CN106461030B - 用于切换第一和第二切换元件的切换设备和具有这样的设备的变速器 - Google Patents

用于切换第一和第二切换元件的切换设备和具有这样的设备的变速器 Download PDF

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Abstract

一种用于切换第一切换元件和第二切换元件的设备，通过第一切换元件能在第一元件与第二元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，并且通过第二切换元件能在第二元件与第三元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，通过共同的操纵元件沿第一移位方向的纵向移位实现对第一切换元件的操纵，通过该共同的操纵元件沿与第一移位方向反向的第二移位方向的纵向移位实现对第二切换元件的操纵；第一元件和第三元件相互耦合，从而第一元件通过所述共同的操纵元件沿着两个移位方向之一的移位导致第三元件的同向的移位并且反之亦然，并且第二元件在这两个移位方向上是位置固定的，本发明还涉及一种具有这样的设备的机动车变速器。

Description

用于切换第一和第二切换元件的切换设备和具有这样的设备 的变速器
技术领域
本发明涉及一种用于切换第一和第二切换元件的设备，其中通过第一切换元件能在第一元件与第二元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，并且通过第二切换元件能在第二元件与第三元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，通过共同的操纵元件的纵向移位实现对第一切换元件和第二切换元件的操纵，在第一切换状态下第一切换元件是闭合的并且第二切换元件是打开的，在第二切换状态下第一切换元件是打开的并且第二切换元件是闭合的，并且本发明还涉及一种包括这样的设备的机动车变速器。
这样的设备特别用于机动车变速器中，以便将可旋转支承在轴上的圆柱齿轮与该轴不可相对旋转地连接。
背景技术
例如由专利申请DE102005038681A1已知一种切换设备，用于多级的变速器组装件的换挡拨叉沿换挡滑杆的移位。在其中在一个轴上可自由旋转地设置第一挡位齿轮和第二挡位齿轮。配备圆周槽的换挡接合套可轴向移位地设置在轴上。换挡接合套设有内齿部，其与轴的外齿部相啮合。换挡拨叉的凸缘嵌入换挡接合套的槽内，从而可以使后者轴向移位，并且换挡接合套的内齿部可以按选择地与其中一个相邻的挡位齿轮进入啮合。
这样的设置特别在上述结构时是有利的，因为在这样的圆柱齿轮变速器中换挡接合套对于换挡拨叉而言可很好地接近。
具有一个或甚至多个相互耦合的行星齿轮组的变速器相反对各切换元件具有明显不利的可接近性。经常需要机械或液压方式的耗费的转速差桥接，以便操纵这样的变速器的切换元件。由此增加变速器的复杂性和故障易发性。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种基于行星齿轮组的机动车变速器，该变速器包括用于切换第一切换元件和第二切换元件的设备，其即使在困难的可接近性时也能够实现对这两个切换元件的可靠的和简单的操纵。
按照本发明通过一种基于行星齿轮组的机动车变速器达到该目的，该基于行星齿轮组的机动车变速器包括一种用于切换第一切换元件和第二切换元件的设备，其中通过第一切换元件能在第一元件与第二元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，并且通过第二切换元件能在第二元件与第三元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，其中通过共同的操纵元件沿第一移位方向的纵向移位实现对第一切换元件的操纵，通过该共同的操纵元件沿与第一移位方向反向的第二移位方向的纵向移位实现对第二切换元件的操纵，其中在第一切换状态下第一切换元件是闭合的并且第二切换元件是打开的，在第二切换状态下第一切换元件是打开的并且第二切换元件是闭合的；其特征在于，第一元件和第三元件相互耦合，从而第一元件通过所述共同的操纵元件沿着两个移位方向之一的移位导致第三元件的同向的移位并且反之亦然，并且第二元件在这两个移位方向上是位置固定的。
按照本发明通过一种机动车变速器达到该目的，其包括主齿轮组，该主齿轮组具有至少两个行星齿轮组以及多个轴，为主齿轮组的至少一个选择的轴配置第一和第二切换元件，其中通过第一切换元件能在主齿轮组的所选择的轴与变速器的一个元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，通过第二切换元件能在主齿轮组的所选择的轴与变速器的另一元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，在第一切换状态下第一切换元件是闭合的并且第二切换元件是打开的，在第二切换状态下第一切换元件是打开的并且第二切换元件是闭合的。根据本发明规定，主齿轮组的所选择的轴沿轴向方向是固定的，在主齿轮组的所选择的轴上构成一个或多个带动齿部，通过所述带动齿部，第一和第二切换元件与所选择的轴建立形锁合的不可相对旋转的连接，第一和第二切换元件的互补的带动齿部是相互耦合的并且是可轴向移位的，从而在共同的操纵元件沿第一移位方向平行于主齿轮组的所选择的轴的轴线移位时第一切换元件的带动齿部能与在主齿轮组的所选择的轴上的带动齿部进入嵌接，并且在该共同的操纵元件沿与第一移位方向反向的第二移位方向移位时第二切换元件的带动齿部能与在主齿轮组的所选择的轴上的带动齿部进入嵌接。
通过第一切换元件能在第一元件与第二元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接。通过第二切换元件能在第二元件与第三元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接。通过共同的操纵元件实现对这两个切换元件的操纵。
通过共同的操纵元件沿第一移位方向的纵向移位建立第一切换状态。在该第一切换状态下第一切换元件闭合而第二切换元件打开，从而在第一元件与第二元件之间存在不可相对旋转的形锁合的连接。通过共同的操纵元件沿与第一移位方向反向的移位方向的纵向移位建立第二切换状态。在该第二切换状态下第一切换元件打开而第二切换元件闭合，从而在第二元件与第三元件之间存在不可相对旋转的形锁合的连接。
按照本发明第一和第三元件相互耦合，从而第一元件通过共同的操纵元件的移位导致第三元件的同向的移位，并且反之亦然。第二元件沿两个移位方向是位置固定的。与之相应地在在两个切换状态之间的切换过程中第二元件不移位，该第二元件不仅为第一切换元件而且为第二切换元件配置。替代地，第一和第三元件共同移位。这导致第一和第二切换元件的操纵的显著简化，如在以下描述的示例中说明的。
按照第一实施形式，第一元件不可相对旋转地连接于一个行星齿轮组的行星架，而第三元件不可相对旋转地连接于该行星齿轮组的齿圈或太阳轮。该共同操纵元件设置在行星齿轮组的第一侧。第二元件设置在行星齿轮组的第二侧，该第二侧对置于第一侧。
这样的几何形状可以例如在下面的情况下存在：沿着径向在第二元件之外和/或之内存在旋转的构件，其闭锁向第二元件的通道。这样的旋转的构件可以例如通过电机的转子或通过邻接行星齿轮变速器的轴构成。换言之可以是已有外部的强制条件，其阻止第二元件和该共同的操纵元件可以设置在行星齿轮组的同一侧。
由于不仅第一元件而且第三元件可以具有不同于第二元件的转速，所以为了通过共同的操纵元件移动第二元件必须从行星齿轮组的第一侧出发直至克服两个转速差。相反，通过第一和第三元件的共同移位在这样的情况下对于这些元件的每个只须克服一个转速差。这简化切换设备的复杂性和也改善其作用方式，即通过缩短公差链。
第一元件优选与行星齿轮组的行星架不可相对旋转地连接，但可设计成可轴向移位的，行星架本身此时沿轴向方向是固定的，例如通过挡块。该轴向可移位性和同时不可相对旋转的连接可以例如通过在第一元件与行星架之间适当构成的带动齿部实施。以相同的方式第三元件可以相对于太阳轮或齿圈可轴向移位，由此在行星齿轮组上和在其轴承结构上不需要广泛的修改。
按照第二实施形式，第二元件连接于行星齿轮组的齿圈，其中齿圈由不直接相互连接的第一分段和第二分段构成。这两个分段经由相应长的行星齿轮相互有效连接。在这样分开的齿圈的各分段之间可以引导一个轴，该轴连接于行星齿轮组的行星架，如果齿圈的两个分段的有效直径是等同的，则两个分段的转速也是等同的，这样它们好像相互连接。在转速研究中因此两个分段可以看作唯一的轴的或唯一的元件的组成部分。通过第一元件可建立与齿圈的第一分段的不可相对旋转的形锁合连接，而通过第三元件可建立与齿圈的第二分段的不可相对旋转的形锁合的连接。与各齿圈分段的连接此时不必直接构成在各分段上，而是也可以构成连接于相应分段的轴上。
这样分开的齿圈仅仅在下面的情况下使用：齿圈不被永久地固定成不旋转的。如果通过外部的强制条件第一元件只向齿圈的第一分段或与其连接的轴是可很好接近的，并且第三元件只向齿圈的第二分段或与其连接的轴是可很好接近的，那么在常规的操纵中必须桥接设置在各分段之间的轴。但转速差桥接在这方面由于高的相对速度(其必然出现在齿圈的直径上)是不利的。相反，通过第一和第三元件的共同移位，其向两个分段的可接近性导致优点，因为可以在外部绕过行星齿轮组。转速差的桥接也可以这样较简单地在一个直径上完成，在该直径上相对速度低于在齿圈上的相对速度。如果第一或第三元件固定成不旋转的，则完全不需要转速差桥接。这附加简化切换设备。
以相同的方式本发明可以在分开的太阳轮上使用，该太阳轮具有第一分段和与其分离的第二分段。这特别是当第一或第三元件固定成不旋转的时是特别有利的。
优选通过桥接装置克服在共同的操纵元件与第一或第三元件之间可能出现的转速差。该共同的操纵元件(其通常没有转速)此时经由适合构成的凸缘嵌入桥接装置的槽中，桥接装置本身以为其配置的第一或第三元件的转速旋转。通过该共同的操纵元件沿两个移位方向之一的移位，凸缘接触槽的内面并且这样移位桥接装置。
如果不仅第一元件的转速而且第三元件的转速偏离共同的操纵元件的零转速，则优选在共同的操纵元件与第一元件之间的有效连接中设置第一桥接装置，并且在共同的操纵元件与第三元件之间的有效连接中设置第二桥接装置。在此相互平行地设置第一和第二桥接装置。平行地设置在此不应在几何上理解，而是应当在其作用方式方面理解。换言之，在共同的操纵元件与第一和第三元件中的每个之间只设置一个桥接装置。这缩小切换设备的公差链。
优选桥接装置或各桥接装置径向设置行星齿轮组的行星架之内，如果在具有多个行星齿轮组的变速器中使用切换设备，则桥接装置或各桥接装置应该沿着径向设置在这样的行星架之内，该行星架到变速器的中心轴线具有最小的间距。在任何情况下应该这样设置每个桥接装置，使得为桥接装置配置的槽的作用直径是尽可能小的，以便将在固定的操纵元件与旋转的槽之间的相对速度减至最小。
按照一个实施形式，设备在共同的操纵元件在第一与第二切换状态之间的中间位置可以占据第三切换状态，在该状态下第一和第二切换元件打开。这提高了切换设备的灵活性。
本发明还涉及一种机动车变速器，其具有至少一个按照本发明建议的用于切换第一和第二切换元件的设备。
变速器在这里特别称为多挡变速器，在其中通过切换元件可自动地切换预定数目的挡位、即在变速器输入轴与变速器输出轴之间的各固定的传动比。各切换元件在这里是离合器或制动器。这样的变速器主要在机动车中得到使用，以便将驱动单元的转速和转矩的输出能力以适合的方式匹配于机动车的行驶阻力。
这样的变速器可以例如包括齿轮组，其具有至少两个行星齿轮组以及多个轴。为齿轮组的至少一个选择的轴配置第一和第二切换元件。通过第一切换元件对变速器的元件建立不可相对旋转的形锁合的连接。通过第二元件对变速器的另一元件建立不可相对旋转的形锁合的连接。在第一切换状态下第一切换元件闭合而第二切换元件打开，从而仅仅第一切换元件建立不可相对旋转的形锁合的连接。在该第一切换状态下第二切换元件不建立对齿轮组的选择的轴的连接。在第二切换状态下第一切换元件打开，而第二切换元件闭合。附加也可以设置第三切换状态，在该第三切换状态中既不闭合第一切换元件又不闭合第二切换元件。
齿轮组的选择的轴沿轴向方向通过适合的轴承固定。在齿轮组的选择的轴上构成一个或多个带动齿部。通过互补的带动齿部与齿轮组的选择的轴上的带动齿部的啮合，建立第一和第二切换元件的形锁合的不可相对旋转的连接。第一和第二切换元件的互补的带动齿部此时相互耦合并且可轴向移位，从而在共同的操纵元件沿着平行于齿轮组的选择的轴的轴线的第一移位方向移位时第一切换元件的带动齿部与在齿轮组的选择的轴上的带动齿部进入啮合。在该共同的操纵元件沿着与第一移位方向相反的第二移位方向移位时第二切换元件的带动齿部与在齿轮组的选择的轴上的带动齿部进入啮合。
所谓轴不应只被理解为例如圆柱形的可旋转支承的用以传递转矩的机械元件，而更确切地说对此也应被理解为普通的相互连接各单个构件或元件的连接元件，特别是不可相对旋转地相互连接多个元件的连接元件。
行星齿轮组包括太阳轮、行星架和齿圈。在行星架上可旋转支承多个行星齿轮，它们与太阳轮的齿部和/或与齿圈的齿部相啮合。负传动比齿轮组描述一种行星齿轮组，其包括行星架(在行星架上可旋转支承多个行星齿轮)、太阳轮和齿圈，其中至少一个行星齿轮的齿部不仅与太阳轮的齿部而且与齿圈的齿部相啮合，由此如果太阳轮在固定的行星架的情况下旋转，则齿圈和太阳轮在相反的转向上旋转。
正传动比齿轮组不同于刚才描述的负传动比行星齿轮组如下，正传动比齿轮组具有内部的和外部的行星齿轮，它们可旋转支承在行星架上。内部的行星齿轮的齿部在此一方面与太阳轮的齿部而另一方面与外部的行星齿轮的齿部相啮合。此外外部的行星齿轮的齿部与齿圈的齿部相啮合。这导致在固定的行星架的情况下齿圈和太阳轮以相同的转向旋转。
通过各切换元件，按照操纵状态允许在两个构件之间的相对运动或在两个构件之间建立用以传递转矩的连接，所谓相对运动例如应该被理解为两个构件的转动，其中第一构件的转速与第二构件的转速彼此不同。此外也可设想两个构件中仅仅一个构件转动，而另一构件固定或向相反的方向旋转。各切换元件在具体的发明中优选构成为牙嵌式切换元件，其通过形锁合建立连接。
如果在各元件之间存在固定的、特别是不可相对旋转的连接，则将两个元件特别称为相互连接的。这样连接的各元件以相同的转速旋转。所述发明的不同的构件和元件此时可以经由轴或经由闭合的切换元件或连接元件，但也直接例如借助于焊接、压接或其它的连接相互连接。
如果在这些元件之间存在可松开的不可相对旋转的连接，则以下将两个元件称为可连接的。如果存在连接，则这些元件以相同的转速旋转。
附图说明
以下借助附图详细描述本发明的各实施例。
图1示意示出切换设备的第一实施形式，
图2示意示出切换设备的第二实施形式，
图3示意示出切换设备的第三实施形式，
图4示意示出切换设备的第四实施形式，
图5示出具有多个切换设备的变速器的示意的视图，
图6示出具有多个切换设备的变速器的剖视图的部分。
具体实施方式
开头应该确认，在不同描述的实施形式中相同的部分设有相同的附图标记或相同的构件标记，其中在全部说明书中包括的公开内容可以合理地转到具有相同的附图标记或相同的构件标记的相同的部分上。
图1示意示出切换设备的第一实施形式。行星齿轮组P包括太阳轮So、行星架St、至少一个行星齿轮PI和齿圈Ho。齿圈Ho永久不可旋转地固定，太阳轮So永久连接于第一轴。在行星齿轮组P的第一侧设置操纵元件BE，其通过未示出的促动器可沿两个方向纵向移位。第二轴处在对置于行星齿轮组P的第一侧的第二侧上。第二轴应当按选择地具有太阳轮So的转速、行星架St的转速或独立的转速。
在行星齿轮组P的第二侧设置第一元件E1、第二元件E2和第三元件E3，它们共同构成第一切换元件SE1和第二切换元件SE2。第二轴通过未示出的轴承是轴向固定的并且永久连接于第二元件E2。第一元件E1不可相对旋转地连接于行星架St并且相对于该行星架St可轴向移位，以相同的方式第三元件E3不可相对旋转地连接于太阳轮So并且相对于该太阳轮可轴向移位。简单起见未示出第一和第三元件E1、E3的这样的可移位性。
通过外部的强制条件操纵元件BE和第二元件E2可以不设置在行星齿轮组P的同侧。例如可以在第二元件E2的径向外部设置电机EM。
在操纵元件BE与第一元件E1之间的有效连接中设置第一桥接装置M1。在操纵元件BE与第三元件E3之间的有效连接中设置第二桥接装置M2。第一和第二桥接装置分别具有向上敞开的凹槽，操纵元件BE的凸缘嵌入其中。第一和第二桥接装置M1、M2设置在行星齿轮组P的行星架St的径向内部，以便在凸缘与凹槽表面之间保持尽可能小的相对速度。
如果将操纵元件BE沿第一移位方向T1移位，则凸缘与凹槽的内面接触并且由此移位第一和第三元件E1、E3。由此使第一和第三元件E1、E3沿第一移位方向T1移位，直到第一元件E1覆盖第二元件E2。这对应于切换设备的第一切换状态S1，通过在第一和第二元件E1、E2构成适合的带动齿部，因此在第一与第二元件E1、E2之间建立不可相对旋转的形锁合的连接。
如果将操纵元件BE沿逆着第一移位方向T1的第二移位方向T2移位，则使第一和第三元件E1、E3沿第二移位方向T2移位，直到第三元件E3覆盖第二元件E2。这对应于切换设备的第二切换状态。通过在第二和第三元件E1、E3上构成适合的带动齿部因此在第二与第三元件E2、E3之间建立不可相对旋转的形锁合的连接。在操纵元件BE的中间位置不出现在元件E1、E2、E3之间的覆盖。从而第二元件E2可以具有独立的转速。图1中示出这样的第三切换状态S3，在该状态下不出现各带动齿部的覆盖。
图2示意示出切换设备的第二实施形式，在行星齿轮组P的第二侧设置第一元件E1、第二元件E2和第三元件E3，它们共同构成第一切换元件SE1和第二切换元件SE2。在该第二实施形式中第二轴按选择应该具有行星架St的转速，或具有独立的转速，或固定成不旋转的。第一元件E1为此不可相对旋转地连接于行星架St并且相对于该行星架St可轴向移位。第三元件E3不可相对旋转地连接于一个不旋转的构件，从而第三元件E3不可以具有零之外的转速。切换设备的作用方式等同于第一实施形式。在操纵元件BE与第一元件E1之间的有效连接中设置第一换挡接合套M1。在操纵元件BE与第三元件E3的有效连接中不存在转速差，因此在该有效连接中不需要换挡接合套。
图3示意示出切换设备的第三实施形式。行星齿轮组P在该第三实施形式中具有分开的齿圈Ho。齿圈Ho此时分成第一分段Ho-1和第二分段Ho-2。在第一分段Ho-1和第二分段Ho-2之间一个轴导向行星齿轮组P的行星架St。两个分段具有相同的作用直径。两个分段Ho-1、Ho-2之间不出现转速差。在转速研究中因此两个分段Ho-1、Ho-2可以看作同一轴或同一元件的组成部分，这样好像它们相互连接。
在第三实施形式中齿圈Ho或与其连接的轴构成设备的第二元件E2。经由第一元件E1可建立与轴的一个部分的不可相对旋转的形锁合的连接，该轴连接于第一分段Ho-1。经由第三元件E3可建立与轴的一个部分可建立不可相对旋转的形锁合的连接，该轴连接于第二分段Ho-2。因此两个空间上彼此分离的带动齿部构成在第二元件E2上。齿圈Ho和与其连接的轴或轴部分沿轴向方向通过适合的未示出的轴承固定。
第一元件E1不可相对旋转地连接于第一轴并且在该轴上可轴向向移位。第三元件E3不可相对旋转地连接于一个不旋转的构件，从而第三元件E3不可以具有除零之外的转速。第一和第三元件E1、E3相互耦合，从而操纵元件BE的移位导致第一和第三元件E1、E3的同向的移位。在操纵元件BE与第一元件E1之间的有效连接中设置第一换挡接合套M1，以便补偿在操纵元件BE与第一元件E1之间的转速差。
如果将操纵元件BE沿第一移位方向T1移位，则使第一和第三元件E1、E3沿第一移位方向T1移位，直到第一元件E1覆盖在第二元件E2上的与齿圈Ho的第一分段Ho-1连接的带动齿部。由此在第一与第二元件E1、E2之间建立不可相对旋转的形锁合的连接。第一和第二元件E1、E2共同构成第一切换元件SE1。
如果将操纵元件BE沿第二移位方向T2移位，则使第一和第三元件E1、E3沿第二移位方向T2移位，直到第三元件E3覆盖第二元件E2上的与齿圈Ho的第二分段Ho-2连接的带动齿部。由此在第二与第三元件E2、E3之间建立不可相对旋转的形锁合的连接。第二和第三元件E2、E3共同构成第二切换元件SE2。
图4示意示出切换设备的第四实施形式。行星齿轮组P在该第四实施形式中具有分开的太阳轮So。太阳轮So此时分成第一分段So-1和第二分段So-2，在两个分段So-1与So-2之间一个轴导向行星齿轮组P的行星架St。两个分段So-1、So-2具有相同的作用直径。因此在两个分段So-1、So-2之间不出现转速差。在转速研究中因此两个分段So-1、So-2可以看作同一轴或同一元件的组成部分，这样好像它们相互连接。其余的作用方式等同于第三实施形式。
图5示出示例性的变速器G的示意的视图，包括多个切换设备。图6示出在图5中作为X标明的变速器G的部分的剖视图。变速器G具有前置齿轮组VRS、副齿轮组ZRS和主齿轮组HRS、变速器输入轴GW1和变速器输出轴GW2。前置齿轮组VRS具有行星齿轮组P3并且副齿轮组ZRS具有行星齿轮组P4，而主齿轮组HRS具有第一行星齿轮组P1和第二行星齿轮组P2，全部行星齿轮组P1、P2、P3、P4构成为负传动比齿轮组。
变速器输入轴GW1连接于前置齿轮组VRS的第一行星齿轮组P3的太阳轮So-P3。前置齿轮组VRS的行星齿轮组P3的齿圈Ho-P3不可相对旋转地连接于变速器G的变速器壳体GG或连接于变速器G的另一不可旋转地固定的构件。前置齿轮组VRS的行星齿轮组P3的太阳轮So-P3是前置齿轮组VRS的第一轴W1VS的组成部分。前置齿轮组VRS的行星齿轮组P3的行星架St-P3是前置齿轮组VRS的第二轴W2VS的组成部分。将构件(在该构件上支承前置齿轮组VSR的行星齿轮组P3的齿圈Ho-P3)以下称为前置齿轮组VRS的第三轴W3VS。
主齿轮组HRS的第一和第二行星齿轮组P1、P2的太阳轮So-P1、So-P2相互连接并且是主齿轮组HRS的第一轴W1的组成部分。主齿轮组HRS的第一行星齿轮组P1的行星架St-P1连接于主齿轮组HRS的第二行星齿轮组P2的齿圈Ho-P2并且这样是主齿轮组HRS的第三轴W3的组成部分。主齿轮组HRS的第一行星齿轮组P1的齿圈Ho-P1构成两件式的，并因此具有第一分段Ho-P1-1和第二分段Ho-P1-2。两个分段Ho-P1-1、Ho-P1-2是主齿轮组HRS的第四轴W4的组成部分。主齿轮组HRS的第三轴W3的一个部分在齿圈Ho-P1的两个分段Ho-P1-1、Ho-P1-2之间延伸并且导向变速器输出轴GW2，其在所示的实施形式中同轴于变速器输入轴GW1。主齿轮组HRS的第二行星齿轮组P2的行星架St-P2是主齿轮组HRS的第二轴W2的组成部分。
变速器G具有电机EM，其中定子S不可相对旋转地连接于变速器G的变速器壳体GG或连接于变速器G的另一不旋转的构件，从而定子S不可以具有转速。可旋转支承的转子R连接于副齿轮组ZRS的行星齿轮组P4的太阳轮So-P4。副齿轮组ZRS的行星齿轮组P4的太阳轮So-P4此时是副齿轮组ZRS的第一轴W1P4的组成部分。副齿轮组ZRS的行星齿轮组P4的行星架St-P4是副齿轮组ZRS的第二轴W2P4的组成部分并且连接于主齿轮组HRS的第一轴W1。副齿轮组ZRS的行星齿轮组P4的齿圈Ho-P4是副齿轮组ZRS的第三轴W3P4的组成部分并且连接于主齿轮组HRS的第三轴W3。
为主齿轮组HRS的第一轴W1配置第一切换元件B和第二切换元件C。通过第一切换元件B，主齿轮组HRS的第一轴W1可与前置齿轮组VRS的第二轴W2VS相连接。通过第二切换元件C，主齿轮组HRS的第一轴W1可固定成不旋转的。为主齿轮组HRS的第二轴W2同样配置第一切换元件E和第二切换元件D。通过第一切换元件E，主齿轮组HRS的第二轴W2可与前置齿轮组VRS的第一轴W1VS相连接。通过第二切换元件D，主齿轮组HRS的第二轴W2可与前置齿轮组VRS的第二轴W2VS相连接。为主齿轮组HRS的第四轴W4同样配置第一切换元件A和第二切换元件F。通过第一切换元件A，主齿轮组HRS的第四轴W4可与前置齿轮组的第一轴W1VS相连接，通过第二切换元件F，主齿轮组HRS的第四轴W4可固定成不旋转的。
为主齿轮组HRS的第一轴W1配置的第一和第二切换元件B、C通过第一操纵元件BE1沿第一移位方向T1或沿第二移位方向T2的纵向移位是可被操纵的。为此在主齿轮组HRS的第一轴W1的一个端部(该端部在径向上设置在转子R之内)上构成带动齿部Z2。主齿轮HRS的第一轴W1通过适合的轴承轴向固定，并且这样构成用于第一和第二切换元件B、C的切换设备的第二元件E2。在前置齿轮组VRS的第二轴W2VS的一个端部上设置一个元件，该元件可轴向移位并且不可相对旋转地连接于前置齿轮组VRS的第二轴W2VS。该元件在一个端部上具有带动齿部Z1，并且这样构成切换设备的第一元件E1。带动齿部Z1和Z2构成第一切换元件B。一个元件在连接于变速器G的壳体GG的构件上可轴向移位地支承。该元件在一个端部上具有带动齿部Z3，并且这样构成切换设备的第三元件E3。带动齿部Z2和Z3构成第二切换元件C。第一和第三元件E1、E3与第一操纵元件BE1相耦合。在第一操纵元件BE1与第一元件E1之间的有效连接中设置换挡接合套M，通过该换挡接合套可补偿在第一操纵元件BE1与前置齿轮组VRS的行星齿轮组P3的行星架St-P3之间的转速差。切换设备的第一元件E1此时延伸通过前置齿轮组VRS的行星齿轮组P3的行星架St-P3。
为主齿轮组HRS的第二轴W2配置的第一和第二切换元件E、D通过第二操纵元件BE2沿第一移位方向T1或沿第二移方向T2的纵向移位是可被操纵的。为此在主齿轮组HRS的第二轴W1的一个端部(该端部在径向上设置在转子R之内)上构成带动齿部Z2。主齿轮组HRS的第二轴W2通过适合的轴承轴向固定，并且这样构成第一和第二切换元件E、D的切换设备的第二元件E2。在前置齿轮组VRS的第一轴W1VS的一个端部上设置一个元件，该元件是可轴向移位的并且不可相对旋转地连接于前置齿轮组VRS的第一轴W1VS。该元件在一个端部上具有带动齿部Z1，并且这样构成切换设备的第一元件E1。带动齿部Z1和Z2构成第一切换元件E。在前置齿轮组VRS的第二轴W2VS的一个端部上设置一个元件，该元件可轴向移位并且不可相对旋转地连接于前置齿轮组VRS的第二轴W2VS。该元件在一个端部上具有带动齿部Z3，并且这样构成切换设备的第三元件E3。带动齿部Z2和Z3构成第二切换元件D。第一和第三元件E1、E3连接于第二操纵元件BE2。在第二操纵元件BE2与第一元件E1之间的有效连接中设置换挡接合套M，通过该换挡接合套可补偿在第二操纵元件BE2与前置齿轮组VSR的行星齿轮组P3的太阳轮So-P3之间的转速差。在第二操纵元件BE2与第三元件E3之间的有效连接中设置换挡接合套M，通过该换挡接合套可补偿在第二操纵元件BE2与前置齿轮组VRS的行星齿轮组P3的行星架St-P3之间的转速差。
为主齿轮组HRS的第四轴W4配置的第一和第二切换元件A、F通过第三操纵元件BE3沿第一移位方向T1或沿第二移位方向T2的纵向移位是可被操纵的。为此在主齿轮组HRS的与主齿轮组HRS的第一行星齿轮组P1的齿圈Ho-P1的第二分段Ho-P1-2连接的第四轴W4的一个端部上构成带动齿部Z2。在主齿轮组的与主齿轮组HRS的第一行星齿轮组P1的齿圈Ho-P1的第一分段Ho-P1-1连接的第四轴W4的另一位置上构成另外的带动齿部Z2。主齿轮组HRS的第四轴W4通过适合的轴承轴向固定，并且这样构成用于第一和第二切换元件A、F的切换设备的第一元件E2。在前置齿轮组VRS的第一轴WIVS的一个端部上设置一个元件，该元件是可轴向移位的并且不可相对旋转地连接于前置齿轮组VRS的第一轴W1VS。该元件在一个端部上具有带动齿部Z1，并且这样构成切换设备的第一元件E1。带动齿部Z1和连接于第二分段Ho-P1-2的带动齿部Z2构成第一切换元件A。在连接于变速器G的壳体GG的构件上可轴向移位地支承一个元件。该元件在一个端部上具有带动齿部Z3，并且这样构成切换设备的第三元件E3。带动齿部Z3和连接于第一分段Ho-P1-1的带动齿部Z2构成第二切换元件F。在第三操纵元件BE3与第一元件E1之间的有效连接中设置换挡接合套M，通过该换挡接合套可补偿在第三操纵元件BE3与前置齿轮组VRS的行星齿轮组P3的太阳轮So-P3之间的转速差。
图6示出具有多个切换设备的变速器G的剖视图的部分X。在其中详细描述用于每个第一切换元件A、B、E的带动齿部Z1、Z2和用于每个第二切换元件F、C、D的带动齿部Z2、Z3。显示在不同的切换状态下S1、S2、S3下的操纵元件BE1、BE2、BE3的不同的位置，其中在第三切换状态下显示出全部切换元件A、B、C、D、E、F。同样显示为主齿轮组HRS的第四轴W4配置的第一和第二切换元件A、F的耦合。不同于图5中的布置，为操纵元件BE1、BE2、BE3配置的移位方向T1、T2不是全部同向的。
附图标记清单
G 变速器
GG 壳体
GW1 变速器输入轴
GW2 变速器输出轴
HRS 主齿轮组
ZRS 副齿轮组
VRS 前置齿轮组
EM 电机
R 电机转子
S 电机定子
P 行星齿轮组
P1 主齿轮组的第一行星齿轮组
P2 主齿轮组的第二行星齿轮组
P3 前置齿轮组的行星齿轮组
P4 副齿轮组的行星齿轮组
W1 主齿轮组的第一轴
W2 主齿轮组的第二轴
W3 主齿轮组的第三轴
W4 主齿轮组的第四轴
W1VS 前置齿轮组的第一轴
W2VS 前置齿轮组的第二轴
W3VS 前置齿轮组的第三轴
W1P4 副齿轮组的第一轴
W2P4 副齿轮组的第二轴
W3P4 副齿轮组的第三轴
A、B、E 第一切换元件
F、C、D 第二切换元件
SE1 第一切换元件
SE2 第二切换元件
So 太阳轮
So-1 太阳轮的第一分段
So-2 太阳轮的第二分段
St 行星架
Ho 齿圈
Ho-1 齿圈的第一分段
Ho-2 齿圈的第二分段
So-P1 主齿轮组的第一行星齿轮组的太阳轮
St-P1 主齿轮组的第一行星齿轮组的行星架
Ho-P1 主齿轮组的第一行星齿轮组的齿圈
Ho-P1-1 主齿轮组的第一行星齿轮组的齿圈的第一分段
Ho-P1-2 主齿轮组的第一行星齿轮组的齿圈的第二分段
So-P2 主齿轮组的第二行星齿轮组的太阳轮
St-P2 主齿轮组的第二行星齿轮组的行星架
Ho-P2 主齿轮组的第二行星齿轮组的齿圈
So-P3 前置齿轮组的第一行星齿轮组的太阳轮
St-P3 前置齿轮组的第一行星齿轮组的行星架
Ho-P3 前置齿轮组的第二行星齿轮组的齿圈
So-P4 副齿轮组的行星齿轮组的太阳轮
St-P4 副齿轮组的行星齿轮组的行星架
E1 第一元件
E2 第二元件
E3 第三元件
Z1 带动齿部
Z2 带动齿部
Z3 带动齿部
BE 操纵元件
BE1 第一操纵元件
BE2 第二操纵元件
BE3 第三操纵元件
T1 第一移位方向
T2 第二移位方向
M 桥接装置
M1 第一桥接装置
M2 第二桥接装置
S1 第一切换状态
S2 第二切换状态
S3 第三切换状态

Claims (14)

1.一种基于行星齿轮组的机动车变速器(G)，该基于行星齿轮组的机动车变速器包括一种用于切换第一切换元件(SE1、A、B、E)和第二切换元件(SE2、F、C、D)的设备，其中通过第一切换元件(SE1、A、B、E)能在第一元件(E1)与第二元件(E2)之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，并且通过第二切换元件(SE2、F、C、D)能在第二元件(E2)与第三元件(E3)之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，其中通过共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)沿第一移位方向(T1)的纵向移位实现对第一切换元件(SE1、A、B、E)的操纵，通过该共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)沿与第一移位方向(T1)反向的第二移位方向(T2)的纵向移位实现对第二切换元件(SE2、F、C、D)的操纵，其中在第一切换状态(S1)下第一切换元件(SE1、A、B、E)是闭合的并且第二切换元件(SE2、F、C、D)是打开的，在第二切换状态(S2)下第一切换元件(SE1、
A、B、E)是打开的并且第二切换元件(SE2、F、C、D)是闭合的；其特征在于，第一元件(E1)和第三元件(E3)相互耦合，从而第一元件(E1)通过所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)沿着两个移位方向(T1、T2)之一的移位导致第三元件(E3)的同向的移位并且反之亦然，并且第二元件(E2)在这两个移位方向(T1、T2)上是位置固定的。
2.按照权利要求1所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，第一元件(E1)不可相对旋转地连接于一个行星齿轮组(P)的行星架(St)，并且第三元件(E3)不可相对旋转地连接于该行星齿轮组(P)的太阳轮(So)或齿圈(Ho)，所述共同的操纵元件(BE1/BE2/BE3)设置在该行星齿轮组(P)的第一侧上并且第二元件(E2)设置在该行星齿轮组(P)的与第一侧对置的第二侧上。
3.按照权利要求2所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，第一元件(E1)相对于该行星齿轮组(P)的行星架(St)是可轴向移位的。
4.按照权利要求2所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，第三元件(E3)不可相对旋转地连接于该行星齿轮组(P)的太阳轮(So)并且相对太阳轮(So)是可轴向移位的，或第三元件(E3)不可相对旋转地连接于该行星齿轮组(P)的齿圈(Ho)并且相对齿圈(Ho)是可轴向移位的。
5.按照权利要求3所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，第三元件(E3)不可相对旋转地连接于该行星齿轮组(P)的太阳轮(So)并且相对太阳轮(So)是可轴向移位的，或第三元件(E3)不可相对旋转地连接于该行星齿轮组(P)的齿圈(Ho)并且相对齿圈(Ho)是可轴向移位的。
6.按照权利要求1所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，第二元件(E2)不可相对旋转地连接于一个行星齿轮组(P)的齿圈(Ho)，该齿圈(Ho)具有彼此分离的第一分段(Ho-1)和第二分段(Ho-2)，通过第一元件(E1)能建立与第一分段(Ho-1)或与第一分段连接的轴部分的不可相对旋转的连接，并且通过第三元件(E3)能建立与第二分段(Ho-2)或与第二分段连接的轴部分的不可相对旋转的连接。
7.按照权利要求1所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，第二元件(E2)不可相对旋转地连接于一个行星齿轮组(P)的太阳轮(So)，该太阳轮(So)具有彼此分离的第一分段(So-1)和第二分段(So-2)，通过第一元件(E1)能建立与第一分段(So-1)或与第一分段连接的轴部分的不可相对旋转的连接，并且通过第三元件(E3)能建立与第二分段(So-2)或与第二分段连接的轴部分的不可相对旋转的连接。
8.按照上述权利要求1至7之一项所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第一和第三元件(E1、E3)中的至少一个元件之间的有效连接中设置桥接装置(M、M1、M2)，由此在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第一或第三元件(E1、E3)之间的转速差能够被补偿。
9.按照权利要求8所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第一元件(E1)之间的有效连接中设置第一桥接装置(M1)，并且在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第三元件(E3)之间的有效连接中设置第二桥接装置(M2)，第一和第二桥接装置(M1、M2)相互平行设置。
10.按照权利要求2或3所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第一和第三元件(E1、E3)中的至少一个元件之间的有效连接中设置桥接装置(M、M1、M2)，由此在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第一或第三元件(E1、E3)之间的转速差能够被补偿，并且所述至少一个桥接装置(M、M1、M2)沿径向设置在行星架(St)之内。
11.按照权利要求2或3所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第一和第三元件(E1、E3)中的至少一个元件之间的有效连接中设置桥接装置(M、M1、M2)，由此在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第一或第三元件(E1、E3)之间的转速差能够被补偿，并且在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第一元件(E1)之间的有效连接中设置第一桥接装置(M1)，并且在所述共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)与第三元件(E3)之间的有效连接中设置第二桥接装置(M2)，第一和第二桥接装置(M1、M2)相互平行设置，并且所述至少一个桥接装置(M、M1、M2)沿径向设置在行星架(St)之内。
12.按照上述权利要求1至6之一项所述的基于行星齿轮组的机动车变速器，其特征在于，在第三切换状态(S3)下第一切换元件(SE1、
A、B、E)和第二切换元件(SE2、F、C、D)是打开的。
13.一种机动车变速器(G)，包括主齿轮组(HRS)，该主齿轮组(HRS)具有至少两个行星齿轮组(P1、P2)以及多个轴，为主齿轮组(HRS)的至少一个选择的轴配置第一和第二切换元件(SE1、SE2/B、C/E、D/A、F)，其中通过第一切换元件(SE1、A、B、E)能在主齿轮组(HRS)的所选择的轴与变速器(G)的一个元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，通过第二切换元件(SE2、F、C、D)能在主齿轮组(HRS)的所选择的轴与变速器(G)的另一元件之间建立不可相对旋转的形锁合的连接，在第一切换状态(S1)下第一切换元件(SE1、A、B、E)是闭合的并且第二切换元件(SE2、F、C、D)是打开的，在第二切换状态(S2)下第一切换元件(SE1、A、
B、E)是打开的并且第二切换元件(SE2、F、C、D)是闭合的；其特征在于，主齿轮组(HRS)的所选择的轴沿轴向方向是固定的，在主齿轮组(HRS)的所选择的轴上构成一个或多个带动齿部(Z2)，通过所述带动齿部，第一和第二切换元件(SE1、SE2/B、C/E、D/A、F)与所选择的轴建立形锁合的不可相对旋转的连接，第一和第二切换元件(SE1、SE2/B、C/E、D/A、F)的互补的带动齿部(Z1、Z3)是相互耦合的并且是可轴向移位的，从而在共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)沿第一移位方向(T1)平行于主齿轮组(HRS)的所选择的轴的轴线移位时第一切换元件(SE1、A、B、E)的带动齿部(Z1)能与在主齿轮组(HRS)的所选择的轴上的带动齿部(Z2)进入嵌接，并且在该共同的操纵元件(BE、BE1、BE2、BE3)沿与第一移位方向(T1)反向的第二移位方向(T2)移位时第二切换元件(SE2、F、C、D)的带动齿部(Z3)能与在主齿轮组(HRS)的所选择的轴上的带动齿部(Z2)进入嵌接。
14.按照权利要求13所述的变速器(G)，其特征在于，在第三切换状态(S3)下第一切换元件(SE1、A、B、E)和第二切换元件(SE2、F、C、D)是打开的。
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