帶有多個行星齒輪組軸和至少一個能轉動地支承的另外的軸的行星變速器設備的製作方法

2023-05-04 19:29:51

本發明涉及根據在權利要求1的前述部分中詳細限定的類型的帶有多個行星齒輪組、變速器輸入軸、變速器輸出軸和至少一個另外的能轉動地支承的軸的行星變速器設備，行星齒輪組分別帶有多個行星齒輪組軸。

背景技術：

由de102009028670a1公知了實施為行星變速器的多級變速器，其帶有九個前進擋和一個倒擋。多級變速器包括四個行星齒輪組、八個能轉動的軸和六個換擋元件。多級變速器的變速器輸入軸可以僅通過換擋元件與行星組的不同的行星齒輪組軸聯接，並且因此是所謂的自由軸。因為變速器輸入軸直接與相對殼體固定的構件作用連接，所以例如，對於換擋元件的操作需要的激勵能量可以直接從殼體引導到變速器輸入軸中，並且通過變速器輸入軸引導至換擋元件。

然而在此不利的是，除了激勵或操作換擋元件以外，變速器輸入軸還必須提供另外的功能性，例如對多級變速器的不同構件的潤滑、對變速器泵的驅動、用於在其上布置的構件的支承功能和類似功能，因此，這種變速器輸入軸實施有不期望地高的結構複雜性，並且因此其特徵在於昂貴的製造。

同樣實施有自由軸的行星變速器由us8545362b1公知，其中，自由端部既不是變速器輸入軸，也不是變速器輸出軸。然而不利地，行星變速器的自由軸布置在行星齒輪組之間的區域中，因此，通過自由軸激勵行星變速器的換擋元件僅可以以不期望地高的費用實現。

技術實現要素：

本發明的任務是提供一種可簡單且低成本地製造的行星變速器設備。

根據本發明，該任務利用帶有權利要求1的特徵的行星變速器設備解決。

對於帶有多個行星齒輪組、變速器輸入軸、變速器輸出軸和至少一個另外的能轉動地支承的軸的行星變速器設備，行星齒輪組分別帶有多個行星齒輪組軸，另外的能轉動地支承的軸通過用於呈現至少一個傳動比的至少一個換擋元件可以與至少一個行星齒輪組軸連接，並且可以接到變速器輸入軸和變速器輸出軸之間的動力流中，另外的軸直接與相對殼體固定的構件作用連接，通過作用連接，從相對殼體固定的構件出發，用於至少一個換擋元件的操作能量可以導入到另外的軸中。

根據本發明的行星變速器設備實施有至少一個變速器內部的軸或自由軸，其既不是變速器輸入軸也不是變速器輸出軸，並且僅可以通過一個或多個換擋元件與一個或多個行星齒輪組軸相聯，並且附加地可以以很小的成本直接從殼體接近，或者直接與殼體作用連接。另外的軸(其根據限定是行星變速器設備的所謂的自由軸)根據本發明在期望的範圍內可以直接從殼體觸及。行星變速器設備的根據本發明的實施方案以簡單的方式和方法提供了如下可能性，即，將用於操作至少一個換擋元件的操作力或操作能量以很小的成本從殼體並且通過另外的軸引導至換擋元件，並且與由現有技術公知的行星變速器相比尤其是在結構上更簡單地實施變速器輸入軸，這是因為在根據本發明的行星變速器設備中，通過變速器輸入軸滿足更少量的功能性。

在此，根據本發明的行星變速器設備在多於一個的換擋元件從殼體出發通過作用連接和通過另外的軸可以分別加載以操作力或操作能量的實施方案中可以實施有促成低損耗功率的、很少數量的所謂的轉動接頭，在其區域中，操作能量分別從靜止的殼體區域出發進一步引導到轉動的另外的軸上。

在根據本發明的行星變速器設備的有利的實施方式中，至少一個構造為離合器的換擋元件通過作用連接和通過另外的軸可以由執行器加載以操作力或操作能量。

如果行星變速器設備包括至少三個行星齒輪組和至少五個換擋元件，那麼與由現有技術公知的解決方案相比，通過另外的軸對換擋元件進行的激勵可以以很小的費用實現，這是因為激勵能量可以通過另外的軸以結構簡單的方式和方法從殼體導入到行星齒輪組之間的區域中，或者可以引導到這些區域中。

如果基本上所有構造為離合器的換擋元件可以通過另外的軸由執行器加載以操作力或操作能量，那麼根據本發明的行星變速器設備在結構上可以以特別簡單的方式和方法運行。

在根據本發明的行星變速器設備的同樣結構簡單和低成本的改進方案中，操作力或操作能量在另外的軸和相對殼體固定的構件之間的作用連接的區域中可以從相對殼體固定的構件導入到軸中。

根據分別存在的應用情況，通過執行器對換擋元件的操作氣動地和/或液壓地和/或電地和/或機械地實現。

如果操作力或操作能量可以沿軸向和/或徑向方向在變速器殼體的背離變速器輸入軸的一側導入到另外的軸中，那麼根據本發明的行星變速器設備特別適用於車輛中的前部橫置布置(frontqueranordnung)。這由如下事實得到，即，在變速器殼體的背離變速器輸入軸的一側或在帶有前部橫置布置的車輛中的行星變速器設備的背離發動機的一側，用於布置執行器或至少一個聯接裝置的結構空間通常足夠用於將由執行器提供的操作能量傳遞到另外的軸中。

在根據本發明的行星變速器設備的同樣可簡單製造的且結構簡單的實施方式中，用於至少一個待操作的換擋元件的操作力或操作能量可以在另外的軸的自由端部的端面的區域中導入到該另外的軸中。

如果轉矩在變速器輸出軸的區域中可以沿徑向方向導入行星變速器設備中，或者可以從其中導出，或者如果根據本發明的行星變速器設備實施有用於前部橫置結構方式的側向輸出部，那麼另外的軸例如可以構造為在殼體中能轉動地支承的實心軸。

如果另外的軸構造為實心軸，那麼其又在通過另外的軸液壓和/或氣動地操作換擋元件的情況下可以以簡單的方式和方法構造有為此所需的孔。

在根據本發明的行星變速器設備的有利的改進方案中，另外的軸至少構造有基本上沿該另外的軸的縱向方向延伸的縱向孔，通過縱向孔，行星變速器設備的至少一個換擋元件或多個換擋元件在期望的範圍內可以加載以設置用於進行操作的操作力或操作能量。

如果用於交換轉矩的另外的軸可以與至少一個電機作用連接，那麼電機根據行星變速器設備的實施方案可以以高的自由度與一個或多個行星齒輪組軸通過行星變速器設備的與另外的軸共同作用的換擋元件相聯，並且可以在期望的範圍內呈現不同的運行模式，例如發電機運行、實施有行星變速器設備的車輛驅動系的馬達驅動、所謂的加力運行(boostbetrieb)和類似運行。

在權利要求書中說明的特徵和在根據本發明的行星變速器設備的隨後的實施例中說明的特徵分別單獨地或者以相互間的任意組合適用於改進根據本發明的主題。

附圖說明

根據本發明的行星變速器設備的另外的優點和有利的實施方式由權利要求書和隨後參考附圖按原理描述的實施例得到。其中：

圖1示出處於前部橫置布置中的車輛驅動系的非常示意性的圖示；

圖2示出根據圖1的行星變速器設備的優選的實施方式的齒輪簡圖；

圖3示出根據圖2的行星變速器設備的換擋圖。

具體實施方式

圖1示出車輛的處於前部橫置布置中的車輛驅動系1，其帶有驅動機2、行星變速器設備3和可驅動的車輛前橋5的差速器4。驅動機2通過馬達輸出軸6與行星變速器設備3的變速器輸入軸7聯接，而行星變速器設備3在變速器輸出軸8的區域中與差速器4作用連接。

圖2示出根據圖1的行星變速器設備3的優選的實施方式的齒輪簡圖，行星變速器設備帶有三個行星齒輪組p1至p3，其當前分別作為三軸式的行星齒輪組分別構造有太陽輪19、13、17、行星齒輪21、11、15、行星接片或行星架20、12、16和齒圈18、10、14或分別構造有三個行星齒輪組軸19、21、20或13、11、12或17、15、16。行星齒輪組p1至p3的行星齒輪組軸10至21可以通過兩個構造為制動器的換擋元件b1、b2局部地在殼體側抗相對轉動地示出。在此，行星齒輪組軸12和14、行星齒輪組軸16和18以及行星齒輪組軸13和19分別抗相對轉動地相互連接。附加地，行星齒輪組p1至p3的其中一些行星齒輪組軸10至21可以通過三個構造為離合器的摩擦鎖合(reibschlüssig)的換擋元件k1至k3抗相對轉動地相互聯接。此外，行星變速器設備3包括另外的軸9，其可以通過換擋元件k1至k3與行星齒輪組p1至p3的行星齒輪組軸10、16和12、17聯接，並且因此根據限定是行星變速器設備3的所謂的自由軸。

圖3附加地示出根據圖2的行星變速器設備3的換擋圖，在換擋圖中可以示出六個用於前進行駛的傳動比「1」至「6」和用於後退行駛的傳動比「r」。在此，在根據圖3的換擋圖中，換擋元件k1至k3和b1、b2分別利用字母x表示，為了呈現各自的傳動比「1」至「r」換擋元件保持在閉合的運行狀態中，或者轉移到該閉合的運行狀態中，而相應另外的換擋元件b1至k3保持在斷開的運行狀態中，或者轉移到該斷開的運行狀態中。因此，當存在用於示出前進行駛的第一傳動比「1」的相應的要求時，兩個制動器b1和b2和換擋元件k2例如保持在閉合的運行狀態中，或者轉移到該閉合的運行狀態中。於是，在變速器輸入軸7的區域中存在的轉矩首先引導到第二行星齒輪組p2的齒圈10上，並且通過第二行星齒輪組p2的行星齒輪11傳遞到第二行星齒輪組p2的行星架12上。與第二行星齒輪組p2的太陽輪13咬合的行星齒輪11在被閉合的制動器b1抗相對轉動地保持的太陽輪13上在相應的範圍內滾動。第二行星齒輪組p2的行星架12抗相對轉動地與第三行星齒輪組p3的齒圈14連接，第三行星齒輪組p3的行星齒輪15又與該齒圈咬合。

行星齒輪15能轉動地布置在第三行星齒輪組p3的行星架16上，其在離合器k2閉合的情況下抗相對轉動地與另外的軸9連接。第三行星齒輪組p3的太陽輪17通過同樣閉合的制動器b2抗相對轉動地保持，因此，驅動機2的通過第二行星齒輪組p2從變速器輸入軸7朝第三行星齒輪組p3的方向傳遞的轉矩通過第三行星齒輪組p3的行星架16引導到第一行星齒輪組p1的與之抗相對轉動地連接的齒圈18上。第一行星齒輪組p1的太陽輪19抗相對轉動地與第二行星齒輪組p2的太陽輪13聯接，並且同樣被閉合的制動器b1抗相對轉動地保持，因此，通過齒圈18導入的轉矩通過第一行星齒輪組p1的與變速器輸出軸8作用連接的行星架20從行星變速器設備3導出，並且朝差速器4的方向進一步引導。齒圈18上的轉矩通過第一行星齒輪組的與齒圈18和太陽輪19咬合的行星齒輪21傳遞到行星架20上。

另外的軸9是行星變速器設備3的變速器內部的軸，其既不是行星變速器設備3的變速器輸入軸7，也不是行星變速器設備3的變速器輸出軸8，並且可以通過換擋元件k1至k3與行星齒輪組p2和p3的行星齒輪組軸10、16和17以及與第一行星齒輪組p1的齒圈18或行星齒輪組軸作用連接。附加地，另外的軸9直接與行星變速器設備3的相對殼體固定的構件22或變速器殼體作用連接，或能轉動地支承在該構件或變速器殼體中。另外的軸9的自由軸端部23在行星變速器設備3的背離驅動機2的一側能轉動地支承在變速器殼體22中，並且在車輛橫向方向上設置在行星變速器設備3的背離驅動機2的一側。

在另外的軸9的自由軸端部23的區域中設置有自身公知的所謂的液壓轉動接頭24，通過液壓轉動接頭，液壓流體可以從變速器殼體22沿徑向方向導入到另外的軸9或設置在其中的實施為孔的液壓線路中。通過另外的軸9的孔，離合器k1至k3在期望的範圍內可以加載以液壓流體並且可以被操作。

在根據圖2的行星變速器設備3中，所有構造為離合器的換擋元件k1至k3的換擋元件半體分別與另外的軸9聯接，因此，這些換擋元件半體可以以簡單的方式和方法通過另外的軸9加載以對於操作所需的操作力。

由於將自由軸端部23布置在行星變速器設備3的背離驅動機2的一側，因此對於操作離合器k1至k3所需的激勵能量在行星變速器設備3的區域受限的空間上可以直接從變速器殼體22導入到自由的變速器內部的軸9中。

根據分別存在的應用情況也存在如下可能性，即，離合器k1至k3通過軸9除了液壓操作以外為此附加地或為此替選地還電地和/或氣動地和/或機械地在期望的範圍內從自由軸端部23通過軸9操作。

在當前通過構造為實心軸的另外的軸9液壓式地激勵離合器k1至k3的情況下，離合器k1至k3可以以很小的成本從變速器殼體22觸及。此外，離合器k1至k3通過與另外的軸9的連接可以在結構空間上有利地在徑向上相互嵌套地布置，因此，行星變速器設備3可以實施為具有在軸向方向上小的結構空間需求。

因為在另外的軸9上並不布置齒輪，所以另外的軸9以結構簡單的方式和方法僅沿徑向方向在變速器殼體22中通過相應的徑向軸承支撐。

此外，根據分別存在的應用情況存在如下可能性，即，與另外的軸9連接的換擋元件k1至k3實施為形狀鎖合的(formschlüssig)換擋元件，例如爪式換擋元件、同步裝置和類似裝置，或者實施為摩擦鎖合的換擋元件，例如多片式離合器和類似裝置。

附圖標記列表

1車輛驅動系

2驅動機

3行星變速器設備

4差速器

5可驅動的車輛前橋

6馬達輸出軸

7變速器輸入軸

8變速器輸出軸

9另外的軸

10第二行星齒輪組的齒圈

11第二行星齒輪組的行星齒輪

12第二行星齒輪組的行星架

13第二行星齒輪組的太陽輪

14第三行星齒輪組的齒圈

15第三行星齒輪組的行星齒輪

16第三行星齒輪組的行星架

17第三行星齒輪組的太陽輪

18第一行星齒輪組的齒圈

19第一行星齒輪組的太陽輪

20第一行星齒輪組的行星架

21第一行星齒輪組的行星齒輪

22相對殼體固定的構件、變速器殼體

23另外的軸的自由軸端部

24液壓轉動接頭

b1、b2制動器、換擋元件

k1-k3離合器、換擋元件

p1第一行星齒輪組

p2第二行星齒輪組

p3第三行星齒輪組

「1」-「6」用於前進行駛的傳動比

「r」用於後退行駛的傳動比