CN107725701A - 用于机动车的变速器 - Google Patents

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M·罗斯克
T·罗泽迈尔
R·库贝尔齐克
J·帕夫拉克维奇
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的变速器(G)，变速器(G)包括一个驱动轴(GW1)和一个从动轴(GW2)、三个行星齿轮组(P1、P2、P3)以及五个切换元件(K1、K2、B1、B2、B3)，通过选择性操纵这五个切换元件(K1、K2、B1、B2、B3)，能在驱动轴(GW1)和从动轴(GW2)之间接通六个前进挡和一个倒挡；本发明还涉及一种具有这种变速器(G)的用于机动车的动力传动系。

Description

用于机动车的变速器
技术领域
本发明涉及一种变速器，该变速器包括驱动轴和从动轴以及第一、第二和第三行星齿轮组，其中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组共同设置在一个齿轮平面内并且第一行星齿轮组设计成正传动比行星齿轮组，而第二行星齿轮组作为负传动比行星齿轮组存在，并且设有五个切换元件，通过选择性地操纵这五个切换元件能将行星齿轮组相互耦联，同时在驱动轴和从动轴之间接通不同的挡。此外，本发明涉及一种具有前述变速器的机动车动力传动系。
背景技术
当前，变速器称为多挡变速器，也就是说，通过操纵相应的切换元件能接通多个不同的传动比作为在变速器的变速器输入端和变速器输出端之间的挡，这优选自动地进行。根据切换元件的布置结构的不同，这些切换元件是指离合器亦或制动器。这种变速器主要用在机动车中，以便鉴于不同的标准适当地实现相应机动车的驱动机的牵引力提供。
由DE 10 2014 216 465 A1已知一种用于机动车的变速器，该变速器包括三个行星齿轮组，这三个行星齿轮组中的两个行星齿轮组设置在一个共同的齿轮平面中。在此，在这两个行星齿轮组中，位于径向内部的第一行星齿轮组作为正传动比行星齿轮组实现，而相对于此位于径向外围的第二行星齿轮组作为负传动比行星齿轮组存在。另外剩下的第三行星齿轮组沿轴向设置在第一和第二行星齿轮组旁边并且设计成负传动比行星齿轮组。此外，设有五个切换元件，通过选择性地操纵这五个切换元件能将行星齿轮组相互耦联，以便在变速器的驱动轴和从动轴之间实现不同的挡。总之，在此可以在驱动轴和从动轴之间接通六个前进挡以及一个倒挡。
发明内容
本发明的任务在于，对于在驱动轴和从动轴之间具有六个前进挡和一个倒挡的由现有技术已知的变速器提供一种替代的构造方案，其中，该变速器应当设计成沿轴向尽可能紧凑构造的。
所述任务从权利要求1的前序部分出发结合权利要求1特征部分的特征得以解决。后续的从属权利要求分别给出本发明的有利的进一步改进方案。此外，权利要求10的技术方案是一种机动车动力传动系，在该机动车动力传动系中应用按照本发明的变速器。
按照本发明，变速器包括驱动轴和从动轴以及第一、第二和第三行星齿轮组。在此，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组共同设置在一个齿轮平面中，其中，第一行星齿轮组设计成正传动比行星齿轮组，而第二行星齿轮组作为负传动比行星齿轮组存在。此外设有五个切换元件，通过选择地操纵这五个切换元件，能将行星齿轮组相互耦联，同时在驱动轴和从动轴之间接通不同的挡。
因此，在按照本发明的变速器中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组设置在一个共同的齿轮平面内，在本发明的意义上对此应理解成，这两个行星齿轮组在变速器中基本上设置在同一轴向高度上并且其中一个行星齿轮组相对于另一个行星齿轮组定位在径向内部。在此，优选地，第一行星齿轮组相对于第二行星齿轮组设置在径向内部。
此外，按照本发明，第一行星齿轮组设计成正传动比行星齿轮组并且与此相应地以对于本领域技术人员来说已知的方式和方法由太阳轮、齿圈和行星架组成。行星架在此引导至少一个行星轮对，在该行星轮对中，其中一个行星轮与位于径向内部的太阳轮啮合并且另一行星轮与位于外围的齿圈啮合。此外，行星轮对的各行星轮相互啮合。
而第二行星齿轮组作为负传动比行星齿轮组实现并且以对于本领域技术人员来说已知的方式和方法同样由太阳轮、齿圈和行星架形成。行星架在此引导至少一个行星轮，该行星轮便不仅与位于径向内部的太阳轮、而且与位于径向外围的齿圈啮合。
按照本发明，驱动轴和从动轴特别是彼此同轴。在此，驱动轴在一个轴向端部上形成变速器输入端，在该变速器输入端上在驱动侧连接变速器，而从动侧的变速器输出端特别是限定在从动轴上。特别优选地，变速器输入端和变速器输出端在此位于变速器的同一个轴向端部上，其中，变速器输出端在此沿轴向定位在第三行星齿轮组和第一切换元件之间。进一步优选地，从动轴在此特别是经由至少一个位于之间的传动级与轴线平行于驱动轴和从动轴设置的轴耦联，在该轴上便可以设置有驱动桥的差速器。就此而言，该布置结构特别是适合于用在动力传动系横向于机动车行驶方向定向的机动车中。
本发明包括如下技术教导：驱动轴不可相对转动地与第一行星齿轮组的太阳轮相连接，并且一方面能经由第一切换元件而与第三行星齿轮组的第一元件不可相对转动地耦联以及另一方面能借助第二切换元件而与第二行星齿轮组的行星架不可相对转动地耦联。此外，第二行星齿轮组的行星架不可相对转动地与第三行星齿轮组的第三元件相连接并且能与该第三元件一起经由第三切换元件固定在不可转动的构件上。此外，第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的太阳轮不可相对转动地相互连接并且能共同地借助第四切换元件固定在不可转动的构件上，第一行星齿轮组的行星架能与该构件经由第五切换元件不可相对转动地连接。第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的第二元件不可相对转动地相互连接并且共同不可相对转动地与从动轴连接。最后，第三切换元件、第四切换元件和第五切换元件沿径向定位在外周并且沿轴向定位在所述三个行星齿轮组和第二切换元件设置所在的区域的高度处。
因此，在按照本发明的变速器中，驱动轴永久不可相对转动地与第一行星齿轮组的太阳轮处于连接，而第二行星齿轮组的行星架不可相对转动地与第三行星齿轮组的第三元件相连接。同样，第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的太阳轮也永久不可相对转动地相互耦联，而第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的第二元件不可相对转动地处于连接。此外，第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的第二元件在此永久不可相对转动地与变速器的从动轴相连接。
此外，通过操纵第一切换元件使第三行星齿轮组的第一元件不可相对转动地与驱动轴连接，此外通过闭合第二切换元件使该驱动轴不可相对转动地与第二行星齿轮组的行星架并且因而也与第三行星齿轮组的第三元件不可相对转动地连接。此外，通过闭合第三切换元件，使第二行星齿轮组的行星架和第三行星齿轮组的第三元件不可相对转动地与不可转动的构件耦联，而闭合第四切换元件实现将第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的太阳轮固定在不可转动的构件上。最后，通过闭合第五切换元件，将第一行星齿轮组的行星架固定在不可转动的构件上。
此外，第三切换元件、第四切换元件和第五切换元件沿径向设置在外围并且沿轴向设置在所述三个行星齿轮组和第二切换元件的高度处。与此相应地，各行星齿轮组和第二至第五切换元件共同设置在变速器的一个轴向区域中并且因而沿轴向设置在短的结构空间上。特别优选地，第三切换元件、第四切换元件和第五切换元件在此沿轴向按照第三切换元件、第四切换元件和第五切换元件的顺序设置。按照本发明构造的变速器的突出优点在于小的构件载荷和良好的啮合效率。在此，由于各切换元件二至五和各行星齿轮组设置在变速器的一个轴向区域内以及通过第一行星齿轮组和第二行星齿轮组定位在一个齿轮向平面内，可以实现特别紧凑的轴向构造。
变速器的这五个切换元件特别是作为力锁合的切换元件存在并且在此优选分别构造成(多)片式离合器或制动器。但对此替代地，个别切换元件也可以作为形锁合的切换元件实现，例如作为锁定同步装置或者作为爪齿式离合器或制动器。
第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的太阳轮特别是通过如下方式构造成一体的，即，第一行星齿轮组的齿圈在外周上附加地设有外齿部并且以此同时也形成第二行星齿轮组的太阳轮。但对此替代地，该齿圈和该太阳轮也可以作为单独的元件存在，这些单独的元件然后不可相对转动地连接。
在本发明的意义上，不可转动的构件特别是指变速器壳体或者这种变速器壳体的一部分。
在按照本发明的变速器中可以实现六个前进挡以及一个倒挡。在此，第一前进挡通过操纵第一切换元件和第三切换元件接通，而第二前进挡通过闭合第一切换元件和第四切换元件形成。此外，第三前进挡通过操纵第一切换元件和第五切换元件得到，而第四前进挡能通过闭合第一切换元件和第二切换元件接通。此外，第五前进挡可以通过操纵第二切换元件和第五切换元件实现，为了接通第六前进挡要操纵第二切换元件和第四切换元件。而倒挡通过闭合第三切换元件和第五切换元件得到。
由此，在适当地选择各行星齿轮组的定轴传动比(Standgetriebe-übersetzung)时，实现适合于用在机动车领域内的传动系列。在此，为了根据它们的顺序相继切换各前进挡，始终要通过如下方式改变各两个切换元件的状态，即，要打开参与前一前进挡的切换元件之一并且要闭合用于实现后一前进挡的另一切换元件。这便也导致在各挡之间的切换可以非常顺利地进行。
在按照本发明的变速器中，按有利的方式，用于驱动的倒挡可以经由设置在变速器上游的驱动机实现。在此，这可以替代于亦或也补充于在变速器中设置电机而实现，以便在电机失效的情况下仍能实现机动车的倒退行驶。
按照本发明的一种实施方式，在第一切换元件和/或第二切换元件中在驱动轴侧集成有相应的液压操纵元件，在驱动轴中分布有配设于相应操纵元件的供给管路。在按照本发明的变速器中因此在驱动轴侧便集成有第一切换元件的或第二切换元件的或者不仅第一切换元件的而且第二切换元件的相应的液压操纵元件。在此，在相应的切换元件中在驱动轴侧设有操纵元件、即液压调整元件，经由该操纵元件在液压操纵时发起相应切换元件的闭合。在本发明的意义上对此可理解成，相应的液压操纵元件位于相应切换元件的不可转动地与驱动轴连接的部分的那侧。此外，在驱动轴中分布有配设于相应操纵元件的供给管路，经由该供给管路供应对于操纵相应的切换元件所需的液压液。因此，第一和/或第二切换元件的压力供给经由驱动轴实现。这具有如下优点，即，由于相应的液压操纵元件集成到第一切换元件的和/或第二切换元件的在驱动轴侧的部分中，所以能经由驱动轴实现供应液压液，由此能实现以低的耗费供应到相应的区域中。
特别优选地，在驱动轴中的相应的供给管路在此从驱动轴的一个轴向端部被供给液压液，驱动轴的该轴向端部在此是背离变速器输入端的端部。进一步优选地，供给管路在此沿轴向在驱动轴中延伸并且然后在相应切换元件的区域内过渡到沿径向延伸的区段中，以便给相应的切换元件供应液压液。如果不仅在第一切换元件中、而且在第二切换元件中在驱动轴侧集成有液压操纵元件，则切换元件的操纵元件优选经由单独的供给管路供给。
在前述实施方式的进一步改进方案中，相应的液压操纵元件集成在第一切换元件的和/或第二切换元件的相应的内片载体中。相应的内片载体在此不可相对转动地与驱动轴相连接。第一切换元件或第二切换元件因此设计成片式离合器，其中，相应离合器的特别是构造成操纵活塞的操纵元件集成在内片载体中，经由该操纵元件能使片式离合器转移到闭合的状态中。按照本发明，内片载体便不可相对转动地与驱动轴连接，从而从相应的供给管路出发能按简单的方式和方法实现向操纵活塞供应液压液。
按照一种替代的或补充的进一步改进方案，所述驱动轴还设有另外的管路，经由该另外的管路能向第一切换元件引导润滑剂用于冷却。特别优选地，该润滑剂流在此被引导至构造成片式离合器的第一切换元件的内片载体并且经由内片载体分配到片组上。按有利的方式，第一切换元件由此可以用作用于机动车前进行驶的集成的起动元件。
根据本发明的另一种构造可能方案，不可转动的构件设有通向第五切换元件的管路，经由该管路能向第五切换元件引导润滑剂用以冷却。由此，相应的润滑剂流可被引导至第五切换元件用于冷却该第五切换元件，从而第五切换元件能用作起动元件。在此，这里也可以这样设置管路，使得润滑剂在起动过程中能分配到切换元件的相互接触的并且首先打滑运行的部件上。在此，第五切换元件也特别是涉及片式离合器，其中，润滑剂便从该管路出发分配到片组上。第五切换元件在此特别是用作用于机动车倒退行驶的起动元件。
本发明的另一实施方式在于，第三切换元件构造成形锁合的切换元件。特别优选地，第三切换元件在此作为爪齿式切换元件存在，但在本发明的范围内也可以设计成锁定同步机构。第三切换元件构造成形锁合的切换元件在此是可能的，因为第三切换元件仅仅参与第一前进挡和参与倒挡并且就此而言在前进行驶时在升挡过程中仅须实现打开第三切换元件。此外，由此可以通过如下方式进行在前进行驶和倒退行驶之间的快速转换，即，仅须在参与第一前进挡和参与倒挡的除了第三切换元件之外的切换元件之间来回切换。
在本发明的进一步改进方案中，第三行星齿轮组设计成负传动比行星齿轮组，在该负传动比行星齿轮组中第一元件通过太阳轮形成，第二元件通过行星架形成并且第三元件通过齿圈形成。与此相应地，第三行星齿轮组的行星架在这种情况下因而引导至少一个行星轮，该行星轮不仅与位于径向内部的太阳轮、而且与位于径向外围的齿圈处于啮合。
如果第三行星齿轮组的各元件的连接允许，则第三行星齿轮组也可以构造成正传动比行星齿轮组，在该正传动比行星齿轮组中第一元件便通过太阳轮形成，第二元件便通过齿圈形成并且第三元件便通过行星架形成。与作为负传动比行星齿轮组的实施方式相对比，齿圈连接和行星架连接要相互交换，此外第三行星齿轮组的定轴传动比与作为负传动比行星齿轮组的实施方式相比必须提高1。如已经在前文中描述的那样，正传动比行星齿轮组的行星架在此支承至少一个行星轮对，该行星轮对的各行星轮之中的一个行星轮与位于径向内部的太阳轮啮合并且一个行星轮与位于径向外围的齿圈啮合，以及该行星轮对的行星轮相互处于啮合。
按照本发明的另一构造可能方案，驱动轴与电机的转子耦联。优选地，电机的定子便不可相对转动地与变速器的不可转动的构件相连接，其中，电机在这里可以按电动机方式和/或以发电机方式运行，以便实现不同的功能。特别是，在此可以进行纯电动行驶、经由电机的加速、通过电机在变速器中的制动、回馈和/或同步。电机的转子在此可以同轴于驱动轴或者与该驱动轴轴线错位地设置，其中，在提到的后一种情况下耦联便可以经由一个或多个位于之间的传动级、例如以圆柱齿轮级的形式实现，或者也可以经由牵引机构实现。
通过电机的转子与驱动轴并且因而与变速器的变速器输入端不可相对转动地连接，可以按适当的方式和方法经由电机实现纯电动行驶。在此，为了纯电动行驶在变速器中接通各挡之一，其中，在各前进挡中在此也可通过如下方式实现机动车的倒退行驶，即，经由电机发起相反的转动运动，由此以相应前进挡的传动比进行机动车的倒退行驶。结果，各前进挡的传动比不仅可以用于电动前进行驶、而且可以用于电动倒退行驶。但电机的转子原则上也可以连接在变速器的其余可旋转的构件之一上。
根据本发明的另一种有利的特别是结合电机的前述布置结构实现的实施方式，驱动轴与分离离合器相连接，驱动轴能经由该分离离合器不可相对转动地与连接轴连接。连接轴便在机动车动力传动系之内用于连接在设置在上游的驱动机上。设置分离离合器在此具有如下优点：在经由电机的纯电动行驶或者还有回馈的过程中可以中断与驱动机的连接，由此不连带拖曳该驱动机。位于之间的分离离合器在此优选构造成力锁合的切换元件，例如构造成片式离合器，并且可以一起集成到同轴的电机中。但分离离合器原则上也可以作为形锁合的切换元件、例如作为爪齿式离合器或锁定同步机构存在。
通常，原则上可以在变速器上游连接起动元件，例如以液力变矩器或者摩擦离合器的形式。该起动元件便也可以是变速器的组成部分并且用于通过如下方式实现起动过程，即，该起动元件能实现在内燃机和变速器的变速器输入端之间的打滑转速。在这里，变速器的切换元件之一或者可能存在的分离离合器也可以通过如下方式构成为这样的起动元件，即，它作为摩擦切换元件存在。此外，在每根轴上原则上可以设置与不可转动的构件或与其他轴的单向离合器(Freilauf)。
在本发明的进一步改进方案中，从动轴借助至少一个补充传动级而与从动装置耦联。由此可以实现适当的总体传动，其中，该补充传动级在此可以作为两级的圆柱齿轮级、作为链传动机构亦或作为单级的圆柱齿轮级连同后置的行星齿轮传动机构实现。在从动装置上便优选连接差速器，该差速器可以是纵向或横向差速器。
按照本发明的变速器特别是机动车动力传动系的一部分并且便设置在机动车的优选设计成内燃机的驱动机和动力传动系的沿至机动车驱动轮的力流方向后续的其他部件之间。在这里，变速器的变速器输入端或者永久不可相对转动地与内燃机的曲轴耦联或者能经由位于之间的分离离合器或起动元件与该曲轴连接，其中，在内燃机和变速器之间还可以设有扭转减振器。变速器在从动侧在机动车动力传动系之内便优选与机动车驱动桥的车桥主减速器耦联，在这里不过也可以存在与纵向差速器的连接，经由该纵向差速器进行到机动车多个驱动桥上的分配。
在本发明的意义上，变速器的两个构件永久连接是指这些部件“不可相对转动地相互连接”或者“不可相对转动地相互耦联”或者“不可相对转动相互处于连接”，从而它们不能相互独立地旋转。就此而言，在可能涉及变速器的轴或不可转动的构件亦或行星齿轮组的元件的这些部件之间没有设置切换元件，而是相应的构件是刚性地相互耦联。
而如果在变速器的两个部件之间设有一个切换元件，则这些部件不是永久不可相对转动地相互耦联，而是只有通过位于之间的该切换元件才实现不可相对转动的耦联。在此，在本发明的意义上，操纵切换元件意味着，有关的切换元件被转移到闭合的状态中并且因而直接连接在其上的部件在它们的转动运动方面彼此相应。在有关的切换元件构造成形锁合的切换元件的情况下，经由此直接不可相对转动地相互连接的部件以相等的转速运行，而在力锁合的切换元件的情况下在操纵该力锁合的切换元件之后在各部件之间也可能存在转速差。在本发明的范围内，该希望的亦或不希望的状态仍然称为相应的部件经由切换元件不可相对转动地连接。
本发明不限于独立权利要求或其从属权利要求的给出的组合。此外可以将个别特征相互组合，只要这些特征从权利要求书、下面对本发明优选实施方式的说明或者直接从附图得出。权利要求通过使用附图标记来参照附图不应限制权利要求的保护范围。
附图说明
在下文阐述的本发明的有利的实施方式在附图中示出。其中：
图1示出机动车动力传动系的示意图，在该机动车动力传动系中应用按照本发明的变速器；
图2示出根据本发明第一实施方式的变速器的示意图；
图3示出按照本发明第二构造可能方案的变速器的示意图；
图4示出根据本发明第三实施方式的变速器的示意图；
图5示出按照本发明第四构造可能方案的变速器的示意图；和
图6示出图2至5中的变速器的示例性的换挡示意图。
具体实施方式
图1示出机动车动力传动系的示意图，在该机动车动力传动系中，内燃机VKM经由位于之间的扭转减振器TS与变速器G相连接。在变速器G下游在从动侧连接有一个车桥主减速器AG，经由该车桥主减速器将驱动功率分配到机动车的驱动桥的驱动轮DW上。在此，变速器G和车桥主减速器AG当前集合在一个共同的变速器壳体中。在此，扭转减振器TS也可以一同集成到该变速器壳体中。
由图2已知按照本发明第一实施方式的变速器G的示意图。如可看出的那样，变速器G包括一个第一行星齿轮组P1、一个第二行星齿轮组P2和一个第三行星齿轮组P3。其中每个行星齿轮组P1、P2和P3具有各一个第一元件E11或E12或E13、各一个第二元件E21或E22或E23和各一个第三元件E31或E32或E33。相应的第一元件E11或E12或E13在此始终通过相应行星齿轮组P1或P2或P3的太阳轮SO1或SO2或SO3形成，而在第二行星齿轮组P2中和在第三行星齿轮组P3中相应的第二元件E22或E23作为各一个行星架PS2或PS3存在。在第二行星齿轮组P1中和在第三行星齿轮组P3中，相应另外剩下的第三元件E32或E33便通过相应的齿圈HO2或HO3形成。而在第一行星齿轮组P1的情况下，第二元件E21是指齿圈HO1，并且第三元件E31是指行星架PS1。
行星齿轮组P2和P3在当前分别设计成负传动比行星齿轮组，在这些负传动比行星齿轮组中相应的行星架PS2或PS3引导一个、但优选多个可转动地支承的行星轮，所述行星轮单独地与位于径向内部的太阳轮SO2或SO3处于啮合并且也与位于径向外围的齿圈HO2或HO3处于啮合。而第一行星齿轮组P1作为正传动比行星齿轮组存在，在该正传动比行星齿轮组中行星架PS1支承至少一个行星轮对，该行星轮对的各行星轮之中的一个行星轮与位于径向内部的太阳轮SO1处于啮合并且一个行星轮与位于径向外围的齿圈HO1处于啮合，以及轮对的行星轮相互啮合。
如果连接允许，则第三行星齿轮组P3但也可以构造成正传动比行星齿轮组。与作为负传动比行星齿轮组的实施方式相比，在正传动比行星齿轮组时第二元件E23便必须通过齿圈形成并且第三元件E33便通过行星架形成，并且此外相应的定轴传动比必须提高1。
第一行星齿轮组P1和第二行星齿轮组P2在当前设置在一个共同的齿轮平面中，这就是说，它们沿轴向基本上位于变速器G内的同一高度处。在此，第一行星齿轮组P1相对于第二行星齿轮组P2定位在径向内部。
如在图2中可看出的那样，变速器G包括总共五个切换元件，形式为一个第一切换元件K1、一个第二切换元K2、一个第三切换元件B1、一个第四切换元件B2和一个第五切换元件B3。在此，切换元件K1、K2、B1、B2和B3分别构造成力锁合的切换元件并且优选作为片式切换元件存在。此外，第一切换元件K1和第二切换元件K2在当前设计成离合器，而第三切换元件B1、第四切换元件B2和第五切换元件B3作为制动器存在。
此外在图2中可看出，第三切换元件B1、第四切换元件B2和第五切换元件B3沿径向相对于行星齿轮组P1、P2和P3的区域和第二切换元件K2设置在外围并且沿轴向设置在行星齿轮组P1、P2和P3和第二切换元件K2的区域内。就此而言，行星齿轮组P1、P2和P3以及切换元件K2、B1、B2和B3位于变速器G的同一轴向区域之内，由此可以实现小的轴向结构长度。具体地，在这里第三切换元件B1沿轴向基本上位于第三行星齿轮组P3的高度处，而第五切换元件B3沿轴向基本上定位在第一行星齿轮组P1和第二行星齿轮组P2的高度处。而第四切换元件B2以及还有第二切换元件K2沿轴向设置在一方面第三行星齿轮组P3与另一方面第一行星齿轮组P1和第二行星齿轮组P2之间。
第一行星齿轮组P1的太阳轮SO1不可相对转动地与变速器G的驱动轴GW1连接，该驱动轴此外一方面能经由第一切换元件K1不可相对转动地与第三行星齿轮组P3的太阳轮SO3连接以及另一方面能借助第二切换元件K2不可相对转动地与第二行星齿轮组P2的行星架PS2连接。第二行星齿轮组P2的行星架PS2永久地不可相对转动地与第三行星齿轮组P3的齿圈HO3耦联，从而操纵第二切换元件K2也实现将齿圈HO3与驱动轴GW1不可相对转动地连接。此外，行星架PS2和齿圈HO3可以经由第三切换元件B1固定在不可转动的构件GG上，该不可转动的构件优选是指变速器壳体或者变速器壳体的一部分。
此外，第一行星齿轮组P1的齿圈HO1不可相对转动地与第二行星齿轮组P2的太阳轮SO2连接，齿圈HO1和太阳轮SO2在此优选通过如下方式构造成一体的，即，齿圈HO1在外周上设有附加的齿部并且经由此同时也形成太阳轮SO2。齿圈HO1因而以及还有太阳轮SO2可以经由第四切换元件B2固定在不可转动的构件GG上，行星架PS1也能借助第五切换元件B3不可相对转动地与该构件连接。最后，第二行星齿轮组P2的齿圈HO2和第三行星齿轮组P3的行星架PS3还不可相对转动地相互连接并且共同地与变速器G的从动轴GW2处于连接。
驱动轴GW1在一个轴向端部上形成变速器G的变速器输入端GW1-A，第一切换元件K1沿轴向位于第三行星齿轮组P3的朝向变速器输入端GW1-A的那侧。第二切换元件K2沿轴向设置在第三行星齿轮组P3与第一行星齿轮组P1和第二行星齿轮组P2之间，而第三切换元件B1、第四切换元件B2和第五切换元件B3相对于行星齿轮组P1、P2和P3沿径向设置在外围。此外，从动轴GW2在一个轴向端部上形成变速器G的变速器输出端GW2-A。
此外如在图2中可看出的那样，不仅在第一切换元件K1、而且在第二切换元件K2的情况下，相应的内片载体IT1或IT2不可相对转动地与驱动轴GW1连接。此外，在相应的内片载体IT1或IT2中集成有相应的液压操纵元件BE1或BE2，在加载压力时经由该操纵元件使相应的切换元件K1或K2转移到闭合的状态中并且该操纵元件优选作为操纵活塞存在。
在驱动轴GW1中分布有在当前仅仅借助箭头示出的供给管路VL1和VL2以及管路L1，这些管路分别从驱动轴GW1的背离变速器输入端GW1-A的轴向端部出发延伸出来。在此，供给管路VL1配设于第一切换元件K1的操纵元件BE1并且用于向切换元件K1有针对性地供应液压液，以便给操纵元件BE1加载压力并且因此能引起第一切换元件K1闭合。供给管路在此特别是从驱动轴GW1的该轴向端部出发沿轴向延伸直至第一切换元件K1的高度并且在那里过渡到沿径向延伸的区段中。
供给管路VL2配设于第二切换元件K2，其中，经由供给管路VL2在此可以向第二切换元件K2引导液压液，以便对操纵元件BE2加载压力并且因而使第二切换元件K2闭合。在这里，供给管路VL2优选首先沿轴向从驱动轴GW1的该端部延伸直至第二切换元件K2的高度并且在那里过渡到径向区段中，以便能实现向第二切换元件K2供应。
而管路L1用于向切换元件K1供应润滑剂。由此，通过润滑剂被向内片载体IT1输送并且在此分配到第一切换元件K1的片组上，实现冷却切换元件K1。通过该冷却可能性，第一切换元件K1可以用作用于前进行驶的集成的起动元件。优选地，润滑剂流能经由管路L1在此有针对性地接通。
在图2中还通过另一箭头示出另一管路L2，该另一管路在不可转动的构件GG中延伸并且用于向第五切换元件B3供应润滑剂。该润滑剂流在此也能特别是有针对性地接通，以便冷却第五切换元件B3。由此，第五切换元件B3也可以用作集成的起动元件并且在此适合作为用于倒退行驶的起动元件。
变速器输入端GW1-A在图1的机动车动力传动系之内用于连接到内燃机VKM上。同轴于该变速器输入端地构成有变速器输出端GW2-A，该变速器输出端在此沿轴向位于第一切换元件K1和第三行星齿轮组P3之间。变速器输出端GW2-A在此用于与后续的车桥主减速器AG连接。优选地，为此在从动轴GW2上设有圆柱齿轮，在变速器G的安装状态下经由该圆柱齿轮建立与未示出的轴的耦联。该轴便设置成轴线平行于从动轴GW2，其中，在该轴上便可以设置车桥主减速器AG。就此而言，在图2中示出的变速器G适合于用在横向于机动车行驶方向定向的机动车动力传动系中。但从动轴GW2与车桥主减速器的耦联也可以经由多个位于之间的传动级、例如以圆柱齿轮级和/或行星齿轮级的形式来实现，以实现适合的补充变速。
由图3得出根据本发明第二构造可能方案的变速器G的示意图，其中，该构造可能方案在很大程度上与之前根据图2的方案相当。与根据图2的方案的不同，第三切换元件B1在此构造成形锁合的切换元件并且特别是作为爪齿式切换元件存在。在其他方面，根据图3的实施方式与之前根据图2的方案相当。就此而言参照对图2描述的内容。
在图4中示出根据本发明第三实施方式的变速器G，该第三实施方式在很大程度上与根据图3的方案相当。在此不同的是，附加地设有一个电机EM，该电机的定子S固定在不可转动的构件GG上，而电机EM的转子R不可相对转动地与驱动轴GW1以及因而也与变速器输入端GW1-A相连接。此外，变速器输入端GW1-A可以经由位于之间的当前设计成片式切换元件的分离离合器K0与连接轴AN不可相对转动地连接，该连接轴又与内燃机VKM的曲轴借助位于之间的扭转减振器TS相连接。分离离合器K0在此一起集成到同轴于驱动轴GW1的电机EM中。
在此，经由电机EM可以实现纯电动行驶，在这种情况下分离离合器K0打开，以便使变速器输入端GW1-A与连接轴AN脱开并且不连带拖曳内燃机VKM。此外，根据图4的实施方式与根据图3的方案相当，从而参照对此描述的内容。
最后，图5示出根据本发明第四构造可能方案的变速器G的示意图，该第四构造可能方案在此在很大程度上与根据图4的方案相当。在此，唯一的区别在于，电机EM现在不是同轴于驱动轴GW1定位，而是相对于该驱动轴轴线位错地安置。在此，电机EM的转子R经由两个圆柱齿轮级SS1和SS2与驱动轴GW1耦联，其中，圆柱齿轮级SS1通过不可相对转动地定位在驱动轴GW1上的圆柱齿轮SR1和与圆柱齿轮SR1处于啮合并且同时也是圆柱齿轮级SS2一部分的圆柱齿轮SR2形成。因此，圆柱齿轮SR2除了与圆柱齿轮SR1啮合外，也与另一不可相对转动地与电机EM的转子R连接的圆柱齿轮SR3啮合。此外，根据图5的实施方式与根据图4的方案相当，从而参照对此描述的内容。
在图6中以表格方式示出图2至5中的各个变速器G的示例性的换挡示意图。如可看出的那样，在这里相应地可以实现总共六个前进挡1至6以及一个倒挡R1，其中，在换挡示意图的各列中分别用X表征切换元件K1、K2、B1、B2和B3之中的哪个切换元件相应地在前进挡1至6之中的哪个挡和倒挡R1中是闭合。在此，在前进挡1至6之中的每个挡和倒挡R1中总是闭合切换元件K1、K2、B1、B2和B3之中的两个切换元件，其中，在相继地切换前进挡1至6时分别要打开参与的切换元件之一并且接着要闭合另一个切换元件。
如在图6中可看出的那样，第一前进挡1通过操纵第一切换元件K1和第三切换元件B1接通，其中，由此出发通过打开第三切换元件B1并接着闭合第四切换元件B2来形成第二前进挡2。此外，然后可以通过再打开第四切换元件B2并闭合第五切换元件B3来切换到第三前进挡3。由此出发，然后通过打开第五切换元件B3并闭合第二切换元件K2便得到第四前进挡4。在此之后，通过打开第一切换元件K1并操纵第五切换元件B3得到第五前进挡5，其中，由此出发通过再打开第五切换元件B3并且闭合第四切换元件B2来切换到第六前进挡6中。
在倒挡R1中机动车的倒退行驶也可以在经由内燃机VKM驱动时实现，而该倒挡通过闭合第三切换元件B1和第五切换元件B3接通。
变速器G的在图4和5中示出的混合方案也可以按相同的方式在图2的方案中应用。
借助按照本发明的构造方案可以实现具有紧凑构造和良好效率的变速器。
附图标记
G 变速器
GG 不可转动的构件
P1 第一行星齿轮组
E11 第一行星齿轮组的第一元件
E21 第一行星齿轮组的第二元件
E31 第一行星齿轮组的第三元件
SO1 第一行星齿轮组的太阳轮
PS1 第一行星齿轮组的行星架
HO1 第一行星齿轮组的齿圈
P2 第二行星齿轮组
E12 第二行星齿轮组的第一元件
E22 第二行星齿轮组的第二元件
E32 第二行星齿轮组的第三元件
SO2 第二行星齿轮组的太阳轮
PS2 第二行星齿轮组的行星架
HO2 第二行星齿轮组的齿圈
P3 第三行星齿轮组
E13 第三行星齿轮组的第一元件
E23 第三行星齿轮组的第二元件
E33 第三行星齿轮组的第三元件
SO3 第三行星齿轮组的太阳轮
PS3 第三行星齿轮组的行星架
HO3 第三行星齿轮组的齿圈
K1 第一切换元件
IT1 内片载体
BE1 操纵元件
K2 第二切换元件
IT2 内片载体
BE2 操纵元件
B1 第三切换元件
B2 第四切换元件
B3 第五切换元件
1 第一前进挡
2 第二前进挡
3 第三前进挡
4 第四前进挡
5 第五前进挡
6 第六前进挡
R1 倒挡
GW1 驱动轴
GW1-A 变速器输入端
GW2 从动轴
GW2-A 变速器输出端
EM 电机
S 定子
R 转子
AN 连接轴
K0 分离离合器
VKM 内燃机
TS 扭转减振器
AG 车桥主减速器
DW 驱动轮
VL1 供给管路
VL2 供给管路
L1 管路
L2 管路
SS1 圆柱齿轮级
SS2 圆柱齿轮级
SR1 圆柱齿轮
SR2 圆柱齿轮
SR3 圆柱齿轮

Claims (11)

1.用于机动车的变速器(G)，包括驱动轴(GW1)和从动轴(GW2)以及第一行星齿轮组(P1)、第二行星齿轮组(P2)和第三行星齿轮组(P3)，第一行星齿轮组(P1)和第二行星齿轮组(P2)共同设置在一个齿轮平面中并且第一行星齿轮组(P1)设计成正传动比行星齿轮组，而第二行星齿轮组(P2)作为负传动比行星齿轮组存在，其中设有五个切换元件(K1、K2、B1、B2、B3)，通过选择性操纵这五个切换元件，能将行星齿轮组(P1、P2、P3)相互耦联，同时在驱动轴(GW1)和从动轴(GW2)之间接通不同的挡(1至6、R1)，其特征在于：
驱动轴(GW1)不可相对转动地与第一行星齿轮组(P1)的太阳轮(SO1)相连接，并且一方面能经由第一切换元件(K1)而与第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)不可相对转动地耦联以及另一方面能借助第二切换元件(K2)而与第二行星齿轮组(P2)的行星架(PS2)不可相对转动地耦联，
第二行星齿轮组(P2)的行星架(PS2)不可相对转动地与第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)相连接并且能与该第三元件一起经由第三切换元件(B1)固定在不可转动的构件(GG)上，
第一行星齿轮组(P1)的齿圈(HO1)和第二行星齿轮组(P2)的太阳轮(SO2)不可相对转动地相互连接并且能共同地借助第四切换元件(B2)固定在不可转动的构件(GG)上，第一行星齿轮组(P1)的行星架(PS1)能与该不可转动的构件经由第五切换元件(B3)不可相对转动地连接，
第二行星齿轮组(P2)的齿圈(HO2)和第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)不可相对转动地相互连接并且共同不可相对转动地与从动轴(GW2)处于连接，
并且第三切换元件(B1)、第四切换元件(B2)和第五切换元件(B3)沿径向定位在外围并且沿轴向定位在所述三个行星齿轮组(P1、P2、P3)和第二切换元件(K2)设置所在的区域的高度处。
2.根据权利要求1所述的变速器(G)，其特征在于，在第一切换元件(K1)和/或第二切换元件(K2)中在驱动轴侧集成有相应的液压操纵元件(BE1、BE2)，在驱动轴(GW1)中分布有配设于相应操纵元件(BE1、BE2)的供给管路(VL1、VL2)。
3.根据权利要求2所述的变速器(G)，其特征在于，相应的液压操纵元件(BE1、BE2)集成在第一切换元件(K1)的和/或第二切换元件(K2)的相应的内片载体(IT1、IT2)中，其中，相应的内片载体(IT1、IT2)不可相对转动地与驱动轴(GW1)相连接。
4.根据权利要求2或3所述的变速器(G)，其特征在于，在所述驱动轴(GW1)中分布有另外的管路(L1)，经由该另外的管路能向第一切换元件(K1)引导润滑剂用于冷却。
5.根据权利要求1至4之一所述的变速器(G)，其特征在于，不可转动的构件(GG)设有通向第五切换元件(B3)的管路(L2)，经由该管路能向第五切换元件(B3)引导润滑剂用于冷却。
6.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述第三切换元件(B1)构造成形锁合的切换元件。
7.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述第三行星齿轮组(P3)设计成负传动比行星齿轮组，在该负传动比行星齿轮组中第一元件(E13)通过太阳轮(SO3)形成，第二元件(E23)通过行星架(PS3)形成并且第三元件(E33)通过齿圈(HO3)形成。
8.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述驱动轴(GW1)与电机(EM)的转子(R)耦联。
9.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述驱动轴(GW1)与分离离合器(K0)相连接，驱动轴(GW1)能经由该分离离合器不可相对转动地与连接轴(AN)连接。
10.根据上述权利要求之一所述的变速器，其特征在于，所述从动轴借助至少一个补充传动级而与从动装置耦联。
11.机动车动力传动系，包括根据权利要求1至10中的一项或多项所述的变速器(G)。
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