径向孔。在输入轴AN的轴向孔内,在管ROH下方,引导第二换档元件B的伺服装置用的压力介质。向第二换档元件B的压力腔的压力介质供给218的径向孔通向该轴向孔,其中所述径向孔在这里用虚线画出,因为它在该剖面部分中是看不到的。
下面借助图7详细解释例如用于根据本发明的任务解决方案的、第二示意部件布置。在此该第二根据本发明的部件布置以前面借助图3描述的第一根据本发明的部件布置为出发点,三个单-行星齿轮组RS1,RS2,RS3相互之间,与五个换档元件A到E以及与输入轴和输出轴AN,AB的运动学联结不变。输入轴AN、输出轴AB、三个行星齿轮组RS1,RS2,RS3、作为第五换档元件的离合器E以及作为第一换档元件的制动器A的布置基本对应在图3中所示的布置;其中,在这方面的细节变化仅涉及在第三行星齿轮组RS3区域,离合器E的伺服装置510和输入轴AN在输出轴AB上的轴承结构。与图3不同的是,这里离合器E的伺服装置510直接支承在输入轴AN上,并且在相应的输出轴AB的轴肩中支承的输入轴AN轴向一直延伸到靠近第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3(并且不再是一直延伸到太阳轮SO3的下方)。
如图7中所示,与图3相比,作为离合器的第二换档元件B和分别作为制动器的第三和第四换档元件C,D在第一行星齿轮组RS1的面向(未示出的)驱动机构一侧上的空间布置改变了,特别是制动器D的摩擦片组400的空间布置。与图3相比没有改变的是,在此制动器C的伺服装置310的摩擦片300在轴向上看布置在固定在变速器壳体上的壳体壁GW的毂GN的径向上方,制动器C的伺服装置310完全集成在壳体壁GW内,制动器D的伺服装置410集成在壳体壁GW内,以及三个换档元件B,C,D的全部三个伺服装置210,310,410的操作方向。
在第一行星齿轮组RS1方向看,离合器B现在轴向完全布置在制动器C附近,特别轴向靠近制动器C的摩擦片300。离合器B的输入元件220是内摩擦片支架并在其与输入轴AN连接的区域与壳体壁GW轴向直接邻接。离合器B的输出元件230和图3中类似,是圆柱形外摩擦片支架,离合器B的摩擦片组200和伺服装置210布置在该外摩擦片支架内。
对应运动学连接,制动器C的输入元件320和图3中一样通过离合器B的输出元件230与第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1连接。输入元件320是内摩擦片支架,现在支承在壳体壁GW的毂GN上,并在该带涂层摩擦片的内直径上接收摩擦片组300的带涂层摩擦片。在图7所示实例中,用于接收摩擦片组300的外摩擦片的相应的制动器C的外摩擦片支架在其外直径上集成在固定在变速器壳体上的壳体壁GW内,位于比制动器C的伺服装置310大并且比制动器D的伺服装置410小的直径上,不言而喻,制动器C的外摩擦片支架还可以是单独的,固定在变速器壳体上的部件。
制动器D的摩擦片组400在轴向上看至少基本布置在制动器C的摩擦片组300的上方,与集成在壳体壁GW内的伺服装置410轴向直接邻接。在所示实例中,变速器壳体GG承担了制动器D的外摩擦片支架的功能。不言而喻,制动器D的外摩擦片支架还可以是单独的、固定在变速器壳体上的部件。制动器D的输入元件420是内摩擦片支架,其根据运动学连接与第一行星齿轮组RS1的行星架ST1连接。在此该内摩擦片支架轴向上径向完全跨越离合器B。从空间上看,即离合器B不仅比制动器C更靠近第一行星齿轮组RS1,而且还比制动器D更靠近第一行星齿轮组RS1。
作为薄壁钢板-部件,制动器D的内摩擦片支架(420)对离合器B的径向构造空间的影响可以忽略。只要其给予变速器壳体GG可用的径向安装空间,则由设计决定的承受静态高负荷的制动器D的摩擦片400的直径就可简单地相对图3增大,这有利于减少结构长度。
下面借助图8详细解释例如用于根据本发明的任务解决方案的、第三示意部件布置。在此该第三根据本发明的部件布置以前面借助图3和7描述的根据本发明的部件布置为出发点。与图3相比,三个单-行星齿轮组RS1,RS2,RS3相互之间,与五个换档元件A到E以及与输入轴和输出轴AN,AB的运动学连接不变。输入轴AN、输出轴AB、三个行星齿轮组RS1,RS2,RS3,作为第五换档元件的离合器E和作为第一换档元件的制动器A的布置基本对应在图3中示出的布置,其中作为在这方面的细节区别,在第三行星齿轮组RS3区域输入轴AN在输出轴AB上的支承采用了图7中的方案。
如图8中所示,与图3不同的是,第二、第三和第四换档元件B,C,D的全部三个摩擦片组200,300,400现在与和第三和第四换档元件C,D的伺服装置310,410装配在一起的固定在变速器壳体上的壳体壁GW轴向邻接。与图3相比不变的是,在此制动器C的摩擦片300和伺服装置310在轴向上看布置在壳体壁GW的毂GN的径向上方,离合器B的摩擦片200在轴向上看布置在制动器C的摩擦片300的径向上方,制动器C的输入元件320是带涂层摩擦片支架,制动器D的伺服装置410布置在制动器C的伺服装置310的径向上方,以及三个换档元件B,C,D的全部三个伺服装置210,310,410的操作方向。制动器D的摩擦片400现在在轴向上看布置在离合器B的摩擦片200的上方。
在制动器C和离合器B的摩擦片300和200的摩擦片直径相对图3尺寸不变的情况下,在图8中建议的将制动器D的摩擦片组400布置在离合器B的摩擦片组200的上方,特别是在考虑了设计决定了制动器D是承受静态负荷最高的自动变速器换档元件时,实现了短的变速器结构长度。自动变速器在带有标准驱动型式的汽车中的通常安装情况对于三个换档元件C,B,D在驱动机构附近、从空间上看上下重叠的布置是有利的,因为已知特别是变速器-安装空间(“传动轴通道”)的驱动机构附近的区域较大,并向输出侧方向(有时甚至明显)逐渐变细。
下面借助图9详细解释根据本发明的第四示意部件布置。在此该第四根据本发明的部件剖面仍然以前面借助图3描述的第一根据本发明的部件布置为出发点,三个单-行星齿轮组RS1,RS2,RS3相互之间,与五个换档元件A到E以及与输入轴和输出轴AN,AB的运动学联结不变。输入轴AN、输出轴AB、三个行星齿轮组RS1,RS2,RS3、作为第五换档元件的离合器E以及作为第一换档元件的制动器A的布置基本与图3中所示的布置对应,其中作为在这方面的细节变化,伺服装置不再轴向布置在离合器E的输入元件520和第二行星齿轮组RS2之间,而是轴向布置在第一行星齿轮组RS1和离合器E的输入元件520之间。相应地,伺服装置510的操作方向也是反向的,该伺服装置轴向向第二行星齿轮组RS2方向操作离合器E的摩擦片500。
如图3中所示,制动器D的摩擦片400布置在第一行星齿轮组RS1的背离第二行星齿轮组RS2的一侧上,轴向邻接并位于第一行星齿轮组RS1的径向上方。制动器D的伺服装置410现在布置在第一行星齿轮组RS1的上方,集成在变速器壳体GG内并向壳体壁GW方向操作制动器D的摩擦片400。
制动器C向变速器壳体-内腔方向与壳体壁GW邻接,其中制动器C的伺服装置310和用于接收制动器C的摩擦片组300的外摩擦片的外摩擦片支架都集成在壳体壁GW内,位于靠近变速器壳体GG内直径的大直径上。即壳体壁GW构成制动器C的离合器腔。离合器B至少部分位于制动器C的该离合器腔内。离合器B的输入元件220是外摩擦片支架,在几何上是向第一行星齿轮组RS1方向开口的锅,其盘形底部与壳体壁GW直接邻接并与输入轴AN连接,并且在其圆柱形部分内布置有离合器B的摩擦片组200和伺服装置210。始终以输入轴AN转速旋转的伺服装置210支承在输入轴AN上,并轴向向第一行星齿轮组RS1方向操作摩擦片200。在图9所示实例中,离合器B的摩擦片200至少基本上从空间上看布置在制动器C的摩擦片300的下方。根据离合器B和制动器C的不同热负荷,离合器B的摩擦片组200比制动器C的摩擦片组300轴向向第一行星齿轮组RS1方向延伸得更远。
在图9所示实例中,离合器B的输出元件230和制动器C的输入元件320是内摩擦片支架。在此制动器C的内摩擦片支架(320)通过离合器B的内摩擦片支架(230)与第一行星齿轮组RS1的太阳轮SO1连接。在图9所示实例中,离合器B的内摩擦片支架(230)这样设计,即接收在其内直径上的摩擦片组200的带涂层摩擦片。如果例如离合器B和制动器C的内摩擦片支架(230,320)制成一体,则可取的是离合器B的内摩擦片支架与图9中所示不同地这样设计,即其从其外直径方向接收离合器B的带涂层摩擦片。在这种情况下,离合器B的伺服装置可取地布置在离合器B的摩擦片的面向第一行星齿轮组RS1的一侧上,并向壳体壁方向,即向与第一行星齿轮组RS1相反的方向操作该摩擦片。
如上所述,图3中示出的关于自动变速器输入轴和输出轴的相对布置的变速器方案应被看作是示例性的。图10示出了根据图3的示意部件布置的一个示例变型,现在带有非同轴布置的输入轴和输出轴。以在图3中建议的部件布置为出发点,输入轴AN和输出轴AB现在轴线相互平行地布置。为将输出轴AB与这里始终与第三行星齿轮组RS3的行星架ST3连接的第一行星齿轮组RS1的齿圈HO1运动学连接,设置了正齿轮组STST,从空间上看,该正齿轮组布置在第三行星齿轮组RS3的面向第二行星齿轮组RS2的一侧上,轴向位于第三行星齿轮组RS3和离合器A之间。在此该正齿轮组STST的第一正齿轮STR1与第三行星齿轮组RS3的行星架ST3固定连接,并例如支承在第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3上。该正齿轮组STST的第二正齿轮STR2与第一正齿轮STR1啮合,并与输出轴牢固连接。不言而喻,替代这里所述的双齿轮正齿轮组,还可以设置多齿轮的正齿轮组,例如带有三个正齿轮,并且输入轴和输出轴的转动方向相同。
如图10中所示,输入轴AN中心穿过壳体壁GW和全部三个行星齿轮组RS1,RS2,RS3,并支承在变速器壳体GG的面向壳体壁GW的盖形外壁上。即为简化未示出的自动变速器驱动机构布置在壳体壁GW的背离行星齿轮组的一侧上。对于该技术领域的技术人员来说很容易看出,输入轴还穿过变速器壳体GG的面向壳体壁GW的盖形外壁,并且驱动机构相应地可布置为在变速器的该侧靠近离合器A。
图11示出了带有轴线相互平行布置的输入轴和输出轴AN,AB的示例第二部件布置。与前面描述的部件布置不同,两个制动器C,D从空间上看不再靠近第一行星齿轮组RS1,而是并排地布置在行星齿轮组上方的区域内,这里在两个行星齿轮组RS2,RS3上方的区域内,位于靠近变速器壳体GG内直径的大直径上。不变地布置在第一行星齿轮组RS1的背离第二行星齿轮组RS2的一侧上的离合器B的伺服装置210现在轴向向第一行星齿轮组RS1方向操作离合器B的摩擦片200。在各自的摩擦片组方面和各自的伺服装置方面,制动器C都比制动器D更靠近离合器B。在所示实例中,制动器C的摩擦片组300在轴向上看,基本上布置在第二行星齿轮组RS2的径向上方。制动器C的伺服装置310轴向向离合器B的方向,操作制动器C的摩擦片300。轴向向正齿轮传动方向,制动器D连接在制动器C上。制动器D的摩擦片400在所示实例中布置在第二和第三行星齿轮组RS2,RS3的上方区域内。伺服装置410向与制动器C(或者离合器B)相反的方向操作摩擦片400。在此两个制动器C,D的伺服装置310和410相接相邻,从而在制造技术和安装技术上有利的方式集成在共用的、固定在变速器壳体上的外摩擦片支架内,该外摩擦片支架接收两个摩擦片组300,400的外摩擦片。最好摩擦片300和400在此具有相同的直径(共用部件-设计)。
在另一个设计方案中,不言而喻,变速器壳体GG在该区域可具有适当的驱动轮廓面以接收制动器C的摩擦片组300的外摩擦片和/或制动器D的摩擦片组400的外摩擦片。
不言而喻,在正齿轮传动的第二正齿轮STR2和离合器B的摩擦片组200之间的范围内,两个并排布置的制动器C,D在轴向上的布置可以与图11中所示的不同。
因为输入轴AN在轴向上中心完全贯穿自动变速器,所以在图11中与输入轴AN有效连接的(未示出的)驱动机构例如布置在第三行星齿轮组RS3的背离第二行星齿轮组RS2的一侧上,即布置在布置了制动器A和与输出轴AB有效连接的正齿轮组的变速器侧面上,即布置在面向离合器B的变速器侧面上。在此方面,制动器A邻接在变速器壳体GG的靠近驱动机构的外壁(其也可以实现为外壳盖)上。
图12示出了带有轴线相互平行地布置的输入轴和输出轴AN,AB的示例第三部件布置。与图11不同,现在制动器A,C和D并排布置在变速器壳体GG的内直径上,其中制动器A轴向向正齿轮传动方向连接在制动器D上。最好三个制动器A,C、D的摩擦片100,300和400具有相同的直径(共用部件—设计)。和图11中的制动器C和D类似,现在制动器A和D组合成组件。两个制动器A,D的伺服装置110,410直接彼此相邻。制动器D的伺服装置410布置在制动器D的摩擦片组400的背离制动器C的一侧上,并轴向向离合器B方向操作该摩擦片400。制动器A的伺服装置110布置在制动器A的摩擦片组100的面向制动器D的一侧上,并轴向向与制动器D(或离合器B)相反的方向操作该摩擦片100。
如图12中所示,第三行星齿轮组RS3的行星架ST3的背离第二行星齿轮组RS2的行星架连接板用STB3表示。与第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3连接的制动器A输入元件120(内摩擦片支架)与该行星架连接板STB3轴向直接邻接,径向向外延伸。在制动器A的输入元件120(内摩擦片支架)的面向行星架连接板STB3的一侧上,又连接有和输出轴有效连接的、带有两个正齿轮STR1和STR2的正齿轮组。正齿轮STR1的毂支承在输入轴AN上,并中心贯穿制动器A的输入元件120和第三行星齿轮组RS3的太阳轮SO3,并在行星架ST3的面向第二行星齿轮组RS2的一侧上与该行星架ST3连接。从而正齿轮组直接布置在变速器壳体GG的外壁上。第一正齿轮STR1的轴承结构可相应刚性地布置在该外壁上,在所示实例中布置在外壁的相应圆柱形凸起上。不言而喻,该外壁还可实施为壳体盖。在图12所示实例中,正齿轮组布置在自动变速器的面向驱动机构的一侧上,从而输入轴AN中心贯穿第一正齿轮STR1的毂,并且第一正齿轮STR1的毂另外支承在输入轴AN上。
为能够将根据本发明的多档变速器还应用于汽车-动力传动系的其它构造,该技术领域的技术人员通过类似的变型还可设想自动变速器的输入轴和输出轴相互成一定角度布置,例如通过代替上述正齿轮组,为带有沿行驶方向安装的驱动机构的前轮驱动添加一个锥齿轮传动。
如上所述,对于自动变速器齿轮组元件相互之间和与换档元件及与输入轴和输出轴的根据本发明的联结,在图3和图7到图12中所示的变速器方案应该被看作是示例性的。图13示出了根据图3的示意部件布置的示例变型,单个齿轮组元件的联结改变了,其中齿轮组元件的该运动学联结可以从DE 199 12 480 A1的现有技术中已知。与图3不同,第一行星齿轮组RS1的齿圈HO1和第二行星齿轮组RS2的行星架ST2和输出轴AB始终相互连接,以及第三行星齿轮组RS3的行星架ST3始终与第二行星齿轮组RS2的齿圈HO2连接,第一行星齿轮组RS1行星架ST1始终与第三行星齿轮组RS3的齿圈HO3连接。在其它方面,与图3相比,三个单-行星齿轮组RS1,RS2,RS3与五个换档元件A到E和输入轴的运动学联结不变。而且,与图3相比,五个换档元件A到E相互之间和与相对三个行星齿轮组RS1,RS2,RS3的空间布置也没有改变。
该技术领域的技术人员可以将图13中所示的图3变速器方案的变型合理地移植到在图7到图12中所示的变速器方案。
在图3和图7到图13中所示的示意部件布置和在图4a/4b中所示的实际实施的变速器设计都以摩擦片式制动器作为实施为制动器的换档元件的设计解决方案为出发点。原则上,单个或者全部的摩擦片式制动器在设计上都可由带式制动器代替。在未闭合状态,已知带式制动器在拖曳力矩方面比摩擦片式制动器更有利。对于所有示出的部件布置,在第二到第六前进档不接合的制动器D和/或在第五和第六前进档以及在倒档不接合的制动器A可以实施为带式制动器。
附图标记A 第一换档元件,制动器B 第二换档元件,离合器C 第三换档元件,制动器D 第四换档元件,制动器E 第五换档元件,离合器AN 输入轴AB 输出轴GG 变速器壳体GW 变速器壁GN 变速器壁的毂GZ 壳体隔壁ABF 输出法兰NAN 输入转速传感器NAB 输出转速传感器PSK 驻车棘爪PSR 驻车棘轮ROH 输入轴管ZYL 圆柱体AX1-AX8 止推轴承RR1-RR4 旋转的密封环STST正齿轮组STR1正齿轮组的第一正齿轮STR2正齿轮组的第二正齿轮RS1 第一行星齿轮组HO1 第一行星齿轮组的齿圈SO1 第一行星齿轮组的太阳轮ST1 第一行星齿轮组的行星架
PL1 第一行星齿轮组的行星齿轮STB11 第一行星齿轮组的第一连接板STB12 第一行星齿轮组的第二连接板RS2 第二行星齿轮组HO2 第二行星齿轮组的齿圈SO2 第二行星齿轮组的太阳轮ST2 第二行星齿轮组的行星架PL2 第二行星齿轮组的行星齿轮STB2第二行星齿轮组的连接板RS3 第三行星齿轮组HO3 第三行星齿轮组的齿圈SO3 第三行星齿轮组的太阳轮ST3 第三行星齿轮组的行星架PL3 第三行星齿轮组的行星齿轮STB3第三行星齿轮组的连接板100 第一换档元件的摩擦片110 第一换档元件的伺服装置111 第一换档元件的压力腔113 第一换档元件的伺服装置的复位元件114 第一换档元件的伺服装置的活塞118 向第一换档元件压力腔的压力介质供给120 第一换档元件的输入元件121 第一换档元件的输入元件的圆柱形部分200 第二换档元件的摩擦片210 第二换档元件的伺服装置211 第二换档元件的压力腔
212 第二换档元件的压力平衡腔213 第二换档元件的伺服装置的复位元件214 第二换档元件的伺服装置的活塞215 第二换档元件的伺服装置的隔板218 向第二换档元件压力腔的压力介质供给219 向第二换档元件的压力平衡腔的润滑剂供给220 第二换档元件的输入元件221 第二换档元件的输入元件的圆柱形部分222 第二换档元件的输入元件的盘形部分223 第二换档元件的输入元件的毂230 第二换档元件的输出元件231 第二换档元件的输出元件的第一圆柱形部分232 第二换档元件的输出元件的第一盘形部分233 第二换档元件的输出元件的毂234 第二换档元件的输出元件的第二圆柱形部分235 第二换档元件的输出元件的第二盘形部分300 第三换档元件的摩擦片310 第三换档元件的伺服装置311 第三换档元件的压力腔313 第三换档元件的伺服装置的复位元件314 第三换档元件的伺服装置的活塞318 向第三换档元件的压力腔的压力介质供给320 第三换档元件的输入元件321 第三换档元件的输入元件的圆柱形部分322 第三换档元件的输入元件的盘形部分400 第四换档元件的摩擦片410 第四换档元件的伺服装置400 第四换档元件的(唯一的)压力腔
411a 第四换档元件的第一压力腔411b 第四换档元件的第二压力腔413 第四换档元件的伺服装置的复位元件414 第四换档元件的伺服装置的活塞416 第四换档元件的操作—柱塞418 向第四换档元件的压力腔的压力介质供给420 第四换档元件的输入元件,内摩擦片支架421 第四换档元件的输入元件的圆柱形部分500 第五换档元件的摩擦片510 第五换档元件的伺服装置511 第五换档元件的压力腔512 第五换档元件的压力平衡腔513 第五换档元件的伺服装置的复位元件514 第五换档元件的伺服装置的活塞515 第五换档元件的伺服装置的隔板517 支撑盘518 向第五换档元件的压力腔的压力介质供给519 向第五换档元件的压力平衡腔的润滑剂供给520 第五换档元件的输入元件521 第五换档元件的输入元件的圆柱形部分522 第五换档元件的输入元件的盘形部分523 第五换档元件的输入元件的毂530 第五换档元件的输出元件
权利要求
1.多档-自动变速器,带有输入轴(AN),输出轴(AB),至少三个单-行星齿轮组(RS1,RS2,RS3),以及至少五个换档元件(A到E),其中-三个行星齿轮组(RS1,RS2,RS3)相互同轴布置,-第二行星齿轮组(RS2)从空间上看布置在第一和第二行星齿轮组(RS1,RS3)之间,-第三行星齿轮组(RS3)的太阳轮(SO3)可通过第一换档元件(A)固定在多档-自动变速器的变速器壳体(GG)上,-输入轴(AN)与第二行星齿轮组(RS2)的太阳轮(SO2)连接,-输入轴(AN)可通过第二换档元件(B)与第一行星齿轮组(RS1)的太阳轮(SO1)连接和/或可通过第五换档元件(E)与第一行星齿轮组(RS1)的行星架(ST1)连接,-作为另外一种选择,第一行星齿轮组(RS1)的太阳轮(SO1)可通过第三换档元件(C)固定到变速器壳体(GG)上和/或第一行星齿轮组(RS1)的行星架(ST1)可通过第四换档元件(D)固定到变速器壳体(GG)上,并且-输出轴(AB)与第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)和第二或第三行星齿轮组(RS3)的行星架(ST2,ST3)之一连接,其特征在于,第一行星齿轮组(RS1)和/或第二行星齿轮组(RS2)轴向上仅被一个轴中心完全贯穿。
2.根据权利要求1的多档-自动变速器,其特征在于,在轴向上贯穿第一和/或第二行星齿轮组(RS1,RS2)的轴是输入轴(AN)。
3.根据权利要求1或2的多档-自动变速器,其特征在于,第五换档元件(E)从空间上看布置在第一和第二行星齿轮组(RS1,RS2)之间。
4.根据权利要求1,2或3的多档-自动变速器,其特征在于,第一行星齿轮组(RS1)的行星架(ST1)和第二行星齿轮组(RS2)的齿圈(HO2)之间的连接元件同时构成第五换档元件(E)的摩擦片支架。
5.根据权利要求4的多档-自动变速器,其特征在于,第一行星齿轮组(RS1)的行星架(ST1)和第二行星齿轮组(RS2)的齿圈(HO2)之间的连接元件同时构成第五换档元件(E)的外摩擦片支架,用于接收第五换档元件(E)的带涂层摩擦片。
6.根据权利要求1至5之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)布置在第一行星齿轮组(RS1)的面向第五换档元件(E)的一侧上。
7.根据权利要求1至6之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三和第四换档元件(C,D)从空间上看布置在第一行星齿轮组(RS1)的面向第五换档元件(E)的一侧上。
8.根据权利要求6或7的多档-自动变速器,其特征在于,第二、第三和第四换档元件(B,C,D)布置在第一行星齿轮组(RS1)的靠近与输入轴(AN)有效连接的多档-自动变速器驱动机构的一侧上。
9.根据权利要求1至6之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三和第四换档元件(C,D)并排布置,在轴向上看位于行星齿轮组(RS1,RS2,RS3)径向上方区域内。
10.根据权利要求1至9之一的多档-自动变速器,其特征在于,第五换档元件(E)的伺服装置(510)支承在中心贯穿第一行星齿轮组(RS1)的轴,特别是输入轴(AN)上。
11.根据权利要求1至10之一的多档-自动变速器,其特征在于,第五换档元件(E)的伺服装置(510)在第一行星齿轮组(RS1)的方向上轴向操作第五换档元件(E)的摩擦片(500)。
12.根据权利要求1至10之一的多档-自动变速器,其特征在于,第五换档元件(E)的伺服装置(510)在第二行星齿轮组(RS2)的方向上轴向操作第五换档元件(E)的摩擦片(500)。
13.根据权利要求1至12之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)的伺服装置(210)比第三换档元件(C)的伺服装置(310)更靠近第一行星齿轮组(RS1)。
14.根据权利要求1至13之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)的伺服装置(210)与第一行星齿轮组(RS1)相邻。
15.根据权利要求1至14之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)的伺服装置(210)在与第一行星齿轮组(RS1)相反的方向上轴向操作第二换档元件(B)的摩擦片(200)。
16.根据权利要求1至13之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)的伺服装置(210)与固定在变速器壳体上的壳体壁(GW)相邻,该壳体壁(GW)构成变速器壳体(GG)的外壁。
17.根据权利要求1至13之一或权利要求16的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)的伺服装置(210)在第一行星齿轮组(RS1)的方向上轴向操作第二换档元件(B)的摩擦片(200)。
18.根据权利要求1至17之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)的伺服装置(210)支承在第一行星齿轮组(RS1)的太阳轮(SO1)上。
19.根据权利要求1至17之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)的伺服装置(210)支承在中心贯穿第一行星齿轮组(RS1)的轴,特别是输入轴(AN)上。
20.根据权利要求1至19之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的伺服装置(310)和/或第四换档元件(D)的伺服装置(410)至少大部分集成在固定在变速器壳体上的壳体壁(GW)内,该壳体壁(GW)构成变速器壳体(GG)的外壁。
21.根据权利要求1至20之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的伺服装置(310)布置在第四换档元件(D)的伺服装置(410)的径向下方。
22.根据权利要求1至21之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三和第四换档元件(C,D)的摩擦片(300,400)与壳体壁(GW)轴向邻接。
23.根据权利要求1至22之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二换档元件(B)的摩擦片(200)比第四换档元件(D)的摩擦片(400)更靠近第一行星齿轮组(RS1)。
24.根据权利要求1至23之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的摩擦片(300)布置在第四换档元件(D)的摩擦片(400)的径向下方。
25.根据权利要求1至21之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二和第三换档元件(B,C)的摩擦片(200,300)与壳体壁(GW)轴向邻接。
26.根据权利要求1至21之一或25的多档-自动变速器,其特征在于,第四换档元件(D)的摩擦片(400)比第二换档元件(B)的摩擦片(200)更靠近第一行星齿轮组(RS1)。
27.根据权利要求1至21之一、25或26的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的摩擦片(300)布置在第二换档元件(B)的摩擦片(200)的径向下方。
28.根据权利要求1至24或25至27之一的多档-自动变速器,其特征在于,第四换档元件(D)的伺服装置(410)的操作-柱塞(416)在轴向上至少部分径向跨越第二换档元件(B)的摩擦片(200)。
29.根据权利要求1至21或25至28之一的多档-自动变速器,其特征在于,第四换档元件(D)的伺服装置(410)的操作-柱塞(416)在轴向上至少部分径向跨越第二换档元件(B)的伺服装置(210)。
30.根据权利要求28或29的多档-自动变速器,其特征在于,第四换档元件(D)的伺服装置(410)的操作-柱塞(416)轴向贯穿第四换档元件(D)的伺服装置(410)的复位元件(413)。
31.根据权利要求1至30之一的多档-自动变速器,其特征在于,第四换档元件(D)的伺服装置(410)具有两个压力腔(411a,411b),它们的压差作用在第四换档元件(D)的摩擦片(400)上。
32.根据权利要求28和权利要求31或者根据权利要求29和31的多档-自动变速器,其特征在于,第四换档元件(D)的伺服装置(410)的第二压力腔(411b)由变速器壳体(GG)的一部分和第四换档元件(D)的伺服装置(410)的操作-柱塞(416)构成。
33.根据权利要求1至21之一的多档-自动变速器,其特征在于,第二、第三和第四换档元件(B,C,D)的摩擦片(200,300,400)与壳体壁(GW)轴向邻接。
34.根据权利要求1至21之一或32的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的摩擦片(300)布置在第二换档元件(B)的摩擦片(200)的径向下方,第二换档元件(B)的摩擦片(200)布置在第四换档元件(D)的摩擦片(400)的径向下方。
35.根据权利要求1至34之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的带涂层摩擦片和/或第五换档元件(E)的带涂层摩擦片在其外直径上具有驱动齿部。
36.根据权利要求1至6或9至19之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的摩擦片(300)比第四换档元件(D)的摩擦片(400)更靠近第二换档元件(B)。
37.根据权利要求1至6,9至19或36之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的伺服装置(310)和/或第四换档元件(D)的伺服装置(410)集成在变速器壳体(GG)内,或者集成在与变速器壳体(GG)抗扭连接的第三或第四换档元件(C,D)的摩擦片支架内。
38.根据权利要求1至6,9至19,36或37之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的伺服装置(310)在第二换档元件(B)的方向上轴向操作第三换档元件(C)的摩擦片(300)。
39.根据权利要求1至6,9至19,36至38之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的伺服装置(310)在第二换档元件(B)的方向上轴向操作第三换档元件(C)的摩擦片(300)。
40.根据权利要求1至6,9至19,36至39之一的多档-自动变速器,其特征在于,第三换档元件(C)的伺服装置(310)具有与第四换档元件(D)的伺服装置(410)相反的操作方向。
41.根据权利要求1至40之一的多档-自动变速器,其特征在于,第一换档元件(A)从空间上看布置在第三行星齿轮组(RS3)的背离第二行星齿轮组(RS2)的一侧上。
42.根据权利要求41的多档-自动变速器,其特征在于,第一换档元件(A)与第三行星齿轮组(RS3)邻接。
43.根据权利要求1至42之一的多档-自动变速器,其特征在于,第一换档元件(A)与变速器壳体(GG)的外壁或者与变速器壳体盖邻接,其中所述变速器壳体盖与变速器壳体(GG)抗扭连接并构成自动变速器的外壁。
44.根据权利要求1至43之一的多档-自动变速器,其特征在于,第一换档元件(A)的外摩擦片支架集成在变速器壳体(GG)内或者集成在与变速器壳体(GG)抗扭连接的变速器壳体盖内。
45.根据权利要求41至44之一的多档-自动变速器,其特征在于,第一换档元件(A)的伺服装置(110)集成在变速器壳体(GG)内或者集成在固定在变速器壳体上的壳体壁内。
46.根据权利要求1至45之一的多档-自动变速器,其特征在于,总共设置了八个轴向轴承(AX1到AX8),以轴向支承在变速器壳体(GG)内部布置的部件。
47.根据权利要求46的多档-自动变速器,其特征在于,轴向轴承(AX1到AX8)具有两个不同的尺寸。
48.根据权利要求1至47之一的多档-自动变速器,其特征在于,在变速器壳体(GG)内部总共设置了四个旋转的密封环(RR1到RR4),用于相互之间以及相对其它部件动态密封单个压力介质供给和滑润剂供给。
49.根据权利要求1至48之一的多档-自动变速器,其特征在于,输入轴(AN)和输出轴(AB)同轴。
50.根据权利要求48的多档-自动变速器,其特征在于,与第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)有效连接的输出轴(AB)在轴向上中心贯穿第三行星齿轮组(RS3)。
51.根据权利要求49或50的多档-自动变速器,其特征在于,与第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)有效连接的输出轴(AB)在轴向上中心贯穿第一换档元件(A)的离合器腔,该离合器腔特别由第一换档元件(A)的摩擦片支架和/或伺服装置(110)构成。
52.根据权利要求49,50或51的多档-自动变速器,其特征在于,输入轴(AN)支承在输出轴(AB)内。
53.根据权利要求1至48之一的多档-自动变速器,其特征在于,输入轴(AN)和输出轴(AB)相互不同轴,特别是输入轴(AN)和输出轴(AB)轴线平行或者相互成一定角度。
54.根据权利要求53的多档-自动变速器,其特征在于,为在输出轴(AB)和第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)之间有效连接,设置了至少一个第一正齿轮(STR1),该第一正齿轮(STR1)从空间上看布置在第一和/或第二和/或第三行星齿轮组(RS1,RS2,RS3)的径向上方。
55.根据权利要求53的多档-自动变速器,其特征在于,为在输出轴(AB)和第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)之间有效连接,设置了至少一个第一正齿轮(STR1),该第一正齿轮(STR1)从空间上看轴向布置在第三行星齿轮组(RS3)和第一换档元件(A)之间。
56.根据权利要求53的多档-自动变速器,其特征在于,为在输出轴(AB)和第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)之间有效连接,设置了至少一个第一正齿轮(STR1),该第一正齿轮(STR1)从空间上看轴向布置在第一换档元件(A)和变速器壳体(GG)外壁之间或者轴向布置在第一换档元件(A)和与变速器壳体(GG)抗扭连接的变速器壳体盖之间。
57.根据权利要求53或56的多档-自动变速器,其特征在于,为在输出轴(AB)和第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)之间有效连接,设置了至少一个第一正齿轮(STR1),该第一正齿轮(STR1)从空间上看与变速器壳体(GG)的外壁轴向邻接或者与和变速器壳体(GG)抗扭连接的变速器壳体盖轴向邻接。
58.根据权利要求1至57之一的多档-自动变速器,其特征在于,第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)和第三行星齿轮组(RS3)的行星架(ST3)和输出轴(AB)始终相互连接,并且第二行星齿轮组(RS2)的行星架(ST2)始终与第三行星齿轮组(RS3)的齿圈(HO3)连接,第一行星齿轮组(RS1)的行星架(ST1)始终与第二行星齿轮组(RS2)的齿圈(HO2)连接。
59.根据权利要求1至57之一的多档-自动变速器,其特征在于,第一行星齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)和第二行星齿轮组(RS2)的行星架(ST2)和输出轴(AB)始终相互连接,并且第三行星齿轮组(RS3)的行星架(ST3)始终和第二行星齿轮组(RS2)的齿圈(HO2)连接,第一行星齿轮组(RS1)的行星架(ST1)始终和第三行星齿轮组(RS3)的齿圈(HO3)连接。
60.根据权利要求1至59之一的多档-自动变速器,其特征在于,通过选择地闭合换档元件(A到E),可按如下方式转换至少六个前进档,即,为从一个档位向相邻的较高或者相邻的较低档位转换,在刚刚被操作过的换档元件中每次仅有一个换档元件开启,并且一个另外的换档元件闭合。
61.根据权利要求1至60的多档-自动变速器,其特征在于,在第一前进档中第一和第四换档元件(A,D)闭合,在第二前进档中第一和第三换档元件(A,C)闭合,在第三前进档中第一和第二换档元件(A,B)闭合,在第四前进档中第一和第五换档元件(A,E)闭合,在第五前进档中第二和第五换档元件(B,E)闭合,在第六前进档中第三和第五换档元件(C,E)闭合,在倒档中第二和第四换档元件(B,D)闭合。
全文摘要
多档-自动变速器,具有输入轴(AN),输出轴(AB),三个单-行星齿轮组(RS1,RS2,RS3)以及五个换档元件(A到E),通过它们成对有选择地闭合,可将输入轴(AN)的输入转速无组合换档地传递到输出轴(AB)。第三齿轮组(RS3)的太阳轮(SO3)可通过第一换档元件(A)固定到变速器壳体(GG)上。输入轴(AN)与第二齿轮组(RS2)的太阳轮(SO2)连接,并通过第二换档元件(B)与第一齿轮组(RS1)的太阳轮(SO1)连接和/或通过第五换档元件(E)与第一齿轮组(RS1)的行星架(ST1)连接。作为另外一种选择,第一齿轮组(RS1)的太阳轮(SO1)可通过第三换档元件(C)固定到变速器壳体(GG)上和/或第一齿轮组(RS1)的行星架(ST1)可通过第四换档元件(D)固定到变速器壳体(GG)上。输出轴(AB)与第一齿轮组(RS1)的齿圈(HO1)和第二或第三齿轮组(RS2,RS3)的行星架(ST2,ST3)之一连接。第一行星齿轮组(RS1)在轴向上仅被输入轴(AN)中心完全贯穿,其中第五换档元件(E)从空间上看布置在第一和第二齿轮组(RS1,RS2)之间,并且其中第二、第三和第四换档元件(B,C,D)布置在第一齿轮组(RS1)的背离第五换档元件(E)的一侧上。
文档编号F16H3/66GK1860314SQ200480020815
公开日2006年11月8日 申请日期2004年6月28日 优先权日2003年7月23日
发明者加博尔·迪欧希, 约瑟夫·豪普特, 梅尔廷·布雷默 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司
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