CN105051418A - 用于机动车的变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的变速器，尤其是多挡变速器，该变速器包括壳体、驱动轴、从动轴、至少四个行星齿轮组以及多个切换元件，其中，所述行星齿轮组分别包括一个太阳轮、至少一个行星轮、一个行星架和一个齿圈，所述切换元件的形式为至少四个离合器和至少两个制动器，其中，第四行星齿轮组的太阳轮与壳体连接，第四行星齿轮组的行星架能经由第四离合器与从动轴连接，第二制动器与第二行星齿轮组的太阳轮连接，第一制动器与第二行星齿轮组的齿圈连接，以及第四行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的行星架连接。本发明也涉及一种用于运行变速器的方法以及一种具有变速器的机动车。

Description

用于机动车的变速器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的变速器、尤其是多挡变速器，其包括壳体、驱动轴、从动轴、至少四个行星齿轮组和多个切换元件，所述行星齿轮组分别包括一个太阳轮、至少一个行星轮、一个行星架和一个齿圈，所述切换元件的形式为至少四个离合器和至少两个制动器。
背景技术
例如WO2012/052284A1公开这种变速器。WO2012/052284A1示出具有六个前进挡和一个倒挡的多挡变速器，该多挡变速器包括四个行星齿轮组、七个可旋转的轴和五个切换元件，其中，第一行星齿轮组的太阳轮与第六轴连接，该第六轴能经由第一制动器耦联到变速器的壳体上，第一行星齿轮组的行星架与第五轴连接，该第五轴与第二行星齿轮组的太阳轮连接并且能经由第二制动器耦联到壳体上，驱动轴与第一行星齿轮组的齿圈并且与第三行星齿轮组的太阳轮连接，并且能经由离合器与第七轴可松开地连接，该第七轴与第三行星齿轮组的行星架以及与第四行星齿轮组的齿圈连接，第四轴与第三行星齿轮组的齿圈以及与第二行星齿轮组的行星架连接，并且能经由第三制动器耦联到壳体上，从动轴与第二行星齿轮组的齿圈以及与第四行星齿轮组的行星架连接，第四行星齿轮组的太阳轮与第三轴连接，该第三轴能经由第四制动器耦联到壳体上。
在此缺点在于，内部的切换元件例如片式离合器或片式制动器液压地操作。该液压操作导致高的液压损耗。为了规避这些操作损耗，建议设置机电的或电液的操作。在此缺点又在于，切换元件尤其是离合器的可接近性差，在要求啮合效率良好、构件负载低、构造消耗低时尤其如此。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种用于机动车的变速器，该变速器具有良好的啮合效率、低的构件负载和低的构造消耗。此外本发明的目的在于，提供一种用于机动车的变速器，该变速器具有其切换元件从外部的良好的可接近性。本发明的另一目的在于，提出一种用于机动车的可选择的变速器。
本发明在用于机动车的变速器、尤其是多离合器式变速器中实现上述目的，所述变速器具有壳体、驱动轴、从动轴、至少四个行星齿轮组和多个切换元件，其中，各所述行星齿轮组分别具有一个太阳轮、至少一个行星轮、一个行星架和一个齿圈，所述切换元件的形式为至少四个离合器和至少两个制动器，其中，第四行星齿轮组的太阳轮与壳体连接，第四行星齿轮组的行星架能经由第四离合器与从动轴连接，第二制动器与第二行星齿轮组的太阳轮连接，第一制动器与第二行星齿轮组的齿圈连接，以及第四行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的行星架连接。
本发明也在机动车、尤其是轿车或货车中实现上述目的，所述机动车具有按权利要求1至10任一项所述的变速器。
本发明也通过用于运行变速器的方法实现上述目的，所述变速器具有两个制动器和四个离合器，尤其是按权利要求1至10任一项所述的变速器，其中，第一挡通过打开的第一制动器、闭合的第二制动器、打开的第一离合器、闭合的第二离合器、打开的第三离合器和闭合的第四离合器构成，第二挡通过打开的第一制动器、闭合的第二制动器、打开的第一离合器、打开的第二离合器、闭合的第三离合器和闭合的第四离合器构成，第三挡通过打开的第一制动器、打开的第二制动器、打开的第一离合器、闭合的第二离合器、闭合的第三离合器和闭合的第四离合器构成，第四挡通过打开的第一制动器、打开的第二制动器、闭合的第一离合器、闭合的第二离合器、打开的第三离合器和闭合的第四离合器构成，或者通过闭合的第一制动器、打开的第二制动器、闭合的第一离合器、打开的第二离合器、打开的第三离合器和闭合的第四离合器构成，或者通过打开的第一制动器、闭合的第二制动器、闭合的第一离合器、打开的第二离合器、打开的第三离合器和闭合的第四离合器构成，或者通过打开的第一制动器、打开的第二制动器、闭合的第一离合器、打开的第二离合器、闭合的第三离合器和闭合的第四离合器构成，第五挡通过打开的第一制动器、打开的第二制动器、闭合的第一离合器、闭合的第二离合器、闭合的第三离合器和打开的第四离合器构成，第六挡通过打开的第一制动器、闭合的第二制动器、闭合的第一离合器、打开的第二离合器、闭合的第三离合器和打开的第四离合器构成，第七挡通过打开的第一制动器、闭合的第二制动器、闭合的第一离合器、闭合的第二离合器、打开的第三离合器和打开的第四离合器构成，第八挡通过闭合的第一制动器、闭合的第二制动器、闭合的第一离合器、打开的第二离合器、打开的第三离合器和打开的第四离合器构成，第九挡通过闭合的第一制动器、打开的第二制动器、闭合的第一离合器、闭合的第二离合器、打开的第三离合器和打开的第四离合器构成，以及倒挡通过闭合的第一制动器、打开的第二制动器、打开的第一离合器、闭合的第二离合器、打开的第三离合器和闭合的第四离合器构成。
由此获得的优点之一在于，用这种方式保证所有切换元件的良好的可接近性。此外构造消耗低，这意味着变速器的较低的成本或重量。
通过所述驱动轴，尤其优选地将一个驱动轴、例如内燃机的驱动轴的扭矩或旋转运动导入到变速器中。优选在驱动轴与从动轴之间设有起动元件、如液力变扭器或液力偶合器。
轴在下文中不能仅仅理解为用于传递扭矩的、例如圆柱形的、可旋转支承的机械元件，而是还可理解为广义上的连接元件，其将各个构件或元件彼此连接，尤其可理解为将多个元件彼此不可相对旋转地连接的连接元件。
尤其是当两个元件之间存在固定的、尤其是不可相对旋转的连接时，称这两个元件为彼此连接的。如此连接的元件尤其是以相同的转速旋转。
此外，当在两个元件之间存在可松开的连接时，称这两个元件为能连接的。当连接存在时，这种元件尤其是以相同转速旋转。
在此，本发明的不同的构件和元件能经由轴或连接元件彼此连接，但是也可直接地例如通过焊接连接、压紧连接或其他连接而彼此连接。
在本说明书中、尤其是在权利要求书中，离合器优选地可理解为这样的切换元件，其能够根据操作状态允许两个构件之间的相对运动或形成用于传递扭矩的连接。相对运动例如可理解为两个构件的旋转，其中，第一构件的转速不同于第二构件的转速。此外也可想到只有两个构件之一的旋转，而另一个构件保持静止或在相反的方向上旋转。
在下文中，未被操作的离合器可理解为打开的离合器。这表示，两个构件之间可以有相对运动。在离合器被操作或者说闭合时，两个构件相应地以相同的转速在同一方向上旋转。
在本说明书中、尤其是在权利要求书中，制动器优选地可理解为这样的切换元件，其在一侧与固定不动的元件例如壳体连接，并且在另一侧与可旋转的元件连接。
在下文中，未被操作的制动器可理解为打开的制动器。这表示，旋转构件可自由地旋转，也就是说制动器优选地不对旋转构件的转速产生影响。反之在制动器被操作或闭合时，实现可旋转构件的转速降低直至静止状态，也就是说在可旋转元件和固定不动元件之间可产生固定连接。就此而言，元件和构件是相同看待的。
原则上也可以使用这样的切换元件，其在未被操作的状态下是闭合的并且在被操作的状态下是打开的。相应地，上述各切换状态的功能与切换状态之间的相配应相反地理解。在下述的实施例中，根据附图首先基于这样的布置结构：被操作的切换元件是闭合的并且未被操作的切换元件是打开的。
一个行星齿轮组包括一个太阳轮、一个行星架或者说行星齿轮架、以及一个齿圈。在行星架或者说行星齿轮架上，可旋转地支承有行星齿轮或行星轮，这些行星轮与太阳轮的齿部和/或与齿圈的齿部啮合。
在下文中，负传动比行星齿轮组表示这样的行星齿轮组，其包括一个行星架、一个太阳轮和一个齿圈，行星轮可旋转支承在行星架上，其中至少一个行星轮的齿部不仅与太阳轮的齿部啮合而且与齿圈的齿部啮合，由此当太阳轮在行星架固定的情况下旋转时，齿圈和太阳轮在相反的旋转方向上旋转。
反之，区别于上述负传动比行星齿轮组，正传动比行星齿轮组具有内侧的和外侧的行星轮，这些行星轮可旋转地支承在行星架上。在此，内侧的行星轮的齿部一方面与太阳轮的齿部啮合，另一方面与外侧的行星轮的齿部啮合。此外，外侧的行星轮的齿部与齿圈的齿部啮合。这导致在行星架固定的情况下，齿圈和太阳轮在相同的旋转方向上旋转。
通过使用行星齿轮组，可以实现尤其紧凑的变速器，由此在将变速器设置在车辆中时实现大自由度。
行星齿轮组的元件尤其理解为行星齿轮组的太阳轮、齿圈、行星架或者说行星齿轮架、以及行星齿轮或者说行星轮。
尤其优选切换元件可被选择性地、即单个地及根据需求地被操作。由此能通过驱动轴与从动轴之间的不同传动比实现不同挡位。挡位的数量越多，在大的变速器速比范围中实现挡位分级越精细，并且因此例如可以在最优的转速范围中、并且因此尽可能经济性地运行机动车的内燃机。同时这有利于提高机动车舒适性，因为内燃机优选可在低的转速水平上运行。因此例如也降低通过内燃机运行产生的噪声排放。
“前部－横向布置”可理解为这样的布置，其中，驱动轴、例如内燃机的驱动轴横向于行驶方向安装在机动车中并且优选前桥车轮可通过驱动轴或变速器驱动。此外切换元件可构成为，使得为了改变切换元件的切换状态需要能量，但对于维持切换状态本身不需要能量。
可根据需求操作的切换元件、如机电式切换元件或电磁式切换元件在此是特别合适的。尤其与传统的可液压操作的切换元件相比，它们的特征在于特别低的和有效的能量需求，因为它们可以几乎无损耗地运行。此外可有利地放弃用于操作例如传统的液压切换元件而持续维持控制压力，或为在切换的状态下持续以所需的液压压力加载各切换元件。由此例如可以省去另外的构件、如液压泵，只要这些另外的构件仅用于控制和供应传统的液压操作的切换元件。如果另外的构件不是通过独立的润滑剂泵、而是通过相同的液压泵实现润滑剂的供应，那么至少可将该液压泵更小地设计尺寸。尤其也可能在旋转构件中避免在液压回路的油转移位置上可能出现的不密封性。这尤其还有利于以更高效率的形式提高离合器的效益。
在使用上述类型的可根据需求操作的切换元件时，尤其有利的是，这些切换元件易于从外部接近。这此外具有这样的优点，易于为切换元件供应所需的切换能量。因此尤其优选切换元件设置为，使得它们易于从外部接近。在切换元件的意义上，易于从外部接近意味着，在变速器的中间壳体和切换元件之间不设置另外的构件，或切换元件尤其优选设置在驱动轴或从动轴上。
在本说明书中、尤其是在权利要求书中，可连接性优选地可理解为，在不同的几何位置中确保接口的相同连接或者说结合，而各个连接元件或轴之间不交叉。
行星架固定传动比可理解为这样的传动比，该传动比是在行星架或者说行星齿轮架固定时通过相应的行星齿轮组的太阳轮和齿圈之间的传动比实现。
本发明的其它有利实施形式、特征和优点在从属权利要求中描述。
有利的是，行星齿轮组依次地、尤其是在几何结构上依次地设置在变速器中。这实现行星齿轮组的简单的制造，以及在维护的情况下较简单的可接近性。
适宜的是，所述第一行星齿轮组能被锁止。用这种方式，该行星齿轮组的两个元件能相互旋转耦联。
有利的是，第一行星齿轮组的齿圈能经由第三离合器与第一行星齿轮组的行星架连接，或第一行星齿轮组的太阳轮能经由第三离合器与第一行星齿轮组的齿圈连接，或第一行星齿轮组的行星架能经由第三离合器与第一行星齿轮组的太阳轮连接，或第一行星齿轮组的行星架能经由第三离合器和经由第二离合器与第一行星齿轮组的太阳轮连接。
适宜的是，驱动轴能经由第一离合器与第三行星齿轮组的行星架连接，以及第三行星齿轮组的太阳轮与第四行星齿轮组的齿圈连接。因此借由第一离合器能够以灵活的方式根据需求将力和扭矩从驱动轴传递到第三行星齿轮组上和进一步传递到第四行星齿轮组上。
有利的是，第三行星齿轮组的太阳轮能经由第一离合器与第四行星齿轮组的齿圈连接，第三行星齿轮组的太阳轮能经由第一离合器与第二行星齿轮组的行星架连接，以及驱动轴与第三行星齿轮组的行星架连接。因此能以灵活的方式根据需求将第三行星齿轮组的太阳轮与相邻的各行星齿轮组连接。
适宜的是，第三行星齿轮组的齿圈能经由第一离合器与从动轴连接，第三行星齿轮组的太阳轮与第四行星齿轮组的齿圈以及与第二行星齿轮组的行星架连接，以及驱动轴与第三行星齿轮组的行星架连接。由此，第三行星齿轮组能以灵活的方式根据需求与从动轴连接。此外，力和扭矩能从驱动轴经由第三行星齿轮组可靠地传递到第二行星齿轮组和第四行星齿轮组上。
有利的是，驱动轴能经由第二离合器与第一行星齿轮组的太阳轮连接，以及驱动轴能经由第三离合器与第一行星齿轮组的行星架、第一制动器和第二行星齿轮组的齿圈连接。一方面，第一行星齿轮组因此能以灵活的方式经由第二离合器根据需求被驱动轴施加力和扭矩。另一方面，驱动轴能经由第三离合器不仅与两个行星齿轮组连接而且也能与一个制动器连接。
适宜的是，驱动轴能经由第三离合器和经由第二离合器与第一行星齿轮组的行星架连接，驱动轴能经由第三离合器与第一制动器以及与第二行星齿轮组的齿圈连接，第一行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的行星架连接，以及驱动轴与第一行星齿轮组的太阳轮和第三行星齿轮组的行星架连接。因此，力和扭矩能以极其可靠的方式从驱动轴直接传递到第一行星齿轮组和第三行星齿轮组上。此外，驱动轴能以灵活的方式与第二行星齿轮组连接并且经由第二离合器也能与第一行星齿轮组的另一元件连接。
有利的是，第一行星齿轮组的齿圈能经由第二离合器与第二行星齿轮组的行星架连接，驱动轴能经由第三离合器与第一行星齿轮组的行星架、第一制动器和第二行星齿轮组的齿圈连接，以及驱动轴与第一行星齿轮组的太阳轮和第三行星齿轮组的行星架连接。因此，经由第二离合器根据需求能将第一行星齿轮组和第二行星齿轮组相互耦联。借由驱动轴能将力和扭矩可靠地传递到第一行星齿轮组和第三行星齿轮组上。
本发明的其它重要的特征和优点由从属权利要求、附图、以及结合附图的说明得出。
显而易见，上述的特征以及在下面要解释的特征不仅能以分别给出的组合、还能以其它的组合或独立地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明优选的实施例和实施形式在附图中示出，并且在下面的描述中进一步解释，其中，同一附图标记涉及同样的或相似的、或功能相同的构件或元件。
在此，分别以示意性形式的附图如下：
图1为根据本发明的第一种实施形式的变速器的示意图；
图2为用于根据本发明的第一种实施形式的变速器的示意性的换挡简图；
图3为根据本发明的第二种实施形式的变速器的示意图；
图4为根据本发明的第三种实施形式的变速器的示意图；
图5为根据本发明的第四种实施形式的变速器的示意图；
图6为根据本发明的第五种实施形式的变速器的示意图；
图7为根据本发明的第六种实施形式的变速器的示意图；
图8为根据本发明的第七种实施形式的变速器的示意图；
图9为根据本发明的第八种实施形式的变速器的示意图；
图10为根据本发明的第九种实施形式的变速器的示意图；
图11为根据本发明的第十种实施形式的变速器的示意图；
图12为根据本发明的第十一种实施形式的变速器的示意图；
图13为根据本发明的第十二种实施形式的变速器的示意图；
图14为根据本发明的第十三种实施形式的变速器的示意图；
图15为根据本发明的第十四种实施形式的变速器的示意图；
图16为根据本发明的第十五种实施形式的变速器的示意图；
图17为根据本发明的第十六种实施形式的变速器的示意图；
图18为根据本发明的第十七种实施形式的变速器的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的第一种实施形式的变速器。
在图1中附图标记1表示一种多挡变速器。该多挡变速器1具有以四个离合器K1、K2、K3、K4和两个制动器B1、B2形式的六个切换元件。借助于四个离合器K1、K2、K3、K4，变速器的驱动端能通过各轴和/或各行星齿轮组与变速器的从动端耦联或连接，以便传递力和扭矩。为此，第一离合器K1、第二离合器K2以及第三离合器K3与驱动轴ANW在驱动端上连接。第一离合器K1另外与第一轴W1连接，使得该第一离合器K1在被操作时将力和扭矩从驱动轴ANW传递到第一轴W1上。相应地适用于第二离合器K2和第三离合器K3。在第二离合器K2闭合时，力和扭矩从驱动轴ANW传递到第二轴W2上，在第三离合器K3闭合时，力和扭矩从驱动轴ANW传递到第三轴W3上。
在变速器1中另外设置有四个行星齿轮组GP1、GP2、GP3、GP4以及六根轴W1、W2、W3、W4、W5和W6。
下面首先描述第一行星齿轮组GP1、第二行星齿轮组GP2、第三行星齿轮组GP3和第四行星齿轮组GP4的一般构造。上述行星齿轮组GP1、GP2、GP3和GP4一般地构成并且分别具有中央的太阳轮101、102、103、104，该太阳轮与行星轮111、112、113、114共同作用以便传递力和扭矩。行星轮111、112、113、114可旋转地支承在行星架/行星齿轮架121、122、123、124上。在行星轮111、112、113、114的径向的外侧设置有齿圈131、132、133、134，在齿圈中啮合有各行星轮111、112、113、114以便传递力和扭矩。行星架或者说行星齿轮架121、122、123、124此外分别与一根轴连接。在图1中各个附图标记分别标识太阳轮、行星轮、行星架/行星齿轮架和齿圈。出于清楚性的原因在后面的附图中省去这些附图标记。
接着，现在描述六根不同的轴W1、W2、W3、W4、W5和W6。
第一轴W1连接第一离合器K1和第三行星齿轮组GP3的行星架123。第二轴W2将第二离合器K2与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101连接。第三轴W3将第三离合器K3与第二行星齿轮组GP2的齿圈132连接，并且能经由制动器B1与壳体G耦联。第四轴W4连接第一行星齿轮组GP1的齿圈131、第二行星齿轮组GP2的行星架122、第三行星齿轮组GP3的太阳轮103和第四行星齿轮组GP4的齿圈134。第五轴W5不可相对旋转地一方面与壳体G连接，另一方面与第四行星齿轮组GP4的太阳轮104连接。第六轴W6一方面与第二行星齿轮组GP2的太阳轮102连接，另一方面能经由第二制动器B2与壳体G耦联。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101和行星架121能被锁止。从动轴AW一方面与第三行星齿轮组GP3的齿圈133连接，另一方面能经由第四离合器K4与第四行星齿轮组GP4的行星架124耦联。
图2示出用于根据本发明第一种实施形式的变速器的换挡简图。
在图2中示出用于按图1的变速器1的换挡简图。在此，竖直向下首先示出标记为V1至V9的九个前进挡，以及标记为R的倒挡。此外示出标记为VMI、VMII和VMIII的第四前进挡V4的三种替代构成。水平示出相应的切换元件，首先示出两个制动器B1、B2并接着示出四个离合器K1、K2、K3和K4。此外还示出各传动比/速比i以及两个接连的挡位/挡位级之间的相应的速比间隔/挡位速比间隔就此而言在该换挡简图中示出每两个相邻的挡位/挡位级之间的相应的速比间隔在第四前进挡V4的替代构成中只给出相应的传动比。
在换挡简图中空白的项，例如在前进挡V1中在第一制动器B1、第一离合器K1和第三离合器K3处，表示相应的切换元件、即制动器或离合器是打开的，也就是说该切换元件在此不从变速器的、连接在该切换元件上或与之连接的、相应的轴或元件上传递力或扭矩。在换挡简图中画叉的项表示相应被操作的或者说闭合的切换元件，在该换挡简图中例如在前进挡V1中在制动器B2及离合器K2和K4处。只要不另做说明，那么这些切换元件B1、B2、K1、K2、K3、K4是打开的。
为了根据按图1的变速器构成第一前进挡V1，制动器B2以及离合器K2和K4闭合。传动比i为4.476。为了构成第二前进挡V2，制动器B2以及离合器K3和K4闭合。传动比i为2.599。
为了构成第三前进挡V3，全部的制动器打开并且离合器K2、K3和K4闭合。传动比i为1.667。为了构成第四前进挡V4，全部的制动器B1、B2打开并且离合器K1、K2和K4闭合。传动比i为1.267。
为了构成第五前进挡V5，全部的制动器打开并且离合器K1、K2和K3闭合。传动比i为1.000。为了构成第六前进挡V6，制动器B2以及离合器K1和K3闭合。传动比i为0.807。
为了构成第七前进挡V7，制动器B2以及离合器K1和K2闭合。传动比i为0.705。为了构成第八前进挡V8，全部的制动器B1、B2闭合并且离合器K1闭合。传动比i为0.600。
为了构成第九前进挡V9，制动器B1以及离合器K1和K2闭合。传动比i为0.501。为了构成倒挡R，制动器B1以及离合器K2和K4闭合。传动比i为-3.357。
在第一替代构成VMI中，制动器B1以及离合器K1和K4闭合。传动比i为1.267。在第二替代构成VMII中，制动器B2以及离合器K1和K4闭合。传动比i为1.267。在第三替代构成VMIII中，全部的制动器打开并且离合器K1、K3和K4闭合。传动比i为1.267。
第一前进挡V1与第二前进挡V2之间的速比间隔为1.722，第二前进挡V2与第三前进挡V3之间的速比间隔为1.559。第三前进挡V3与第四前进挡V4之间的速比间隔为1.316，第四前进挡V4与第五前进挡V5之间的速比间隔为1.267。第五前进挡V5与第六前进挡V6之间的速比间隔为1.239，第六前进挡V6与第七前进挡V7之间的速比间隔为1.145。第七前进挡V7与第八前进挡V8之间的速比间隔为1.175，第八前进挡V8与第九前进挡V9之间的速比间隔为1.199。速比范围为8.942。
在此，第一行星齿轮组GP1具有i0＝-2.014的行星架固定传动比，第二行星齿轮组GP2具有i0＝-1.788的行星架固定传动比，第三行星齿轮组GP3具有i0＝-1.500的行星架固定传动比，以及第四行星齿轮组GP4具有i0＝-1.500的行星架固定传动比。
图3示出按本发明的第二种实施形式的变速器。
在图3中示出按图1的变速器1。在图3中可见第一离合器K1的两个替代位置A、B，在这些位置上第一离合器K1可设置为与其在按图1位置上时是相同作用的。
第一离合器K1的第一替代位置A位于第三行星齿轮组GP3的齿圈133与从动轴AW的部段之间，该从动轴的部段与第四离合器K4连接。
第一离合器K1的第二替代位置B位于第三行星齿轮组GP3的太阳轮103与第四轴W4的部段之间，该第四轴的部段将第二行星齿轮组GP2的行星架122与第四行星齿轮组GP4的齿圈134连接。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101和行星架121能被锁止。
图4示出按本发明的第三种实施形式的变速器。
在图4中示出按图1的变速器1。在图4中可见第二离合器K2的两个替代位置C和D，在这些位置上第二离合器K2可设置为与其在按图1位置上时是相同作用的。
第二离合器K2的第一替代位置C位于第一行星齿轮组GP1的行星架121与轴W3的部段之间，该轴的部段将第三离合器K3与第二行星齿轮组GP2的齿圈132连接。
第二离合器K2的第二替代位置D位于第一行星齿轮组GP1的齿圈131与第四轴W4的部段之间，该第四轴的部段将第二行星齿轮组GP2的行星架122与第三行星齿轮组GP3的太阳轮103以及与第四行星齿轮组GP4的齿圈134连接。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101和行星架121能被锁止。
图5示出按本发明的第四种实施形式的变速器。
在图5中大致示出按图1的变速器1。区别于按图1的变速器1，在按图5的变速器中，第二离合器K2(在此标记为K2′)设置在按图4的第一替代位置C上。省去第二轴W2。驱动轴ANW现在直接与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101与行星架121能被锁止。
图6示出按本发明的第五种实施形式的变速器。
在图6中大致示出按图1的变速器1。区别于按图1的变速器1，第二离合器K2(现标记为K2″)现在设置在按图3的第二替代位置D上。省去第二轴W2。因此，驱动轴ANW直接与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101与行星架121能被锁止。
图7示出按本发明的第六种实施形式的变速器。
在图7中大致示出按图6的变速器1。区别于按图6的变速器1，第三离合器K3(在此标记为K3′)现在设置在第一行星齿轮组GP1的行星架121与第四轴W4的部段之间，该第四轴的部段将第一行星齿轮组GP1的齿圈131与第二离合器K2″连接。因此，经由离合器K3′，第一行星齿轮组GP1的齿圈131能借由轴W4的部段W4″与第一行星齿轮组GP1的行星架121闭联。省去第二轴W2以及第三轴W3。因此，驱动轴ANW直接与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101共同作用。
图8示出按本发明的第七种实施形式的变速器。
在图8中大致示出按图7的变速器1。区别于按图7的变速器1，离合器K3(在此标记为K3″)现在能将第一行星齿轮组GP1的太阳轮101与第一行星齿轮组GP1的齿圈131耦联或者说闭联。因此，离合器K3″将第一行星齿轮组GP1的太阳轮101与第四轴W4的部段耦联，该第四轴的部段将第一行星齿轮组GP1的齿圈131与第二离合器K2″连接。省去第二轴W2以及第三轴W3。经由另一轴W4′，第一行星齿轮组GP1的行星架121现在与第二行星齿轮组GP2的齿圈132连接。所述另一轴W4′能另外经由第一制动器B1与外壳G耦联。从动轴AW一方面与第三行星齿轮组GP3的齿圈133连接，另一方面能经由第四离合器K4与第四行星齿轮组GP4的行星架124耦联。
图9示出按本发明的第八种实施形式的变速器。
在图9中大致示出按图1的变速器1。区别于按图1的变速器1，在按图9的变速器1中，第一离合器K1(现在标记为K1′)设置在按图3的第一替代位置A上。省去第一轴W1。驱动轴ANW直接与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101与行星架121能被锁止。
图10示出按本发明的第九种实施形式的变速器。
在图10中大致示出按图5的变速器1。区别于按图5的变速器1，在按图10的变速器1中，第一离合器K1(在此标记为K1′)现在设置在按图3的第一替代位置A上。省去第一轴W1以及第二轴W2。驱动轴ANW直接与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101与行星架121能被锁止。
图11示出按本发明的第十种实施形式的变速器。
在图11中大致示出按图6的变速器1。区别于按图6的变速器1，在按图11的变速器1中，第一离合器K1(在此标记为K1′)现在设置在按图3的第一替代位置A上。省去第一轴W1以及第二轴W2。驱动轴ANW现在直接与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1能经由行星架121以及齿圈131被锁止。
图12示出按本发明的第十一种实施形式的变速器。
在图12中大致示出按图7的变速器1。区别于按图7的变速器1，在按图12的变速器1中，第一离合器K1(在此标记为K1′)设置在按图3的第一替代位置A上。省去第一轴W1、第二轴W2以及第三轴W3。驱动轴ANW现在直接与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1能经由行星架121以及齿圈131被锁止。
图13示出按本发明的第十二种实施形式的变速器。
在图13中大致示出按图8的变速器1。区别于按图8的变速器1，在按图13的变速器1中，第一离合器K1(在此标记为K1′)设置在按图3的第一替代位置A上。省去第一轴W1、第二轴W2以及第三轴W3。另一轴W4′将第一行星齿轮组GP1的行星架121与第二行星齿轮组GP2的齿圈132连接，并且能经由第一制动器B1与壳体G耦联。驱动轴ANW与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用，并且能经由第三离合器K3(在此标记为K3″)耦联在第四轴W4上。从动轴AW一方面与第三行星齿轮组GP3的齿圈133连接，另一方面能经由第四离合器K4与第四行星齿轮组GP4的行星架124耦联。因此，第一行星齿轮组GP1能经由行星架121以及齿圈131被锁止。
图14示出按本发明的第十三种实施形式的变速器。
在图14中大致示出按图1的变速器1。区别于按图1的变速器1，在按图14的变速器1中，第一离合器K1(在此标记为K1″)现在设置在第二替代位置B上。省去第一轴W1。驱动轴ANW现在直接与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及行星架121能被锁止。
图15示出按本发明的第十四种实施形式的变速器。
在图15中大致示出按图5的变速器1。区别于按图5的变速器1，在按图15的变速器1中，第一离合器K1(在此标记为K1″)现在设置在第二替代位置B上。省去第一轴W1以及第二轴W2。驱动轴ANW现在直接与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及行星架121能被锁止。
图16示出按本发明的第十五种实施形式的变速器。
在图16中大致示出按图6的变速器1。区别于按图6的变速器1，在按图16的变速器1中，第一离合器K1(在此标记为K1″)现在设置在按图3的第二替代位置B上。省去第一轴W1以及第二轴W2。驱动轴ANW直接与第三行星齿轮组GP3的行星架123以及与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及行星架121能被锁止。
图17示出按本发明的第十六种实施形式的变速器。
在图17中大致示出按图13的变速器1。区别于按图13的变速器1，在按图17的变速器1中，第一离合器K1(在此标记为K1″)现在设置在按图3的第二替代位置B上。省去第一轴W1、第二轴W2以及第三轴W3。驱动轴ANW直接与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用。因此，第一行星齿轮组GP1能经由行星架121以及齿圈131被锁止。
图18示出按本发明的第十七种实施形式的变速器。
在图18中大致示出按图13的变速器1。区别于按图13的变速器1，第一离合器K1(在此标记为K1″)现在按图13设置在第二替代位置B上。省去第一轴W1、第二轴W2以及第三轴W3。另一轴W4′将第一行星齿轮组GP1的行星架121与第二行星齿轮组GP2的齿圈132连接，并且能经由第一制动器B1与壳体G耦联。驱动轴ANW现在与第一行星齿轮组GP1的太阳轮101以及与第三行星齿轮组GP3的行星架123共同作用，并且能经由第三离合器K3″与第四轴W4耦联。因此，第一行星齿轮组GP1能经由太阳轮101以及齿圈131被锁止。
按图1至18的变速器1共包括四个行星齿轮组GP1、GP2、GP3、GP4，六个切换元件B1、B2、K1、K2、K3、K4，这些切换元件构成为至少四个离合器和至少两个制动器的形式。此外至多存在一个固定的壳体耦联部。最后设置有两个可同时切换的切换元件。
作为变速器1的起动元件可设置有液力变矩器、液力偶合器、附加的起动离合器、集成的起动离合器或起动制动器和/或附加的电机。在六根轴W1至W6的每一根上可设置电机或其它动力源/功率源。此外，在各轴W1至W6的每一根上或在每一个连接元件上可设置相对于壳体G或另一个轴W1、W2、W3、W4、W5、W6的单向离合器。变速器1能尤其以标准驱动构造方式或也以前部/横向构造方式安装在机动车中。切换元件可以是摩擦锁合的和/或形锁合的切换元件。尤其第四离合器K4可构成为形锁合的切换元件、尤其是牙嵌式切换元件，这使得具有内燃机的设置有变速器的机动车具有显著的油耗优势。
所述变速器共提供至少九个前进挡和至少一个倒挡。
本发明概括地具有这样的优点：变速器需要少的构造消耗，这导致变速器的制造成本更少和重量更小。另外该变速器提供良好的传动比系列、低的绝对转速和相对转速以及低的行星齿轮组扭矩和切换元件扭矩。此外本发明提供良好的啮合效率以及所有切换元件非常好的可接近性，尤其是为了维护这些切换元件。
虽然在上面是根据优选的实施例描述本发明的，但是本发明不限于此，而是可在多方面修改。
因此例如在考虑到各个变速器元件相互的可连接性的情况下，各个行星齿轮组GP1、GP2、GP3、GP4以及各个切换元件K1、K2、K3、K4、B1、B2、K1′、K1″、K2′的几何位置/排列顺序可以自由地选择。各个变速器元件可以这样在变速器1内任意地移动它们的位置。
此外可能的是，在考虑到可连接性的情况下，在同时互换行星架连接和齿圈连接时以及将行星架固定传动比提高1时，单个或多个构成为负传动比行星齿轮组的行星齿轮组可转变为正传动比行星齿轮组。
附图标记列表
1变速器
GP1,GP2,GP3,GP4行星齿轮组
101,102,103,104太阳轮
111,112,113,114行星轮
121,122,123,124行星架
131,132,133,134齿圈
ANW驱动轴
AW从动轴
B1,B2制动器
K1,K2,K3,K4,K1′,K1″离合器
K2′,K2″,K3′,K3″离合器
G壳体
V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7前进挡
V8,V9,VMI,VMII,VMIII前进挡
R倒挡
W1,W2,W3,W4,W4′轴
W5,W6轴
W4″轴的部段
I传动比
速比间隔
A,B,C,D离合器位置

Claims (12)

1.用于机动车的变速器(1)，尤其是多挡变速器，该变速器包括壳体(G)、驱动轴(ANW)、从动轴(AW)、至少四个行星齿轮组(GP1、GP2、GP3、GP4)以及多个切换元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)，其中，所述行星齿轮组(GP1、GP2、GP3、GP4)分别包括一个太阳轮(101、102、103、104)、至少一个行星轮(111、112、113、114)、一个行星架(121、122、123、124)和一个齿圈(131、132、133、134)，所述切换元件的形式为至少四个离合器(K1、K2、K3、K4)和至少两个制动器(B1、B2)，其特征在于，第四行星齿轮组(GP4)的太阳轮(104)与壳体(G)连接，第四行星齿轮组的行星架(124)能经由第四离合器(K4)与从动轴(AW)连接，第二制动器(B2)与第二行星齿轮组(GP2)的太阳轮(102)连接，第一制动器(B1)与第二行星齿轮组(GP2)的齿圈(132)连接，以及第四行星齿轮组(GP4)的齿圈(134)与第二行星齿轮组(GP2)的行星架(122)连接。
2.按权利要求1所述的变速器，其特征在于，各所述行星齿轮组(GP1、GP2、GP3、GP4)依次地、尤其是在几何结构上依次地设置在变速器(1)中。
3.按权利要求1至2任一项所述的变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组(GP1)能被锁止。
4.按权利要求1至3任一项所述的变速器，其特征在于，第一行星齿轮组(GP1)的齿圈(131)能经由第三离合器(K3′)与第一行星齿轮组(GP1)的行星架(121)连接，或第一行星齿轮组(GP1)的太阳轮(101)能经由第三离合器(K3″)与第一行星齿轮组(GP1)的齿圈(131)连接，或第一行星齿轮组(GP1)的行星架(121)能经由第三离合器(K3)与第一行星齿轮组(GP1)的太阳轮(101)连接，或第一行星齿轮组(GP1)的行星架(121)能经由第三离合器(K3)和经由第二离合器(K2)与第一行星齿轮组(GP1)的太阳轮(101)连接。
5.按权利要求1至4任一项所述的变速器，其特征在于，驱动轴(ANW)能经由第一离合器(K1)与第三行星齿轮组(GP3)的行星架(123)连接，以及第三行星齿轮组(GP3)的太阳轮(103)与第四行星齿轮组(GP4)的齿圈(134)连接。
6.按权利要求1至5任一项所述的变速器，其特征在于，第三行星齿轮组(GP3)的太阳轮(103)能经由第一离合器(K1″)与第四行星齿轮组(GP4)的齿圈(134)连接，第三行星齿轮组(GP3)的太阳轮(103)能经由第一离合器(K1″)与第二行星齿轮组(GP2)的行星架(122)连接，以及驱动轴(ANW)与第三行星齿轮组(GP3)的行星架(123)连接。
7.按权利要求1至6任一项所述的变速器，其特征在于，第三行星齿轮组(GP3)的齿圈(133)能经由第一离合器(K1′)与从动轴(AW)连接，第三行星齿轮组(GP3)的太阳轮(103)与第四行星齿轮组(GP4)的齿圈(134)以及与第二行星齿轮组(GP2)的行星架(122)连接，以及驱动轴(ANW)与第三行星齿轮组(GP3)的行星架(123)连接。
8.按权利要求1至7任一项所述的变速器，其特征在于，驱动轴(ANW)能经由第二离合器(K2)与第一行星齿轮组(GP1)的太阳轮(101)连接，以及驱动轴(ANW)能经由第三离合器(K3)与第一行星齿轮组(GP1)的行星架(121)、第一制动器(B1)和第二行星齿轮组(GP2)的齿圈(124)连接。
9.按权利要求1至8任一项所述的变速器，其特征在于，驱动轴(ANW)能经由第三离合器(K3)和经由第二离合器(K2′)与第一行星齿轮组(GP1)的行星架(121)连接，驱动轴(ANW)能经由第三离合器(K3)与第一制动器(B1)以及与第二行星齿轮组(GP2)的齿圈(124)连接，第一行星齿轮组(GP1)的齿圈(131)与第二行星齿轮组(GP2)的行星架(122)连接，以及驱动轴(ANW)与第一行星齿轮组(GP1)的太阳轮(101)和第三行星齿轮组(GP3)的行星架(123)连接。
10.按权利要求1至9任一项所述的变速器，其特征在于，第一行星齿轮组(GP1)的齿圈(131)能经由第二离合器(K2″)与第二行星齿轮组(GP2)的行星架(122)连接，驱动轴(ANW)能经由第三离合器(K3)与第一行星齿轮组(GP1)的行星架(121)、第一制动器(B1)和第二行星齿轮组(GP2)的齿圈(132)连接，以及驱动轴(ANW)与第一行星齿轮组(GP1)的太阳轮(101)和第三行星齿轮组(GP3)的行星架(123)连接。
11.用于运行变速器(1)的方法，所述变速器具有两个制动器(B1、B2)和四个离合器(K1、K2、K3、K4)，尤其是按权利要求1至10任一项所述的变速器，其特征在于，
第一挡(V1)通过打开的第一制动器(B1)、闭合的第二制动器(B2)、打开的第一离合器(K1)、闭合的第二离合器(K2)、打开的第三离合器(K3)和闭合的第四离合器(K4)构成，
第二挡(V2)通过打开的第一制动器(B1)、闭合的第二制动器(B2)、打开的第一离合器(K1)、打开的第二离合器(K2)、闭合的第三离合器(K3)和闭合的第四离合器(K4)构成，
第三挡(V3)通过打开的第一制动器(B1)、打开的第二制动器(B2)、打开的第一离合器(K1)、闭合的第二离合器(K2)、闭合的第三离合器(K3)和闭合的第四离合器(K4)构成，
第四挡(V4、VMI、VMII、VMIII)通过打开的第一制动器(B1)、打开的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、闭合的第二离合器(K2)、打开的第三离合器(K3)和闭合的第四离合器(K4)构成，或者通过闭合的第一制动器(B1)、打开的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、打开的第二离合器(K2)、打开的第三离合器(K3)和闭合的第四离合器(K4)构成，或者通过打开的第一制动器(B1)、闭合的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、打开的第二离合器(K2)、打开的第三离合器(K3)和闭合的第四离合器(K4)构成，或者通过打开的第一制动器(B1)、打开的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、打开的第二离合器(K2)、闭合的第三离合器(K3)和闭合的第四离合器(K4)构成，
第五挡(V5)通过打开的第一制动器(B1)、打开的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、闭合的第二离合器(K2)、闭合的第三离合器(K3)和打开的第四离合器(K4)构成，
第六挡(V6)通过打开的第一制动器(B1)、闭合的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、打开的第二离合器(K2)、闭合的第三离合器(K3)和打开的第四离合器(K4)构成，
第七挡(V7)通过打开的第一制动器(B1)、闭合的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、闭合的第二离合器(K2)、打开的第三离合器(K3)和打开的第四离合器(K4)构成，
第八挡(V8)通过闭合的第一制动器(B1)、闭合的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、打开的第二离合器(K2)、打开的第三离合器(K3)和打开的第四离合器(K4)构成，
第九挡(V9)通过闭合的第一制动器(B1)、打开的第二制动器(B2)、闭合的第一离合器(K1)、闭合的第二离合器(K2)、打开的第三离合器(K3)和打开的第四离合器(K4)构成，以及
倒挡(R)通过闭合的第一制动器(B1)、打开的第二制动器(B2)、打开的第一离合器(K1)、闭合的第二离合器(K2)、打开的第三离合器(K3)和闭合的第四离合器(K4)构成。
12.机动车，尤其是轿车或货车，所述机动车具有按权利要求1至10任一项所述的变速器(1)。
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