CN113710927A - 变速器、动力传动系和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变速器(G)，该变速器包括输入轴(10)、第一输出轴(11)、第二输出轴(12)、第一行星齿轮组(P1)以及连接到第一行星齿轮组的第二行星齿轮组(P2)，行星齿轮组(P1，P2)中的每个行星齿轮组包括多个元件(E11，E21，E31，E12，E22，E32)，其中，‑第一输出轴(11)旋转地固定到第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)，‑第二输出轴(12)旋转地固定到第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)，‑第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)通过轴(3)旋转地固定到第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)，并且‑第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)固定到旋转固定的部件(GG)。变速器附加地包括第三行星齿轮组(P3)，该第三行星齿轮组包括三个元件(E13，E23，E33)和两个换挡元件(K1，B1)，其中，‑第一换挡元件(K1)被设计为以旋转固定的方式连接第三行星齿轮组(P3)的两个元件来使得第三行星齿轮组闭锁，‑第二换挡元件(B1)被设计为将第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)固定到旋转固定的部件(GG)，‑第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)通过中间轴(14)旋转地固定到第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)，并且‑第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)旋转地固定到输入轴(10)。

Description

变速器、动力传动系和车辆
本发明涉及一种变速器，该变速器包括输入轴、第一输出轴、第二输出轴、第一行星齿轮组以及连接到第一行星齿轮组的第二行星齿轮组，其中，每个行星齿轮组包括多个元件，其中，2速变速器连接在变速器的上游。本发明附加地涉及一种动力传动系和一种具有这种变速器的车辆。
这种变速器从现有技术中已知，例如从DE 10 2011 079 975 A1中已知。这种变速器允许作为输出转矩与输入转矩的比率的转矩转换、以及作为输入转速与输出转速的比率的传动比。此外，已知将2速变速器连接在上述变速器的上游。
DE 10 2018 112 880 A1公开了一种集成式差速器。
本发明的目的是改进已知的集成式差速器，特别是将2速变速器连接在已知的集成式差速器的上游，以便由此允许更紧凑且更成本有效的驱动机器并且改进动力传动系的效率。
该目的通过具有专利权利要求1的特征的变速器和如权利要求24所述的动力传动系以及具有专利权利要求25的特征的车辆来实现。
以已知的变速器为起点，变速器的区别首先在于输入轴、两个输出轴、行星齿轮组以及行星齿轮组的元件被布置和设计成使得通过输入轴引入的转矩被转换并在两个输出轴之间以限定的比率分配，并且防止了总和转矩的出现。第一行星齿轮组的至少一个元件连接到第二行星齿轮组的另一个元件，并且第二行星齿轮组的另一元件固定在旋转地固定的部件上。
本发明的上下文中的“轴”应理解为变速器的可旋转部件，变速器的相关联部件在各自情况下通过该可旋转部件以旋转固定的方式彼此连接，或者通过该可旋转部件在对应的换挡元件致动时产生这种连接。这里，相应的轴可以轴向地或径向地或者既轴向地又径向地将部件彼此连接。因此，相应的轴也可以作为中间件存在，相应的部件通过该中间件例如径向地连接。
这些元件特别地以太阳齿轮、行星架和环齿轮的形式存在。
本发明上下文中的“轴向”应理解为在纵向中心轴线的方向上的取向，行星齿轮组沿着该纵向中心轴线布置成彼此处于同轴。“径向”则应理解为位于此纵向中心轴线上的轴的直径方向上的取向。
如果元件是固定的，则防止了其旋转运动。变速器的旋转固定的部件优选地可以是永久固定的部件，优选地变速器的壳体、这种壳体的一部分或者以旋转固定的方式连接到该壳体的部件。
与现有技术不同的是，没有形成例如差速器壳上的总和转矩。防止出现总和转矩意味着没有如下旋转部件(输入轴、输出轴、行星齿轮组的元件)，即在该旋转部件上存在两个输出轴上的单独转矩的总和，现有技术中已知的差速器就是这种情况。
变速器可以例如以如下的方式被配置：
输入轴以旋转固定的方式连接到第一行星齿轮组的第一元件；
第一输出轴以旋转固定的方式连接到第一行星齿轮组的第二元件；
其中，第一行星齿轮组的第三元件以旋转固定的方式连接到第二行星齿轮组的第一元件；
其中，第二行星齿轮组的第二元件固定在变速器的旋转固定的部件上；
第二输出轴以旋转固定的方式连接到第二行星齿轮组的第三元件。
转矩转换的细节可以被如下理解：
变速器具有两个输出轴，输出轴的转矩总和相对于输入转矩描述了变速器的转换。最初没有限定相应输出轴的传动比。仅两个输出轴的联接(例如通过道路上车辆的车轮)产生限定的转速。如果两个输出轴以相同的转速旋转，例如在笔直向前行进期间，则如现有技术中那样，传动比可以形成为输入转速与两个相同输出转速中的一个之间的转速比。在所有其他情况中，根据当前的传动比定义，不可能指定变速器的传动比。
变速器的另一区别是第三行星齿轮组，该第三行星齿轮组包括三个元件和两个换挡元件以形成2速级。第一换挡元件被设计为通过第三行星齿轮组的两个元件的旋转固定连接来使得第三行星齿轮组闭锁。第二换挡元件被设计为将三个元件中的一个，特别是第三行星齿轮组的第一元件固定在旋转固定的部件上。第三行星齿轮组的第二元件通过中间轴以旋转固定的方式连接到第一行星齿轮组的第一元件。第三行星齿轮组的第三元件以旋转固定的方式连接到第一输入轴。
通过此变速器，一方面可以借助于壳体支撑件实现转矩转换，另一方面可以实现到输出轴的转矩分配。
此增速(step-up)变速器或多速变速器是变速器的组成部分，并且用于配置附加的增速，因为驱动机器的转速被提高，并且输入轴以此提高的转速被驱动。多速变速器或增速变速器以行星齿轮机构的形式存在。
因此，提供了一种变速器，特别是差速器，该变速器能够执行转矩转换和转矩分配两种功能(到目前为止已经通过两个单独的组件藉由单个整体组件实现了这两种功能)，并且附加地具有输入轴的可以被接通和断开的增速装置。换句话说，本发明涉及一种增速与差动组合变速器，该变速器附加地设置有上游的2速变速器。根据本发明的2速变速器的设置允许更好地利用例如电动机器特性图，从而提高驱动效率。
第一行星齿轮组和第二行星齿轮组可以彼此轴向相邻地布置。然而，第一行星齿轮组还可以径向地布置在第二行星齿轮组内部。在后一实施例的情况下，还谈及行星齿轮组的嵌套布置。
优选的是，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的两个互连元件(也就是说，第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第一元件)的齿部形成在同一部件上。
优选的是，第一行星齿轮组的第三元件上的齿部的齿距和第二行星齿轮组的第一元件上的齿部的齿距相同。相同的齿距允许连接部件或联接轴的轴向力自由度，结果是可以省去复杂的轴向支承装置。
螺旋齿部的齿距或导程应理解为沿着相关联的旋转轴线测量的轴向路径，当齿的概念延续超出带齿的轮的实际宽度时，需要产生齿围绕轴线的360°环绕。在螺纹的情况下，术语“螺距”以类似的方式是惯用的。因此，具有多个齿的螺旋带齿的轮与多线螺纹相当。在主轴的情况下，术语“导程”对于对应的变量也是惯用的。
优选的是，为了将转矩引入变速器，输入轴以及因此第三行星齿轮组的第三元件连接到驱动机器，特别是电动机器或内燃发动机。在电动机器的情况下，优选的是，电动机器的转子以旋转固定的方式连接到输入轴。优选的是，转子通过至少一个传动级连接到输入轴。
电动机器可以被布置成与行星齿轮组同轴或者与行星齿轮组轴向平行。在第一种情况下，电动机器的转子在这里可以以旋转固定的方式直接连接到第三行星齿轮组，或者通过一个或多个中间传动级联接到第三行星齿轮组，其中后者允许具有更高转速和更低转矩的电动机器的更有利的设计。这里，至少一个传动级可以被配置为直齿轮级和/或行星级。
相比之下，如果电动机器设置成与行星齿轮组轴向偏移，则联接通过一个或多个中间传动级和/或牵引装置驱动器而发生。这里，一个或多个传动级还可以具体地被实现为直齿轮级或行星级。牵引装置驱动器可以是皮带驱动器或链条驱动器。
在电动机器同轴布置的情况下，优选的是，第一输出轴被引导穿过电动机器的转子。因此，带有电动机器的变速器特别紧凑。
优选的是，第二行星齿轮组的固定传动比根据第一行星齿轮组的固定传动比的倒数减1被至少近似地计算出，也就是说：
Figure BDA0003310076080000041
对于两个行星齿轮组被配置为负行星齿轮组的情况(例如根据图2或图3)，在忽略传动损失的情况下，此计算规则在两个输出轴之间产生输出转矩的相应半分配。这在本发明用于在同一车桥的两个车轮之间分配转矩时是特别有利的。
如果需要一些其他的转矩分配，或者如果行星齿轮组被不同地配置(例如图4至图9)，可以以类似的方式定义计算规则(图19)。因为在实际状况下运行期间，朝向两个输出轴的不对称的传动损失可能导致如下事实，即为了在两个轴上获得相同的输出转矩，与计算规则的微小偏差是有利的，所以选择“至少近似”的表述。此外，使用这种措辞是因为有时不可能在保持整数的齿数和有利的齿数组合的同时精确地保持计算规则，例如在声学要求方面。
在图19中，对于关于权利要求15至20的齿轮组组合，以类似的方式指定了第二行星齿轮组的固定传动比对第一行星齿轮组的固定传动比的相应依赖性的计算规则。这些规则尽管忽略了传动损失，但在两个输出轴上均产生了相同水平并且有相同符号的输出转矩。
优选的是，第二行星齿轮组的行星轮的数量大于第一行星齿轮组的行星轮的数量。尽管使用了上述计算规则，但是这种配置使得可以实现大的传动比，由此进而允许特别紧凑且有成本效益的电动机器。优选的是，第二行星齿轮组具有六个行星轮，并且第一行星齿轮组具有四个行星轮。当然，即使不应用计算规则，第二行星齿轮组的数量也可能大于第一行星齿轮组的数量。
优选的是，驱动机器相对于行进方向横向地安装。优选的是，两个输出轴以旋转固定的方式连接到车辆的车轮。
优选的是，两个输出轴在车辆的不同车桥之间分配引入的转矩。因此，可以实现作为纵向分动箱(也称为纵向分配器)的布置，也就是说，例如在多个车桥之间，特别是在车辆的前车桥与后车桥之间分配引入的转矩的变速器。
变速器的转矩分配不必在输出轴上均匀地发生。特别是在作为纵向分动箱的实施例中，在一个车桥与另一个车桥之间可能发生不均匀的分配。例如，由输入轴提供的转矩的分配可以以这样的方式发生，即60％被输送到后车桥，并且40％被输送到前车桥。
第一行星齿轮组和第二行星齿轮组可以被配置为负行星齿轮组或正行星齿轮组。负行星齿轮组和正行星齿轮组的组合也是可能的。
负行星齿轮组以本领域技术人员原则上已知的方式包括以下元件：太阳齿轮、行星架和环齿轮，其中，行星架以可旋转安装的方式引导至少一个、但优选地多个行星齿轮，这些行星齿轮在各自情况下特别地与太阳齿轮和围绕的环齿轮均啮合。
在正行星齿轮组的情况下，还存在以下元件：太阳齿轮、环齿轮和行星架，其中，行星架引导至少一个行星齿轮副，在行星齿轮副中，一个行星齿轮与内部太阳齿轮啮合并且另一个行星齿轮与围绕的环齿轮啮合，并且这些行星齿轮彼此啮合。
在单独元件的连接允许的情况下，负行星齿轮组可以被转换成正行星齿轮组，在这种情况下，通过与作为负行星齿轮组的实施例相比，环齿轮和行星架连接将彼此交换，并且固定传动比的量将增加一。相反，如果变速器元件的连接允许，则正行星齿轮组也可以由负行星齿轮组代替。这里，通过与正行星齿轮组相比，环齿轮和行星架连接也将必须彼此交换，并且固定传动比减少了一，并且符号改变。然而，在本发明的上下文中，两个行星齿轮组优选地均被配置为负行星齿轮组。
优选的是，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组被配置为负行星齿轮组。这些行星齿轮组具有良好的效率，并且可以轴向地布置成挨着彼此和径向地嵌套。
在处于嵌套布置的负行星齿轮组和正行星齿轮组的组合情况下，优选的是，径向内部行星齿轮组是负行星齿轮组而径向外部行星齿轮组是正行星齿轮组。这里，一方面，仍然有可以用简单方式实现的嵌套能力。此外，在这一点上，固定环齿轮还提供了如下优点，即正行星齿轮组产生的(通常)较差的效率仅对单个输出轴有影响。
变速器的元件可以优选地如下配置：
a)具有两个负行星齿轮组的变速器，其中
-第一行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第一行星齿轮组的第二元件是行星架，并且
-第一行星齿轮组的第三元件是环齿轮，并且其中
-第二行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第二行星齿轮组的第二元件是行星架，并且
-第二行星齿轮组的第三元件是环齿轮。
作为第一构思，此变速器可以被指定为具有两个负行星齿轮组。
b)具有两个负行星齿轮组的变速器，其中
-第一行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第一行星齿轮组的第二元件是环齿轮，并且
-第一行星齿轮组的第三元件是行星架，并且其中
-第二行星齿轮组的第一元件是环齿轮，
-第二行星齿轮组的第二元件是行星架，并且
-第二行星齿轮组的第三元件是太阳齿轮。
作为第二构思，此变速器可以被指定为具有两个负行星齿轮组。
c)具有两个负行星齿轮组的变速器，其中
-第一行星齿轮组的第一元件是环齿轮，
-第一行星齿轮组的第二元件是行星架，并且
-第一行星齿轮组的第三元件是太阳齿轮，并且其中
-第二行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第二行星齿轮组的第二元件是行星架，并且
-第二行星齿轮组的第三元件是环齿轮。
作为第五构思，此变速器可以被指定为具有两个负行星齿轮组。
d)具有正行星齿轮组和负行星齿轮组的变速器，其中，第二行星齿轮组是负行星齿轮组，其中
-第一行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第一行星齿轮组的第二元件是环齿轮，并且
-第一行星齿轮组的第三元件是行星架，并且其中
-第二行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第二行星齿轮组的第二元件是行星架，并且
-第二行星齿轮组的第三元件是环齿轮。
此变速器可以说是带有正行星齿轮组的第一构思。
e)具有正行星齿轮组和负行星齿轮组的变速器，其中，第一行星齿轮组是负行星齿轮组，其中
-第一行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第一行星齿轮组的第二元件是行星架，并且
-第一行星齿轮组的第三元件是环齿轮，并且其中
-第二行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第二行星齿轮组(P2)的第二元件是环齿轮，并且
-第二行星齿轮组的第三元件是行星架。
此变速器可以说是带有正行星齿轮组的第一构思。
f)具有两个正行星齿轮组的变速器，其中
-第一行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第一行星齿轮组的第二元件是环齿轮，并且
-第一行星齿轮组的第三元件是行星架，并且其中
-第二行星齿轮组的第一元件是太阳齿轮，
-第二行星齿轮组的第二元件是环齿轮，并且
-第二行星齿轮组的第三元件是行星架。
此变速器可以说是带有两个正行星齿轮组的第一构思。
第三行星齿轮组可以轴向地布置成与第一和第二两个行星齿轮组中的一个相邻。然而，第三行星齿轮还可以轴向地布置成与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组两者相邻。
第一换挡元件可以特别地作为离合器存在，该离合器在致动时在各自情况下使变速器的在各自情况下直接连接到该离合器的这些部件在这些部件的旋转运动中适当地适配，然后将这些部件以旋转固定的方式彼此连接。
第二换挡元件可以特别地作为制动器存在，该制动器在致动时固定第三行星齿轮组的第一元件并且因此防止该第一元件的旋转运动。
如果行星齿轮组被闭锁，传动比始终为一，与齿数无关。换句话说，行星齿轮组作为一个整体运转。第三行星齿轮组的闭锁可以以这样的方式发生：第一换挡元件
-将第一元件连接到第三行星齿轮组的第二元件，
-将第一元件连接到第三行星齿轮组的第三元件，或者
-将第二元件连接到第三行星齿轮组的第三元件。
优选的是，第三行星齿轮组是负行星齿轮组，其中，第一元件是太阳齿轮，第二元件是行星架，并且第三元件是环齿轮。
作为替代方案，优选的是，行星齿轮组是正行星齿轮组，其中，第一元件是太阳齿轮，第二元件是环齿轮，并且第三元件是行星架。
优选的是，换挡元件中的至少一个被配置为动力换挡元件。
优选的是，换挡元件中的至少一个被配置为强制锁定元件，优选地为爪形换挡元件或同步器。
与非强制锁定换挡元件相比，强制锁定换挡元件具有在断开状态下发生的阻力损失较低的优点，结果是可以获得更好的变速器效率。
优选的是，两个换挡元件中的一个被配置为动力换挡元件，并且两个换挡元件中的另一个被配置为强制锁定元件。
在这个优选实施例中，可以将更快的速度指配给动力换挡元件，以便允许牵引模式下的动力换挡能力。相比之下，可以将较慢的齿轮指配给强制锁定元件。强制锁定元件可以特别地被配置成紧凑的，因为可以经常省去超速时的动力换挡。
优选的是，两个换挡元件被配置为双换挡元件，结果是可以省去一个换挡元件。
优选的是，第一输出轴被引导穿过第三行星齿轮组。优选的是，换挡元件彼此径向上下布置。上述两个特征在各自情况下独自地或彼此结合产生紧凑的变速器。
优选的是，中间轴被引导穿过第三行星齿轮组，特别是穿过第三行星齿轮组的第一元件。优选的是，中间轴至少部分地在径向上在第三行星齿轮组与第一输出轴之间被引导。优选的是，连接第三行星齿轮组的第一元件和第二换挡元件的连接元件在轴向上至少部分地布置在第一行星齿轮组与第三行星齿轮组之间。连接元件可以是轴。
关于中间轴和连接元件的上述三个特征在各自情况下独自地或者彼此结合产生了转子轴可以被安装成具有小直径的变速器。这允许使用允许高电动机器转速的小型滚动轴承。
优选的是，第三行星齿轮组的固定传动比的量小于第一行星齿轮组的固定传动比的量。优选的是，第三行星齿轮组的第一元件的齿直径大于第一行星齿轮组的第一元件的齿直径。上述两个特征在各自情况下独自地或彼此结合允许平衡的传动比顺序。因此，电动机器的尺寸可以被设置为紧凑的。此外，当使用一个或两个动力换挡元件时，一个或多个动力换挡元件的负载可以保持相对低。
变速器特别是混合动力或电动车辆的机动车辆动力传动系的一部分，并且于是被布置在机动车辆的被配置为内燃发动机或电动机器的驱动机器与动力传动系的其他部件之间，这些其他部件在力流方向上跟随以驱动机动车辆的车轮。这里，机构的输入轴优选地联接到内燃发动机的曲轴或电动机器的转子轴。变速器还可以是常规机动车辆的驱动系的一部分，也就是说，车辆仅由内燃发动机驱动。
变速器的两个部件以旋转固定的方式“连接”或“联接”或“彼此连接”的事实在本发明的上下文中意味着这些部件的永久联接，结果是它们不能彼此独立地旋转。在这方面，在这些部件之间不设置换挡元件，这些部件可以是行星齿轮组的元件和/或轴和/或变速器的旋转固定的部件；取而代之，对应的部件彼此固定联接。两个部件之间的扭转弹性连接也应理解为旋转固定。特别地，旋转固定的连接还可以包含接头，例如以允许车轮的转向运动或压缩。
总的来说，本发明允许提供一种变速器和具有这种变速器的车辆，该变速器具有整体设计，也就是说转矩转换和转矩分配，并且还具有紧凑和轴向短(特别是嵌套布置)的构造。而且，考虑到变速器的复杂度低，变速器的区别是效率高且成本低。出现的齿力明显更小。此外，可以减少卡住的问题。此外，可以实现极低的闭锁值。
本发明不限于主权利要求或其从属权利要求的特征的指定组合。还存在将各个特征相互组合的可能性，只要它们出现在权利要求、本发明的优选实施例的以下描述中或直接出现在附图中。权利要求通过使用附图标记而参考附图不是为了限制权利要求的保护范围。
在附图中展示了将在下面说明的本发明的有利实施例，在附图中：
图1a至图1e分别示出了机动车辆动力传动系的示意图；
图2至图5示出了在各自情况下的优选实施例中的在各自情况下可以用于图1的机动车辆动力传动系中的变速器的示意图；
图6示出了在优选实施例中的可以用于图1的机动车辆动力传动系中的变速器的示意图；
图7至图9示出了在各自情况下的优选实施例中的在各自情况下可以用于图1的机动车辆动力传动系中的变速器的示意图；
图10至图11示出了在各自情况下的优选实施例中的在各自情况下可以用于图1的机动车辆动力传动系中的变速器的示意图；
图12示出了根据图3的实施例的截面图；
图13至图16示出了本发明的操作原理的示意图；
图17示出了各个实施例的固定传动比的总览；并且
图18至图29以图3的变速器为例示出了与2速变速器相关的优选实施例。
图1a至图1e分别示出了乘用车辆形式的车辆1000的机动车辆动力传动系100的变速器G的示意图。
根据图1a的动力传动系100示出了驱动车辆1000的后车桥A的电动驱动器。动力传动系包括变速器G，该变速器在两个输出轴11与12之间分配电动机器EM的驱动转矩。变速器G和电动机器被布置在共用壳体中。向前行进方向由箭头99展示。从图1a中还可以看出，变速器G和电动机器EM相对于车辆的行进方向横向地定向。
根据图1b的动力传动系100示出了驱动车辆1000的后车桥A的内燃发动机驱动器。动力传动系包括变速器G，该变速器在两个输出轴11与12之间分配内燃发动机VM的驱动转矩，其中，车辆的另一个变速器(例如，自动变速器)被布置在变速器G与内燃发动机VM之间。向前行进方向由箭头99展示。从图1b中还可以看出，变速器G和内燃发动机VM相对于车辆的行进方向纵向地定向。
根据图1c的动力传动系100示出了驱动车辆1000的后车桥A和前车桥B的内燃发动机驱动器。动力传动系包括变速器G，该变速器在车桥A与车桥B之间分配内燃发动机VM的驱动转矩，其中，车辆的另一变速器(例如，自动变速器)被布置在变速器G与内燃发动机VM之间。然后变速器G可以通过输出轴11连接到后轮车桥A的车桥差速器，并且通过输出轴12连接到前车桥B的车桥差速器。向前行进方向由箭头99展示。从图1c中还可以看出，变速器G和内燃发动机VM相对于车辆的行进方向纵向地定向。
根据图1d的动力传动系100示出了驱动车辆1000的前车桥B的电动驱动器，也就是说，电动前横向驱动器。动力传动系包括变速器G，该变速器在两个输出轴11与12之间分配电动机器EM的驱动转矩。变速器G和电动机器被布置在共用壳体中。向前行进方向由箭头99展示。从图1d中还可以看出，变速器G和电动机器EM相对于车辆的行进方向横向地定向。
根据图1e的动力传动系100示出了驱动车辆1000的后车桥A和前车桥B的电动全轮驱动。这里关注的是被配置为纵向分配器的变速器。动力传动系包括变速器G，该变速器在两个输出轴11与12之间分配电动机器EM的驱动转矩。输出轴11将转矩传递给前车桥B，而输出轴12将转矩传递给后车桥A。然后相应的转矩又被引入相应的车桥差速器。变速器G和电动机器被布置在共用壳体中。向前行进方向由箭头99展示。从图1e中还可以看出，变速器G和电动机器EM相对于车辆的行进方向横向地定向。
图2至图9示出了变速器，这些变速器可以配备有第三行星齿轮组和两个换挡元件以用于使输入轴增速。图18给出了这种变速器的示例。
图2示出了第一优选实施例中的变速器G。变速器G包括输入轴10、第一输出轴11、第二输出轴12、第一行星齿轮组P1以及连接到第一行星齿轮组P1的第二行星齿轮组P2。在这种情况中，行星齿轮组P1和P2均被设计为负行星齿轮组。行星齿轮组P1、P2均包括多个元件E11、E21、E31、E12、E22、E32，其中第一元件E11是太阳齿轮SO1，第二元件E21是行星架PT1，并且第一行星齿轮组P1的第三元件E31是环齿轮HO1。在第二行星齿轮组P2中，第一元件E12是太阳齿轮SO2，第二元件E22是行星齿轮架PT2，并且第三元件E32是环齿轮HO2。行星齿轮架PT1、PT2均支承多个行星齿轮，这些行星齿轮被展示但未被指定。这些行星齿轮一方面与相应的径向内部太阳齿轮啮合，另一方面也与相应的围绕的环齿轮啮合。输入轴10、第一输出轴11和第二输出轴12彼此同轴地布置。两个行星齿轮组P1、P2也彼此同轴地布置。
在这种情况中，输入轴10以旋转固定的方式连接到第一元件E11。第一输出轴11以旋转固定的方式连接到第一行星齿轮组的第二元件E21。第二输出轴12以旋转固定的方式连接到第二行星齿轮组的第三元件E32。第一行星齿轮组P1的第三元件E31以旋转固定的方式连接到第二行星齿轮组P2的第一元件E12，而第二行星齿轮组P2的第二元件E22固定在旋转固定的部件GG上。旋转固定的部件GG是变速器G的变速器壳体。
第三元件E31(也就是说第一行星齿轮组P1的环齿轮HO1)和第一元件E12(也就是说第二行星齿轮组的太阳齿轮SO2)形成共用部件，在本情况下，该共用部件作为轴3存在。
如图2可以看出，输入轴10、第一输出轴11和第二输出轴12彼此同轴地布置。两个行星齿轮组P1、P2也彼此同轴地布置。根据此实施例，两个行星齿轮组P1、P2彼此轴向间隔开布置。
输入轴10可以连接到驱动机器，并且因此将输入转矩引入变速器G中。也就是说，输入轴和输出轴沿相同的方向旋转。借助于两个行星齿轮组P1、P2彼此连接和第二元件E22被支撑在壳体GG上，引入的输入转矩可以在两个输出轴11、12之间被分配。这里，变速器不仅执行增速变速器的功能，而且还附加地执行差动变速器的功能。也就是说，引入的转矩不仅被增大，而且还在不同的输出轴之间被分配。在此实施例中，没有发生旋转方向反转。
图3示出了变速器G的另外的优选实施例。与根据图2的实施例相比，根据图3的实施例示出了两个行星齿轮组P1、P2的径向嵌套布置。尽管根据图2的实施例提出了非常径向紧凑的解决方案，但是根据图3的实施例允许非常轴向紧凑的变速器G。这里，第一行星齿轮组P1形成径向内部行星齿轮组。第二行星齿轮组P2形成径向外部行星齿轮组。第一行星齿轮组P1因此径向地位于第二行星齿轮组P2的内侧。同样在此实施例中，第一行星齿轮组P1的第一环齿轮HO1与第二行星齿轮组的太阳齿轮SO2的连接也形成为单个部件，在这种情况中，该单个部件也作为轴3存在。在此实施例中，也没有发生旋转方向反转。
图4示出了另一优选实施例中的变速器G。与图2相比，第一行星齿轮组P1现在被设计为正行星齿轮组。也就是说，第一行星齿轮组的第三元件E31形成为与第二行星齿轮组的第一元件E12(也就是说太阳齿轮SO2)以旋转固定的方式相连接的行星齿轮架。第二元件E21现在形成为环齿轮HO1，并且以旋转固定的方式连接到第一输出轴11。第一行星齿轮组的第三元件E31和第二行星齿轮组的第一元件E12进而形成在相同的部件上，在本情况下，该部件作为轴3存在。另外，参考关于图2的说明。
图5示出了变速器G的另一优选实施例。与根据图2的实施例相比，两个行星齿轮组P1、P2现在都形成为正行星齿轮组。因此，第二元件E21形成为环齿轮HO1，并且以旋转固定的方式连接到第一输出轴11。第三元件E31现在形成为行星架PT1，并且以旋转固定的方式连接到第一元件E12，也就是说第二行星齿轮组P2的太阳齿轮SO2。第二行星齿轮组P2的第二元件E22现在形成为环齿轮HO2并且固定在旋转固定的部件GG上。相比之下，第二行星齿轮组P2的第三元件E32形成为行星架PT2，并且以旋转固定的方式连接到第二输出轴12。
在两个行星齿轮组P1、P2中，因此行星架和环齿轮的连接已经互换。另外，参考关于图2的说明。
图6示出了另一优选实施例中的变速器。与根据图2的实施例相比，第二行星齿轮组P2现在形成为正行星齿轮组，而在另一方面，第一行星齿轮组P1保持不变。因此，第二行星齿轮组P2的环齿轮HO2因此固定在壳体GG上。而且，行星架PT2以旋转固定的方式连接到第二输出轴12。因此，第二行星齿轮组的行星架和环齿轮连接已经互换。另外，参考关于图2的说明。
图7示出了变速器G的另一优选实施例。与根据图6的实施例相比，根据图7的实施例提供了径向嵌套的行星齿轮组P1、P2。径向内部行星齿轮组是第一行星齿轮组P1。径向外部行星齿轮组是第二行星齿轮组P2。另外，参考关于图6或图2的说明。
图8示出了另一优选实施例中的变速器G。关于根据图2的实施例，此实施例具有以下差异。一方面，设置了电动机器EM形式的驱动机器。电动机器EM包括安装在壳体上的定子S和转子R。电动机器EM的转子R以旋转固定的方式连接到第一元件E11，也就是说第一行星齿轮组的太阳齿轮SO1。另一个差异在于，第一行星齿轮组的第二元件E21形成为环齿轮HO1，并且以旋转固定的方式连接到第一输出轴11。而且，第一行星齿轮组P1的第三元件E31形成为行星架PT1，并且以旋转固定的方式连接到第二行星齿轮组P2的第一元件E12，该第一元件在本情况下形成为环齿轮HO2。第二行星齿轮组的第二元件E22继续形成为行星架PT2，并且固定在壳体GG上。因此，第三元件E32形成为太阳齿轮SO2，并且以旋转固定的方式连接到第二输出轴。在此优选实施例中，发生了输入转速的旋转方向反转。在此实施例中，行星齿轮组P1、P2的嵌套是不可能的。
换句话说，转矩的引入继续通过第一行星齿轮组P1的太阳齿轮SO1发生，而在另一方面，是通过环齿轮HO1来确保输出。与图2不同，第一行星齿轮组P1的行星架现在以旋转固定的方式连接到第二行星齿轮组的环齿轮HO2。与根据图2的实施例相比，第二行星齿轮组的输出相应地通过太阳齿轮SO2发生。
图9示出了变速器G的另一优选实施例。该实施例与根据图2的实施例相比具有以下差异。一方面，设置了电动机器EM形式的驱动机器，该驱动机器具有安装在壳体上的定子S和转子R。转子R以旋转固定的方式连接到输入轴10，此轴进而连接到第一行星齿轮组P1的第一元件E11，该第一元件在本情况下形成为环齿轮HO1。在这种情况中，第一输出轴11连接到第一行星齿轮组P1的第二元件E21，第二元件在本情况下作为行星架PT2存在。第一行星齿轮组P1的第三元件E31以旋转固定的方式连接到第一元件E12，也就是说第二行星齿轮组P2的太阳齿轮SO2，该第三元件在本情况下形成为太阳齿轮SO1。第二行星齿轮组的其余元件保持不变。
与根据图2的实施例不同，在根据图9的实施例中，转矩的引入通过第一行星齿轮组P1的环齿轮HO1发生，而第一行星齿轮组P1的输出继续通过行星架PT1发生。与图2相比，两个行星齿轮组P1、P2的连接通过共用太阳齿轮发生，该共用太阳齿轮在本情况下作为轴3存在。
图10示出了在另一优选实施例中具有根据本发明的变速器的车辆的动力传动系。变速器G是根据图2的优选实施例，对该图进行了参考。驱动机器形成为电动机器EM。电动机器EM具有安装在壳体上的定子S和转子R。转子R以旋转固定的方式连接到输入轴10。可以清楚地看到，电动机器EM与输入轴10和输出轴11、12同轴地布置。而且，电动机器因此与行星齿轮组P1、P2同轴地布置。输入轴10被配置为中空轴，第一输出轴11被引导穿过该中空轴。另外，参考关于图10的说明。
图11示出了在优选实施例中具有变速器G的另一动力传动系100。与根据图10的实施例相比，行星齿轮组P1、P2不是被轴向地布置成挨着彼此，而是彼此径向上下布置，也就是说嵌套。因此，变速器G是图3的优选实施例。另外，参考根据图10和图3的说明。
图12示出了根据图3的变速器G的优选实施例的截面图。位于中心的轴是输出轴11。在此图中，输入轴10与P1的太阳齿轮重合，也就是说，换句话说，输入轴10连接到第一行星齿轮组P1的太阳齿轮。第一行星齿轮组P1的太阳齿轮进而与第一行星齿轮组P1的行星齿轮啮合。第一行星齿轮组P1的行星齿轮进而与第一行星齿轮组P1的围绕的环齿轮啮合，其中，环齿轮同时形成第二行星齿轮组P2的太阳齿轮。第二行星齿轮组P2的太阳齿轮进而与第二行星齿轮组P2的行星齿轮啮合。第二行星齿轮组P2的行星齿轮又与第二行星齿轮组P2的围绕行星齿轮的环齿轮啮合。
可以清楚地看到，第二行星齿轮组的行星轮的数量大于第一行星齿轮组的行星轮的数量。根据该实施例，第二行星齿轮组具有六个行星轮，而另一方面，第一行星齿轮组具有四个行星轮。
通过此配置，可以实现大的传动比，这进而使得特别紧凑和有成本效益的电动机器成为可能。
然而，根据计算规则
Figure BDA0003310076080000151
在第二行星齿轮组P2上，大的传动比产生固定传动比，该固定传动比在量的方面上是小的。小的固定传动比进而引起小的行星直径。小的行星直径进而影响啮合接合，并且减少了行星轴承的安装空间。
已经发现，与第一行星齿轮组相比，第二行星齿轮组的更高行星轮数量抵消了这种影响。
下面的图13至图15示出了与现有技术(例如，DE 10 2011 079 975 A1)相比，本发明的力引入和力支撑。与现有技术相反的是具有特别是在图2和图3中已经描述的两个负行星齿轮机构的优选实施例。然而，这种考虑在细节上作必要的修改后也适用于其余实施例。
对于图13至图15，以下内容总体上适用：
在第一行星齿轮组P1上，输入轴10的转矩被转换成第一输出11的输出转矩。第一行星齿轮组P1的第三元件E31(同时也是第二行星齿轮组P2的第一元件E12)通过第三元件的反作用转矩回向驱动。允许第三元件E31的回向运动，结果是机械驱动力的一部分(在横向差动和直线向前行进的情况中优选地为50％)通过第一行星齿轮组P1被引导至第二行星齿轮组。
此外，回向旋转增加了与第一输出(11)的传动比(在环齿轮固定的情况下，固定传动比i0＝-3将仅允许传动比i＝4)。
在第二行星齿轮组P2中，在第一元件(E12)上引入的旋转方向(回向)借助于壳体支撑件(E22)而反转(向前)成第二输出(12)的驱动运动。这里，引入到第二行星齿轮组P2的转矩和被输送出到第二输出件(12)的转矩相加得到壳体支撑件转矩。这里，第二行星齿轮组P2仅传递机械动力的一部分，该部分被输送到第二输出件(12)(通常为50％)。仅部分动力作用在第二行星齿轮组P2上，结果是整体效率受到积极影响。
在现有技术中，转矩转换通常借助于壳体支撑件发生。这里，增速变速器的反作用转矩被直接输送到壳体中，并且不用于产生第二输出转矩。结果是，首先需要针对两个输出轴的总和转矩(原则是双倍转矩)来设计变速器。然后需要单独的差动变速器，以便将没有地方需要的这种形式的总和转矩再次分成两个输出转矩。
各个图13至15具体示出了：
图13示意性地示出了变速器G的第一行星齿轮组P1(右侧)和现有技术的直齿轮差速器的第一级(左侧)。从行星齿轮到太阳齿轮的力引入通过3个固定的啮合接合部并行发生。到第一输出轴的输出通过太阳齿轮发生。
与之相比，根据优选实施例的力引入通过八个移动的(即旋转的)啮合接合部并行发生。太阳齿轮SO1与四个行星齿轮之间存在四个啮合接合部。四个另外的啮合接合部在相应的行星齿轮与环齿轮HO1(未示出)之间起作用。到第一输出轴11的输出通过行星齿轮架PT1发生。技术效果在于作用在第一行星齿轮组上的齿力显著更小。
图14示意性地示出了变速器G的第二行星齿轮组P2(右侧)和现有技术的具有阶式行星轮第二级(左侧)。从行星齿轮到太阳齿轮的力引入通过3个固定的啮合接合部并行发生。到第二输出轴的输出通过太阳齿轮发生。
与之相比，根据优选实施例的第二行星齿轮组P2中的力引入通过6个移动的(即旋转的)啮合接合部并行发生。六个啮合接合部在各自情况下在六个行星齿轮中的一个与环齿轮HO2之间起作用。未展示承载六个行星齿轮的固定行星架PT2和太阳齿轮SO2。到第二输出轴12的输出通过环齿轮HO2发生。技术效果在于由于更大的有效直径和由于更大的可能行星轮的数量，作用在第二行星齿轮组上的齿力显著更小。
图15示意性地示出了将支撑转矩引入壳体中。在根据现有技术的阶式行星轮情况下(左侧)，到固定的环齿轮中的力引入通过3个平行的啮合接合部发生。
根据优选实施例，到固定行星架PT2中的力引入通过12个平行的啮合接合部发生。六个啮合接合部在太阳齿轮SO2与第二行星齿轮组的六个行星齿轮之间起作用。其他六个啮合接合部在第二行星齿轮组的每个行星齿轮与环齿轮HO2之间起作用。技术效果在于作用在第二行星架PT2上的齿力显著更小。
图16示出了(在图13至图15中更详细地展示的)原理的另一视图。
根据本发明的齿轮组中的最大转矩(右侧)对应于单个齿轮的输出转矩。遵循物理定律，仅壳体支撑件具有高转矩因数。
根据现有技术的阶式行星齿轮组(左侧)由输入转矩Man产生全部输出转矩，也就是说两个齿轮的总和转矩。差速器将此高转矩分为两个半齿轮转矩Man1和Man2。
附图在转矩通过变速器的路径上在量的方面用符号展示了转矩。那里并未展现旋转的方向。
图17给出了各个实施例的固定传动比的计算规则的概图。在忽略传动损失的情况下，它们在各自情况下在两个输出轴(11，12)上产生相同水平和相同符号的输出转矩。i01表示第一行星齿轮组P1的固定传动比。i02表示第二行星齿轮组P2的固定传动比。取决于变速器的用途，可以选择具有对应的固定传动比的一个行星齿轮组配置。
下面的图描述了将第三行星齿轮组P3形式的2速变速器实现到上述变速器中。
这里，图18至图29示出了关于作为负齿轮组或正齿轮组的第三行星齿轮组P3的设计的双速变速器的不同配置。在各自情况下还展示了各种闭锁变型。取决于变速器，可以相应地对行星齿轮组或闭锁变型进行12种修改。
图18示出了根据图3的变速器或根据图11的动力传动系的优选实施例，该变速器或动力传动系具有第三行星齿轮组和两个换挡元件以用于实现输入轴的增速。从关于图3和图11的描述开始，明确参考该描述，设置了第三行星齿轮P3和两个换挡元件来提高电动机器EM的驱动转速。
第三行星齿轮组P3被设计为负行星齿轮组，并且具有三个元件，即第一元件E13、第二元件E23和第三元件E33。第一元件E13作为太阳齿轮SO3存在，第二元件作为行星架PT3存在，并且第三元件E33作为环齿轮HO3存在。
第三行星齿轮组P3的第三元件E33(也就是说在本情况下的环齿轮HO3)连接到输入轴10。第二元件E23(也就是说在本情况下的行星架PT3)始终通过中间轴14连接到第一行星齿轮组P1的第一元件E11(在本情况下是太阳齿轮SO1)。电动机器EM的转子R连接到输入轴10。
在这一点上应该指出，根据图1至图11的实施例的输入轴10和根据图18的实施例的输入轴10是相同的。它们的共同点是都连接到驱动机器。现在仅第三行星齿轮组P3被布置在输入轴10与第一行星齿轮组P1的第一元件E11之间，因此结果是，相比之下，被驱动的可以是环齿轮HO3而不是太阳齿轮SO1。
可以通过将太阳齿轮SO3连接到环齿轮HO3来使得第三行星齿轮组P3闭锁。为此目的，设置了第一换挡元件，该第一换挡元件在致动状态下将太阳齿轮SO3连接到环齿轮HO3。第二换挡元件在致动状态可以将太阳齿轮SO3连接到壳体GG，结果是太阳齿轮SO3被固定。第一换挡元件被设计为离合器K1，而相比之下，第二元件被配置为制动器B1。
输出轴11被引导穿过中空形的输入轴10、中空形的太阳齿轮SO3并穿过转子R，结果是设置了非常紧凑的变速器。
如还可以看出的，离合器K1和制动器B1是彼此径向上下布置的，其中，在本情况下，制动器B1被径向布置在离合器K1的外部。两个换挡元件K1、B1都被径向地布置在第三行星齿轮组P3的外部。第三行星齿轮组和两个换挡元件轴向地放置在一方面第一行星齿轮组和第二行星齿轮组与另一方面电动机器之间。
连接元件16通过连接元件16将太阳齿轮SO3连接到离合器K1。该连接元件在轴向上部分地布置在第一行星齿轮组与第三行星齿轮组之间。
2速变速器的第一速度是通过使得制动器B1闭合(也就是说致动)来实现的。在第一速度下，离合器是断开的，也就是说没有被致动。2速变速器的第二速度通过致动离合器K1来实现。在第二速度下，制动器是断开的，也就是说没有被致动。
图19示出了根据图18的实施例的修改。相比之下，第三行星齿轮组P3的闭锁是通过将太阳齿轮SO3连接到行星架PT3而发生，从而产生了一个闭锁变型。另外，此实施例对应于根据图18的实施例。
图20示出了根据图18的实施例的修改。相比之下，第三行星齿轮组P3的闭锁是通过将环齿轮HO3连接到行星架PT3而发生，从而产生了一个闭锁变型。另外，此实施例对应于根据图18的实施例。
图21示出了本发明的另一实施例。运动学上，图21的实施例对应于根据图18的那个实施例。与之相比，第三行星齿轮组P3被配置为正行星齿轮组。而且，连接元件16在轴向上部分地布置在第三行星齿轮组P3与电动机器之间。
输入轴10仍然连接到第二元件E23，其中，元件E23现在是环齿轮HO3。转子R仍然连接到第三行星齿轮组P3的第三元件E33，其中，第三元件E33现在是行星架PT3。
制动器B1可以将太阳齿轮SO3固定在壳体GG上。离合器K1可以通过使得太阳齿轮SO3和行星架PT3相连接来使得第三行星齿轮组P3闭锁。另外，此实施例对应于根据图18的实施例。
图22示出了根据图21的实施例的修改。相比之下，第三行星齿轮组P3的闭锁是通过将环齿轮HO3连接到太阳齿轮而发生。另外，此实施例对应于根据图21的实施例。
图23示出了根据图21的实施例的修改。相比之下，第三行星齿轮组P3的闭锁是通过将行星架PT3连接到太阳齿轮SO3而发生。另外，此实施例对应于根据图21的实施例。
图24示出了本发明的另一实施例。与根据图18的实施例相比，转子不是连接到环齿轮HO3，而是连接到第一元件E13，也就是说，在本情况下连接到太阳齿轮SO3。此外，行星架PT3连接到太阳齿轮SO1。通过致动制动器B1，可以将环齿轮HO3固定在壳体GG上。通过致动离合器K1，使得太阳齿轮SO3和环齿轮HO3连接，其结果是第三行星齿轮组P3闭锁。另外，此实施例对应于根据图18的实施例。
图25示出了根据图24的实施例的修改。相比之下，第三行星齿轮组P3的闭锁是通过将太阳齿轮SO3连接到行星架PT3而发生，从而产生了一个闭锁变型。另外，此实施例对应于根据图24的实施例。
图26示出了根据图24的实施例的修改。相比之下，第三行星齿轮组P3的闭锁是通过将环齿轮HO3连接到行星架PT3而发生，从而产生了一个闭锁变型。另外，此实施例对应于根据图24的实施例。
图27示出了本发明的另一实施例，与根据图24的实施例相比，第三行星齿轮组P3被配置为正行星齿轮组。
因此，输入轴10仍然连接到第二元件E23，其中，第二元件E23在本情况下是环齿轮。
转子仍然连接到太阳齿轮SO3。
制动器B1可以将第三元件E33(在本情况下是行星架PT3)固定在壳体GG上。离合器K1可以通过连接第一元件(也就是说太阳齿轮SO3)和第三元件E33(也就是说行星架PT3)来使得第三行星齿轮组P3闭锁。另外，此实施例对应于根据图24的实施例。
图28示出了根据图27的实施例的修改。相比之下，第三行星齿轮组P3的闭锁是通过将太阳齿轮SO3连接到环齿轮HO3而发生，从而产生了一个闭锁变型。另外，此实施例对应于根据图27的实施例。
图29示出了根据图27的实施例的修改。相比之下，第三行星齿轮组P3的闭锁是通过将环齿轮HO3连接到行星架PT3而发生，从而产生了一个闭锁变型。另外，此实施例对应于根据图27的实施例。
在这一点上应该再次指出，第三行星齿轮组和2个换挡元件可以与图2和图4至图9中公开的所有变速器结合：
在根据图2的变速器的情况中，2速变速器的连接与根据图3的变速器的连接相同地发生，因为唯一的区别涉及到第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的布置。第一行星齿轮组相对于第二行星齿轮组的轴向间隔布置对第三行星齿轮组的连接和两个换挡元件没有影响。
在根据图4的变速器的情况中，2速变速器的连接与根据图3的变速器的情况下的连接相同地发生，因为唯一的区别涉及第一行星齿轮组转换成正行星齿轮组。这里，仅行星架和环齿轮连接被互换，这对第三行星齿轮组的连接没有影响。这是因为第三行星齿轮组与太阳齿轮SO1的连接特别是通过输入轴10发生的。第一行星齿轮组相对于第二行星齿轮组的轴向间隔布置对第三行星齿轮组的连接和两个换挡元件没有影响。
在根据图5的变速器的情况中，2速变速器的连接与根据图3的变速器的情况下的连接相同地发生，因为唯一的区别涉及到第一行星齿轮组和第二行星齿轮组转换成正行星齿轮组。这里，仅行星架和环齿轮连接被互换，这对第三行星齿轮组的连接没有影响。这是因为第三行星齿轮组与太阳齿轮SO1的连接特别是通过输入轴10发生的。第一行星齿轮组相对于第二行星齿轮组的轴向间隔布置对第三行星齿轮组的连接和两个换挡元件没有影响。
在根据图6的变速器的情况中，2速变速器的连接与根据图3的变速器的连接相同地发生，因为唯一的区别在于第二行星齿轮组转换成正行星齿轮组。这里，仅行星架和环齿轮连接被互换，这对第三行星齿轮组的连接没有影响。这是因为第三行星齿轮组与太阳齿轮SO1的连接特别是通过输入轴10发生的。第一行星齿轮组相对于第二行星齿轮组的轴向间隔布置对第三行星齿轮组的连接和两个换挡元件没有影响。
在根据图7的变速器的情况中，2速变速器的连接与根据图3的变速器的连接相同地发生，因为唯一的区别在于第二行星齿轮组转换成正行星齿轮组。这里，仅行星架和环齿轮连接被互换，这对第三行星齿轮组的连接没有影响。这是因为第三行星齿轮组与太阳齿轮SO1的连接特别是通过输入轴10发生的。
图2至图7对应于第一构思。在这些变速器中，关于将第三行星齿轮组转换成正行星齿轮组或闭锁变型的所有修改都是可能的，如图18至图29中通过图3的变速器的示例所示。
根据图8的变速器对应于第二构思。在根据图8的变速器的情况中，2速变速器的连接与根据图3的变速器的情况下的连接相同地发生。尽管与图3不同，第一输出轴11连接到环齿轮HO1并且行星架PT1连接到环齿轮HO2，但是这种变化仅涉及到第一行星齿轮组P1和第二行星齿轮组P2彼此的连接或者它们与壳体的连接。不受此影响的是输入轴10，该输入轴继续将转子R连接到太阳齿轮SO1。第一行星齿轮组相对于第二行星齿轮组的轴向间隔布置对第三行星齿轮组的连接和两个换挡元件没有影响。
根据图9的变速器对应于第三构思。在根据图9的变速器的情况中，2速变速器的连接发生了修改。根据图9，驱动通过环齿轮HO1发生。为了连接的目的，第三行星齿轮组P3的第三元件E33(负行星齿轮组中的环齿轮HO3)可以连接到转子。第三行星齿轮组P3的第二元件E23(负行星齿轮组中的行星架PT3)可以连接到输入轴10，该输入轴进而以旋转固定的方式连接到第一行星齿轮组P1的环齿轮HO1。通过离合器K1，太阳齿轮SO3可以连接到行星架PT3，并且以这种方式可以使得第三行星齿轮组P3闭锁。可以通过制动器B1固定太阳齿轮。
已经基于附图和说明书全面地描述和说明了本发明。描述和说明应被理解为示例而非限制。本发明不限于所公开的实施例。当使用本发明时，以及当精确地分析附图、公开内容和所附专利权利要求时，本领域技术人员将得到其他实施例或变型。
在专利权利要求中，词语“包括”和“具有”不排除存在另外的要素或步骤。不定冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除复数的存在。单个要素或单个单元可以执行专利权利要求中所述的多个单元的功能。在多个不同的从属专利权利要求中仅仅引用一些措施不应被理解为这些措施的组合也不能被有利地使用的效果。
附图标记清单
G 变速器
GG 旋转固定的部件、壳体
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
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
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
P1 第一行星齿轮组
P2 第二行星齿轮组
P3 第三行星齿轮组
SO 太阳齿轮
PT 行星架
HO 环齿轮
EM 电动机器
S 定子
R 转子
EW 电动机器的输入轴
SRS 直齿轮级
SR1 第一直齿轮
SR2 第二直齿轮
B1 换挡元件、制动器
K1 换挡元件、离合器
N 空挡位置
VM 内燃发动机
A 车辆后车桥
B 车辆前车桥
3 轴
10 输入轴
11 第一输出轴
12 第二输出轴
14 中间轴
15 接头
16 连接元件
20 车轮
99 向前行进方向
100 动力传动系
1000 车辆
i01 第一行星齿轮组的固定传动比
i02 第二行星齿轮组的固定传动比

Claims (25)

1.一种变速器(G)，包括输入轴(10)、第一输出轴(11)、第二输出轴(12)、第一行星齿轮组(P1)以及连接到所述第一行星齿轮组的第二行星齿轮组(P2)，其中，所述行星齿轮组(P1，P2)均包括多个元件(E11，E21，E31，E12，E22，E32)，其中，
-所述第一输出轴(11)以旋转固定的方式连接到所述第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)，
-所述第二输出轴(12)以旋转固定的方式连接到所述第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)，
-所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)通过轴(3)连接到所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)，并且
-所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)固定在旋转固定的部件(GG)上，
所述变速器进一步包括第三行星齿轮组(P3)，所述第三行星齿轮组包括三个元件(E13，E23，E33)和两个换挡元件(K1，B1)，其中
-第一换挡元件(K1)被设计为通过所述第三行星齿轮组(P3)的两个元件的旋转固定连接来使得所述第三行星齿轮组闭锁，
-第二换挡元件(B1)被设计为将所述第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)固定在所述旋转固定的部件(GG)上，
-所述第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)通过中间轴(14)以旋转固定的方式连接到所述第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)，
-所述第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)以旋转固定的方式连接到所述输入轴(10)。
2.如权利要求1所述的变速器，其中，所述第一换挡元件是离合器。
3.如权利要求1或2所述的变速器，其中，所述第二换挡元件是制动器。
4.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第一换挡元件被设计为将所述第三行星齿轮组的第一元件(E13)连接到所述第三元件(E33)。
5.如前述权利要求1至3之一所述的变速器，其中，所述第一换挡元件被设计为将所述第三行星齿轮组的第一元件(E13)连接到所述第二元件(E23)。
6.如前述权利要求1至3之一所述的变速器，其中，所述第一换挡元件被设计为将所述第三行星齿轮组的所述第二元件(E23)连接到所述第三元件(E33)。
7.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第三行星齿轮组是负行星齿轮组，其中，所述第一元件是太阳齿轮(SO3)，所述第二元件是行星架(PT3)，并且所述第三元件是环齿轮(HO3)。
8.如前述权利要求1至6之一所述的变速器，其中，所述第三行星齿轮组(P3)是正行星齿轮组，其中，所述第一元件是太阳齿轮(SO3)，所述第二元件是环齿轮(HO3)，并且所述第三元件是行星架(PT3)。
9.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述换挡元件中的至少一个换挡元件被配置为动力换挡元件。
10.如前述权利要求1至8之一所述的变速器，其中，所述换挡元件中的至少一个换挡元件被配置为强制锁定元件，优选地为爪形换挡元件或同步器。
11.如权利要求9或10所述的变速器，其中，所述两个换挡元件中的一个换挡元件被配置为动力换挡元件，并且所述两个换挡元件中的另一个换挡元件被配置为强制锁定元件。
12.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述两个换挡元件被配置为双换挡元件。
13.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第一输出轴被引导穿过所述第三行星齿轮组。
14.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述换挡元件彼此径向上下布置。
15.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第二行星齿轮组的行星轮的数量大于所述第一行星齿轮组的行星轮的数量。
16.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第一行星齿轮组(P1)和所述第二行星齿轮组(P2)的两个互连的元件(E31，E12)的齿部形成在同一部件上。
17.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)上的齿部的齿距和所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E21)上的齿部的齿距相同。
18.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第二行星齿轮组(P2)的固定传动比是根据所述第一行星齿轮组(P1)的固定传动比的倒数减1至少近似地计算的，即，
Figure FDA0003310076070000031
19.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述中间轴(14)被引导穿过所述第三行星齿轮组(P3)，特别是穿过所述第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)。
20.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述中间轴(14)至少部分地在径向上在所述第三行星齿轮组(P3)与所述第一输出轴(11)之间被引导。
21.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，连接所述第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)和所述第二换挡元件(B1)的连接元件(16)至少部分地在轴向上布置在所述第一行星齿轮组(P1)与所述第三行星齿轮组(P3)之间。
22.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第三行星齿轮组(P3)的固定传动比的量小于所述第一行星齿轮组(P1)的固定传动比的量。
23.如前述权利要求之一所述的变速器，其中，所述第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)的齿直径大于所述第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)的齿直径。
24.一种动力传动系，所述动力传动系具有如权利要求1至23之一所述的变速器。
25.一种车辆，所述车辆具有如权利要求24所述的动力传动系或如权利要求1至23之一所述的变速器。
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