CN116464745A - 机动车变速器、特别是电动车辆变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车变速器(6)、特别是电动车辆变速器。其包括驱动轴(9)、输出轴(10)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)，其中，驱动轴(9)被设置成用于与电机(5)联接。此外，至少在功能上设有第一换挡元件(A)、第二换挡元件(B)和第三换挡元件(C)。此外，本发明还涉及一种驱动单元(4)、一种驱动桥(3)以及一种电动车辆。

Description

机动车变速器、特别是电动车辆变速器
技术领域
本发明涉及一种机动车变速器、特别是电动车辆变速器，其包括：驱动轴，该驱动轴被设置成用于与驱动机连接；输出轴；以及第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组，它们分别具有形式为各一个太阳轮、各一个行星架和各一个齿圈的各一个第一元件、各一个第二元件和各一个第三元件，其中，至少在功能上设有第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件，并且其中，第一行星齿轮组的第一元件抗相对转动地与驱动轴连接，并且第三行星齿轮组的第二元件抗相对转动地与输出轴处于连接。此外，本发明还涉及一种带有前述机动车变速器的驱动单元、一种驱动桥以及一种电动车辆。
背景技术
在电动车辆中，部分在各自的传动系中在电动车辆的各自的电机和驱动轮之间设有机动车变速器，以便将电机的驱动运动特别是降挡传动给驱动轮。除了单速构造的变速器外，在电动商用车辆中在此也使用这样的变速器，在这些变速器中可以切换两个或两个以上的挡。
由WO 2015/082166 A1已知一种用于电动车辆的驱动单元，其中，这个驱动单元由电机和机动车变速器组装而成。机动车变速器除了三个行星齿轮组外也包括多个换挡元件，通过有选择操纵换挡元件能在切换不同挡的情况下将机动车变速器的驱动轴和输出轴联接起来。驱动轴在此抗相对转动地与电机的转子连接。行星齿轮组分别由各一个第一元件、各一个第二元件和各一个第三元件组成，这些元件中的其中一个元件设计成太阳轮、其中一个元件设计成行星架并且其中一个元件设计成齿圈。在行星齿轮组的所述元件中，其中一个元件在此与驱动轴并且因此也抗相对转动地与电机的转子连接，另一个元件则持续抗相对转动地与输出轴处于连接。
发明内容
基于前述现有技术，本发明现在所要解决的技术问题是，创造一种机动车变速器，借助该机动车变速器能在紧凑的结构下提供不同的挡。这种机动车变速器在此尤其应当适用于使用在电动车辆的驱动单元中。
该技术问题基于权利要求1的前序部分并结合其特征部分的特征解决。随后的从属权利要求分别重现了本发明的有利的扩展设计方案。具有按本发明的机动车变速器的驱动单元还是权利要求10和11的主题。此外，权利要求12和13涉及带有这种驱动单元的驱动桥。最后，权利要求14还具有一种电动车辆作为主题。
按照本发明，机动车变速器具有：驱动轴，该驱动轴被设置成用于与驱动机连接；输出轴；以及第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组，它们分别具有形式为各一个太阳轮、各一个行星架和各一个齿圈的各一个第一元件、各一个第二元件和各一个第三元件。此外，至少在功能上设有第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件。此外，第一行星齿轮组的第一元件抗相对转动地与驱动轴连接，第三行星齿轮组的第二元件则抗相对转动地与输出轴处于连接。
“轴”按照本发明指的是变速器的能旋转的构件，通过该构件可以实行在部件之间的力流引导，其中，为此在必要时操纵相关的、至少在功能上设置的换挡元件。各自的轴可以将部件在此轴向或径向相互连接或者既轴向也径向相互连接。因此各自的轴也可以作为中间件存在，通过该中间件仅实现了径向的连接。
“轴向”按照本发明指的是在变速器的纵向中轴线的方向上的定向，变速器的能旋转的部件的旋转轴线、特别是变速器的轴和行星齿轮组的元件平行于该定向布置。“径向”然后分别指的是在变速器的各自的部件的直径方向上的定向。
驱动轴在按本发明的机动车变速器中被设置成用于建立起与驱动机的驱动侧的联接。为此，驱动轴尤其装备有耦联部位，在耦联部位处可以形成驱动轴与驱动机的联接。在驱动机和驱动轴之间的这种联接以这样一种形式存在，即，在机动车变速器的已安装的状态下，在机动车变速器的驱动轴的转速和驱动机的转速之间总是有固定的转速比。因此在本发明的范畴内在驱动轴和驱动机之间必要时还设有至少一个另外的传动级，如圆柱齿轮级和/或行星齿轮级，通过该另外的传动级可以提供驱动机的转动运动到驱动轴的预变速。但特别优选在按本发明的机动车变速器的驱动轴处完成了驱动机的抗相对转动的连接，因而驱动机和驱动轴在运行中在同一转速下运转。
机动车变速器尤其涉及到电动车辆变速器，其被设置成用于，在驱动轴处与形式为电机的驱动机连接。这个电机的转子在此可以如之前所说明的那样通过至少一个处于中间的传动级与变速器的驱动轴联接。但电机的转子在按本发明的机动车变速器的已安装的状态下特别优选与驱动轴抗相对转动地连接。
在按本发明的机动车变速器中，驱动轴和输出轴尤其彼此同轴布置，其中，进一步优选的是，行星齿轮组也与驱动轴和输出轴同轴地安置。由此可以实现机动车变速器的径向特别紧凑的结构。
行星齿轮组分别由各一个第一元件、各一个第二元件和各一个第三元件组装而成，其中，各个行星齿轮组的元件在此由各一个太阳轮、各一个行星架和各一个齿圈形成。在此，各个行星齿轮组特别优选作为负行星齿轮组存在，此时各自的行星架以能转动地被支承的方式引导至少一个行星轮，其中，至少一个行星轮在此既与各自的太阳轮也与各自的齿圈处于齿啮合。在各行星齿轮组设计成负行星齿轮组时，各行星齿轮组的第一元件就尤其涉及各自的太阳轮，各行星齿轮组的第二元件涉及各自的行星架并且各行星齿轮组的第三元件涉及各自的齿圈。
作为对此的备选，原则上也可以将行星齿轮组中的一个或多个行星齿轮组分别构造成正行星齿轮组。在这种情况下，在各自的行星架中然后以能转动的方式支承有至少一个行星轮对，行星轮对的行星轮中，一个行星轮与各自的太阳轮处于齿啮合并且一个行星轮与各自的齿圈处于齿啮合。此外，至少一个行星轮对的行星轮彼此啮合。与作为负行星齿轮组的设计方案不同的是，各行星齿轮组的第一元件优选涉及太阳轮，各行星齿轮组的第二元件涉及齿圈并且各行星齿轮组的第三元件涉及行星架。此外，各行星齿轮组的固定传动比相比作为负行星齿轮组的设计方案提高了1。但如之前已经说明的那样，按照本发明，所有的行星齿轮组均优选设计成负行星齿轮组。进一步优选的是，在按本发明的电动车辆变速器中，在此设置正好三个行星齿轮组。
按本发明的机动车变速器至少在功能上具有第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件，通过有选择操纵这些换挡元件尤其可以在驱动轴和输出轴之间提供不同的挡。在按本发明的机动车变速器中，在功能上特别优选设有正好三个换挡元件，其中，通过这些换挡元件能在驱动轴和输出轴之间进一步优选切换正好三个不同的挡。但原则上在本发明的范畴内除了第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件外至少在功能上也还可以设置一个或多个另外的换挡元件。
“至少在功能上”设置各换挡元件，按照本发明意味着，在按本发明的机动车变速器中至少体现各换挡元件的各自的功能。在此，所述换挡元件实际上尤其在物理上作为单个换挡元件存在或者它们的功能通过另一个部件，如换挡装置来体现。体现功能的部件在此就可以联合一个装置中两个或两个以上的换挡元件的功能。
本发明现在包含的技术教导是，第一行星齿轮组的第三元件和第三行星齿轮组的第三元件分别被固定。此外，第一行星齿轮组的第二元件和第二行星齿轮组的第一元件抗相对转动地相互连接，第二行星齿轮组的第二元件和第三行星齿轮组的第一元件抗相对转动地相互连接。第二行星齿轮组的第三元件可以通过第一换挡元件固定以及借助第二换挡元件抗相对转动地与输出轴连接。最后，第二行星齿轮组的元件中的其中两个元件可以通过第三换挡元件被置于抗相对转动地相互连接。
与此对应，在按本发明的电动车辆变速器中，第一行星齿轮组的第一元件持续抗相对转动地与驱动轴连接，因此驱动轴和第一行星齿轮组的第一元件始终在同一转速下运转。此外，输出轴和第三行星齿轮组的第二元件持久抗相对转动地相互连接，因此第三行星齿轮组的第二元件和输出轴也始终具有相同的转速。第一行星齿轮组的第三元件和第三行星齿轮组的第三元件被持续地固定，因而无论是第一行星齿轮组的第三元件还是第三行星齿轮组的第三元件均持续地被防止转动运动。第一行星齿轮组的第二元件和第二行星齿轮组的第一元件持久抗相对转动地相互连接并且与此对应始终共同地用同一转速旋转。此外，第二行星齿轮组的第二元件和第三行星齿轮组的第一元件持续抗相对转动地相互连接并且始终共同地旋转。
按照本发明，持久抗相对转动的各个连接优选分别通过各一个处于中间的轴实现，处于中间的轴在此能一体地存在或由多部分组成地存在。此外，在本发明的范畴内也考虑到了各如下设计方案，在该设计方案中，各自的轴与一个或两个与之抗相对转动地连接的部件一体地设计，其中，当变速器的持久地相互连接的部件在空间上紧密地排列在一起时，就尤其实现了后者。
第一换挡元件的闭合导致了第二行星齿轮组的第三元件的固定，因而这个第三元件随后被防止转动运动。反过来，若第二换挡元件转入闭合的状态，那么第二行星齿轮组的第三元件抗相对转动地与输出轴连接，这导致了第二行星齿轮组的第三元件和输出轴的共同的旋转。第三换挡元件在闭合的状态下负责在第二行星齿轮组的两个元件之间的抗相对转动的连接，这导致了对第二行星齿轮组的锁止和因此对其整体绕转(Blockumlauf)。
第一行星齿轮组的第三元件的和第三行星齿轮组的第三元件的分别持久地固定的状态以及第二行星齿轮组的第三元件通过第一换挡元件来固定分别特别是通过如下方式完成，即，各自的元件抗相对转动地与持久地固定的结构元件连接或者将其抗相对转动地与之连接。在此，持久固定的结构元件优选涉及到机动车变速器的变速器壳体、变速器壳体的一部分或者与之抗相对转动地连接的部件。第一行星齿轮组的第三元件和/或第三行星齿轮组的第三元件在此也可以分别与持久地固定的结构元件一体地设计。
在至少在功能上存在的第三换挡元件的被操纵的状态下，第二行星齿轮组的三个元件中的其中两个元件抗相对转动地相互连接，因而第二行星齿轮组被锁止。在本发明的范畴内，在此在至少在功能上存在的第三换挡元件的被操纵的状态下，第二行星齿轮组的第一元件和第二元件抗相对转动地相互连接、第二行星齿轮组的第一元件和第三元件抗相对转动地相互连接或者第二行星齿轮组的第二元件和第三元件抗相对转动地相互连接。
机动车变速器的按本发明的设计方案具有的优点是，通过换挡元件可以在驱动轴和输出轴之间切换不同的挡，因此在机动车变速器的已安装状态下也用不同的传动比将接在上游的驱动机的驱动运动进行变速。尤其结合带有形式为电机的驱动机的机动车变速器，由此可以创造出一种适用于使用在电动车辆中的驱动单元。这在此基于按本发明的机动车变速器的结构用一种紧凑的结构实现，因而也能直接布置在电动车辆的一个区域中，在该区域中例如在各自的驱动桥处产生了驱动运动。
在按本发明的机动车变速器中，通过闭合第一换挡元件产生了在驱动轴和输出轴之间的第一挡，通过操纵第二换挡元件则可以切换在驱动轴和输出轴之间的第二挡。此外，通过闭合第三换挡元件提供了在驱动轴和输出轴之间的第三挡。由此以有利的方式通过经由三个行星齿轮组的相应的传力引导恰当地实现机动车变速器的挡。在此，可以通过在两个换挡元件之间切换实现在挡之间的连续相继地的切换。因此为了从第一挡切换到第二挡，打开第一换挡元件并且紧接着操纵第二换挡元件，为了从第二挡切换到第三挡，打开第二换挡元件以及闭合第三换挡元件。
优选将换挡元件设计成形状锁合的换挡元件，其中，它们特别优选构造成非同步的牙嵌式换挡元件。换挡元件作为形状锁合的换挡元件的设计方案的优点是，在各换挡元件的打开的状态下在这个换挡元件处没有出现或者仅出现了很小的拖曳损失。由此可以改进机动车变速器的效率。但作为对此的备选，也可以将单独的或者多个换挡元件设计成形式为锁定同步机构的形状锁合的换挡元件。此外，备选也考虑将其中单个或多个换挡元件设计成传力锁合的换挡元件，其中，它们在此尤为优选地可以作为多片式换挡元件存在。由此可以有利地在负荷下操纵各换挡元件。
本发明的一种实施方式在于，第三换挡元件在被操纵时将第二行星齿轮组的第三元件抗相对转动地与第二行星齿轮组的第一元件或与第二行星齿轮组的第二元件连接。在这种情况下，在至少在功能上存在的第三换挡元件被操纵的状态下通过如下方式锁止第一行星齿轮组，即，第二行星齿轮组的第三元件要么被置于抗相对转动地与第二行星齿轮组的第一元件连接，要么被置于抗相对转动地与第二行星齿轮组的第二元件处于连接。
在两种前述变型方案的组合的一种扩展设计方案中，第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件由换挡装置形成，该换挡装置的联接元件可以定位在第一换挡位置、第二换挡位置和第三换挡位置中。在此，所述联接元件在第一换挡位置中在功能上体现了第一换挡元件的经操纵的状态并且固定第二行星齿轮组的第三元件。在第二换挡位置中，联接元件在功能上体现了第二换挡元件的经操纵的状态，并且将第二行星齿轮组的第三元件抗相对转动地与输出轴连接。此外，联接元件在第三换挡位置中在功能上以如下方式体现了第三换挡元件的经操纵的状态，即，联接元件将第二行星齿轮组的第三元件要么抗相对转动地与第二行星齿轮组的第一元件连接，要么抗相对转动地与第二行星齿轮组的第二元件连接。通过换挡装置来体现第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件的功能具有的优点是，可以因此以紧凑的方式和较少数量的结构元件实现各自的抗相对转动的连接。
联接元件特别优选也可以在换挡位置之间定位在各一个空挡位置中，其中，在各个空挡位置中分别不进行第二行星齿轮组的第三元件的联接。就此而言，通过联接元件可以在第一换挡位置和第二换挡位置之间占据第一空挡位置以及可以在第二换挡位置和第三换挡位置之间占据第二空挡位置。
换挡装置的联接元件在此特别优选按移动套筒的样式设计，移动套筒在每一个引导齿部处抗相对转动地并且能轴向移动地在齿部上被引导，其中，这个齿部在此抗相对转动地与第二行星齿轮组的第三元件处于连接。此外，这种联接元件尤其装备有至少一个啮合齿部，联接元件用该啮合齿部在各自的换挡位置中啮合到各相关的齿部中。在此，齿部分别抗相对转动地与机动车变速器的一个或多个如下部件连接，所述部件在各个换挡位置中分别通过联接元件抗相对转动地与第二行星齿轮组的第三元件连接。联接元件在此特别优选具有三个啮合齿部。
按照本发明的一种设计方案可能性，输出轴与差速器联接。这种差速器在此尤其涉及横向差速器，其进一步优选设计成锥齿轮差速器。在此，优选通过横向差速器将传递给机动车变速器的输出轴的驱动运动分配到电动车辆的驱动桥的驱动轴上。输出轴在此尤其与差速器的差速器壳联接，其中，在此可以以如下方式完成这种联接，即，输出轴抗相对转动地与差速器壳连接或者承载圆柱齿轮，圆柱齿轮与差速器壳的驱动冠状齿轮处于齿啮合。此外，差速器也可以涉及纵向差速器，通过其将驱动功率分配到多个驱动桥上。
按照本发明的一种实施方式，行星齿轮组按第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的顺序布置到驱动轴的用于将驱动轴与驱动机联接起来的耦联部位上。由此可以达到按本发明的电动车辆变速器的合适的结构。但在本发明的范畴内，接着也可以将行星齿轮组轴向另行布置到耦联部位上。
在前述实施方式的扩展设计方案中，第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件还轴向布置在第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间。若第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件在此由共同的换挡装置形成，那么这种换挡装置优选轴向设置在第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间。在最后提到的情况下，伺服促动器同样轴向置放在第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间，在功能上形成了第一换挡元件、第二换挡元件和第三换挡元件的换挡装置的联接元件可以通过该伺服促动器被分别转入到第一换挡位置、第二换挡位置和第三换挡位置中。这种伺服促动器在此特别优选相对第二行星齿轮组和第三行星齿轮组径向外置地布置并且通过处于中间的换挡杆与联接元件连接。
此外，本发明的主题还是一种驱动单元，该驱动单元优选涉及电气的车桥驱动单元并且该驱动单元除了设有电机外还设有按照前述变型方案中的一种或多种所述的机动车变速器。在此，电机的转子与机动车变速器的驱动轴联接，其中，这种联接在此尤其作为在电机的转子和驱动轴的耦联部位之间的抗相对转动的连接存在。但作为对此的备选，也可以在机动车变速器的驱动轴和电机的转子之间设置一个或多个处于中间的传动级，所述传动级在此尤其可以设计成圆柱齿轮级或行星齿轮级。电机在此可以在本发明的范畴内尤其一方面作为发电机运行以及另一方面作为电动马达运行。
此外，在本发明的范畴内还可以想到的是，在前述的驱动单元中，机动车变速器的第一行星齿轮组与电机轴向相叠以及径向内置地布置。由此可以达到驱动单元的一种嵌套式结构，这总体上实现了一种在轴向紧凑的结构。
根据前述变型方案中的一种或多种所设计的驱动系统尤其是驱动车桥的一部分，该驱动车桥在此尤其为电动车辆所设。驱动单元在此优选布置在一个带有从动轴的平面中，从动轴分别配属于至少一个驱动轮并且与机动车的输出轴联接。由此可以有利地达到带有驱动单元的驱动桥的一种紧凑的结构，其中，在机动车变速器的输出轴和驱动桥的从动轴之间的联接尤其通过差速器完成。
至少一个这种驱动车桥在本发明的范畴内设置在电动车辆中，电动车辆尤其涉及电动商用车辆。电动车辆在此尤其可以涉及电气驱动的运输车或轻型的直至中等重型的公共汽车或载重汽车。
机动车变速器的两个结构元件抗相对转动地“连接”或“联接”或者“彼此处于连接”，按照本发明指的是这些结构元件的持久的联接，因而这些结构元件不能独立于彼此地旋转。就此而言，在这些结构元件之间没有设置换挡元件，而是将这些相应的结构元件在固定的转速比下相互联接，所述结构元件可以涉及行星齿轮组的元件和/或轴和/或变速器的抗相对转动的结构元件。
反之，若至少在功能上在两个结构元件之间设有换挡元件，那么这些结构元件没有持久抗相对转动地相互联接，而是仅通过操纵至少在功能上处于中间的换挡元件才进行抗相对转动的联接。按照本发明，操纵换挡元件在此意味着，相关的换挡元件转入关闭的状态中并且与之直接联接的结构元件后来适应了它们的转动运动。在相关的换挡元件设计成形状锁合的换挡元件的设计方案的情况下，经由此直接抗相对转动地相互连接的结构元件在相同的转速下运转，在力锁合的换挡元件的情况下则也在操纵之后可以在结构元件之间存在同一转速差。这种期望的或不期望的状态在本发明的范畴内仍然被称为相应的结构元件通过换挡元件的抗相对转动的连接。
本发明并不局限于独立权利要求的或从属于此的权利要求的特征的所说明的组合。此外，还获得了这样的可能性，即将由权利要求、对本发明的优选的实施方式的随后的说明或者直接从附图得出的各个特征相互组合。权利要求通过使用附图标记应用附图不应限制权利要求的保护范围。
附图说明
本发明的接下来要阐释的有利的实施方式在附图中示出。图中：
图1是对应本发明的一种优选的实施方式的电动车辆的示意图；
图2是图1的电动车辆的驱动车桥的示意性视图，带有对应本发明的一种优选的实施方式的驱动单元；并且
图3是图2的驱动单元的机动车变速器的示例性的换挡示意图。
具体实施方式
图1是电动车辆1的示意性视图，电动车辆尤其涉及电动商用车辆，如运输车。除了能转向的、非驱动的车桥2外，电动车辆1还具有驱动桥3，在该驱动桥中设有驱动单元4作为电气的车桥驱动单元。车桥2在此涉及电动车辆1的前桥，驱动桥3则是电动车辆1的后桥。不过作为驱动桥3的备选或补充，车桥2也可以设计成被驱动的车桥。
在图2中更为详细地示出了驱动桥3和在此特别是驱动单元4，其中，后者在此对应本发明的一种优选的实施方式实现。如在此可以看到的那样，驱动单元4由电机5和机动车变速器6组装而成，机动车变速器对应本发明的一种优选的设计可行方案实现。电机5以本领域技术人员原则上公知的方式由定子7和转子8形成，其中，电机5一方面可以作为发电机运行以及另一方面可以作为电动机运行。
机动车变速器6除了具有驱动轴9和输出轴10外还具有三个行星齿轮组P1、P2和P3，它们分别由各一个第一元件E11或E12或E13、各一个第二元件E21或E22或E23以及各一个第三元件E31或E32或E33组装而成。在此，各行星齿轮组P1或P2或P3的各自的第一元件E11或E12或E13涉及各自的太阳轮，各行星齿轮组P1或P2或P3的各自的第二元件E21或E22或E23设计成各自的行星架，此外，行星齿轮组P1或P2或P3的各自的第三元件E31或E32或E33作为各行星齿轮组P1或P2或P3的各自的齿圈存在。
在各行星齿轮组P1或P2或P3的各自的行星架中，在此分别以能转动的方式支承有至少各一个行星轮，该行星轮既与各行星齿轮组P1或P2或P3的各自的太阳轮齿啮合也与各自的齿圈齿啮合。就此而言，行星齿轮组P1、P2和P3在当前设计成负行星齿轮组。
但在本发明的范畴内，也考虑将行星齿轮组P1至P3中的一个或多个行星齿轮组设计成正行星齿轮组，为此，与作为负行星齿轮组的各设计方案相比，各自的第二元件E21或E22或E23由各自的齿圈形成并且各自的第三元件E31或E32或E33由各自的行星架形成。此外，固定传动比在各行星齿轮组设计成正行星齿轮组时与设计成负行星齿轮组时相比提高了1。在正行星齿轮组中，在各自的行星架中以能转动的方式支承有至少一个行星轮对，行星轮对的行星轮中的一个行星轮与各自的太阳轮齿啮合并且一个行星轮与各自的齿圈齿啮合。此外，至少一个行星轮对的行星轮彼此处于齿啮合。
在当前，第一行星齿轮组P1的第一元件E11抗相对转动地与驱动轴9连接，驱动轴此外还抗相对转动地与电机5的转子8处于连接。就此而言，第一行星齿轮组P1的第一元件E11和转子8通过驱动轴9抗相对转动地相互连接，因此第一元件E11和转子8始终在同一转速下旋转。在本发明的范畴内，第一行星齿轮组P1的第一元件E11在此与驱动轴9一体地设计。第一行星齿轮组P1的第二元件E21持久抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第一元件E12连接，因而这两个元件E21和E12也持续地在同一转速下运转。第二行星齿轮组P2的第二元件E22和第三行星齿轮组P3的第一元件E13同样也持续抗相对转动地相互连接，因此第二行星齿轮组P2的第二元件E22和第三行星齿轮组P3的第一元件E13持久地共同旋转。各自的抗相对转动的连接在此优选通过各一个处于中间的轴实行。
此外，由图2可以看到，无论是第一行星齿轮组P1的第三元件E31还是第三行星齿轮组P3的第三元件E33，均分别固定在持久固定的结构元件11处并且因此分别持续地被防止转动运动。结构元件11在此优选涉及机动车变速器6的变速器壳体、这种变速器壳体的一部分或与之抗相对转动地连接的部件。第一行星齿轮组P1的第三元件E31和/或第三行星齿轮组P3的第三元件E33在本发明的范畴内分别与结构元件11一体地设计。
第三行星齿轮组P3的第二元件E23抗相对转动地与机动车变速器6的输出轴10连接，因此第三行星齿轮组P3的第二元件E23和输出轴始终共同地旋转。在此，第三行星齿轮组P3的第二元件E23必要时也与输出轴10一体地设计。
此外，输出轴10持久抗相对转动地除了与第三行星齿轮组P3的第二元件E23连接外还与差速器13的差速器壳12地连接。这种差速器13在此设计成锥齿轮差速器，锥齿轮差速器以本领域技术人员原则上已知的方式将通过输出轴10导入到差速器壳12中的驱动功率配属于驱动桥3的从动轴14和15。在此，驱动桥3的各一个驱动轮16或17分别与从动轴14和15驱动地连接.
此外，在机动车变速器6中设有换挡装置18，可以通过形状锁合经由该换挡装置实现不同的联接。在此，换挡装置18构造成非同步的换挡装置，通过换挡装置在功能上体现了三个换挡元件A、B和C，它们在图2中示出。换挡装置18具有联接元件19，该联接元件按移动套筒的样式构造并且在引导齿部20处抗相对转动地以及能在齿部21处轴向移动地被引导。在此，齿部21抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第三元件E32处于连接。此外，联接元件19还装备有第一啮合齿部22、第二啮合齿部23和第三啮合齿部24并且可以通过相关的伺服促动器25运动进入三个不同的换挡位置以及两个处于中间的空挡位置。伺服促动器25在此优选涉及机电的促动器。
在第一换挡位置中，换挡装置18的联接元件19用啮合齿部22嵌入到齿部26中，齿部抗相对转动地与结构元件11连接。由此在功能上示出了换挡元件A的经操纵的状态，在该状态下，第二行星齿轮组P2的第三元件E32通过联接元件19固定在抗相对转动的结构元件11处并且因此被防止转动运动。联接元件19的这个第一换挡位置在此在图2中示出。
换挡装置18的联接元件19可以从第一换挡位置起通过伺服促动器25运动进入第一空挡位置，在第一空挡位置中解除了在啮合齿部22和齿部26之间的齿啮合并且在第一空挡位置中第二行星齿轮组P2的第三元件E32被脱开。从第一空挡位置起，在继续轴向运动时，除了转入第一换挡位置外，也能展现联接元件19转入到第二换挡位置中，在第二换挡位置中实现了在啮合齿部23处到齿部27中的齿啮合。这种齿部27在此抗相对转动地与第三行星齿轮组P3的第三元件E23和输出轴10连接。通过齿啮合，结果是第二行星齿轮组P2的第三元件E32通过联接元件19抗相对转动地与输出轴10连接。在此，联接元件19的这个第二换挡位置在功能上对应开关元件B的经操纵的状态。
从第二换挡位置起，联接元件19可以通过伺服促动器25一方面朝着其中一个轴向运动回到空挡位置中以及备选朝着另一个轴向运动进入第二空挡位置中，在第二空挡位置中，第二行星齿轮组P2的第三元件E32重新被完全脱开。
伺服促动器25可以将联接元件19从第二换挡位置起一方面转移回到第二换挡位置中以及另一方面通过与之相反的轴向的移动转入第三换挡位置中。在这个第三换挡位置中，联接元件19在其啮合齿部24处嵌入到齿部28中，该齿部持久地抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第二元件E22和第三行星齿轮组P3的第一元件E13连接。由此体现了换挡元件C的经操纵的状态，在该状态下，第二行星齿轮组P2的第三元件E32抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第二元件E22和第三行星齿轮组P3的第一元件E13连接。这在此由于在第二行星齿轮组P2的第二元件E22和第三元件E32之间的抗相对转动的连接而导致了第二行星齿轮组P2的锁止和因此其整体绕转。
在当前，驱动单元4平行于驱动桥3并且布置在一个带有从动轴14和15的平面中，其中，驱动单元4在此轴向处在驱动轮16和17之间。在此，电机5轴向与驱动轮17相邻布置，其中，机动车变速器6的第一行星齿轮组P1轴向安放在电机5的定子7的高度上以及径向内置。轴向紧随第一行星齿轮组P1的先是第二行星齿轮组P2并且接着是行星齿轮组P3以及差速器13，其中，后者在此可以共同地与行星齿轮组P1至P3一起容纳在机动车变速器6的变速器壳体中。
换挡装置18轴向安放在第二行星齿轮组P2和第三行星齿轮组P3之间，其中，换挡装置18在此具体而言轴向布置在第三行星齿轮组P3和齿部26到结构元件11上的径向接驳部之间。换挡装置18的伺服促动器25在此轴向同样安放在第三行星齿轮组P3和这个径向接驳部之间以及径向围绕两个行星齿轮组P2和P3，其中，伺服促动器25通过换挡杆29与联接元件19联接。
此外，图3示出了图2的机动车变速器6的示例性的换挡示意图。在此可以看到，在机动车变速器6中可以切换第一挡G1、第二挡G2和第三挡G3，其中，在图3的表格中在此分别用X标注，要操纵哪个由换挡装置18形成的换挡元件A、B和C。如之前说明的那样，为了视图各换挡元件A或B或C的经操纵的状态，联接元件19运动进入各相关的换挡位置中。
第一挡G1在驱动轴9和输出轴10之间通过操纵换挡元件A产生。就此而言，在这种情况下，第二行星齿轮组P2的第三元件E32通过联接元件19固定在结构元件11处。
反过来，为了第二挡G2的换挡，从功能来看要操纵换挡元件B，因而第二行星齿轮组P2的第三元件E32现在抗相对转动地与输出轴10连接。就此而言，为了从第一挡G1换挡到第二挡G2中，换挡装置18的联接元件19从第一换挡位置(换挡元件A的经操纵的位置)经由第一空挡位置运动进入第二换挡位置(换挡元件B的经操纵的状态)。
最后，还由此来切换机动车变速器6的第三挡G3，即，从功能上来说操纵换挡元件C。与此对应，在换挡元件18中，联接元件19被运动进入一个换挡位置中，在该换挡位置中，啮合齿部24与齿部28处于齿啮合。因此第二行星齿轮组P2的第三元件E32抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第二元件E22连接并且因此锁止第二行星齿轮组P2。为了从第二挡G2换挡到第三挡G3中，换挡元件18的联接元件19从第二换挡位置(换挡元件B的经操纵的状态)经由第二空挡位置转入到第三换挡位置中(换挡元件C的经操纵的状态)。在挡G1和G2以及G2和G3之间的各自的换挡中，在联接元件19处经由电机5通过相应的转速调节设定分别所需的同步转速。
借助机动车变速器的按本发明的设计方案可以以紧凑的方式实现不同的挡。
附图标记列表
1 电动车辆
2 车桥
3 驱动桥
4 驱动单元
5 电机
6 机动车变速器
7 定子
8 转子
9 驱动轴
10 输出轴
11 结构元件
12 差速器壳
13 差速器
14 从动轴
15 从动轴
16 驱动轮
17 驱动轮
18 换挡装置
19 联接元件
20 引导齿部
21 齿部
22 啮合齿部
23 啮合齿部
24 啮合齿部
25 伺服促动器
26 齿部
27 齿部
28 齿部
29 换挡杆
P1 第一行星齿轮组
P2 第二行星齿轮组
P3 第三行星齿轮组
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
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
A 换挡元件
B 换挡元件
C 换挡元件
G1 第一挡
G2 第二挡
G3 第三挡

Claims (14)

1.机动车变速器(6)、特别是电动车辆变速器，所述机动车变速器包括：驱动轴(9)，所述驱动轴被设置成用于与驱动机连接；输出轴(10)；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)，它们分别具有形式为各一个太阳轮、各一个行星架和各一个齿圈的各一个第一元件(E11、E12、E13)、各一个第二元件(E21、E22、E23)和各一个第三元件(E31、E32、E33)，其中，至少在功能上设有第一换挡元件(A)、第二换挡元件(B)和第三换挡元件(C)，并且其中，所述第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)抗相对转动地与所述驱动轴(9)连接并且所述第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)抗相对转动地与所述输出轴(10)处于连接，其特征在于，
-所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)被固定，
-所述第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)被固定，
-所述第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)和所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)抗相对转动地相互连接，
-所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)和所述第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)抗相对转动地相互连接，
-所述第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)能通过所述第一换挡元件(A)被固定以及能借助所述第二换挡元件(B)抗相对转动地与所述输出轴(10)连接，
-并且所述第二行星齿轮组(P2)的元件(E12、E22、E32)中的其中两个元件能通过所述第三换挡元件(C)被置于抗相对转动地相互连接。
2.按照权利要求1所述的机动车变速器，其特征在于，
-通过闭合所述第一换挡元件(A)在所述驱动轴(9)和所述输出轴(10)之间产生了第一挡(G1)，
-通过操纵所述第二换挡元件(B)在所述驱动轴(9)和所述输出轴(10)之间产生了第二挡(G2)，
-通过闭合所述第三换挡元件(C)在所述驱动轴(9)和所述输出轴(10)之间产生了第三挡(G3)。
3.按照权利要求1或2所述的机动车变速器(6)，其特征在于，所述换挡元件(A、B、C)设计成形状锁合的换挡元件、优选设计成非同步的牙嵌式换挡元件。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的机动车变速器(6)，其特征在于，所述第三换挡元件(C)在被操纵时将所述第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)抗相对转动地与所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)或者与所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)连接。
5.按照权利要求3和权利要求4所述的机动车变速器(6)，其特征在于，所述第一换挡元件(A)、所述第二换挡元件(B)和所述第三换挡元件(C)由换挡装置(18)形成，所述换挡装置的联接元件(19)能定位在第一换挡位置中、第二换挡位置中和第三换挡位置中，其中，所述联接元件(19)在所述第一换挡位置中在功能上体现了所述第一换挡元件(A)的经操纵的状态并且固定所述第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)，其中，所述联接元件(19)在所述第二换挡位置中在功能上体现了所述第二换挡元件(B)的经操纵的状态并且将所述第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)抗相对转动地与所述输出轴(10)连接，并且其中，所述联接元件(19)在所述第三换挡位置中在功能上体现了所述第三换挡元件(C)的经操纵的状态并且将所述第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)抗相对转动地与所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)或者与所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)连接。
6.按照前述权利要求中任一项所述的机动车变速器(6)，其特征在于，所述输出轴(10)与差速器(13)的输入侧联接。
7.按照前述权利要求中任一项所述的机动车变速器(6)，其特征在于，行星齿轮组(P1、P2、P3)在所述驱动轴(9)的用于将所述驱动轴(9)与所述驱动机联接的耦联部位上按第一行星齿轮组(P1)、第二行星齿轮组(P2)和第三行星齿轮组(P3)的顺序布置。
8.按照权利要求7所述的机动车变速器(6)，其特征在于，所述第一换挡元件(A)、所述第二换挡元件(B)和所述第三换挡元件(C)轴向布置在所述第二行星齿轮组(P2)和所述第三行星齿轮组(P3)之间。
9.按照权利要求5和权利要求8所述的机动车变速器(6)，其特征在于，伺服促动器(25)轴向安放在所述第二行星齿轮组(P2)和所述第三行星齿轮组(P3)之间，通过所述伺服促动器能将在功能上形成了所述第一换挡元件(A)、所述第二换挡元件(B)和所述第三换挡元件(C)的换挡装置(18)的联接元件(19)分别转换到所述第一换挡位置、所述第二换挡位置和所述第三换挡位置。
10.用于电动车辆(P1)的驱动单元(4)、特别是电气的车桥驱动单元，所述驱动单元包括电机(5)和按照权利要求1至9中任一项或多项所述的机动车变速器(6)，其中，所述电机(5)的转子(8)与所述机动车变速器(6)的驱动轴(9)联接。
11.按照权利要求10所述的驱动单元(4)，其特征在于，所述机动车变速器(6)的第一行星齿轮组(P1)轴向安放在所述电机(5)的高度上以及径向内置于所述电机。
12.用于电动车辆(1)的驱动桥(3)，所述驱动桥包括按照权利要求10或11所述的驱动单元(4)。
13.按照权利要求12所述的驱动桥(3)，其特征在于，所述驱动单元(4)布置在带有从动轴(14、15)的平面中，所述从动轴分别配属于各至少一个驱动轮(16、17)并且与所述机动车变速器(6)的输出轴(10)联接。
14.电动车辆(1)，所述电动车辆包括至少一个按照权利要求12或13所述的驱动桥(3)。
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