用于车辆的能动力换档的变速器组的制作方法

1.本发明涉及一种根据在权利要求1的前序部分中更详细限定类型的用于车辆的、多档的、能动力换档的变速器组，该变速器组具有三个带多个圆柱齿轮的轴并且利用四个多片式离合器实现四个传动比级。


背景技术：

2.在车辆、例如农业商用车辆中使用具有主变速器和前置的变速器组的变速器设施，其也被称之为半档变速器(splitter)。该变速器组包括分别配属有两个离合器的三个轴。为了传动比级的换档所需要的是，分别闭合两个离合器。由于所需要的构件的大的数量，这类变速器组是成本高昂的并且有高的结构空间需求。


技术实现要素：

3.本发明的任务在于，建议一种变速器组和具有变速器组的农业商用车辆，该变速器组和该农业商用车辆是成本低廉的并且具有较少的结构空间需求。
4.根据本发明，该任务通过权利要求1或13的特征来解决。有利的和要求保护的改进方案由从属权利要求和说明书以及附图得出。
5.因此，建议了一种用于车辆的、多档的、能动力换档的变速器组，该变速器组具有三个带多个圆柱齿轮的轴，其中，作为变速器组的输入轴的第一轴和作为变速器组的输出轴的第二轴以及作为中间轴的第三轴彼此间轴线平行地布置。此外，设置有四个作为切换元件的多片式离合器用以实现三个在前进行驶方向上的传动比级和一个在后退行驶方向上的传动比级。为了设计在结构空间和成本方面特别有利的变速器组而规定，为了实现一个或每个传动比级仅一个切换元件被切换，并且每个多片式离合器的第一盘片支架，也就是内盘片支架或外盘片支架与配属的轴牢固地连接并且每个多片式离合器的第二盘片支架与能转动地支承在这些轴中的一个轴上的圆柱齿轮牢固地连接。
6.利用所建议的变速器组实现了具有尽可能少的构件的三重动力换档组部分。三重半档变速器实现了用于向前行驶方向的三个能动力换档的档位和用于向后行驶方向的一个能动力换档的档位。为此，仅需要四个切换元件或四个多片式离合器以及三个轴，其中，离合器的部分或者说内盘片支架或外盘片支架直接与轴固定，例如通过焊接、铆接等工艺。通过构件在所建议的变速器组中的布置，可以相应地节省结构空间地布置圆柱齿轮或各自的齿轮系。此外，针对多个传动比级多重地使用圆柱齿轮也是可能的。
7.所使用的三个轴在空间上平行地以等效三角形的方式布置。每个轴部件组具有多个圆柱齿轮，这些圆柱齿轮作为固定轮与轴连接或者作为空套轮与离合器中的一个离合器连接。为了能够换档到传动比级，仅需一个离合器闭合而另外三个离合器打开。
8.在所建议的变速器组中，第一轴和第三轴分别具有三个圆柱齿轮，其中，两个圆柱齿轮实施为空套轮并且一个圆柱齿轮实施为固定轮。此外，第一轴和第三轴分别配属有两个多片式切换元件。而第二轴仅配属有两个实施为固定轮的圆柱齿轮。因此，变速器组仅包
括八个齿轮或者说圆柱齿轮。
9.在变速器组中，给圆柱齿轮的节圆定尺寸且使轴彼此在空间上布置成使得变速器组在平面中的示意图是可能的，而第一和第三轴的第三圆柱齿轮彼此不碰触。由于这种有利的布置，在所建议的变速器组中，第一轴和第三轴的第三圆柱齿轮可以具有同样的齿部并且因此在它们的齿数和它们的节圆方面同样地实施。由此得到进一步减少生产成本的明显的制造优势。
10.此外，在所建议的变速器组中得到了：第一轴的既与第三轴的第一圆柱齿轮也与第二轴的第一圆柱齿轮啮合的第一圆柱齿轮比两个前述的圆柱齿轮具有更高的齿数。由此得到了在变速器组的示意图中已描述的有利的在平面上的布置。
11.此外，在所要求保护的变速器组中规定，第三轴的第一圆柱齿轮和第二轴的第一圆柱齿轮具有相同的齿数。
12.能够通过如下方式实现所建议的变速器组中的另外的特点，即，变速器组的每个圆柱齿轮的齿数的值均是质数。由此得到特别是少噪声且少共振的运行。
13.所建议的变速器组可以优选作为前置变速器组来使用。这意味着：变速器组的作为输入轴的第一轴与车辆的或商用车辆的驱动马达连接并且变速器组的作为输出轴的第二轴与车辆的主变速器连接。也能想到的是，所建议的变速器组另外地，例如作为后置组或类似装置在车辆中使用。
14.本发明的另一个方面在于，要求保护具有前述变速器组的农业商用车辆。由此得到已经描述的和另外的优点。
附图说明
15.接下来根据附图进一步阐述本发明。
16.其中：
17.图1示出根据本发明的用于车辆的变速器组的可能的实施变体的示意图；
18.图2示出根据本发明的变速器组用以实现在前进行驶方向上的较小传动比级的示意图；
19.图3示出根据本发明的变速器组用以实现在前进行驶方向上的中等传动比级的示意图；
20.图4示出根据本发明的变速器组用以实现在前进行驶方向上的较高传动比级的示意图；
21.图5示出根据本发明的变速器组用以实现在后退行驶方向上的传动比级的示意图；
22.图6示出根据本发明的变速器组的圆柱齿轮的齿数以及各个传动比级的传动比的表格图；
23.图7示出具有根据本发明的变速器组的商用车辆的动力总成的第一实施例的示意图；
24.图8示出具有根据本发明的变速器组的商用车辆的动力总成的第二实施例的示意图。
25.在附图中示出了在不同的、所换档到的传动比级l、m、h、r中具有示意性的转矩流
的根据本发明的变速器组的示意图。此外，以示范性的方式仅示例性示出了具有根据本发明的变速器组的农业商用车辆的实施例。
具体实施方式
26.例如从图1看出，多档的能动力换档的变速器组4具有带多个圆柱齿轮z80至z87的三个轴1、2、3，其中，作为变速器组4的输入轴的第一轴1和作为变速器组4的输出轴的第二轴2以及作为中间轴的第三轴3彼此间轴线平行地布置。因此，变速器组4的输入轴和输出轴彼此间轴线错开地布置。此外，设置有四个多片式离合器k1、k2、k3、kr作为切换元件用以实现三个在前进行驶方向上的能动力换档的传动比级l、m、h和一个在后退行驶方向上的传动比级r。
27.为了规定一种特别是成本有利且结构空间有利的变速器组4，在换档到每个传动比级l、m、h时仅切换或闭合一个切换元件。此外，每个多片式离合器k1、k2、k3、kr的第一盘片支架与配属的轴1、2、3牢固地连接并且每个多片式离合器k1、k2、k3、kr的第二盘片支架与能转动地支承在轴1、2、3中的一个轴上的圆柱齿轮z80至z87牢固地连接。
28.在变速器组4的示例性示出的实施方案中，在所有的多片式离合器k1、k2、k3、kr的情况中，外盘片支架近似作为第一盘片支架分别与配属的轴1、3固定连接并且内盘片支架近似作为第二盘片支架分别与配属的圆柱齿轮z80、z82、z83、z85连接。然而也能想到其它实施方案。
29.如尤其是从图1至5得出的那样，变速器组4实施为前置变速器组，这是因为作为变速器组输入轴的第一轴1与车辆的驱动马达an连接并且作为变速器组输出轴的第二轴2与在图中示例性示出的主变速器5连接。
30.此外，为第一轴1配属有作为空套轮的第一圆柱齿轮z83、作为固定轮的第二圆柱齿轮z84和作为空套轮的第三圆柱齿轮z85以及第一多片式离合器k1和第二多片式离合器k2。为第二轴2仅配属有作为固定轮的第一圆柱齿轮z86和作为固定轮的第二圆柱齿轮z87，而为第三轴3配属有作为空套轮的第一圆柱齿轮z80、作为固定轮的第二圆柱齿轮z81和作为空套轮的第三圆柱齿轮z82以及第三多片式离合器k3和第四多片式离合器kr。
31.给圆柱齿轮z80至z87的节圆定尺寸且使轴1、2、3彼此在空间上布置成使得第一轴1的第一圆柱齿轮z83既与第二轴2的第一圆柱齿轮z86也与第三轴3的第一圆柱齿轮z80啮合，第一轴1的第二圆柱齿轮z84与第三轴3的第二圆柱齿轮z81啮合，并且第一轴1的第三圆柱齿轮z85与第二轴2的第二圆柱齿轮z87啮合，其中，第二轴2的第二圆柱齿轮z87与第三轴3的第三圆柱齿轮z82啮合，这通过虚线示出。
32.此外规定的是，第一轴1的第三圆柱齿轮z85和第三轴3的第三圆柱齿轮z82在它们的齿数和它们的节圆方面同样地实施。此外，第一轴1的第一圆柱齿轮z83比第三轴3的第一圆柱齿轮z80和第二轴2的第一圆柱齿轮z86具有更大的齿数。此外，第三轴3的第一圆柱齿轮z80和第二轴2的第一圆柱齿轮z86具有相同的齿数。最后，在变速器组4中，为了减少运作噪音和共振，每个圆柱齿轮z80至z87的齿数的值均是质数。
33.在图2中示出了当在变速器组4中换档到在前进行驶方向上的小的或较小的传动比级l时的力矩流。为了实现在前进行驶方向上的较小的传动比级l，作为输入轴的第一轴1经由闭合的第一多片式离合器k1与第一轴1的第二圆柱齿轮z85连接，其中，第二圆柱齿轮
z85与作为输出轴的第二轴2的作为固定轮的第二圆柱齿轮z87啮合。因此，借助第一多片式离合器k1换档到传动比级l(low，低)。这具有的优点是：针对减速传动比，齿轮或圆柱齿轮z87需要比圆柱齿轮z82和z85的齿数更高的齿数。基于所得到的节圆，在平面上的布置是可能的，而圆柱齿轮z85与z82不碰触。因此，圆柱齿轮z85和z82可以同样地实施。
34.在图3中示出了当在变速器组4中换档到在前进行驶方向上的中等的传动比级m时的力矩流。为了实现在前进行驶方向上的中等的传动比级m，作为输入轴的第一轴1经由闭合的第二多片式离合器k2与第一轴1的第一圆柱齿轮z83连接，其中，第一圆柱齿轮z83与作为输出轴的第二轴2的作为固定轮的第一圆柱齿轮z86啮合。因此，借助第二多片式离合器k2换档到中等的传动比级m(middle，中)。在传动比i小于0.98时，在平面上的布置仍是可能的。在当前的示例中，传动比尽可能接近地设置为i等于1(在这里i_m等于0.967)。由此实现了转速与转动力矩之间的有利地协调的关系。第一圆柱齿轮z83相对于圆柱齿轮z80和z86具有更高的齿数。由此，在平面上的布置是可能的。在此，圆柱齿轮z80和z86可以具有相同的齿部。
35.在图4中示出了当在变速器组4中换档到在前进行驶方向上的高的或较高的传动比级h时的力矩流。为了实现在前进行驶方向上的较高的传动比级h，作为输入轴的第一轴1经由第一轴1的第二圆柱齿轮z84和第三轴3的第二圆柱齿轮z81以及经由闭合的第三多片式离合器k3与第三轴3的第一圆柱齿轮z80连接，其中，第一圆柱齿轮z80经由第一轴1的第一圆柱齿轮z83与作为输出轴的第二轴2的作为固定轮的第一圆柱齿轮z86连接。因此，经由第三多片式离合器k3换档到高的或较高的传动比级h(high，高)。通过所示出的齿部示例，在传动比级l-m-h之间分别实现了大约25％的档间传动比比值。该变速范围(spreizung)展现出离合器负载与能达到的速度之间的合适的折衷。
36.在图5中示出了当在变速器组4中换档到在后退行驶方向上的传动比级r时的力矩流。为了实现在后退行驶方向上的传动比级r，作为输入轴的第一轴1经由第一轴1的第二圆柱齿轮z84和第三轴3的第二圆柱齿轮z81以及经由闭合的第四多片式离合器kr与第三轴3的第三圆柱齿轮z82连接，其中，第三圆柱齿轮z82与作为输出轴的第二轴2的第二圆柱齿轮z87啮合。因此，利用第四多片式离合器kr换档到传动比级r(reverse，倒)。通过圆柱齿轮z82和z87之间的齿部啮合来实现在第二轴2或输出轴上的转动方向逆转。通过选择的齿部组合，如在中等的传动比级m的情况中那样类似地实现传动比。这具有的优点是，在前进行驶方向上的每个动力换档级中都可以变换到倒档上并且反之亦然。
37.图6以表格方式示出圆柱齿轮z80至z87的齿数。此外说明了配属给圆柱齿轮z80至z87的传动比级l、m、h、r。另外，在图6中说明了配属给传动比级的传动比i以及示例性地用于传动比级l和m的变速范围。
38.在图7和8中仅示例性示出了在具有后接的主变速器5的拖拉机或农业商用车辆的情况中的根据本发明的变速器组4的实施例或使用示例。
39.图7示出第一实施例，其中，商用车辆的动力总成具有前进行驶方向上的18个档级和后退行驶方向上的6个档级。变速器组4的第一轴1能与驱动马达an和动力输出装置6连接。变速器组4的第二轴2与主变速器5的输入端连接。主变速器5既能够驱动商用车辆的前桥也能够驱动后桥。
40.图8示出第二实施例，其中，商用车辆的动力总成具有前进行驶方向上的15个档级
和后退行驶方向上的5个档级。在该使用示例中，变速器组4的输入轴能与动力输出装置6连接并且变速器组4的输出轴能与主变速器5的输入端连接，利用主变速器既能驱动前桥也能驱动后桥。
41.附图标记列表
[0042]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一轴或变速器组的输入轴
[0043]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二轴或变速器组的输出轴
[0044]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三轴或中间轴
[0045]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
变速器组
[0046]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
主变速器
[0047]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
动力输出装置
[0048]
l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
低的或较小的传动比级
[0049]mꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
中的或中等的传动比级
[0050]hꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
高的或较高的传动比级
[0051]rꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
反向的或后退行驶方向上的传动比级
[0052]iꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传动比
[0053]
k1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一多片式离合器
[0054]
k2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二多片式离合器
[0055]
k3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三多片式离合器
[0056]
kr
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第四多片式离合器
[0057]
z80
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第三轴的作为空套轮的第一圆柱齿轮
[0058]
z81
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第三轴的作为固定轮的第二圆柱齿轮
[0059]
z82
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第三轴的作为空套轮的第三圆柱齿轮
[0060]
z83
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一轴的作为空套轮的第一圆柱齿轮
[0061]
z84
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一轴的作为固定轮的第二圆柱齿轮
[0062]
z85
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一轴的作为空套轮的第三圆柱齿轮
[0063]
z86
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二轴的作为固定轮的第一圆柱齿轮
[0064]
z87
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二轴的作为固定轮的第二圆柱齿轮
[0065]
an
ꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动马达