技术领域
[0001] 本
发明涉及一种具有紧凑构造(拓扑结构)的变速器装置。
背景技术
[0002] 按照上述类型的这种变速器装置由DE 10 2012 207 028 A1已知。
[0003] 下面依据用于机动车、尤其是轿车的变速器装置来描述本发明，这不应理解成对本发明的限制。
[0004] 在
汽车制造中，特别是驱动系统的效率以及结构空间需求非常重要。经常必需的是，变速器装置安置在机动车的预定的结构空间内，该变速器装置设置用于使驱动机的转速/转矩特性曲线族匹配于负载要求。负载要求尤其是由驾驶愿望(
加速度和速度)和另外的边界条件(上坡或下坡路段、车重等)得到。此外，变速器装置应该能以特别高的效率运行，以便能实现小的
能量需求和小的CO2排放。在变速器技术领域内的持续进一步开发能为变速器装置实现新的拓扑结构(
齿轮和变速器轴的几何布置结构)。
[0005] DE 10 2012 207 028 A1公开了一种具有两个轴线平行的轴系的结构紧凑的变速器装置。此外，该变速器装置具有圆柱
齿轮传动机构和行星齿轮传动机构。此外，变速器装置具有多个切换装置，利用这些切换装置能调节不同的离散的
传动比。
发明内容
[0006] 本发明的目的是，提供一种特别是沿变速器
输入轴的方向具有特别小的结构空间需求的变速器装置。
[0007] 所述目的通过根据如下所述的技术方案实现。按照本发明的变速器装置至少包括：变速器输入轴；变速器
输出轴；第一中间轴；第二中间轴；多个齿轮，这些齿轮中的第一驱动齿轮和第二驱动齿轮不可相对转动并且轴向固定地设置在变速器输入轴上并且能与该变速器输入轴不可相对转动地连接、特别是持久地不可相对转动地连接；以及多个用于将另外的齿轮与第一和第二中间轴中的至少一个选择性连接的转矩传递装置；第一驱动齿轮至少与两个中间齿轮
啮合，第二驱动齿轮至少与另两个中间齿轮啮合，这些中间齿轮中的至少两个、优选至少三个和优选至少四个中间齿轮能选择性地为了传递功率而与中间轴连接，所述变速器装置具有
正交于变速器输入轴的平面、即变速器横截平面，所述变速器横截平面也正交地与变速器输出轴和第一及第二中间轴相交，所述变速器输入轴、变速器输出轴、第一中间轴和第二中间轴之中的每个轴绕各一个旋
转轴线可转动地支承，这些
旋转轴线能作为多个单点在变速器横截平面中实现，这四个点彼此不一致，所述多个齿轮中总有三个齿轮设置在所述四个轮平面中的三个轮平面内，第一、第二、第三和第四轮平面平行于变速器横截平面并且沿轴向彼此间隔开距离，其特征在于，在变速器输出轴上设置有第一从动齿轮和第二从动齿轮，在第一、第二、第三或第四轮平面中设置有倒挡传动齿轮，倒挡传动齿轮与中间齿轮之一和从动齿轮之一啮合，并且所述倒挡传动齿轮设置在第一轮平面内，在第一中间轴上设置有第一、第二、第三和第四中间齿轮，第一中间齿轮设置在第四轮平面内，第二中间齿轮设置在第三轮平面内，第三中间齿轮设置在第二轮平面内并且第四中间齿轮设置在第一轮平面内，在第二中间轴上设置有第五、第六、第七和第八中间齿轮，第五中间齿轮设置在第四轮平面内，第六中间齿轮设置在第三轮平面内，第七中间齿轮设置在第二轮平面内并且第八中间齿轮设置在第一轮平面内，这八个中间齿轮能利用转矩传递装置引导转矩地直接地与相应的中间轴连接，第一和第二中间齿轮能利用第一转矩传递装置选择性地直接地与第一中间轴连接，第三中间齿轮和第四中间齿轮能利用第二转矩传递装置选择性地直接地与第一中间轴连接，第五中间齿轮和第六中间齿轮能利用第三转矩传递装置选择性地直接地与第二中间轴连接以及第七中间齿轮和第八中间齿轮能利用第四转矩传递装置选择性地直接地与第二中间轴连接。
[0008] 按照本发明，驱动功率能借助不同的变速器传动比从变速器输入轴传递到变速器输出轴上。通过按照本发明的变速器装置，特别是得到轴向结构空间需求(沿变速器轴的方向的延伸方向)特别小的优点。通过小的轴向结构空间需求，特别是能实现附加地设置驱动机，特别是为了使驱动系统混合动
力化。小的轴向结构空间需求特别是对于前置-横向驱动方案特别有利。
[0009] 在本发明的意义上，变速器装置可理解成用于改变变速器输入轴和变速器输出轴之间的转速比的装置。利用变速器装置特别是能实现使驱动机、特别是
内燃机单独的和/或与驱动
电机或液压驱动机组合的转速/转矩特性曲线族匹配于机动车的负载要求(行驶阻力)。优选地，变速器装置具有多个离散的转速比、所谓的挡或挡位。优选，变速器装置为此具有多个特别是彼此平行设置的变速器轴和齿轮，这些齿轮特别是设置在这些变速器轴上。此外，这样的变速器装置优选具有一个变速器壳体。在此，变速器壳体优选设置用于接纳齿轮和轴以及另一方面进一步优选用于接纳
润滑剂、特别是变速器油。
[0010] 优选地，按照本发明的变速器装置设置用于纵向安装在机动车中并且优选用于横向安装。在此，纵向安装在该意义上可理解成变速器输入轴平行于车辆的主行驶方向定向。此外，横向安装可理解成变速器输入轴横向于、优选正交于该主行驶方向定向。
[0011] 在本发明的意义上，变速器输入轴可理解成如下的装置或构件，利用该装置或构件能将驱动功率(转速、转矩)供应给变速器装置，优选能从驱动机供应。进一步优选地，变速器输入轴能与驱动机、特别是与内燃机连接。变速器输入轴优选能利用摩擦
离合器或变矩器而与内燃机连接。进一步优选地，在变速器输入轴上完全或部分地设置有
减振器或减震装置，优选单
飞轮或多飞轮的至少一部分。
[0012] 在本发明的意义上，变速器输出轴可理解成如下的装置或构件，利用该装置或构件能将驱动功率(转速、转矩)从变速器装置导出。优选地，在变速器输入轴和变速器输出轴之间，通过变速器装置能改变转速因而还有转矩。优选，利用变速器输出轴能将驱动功率朝向机动车的
驱动轮传递。进一步优选地，从变速器输出轴能将驱动功率传递到至少一个铰接轴或优选
差速器装置上。
[0013] 在本发明的意义上，中间轴可理解成设置在变速器装置之内并且用于传递至少一部分驱动功率的装置或构件。进一步优选地，中间轴设置用于接纳一个或多个齿轮，所述齿轮与接纳在变速器输入轴或变速器输出轴上的一个或多个齿轮配合作用或啮合，用以改变转速和转矩。
[0014] 在本发明的意义上，两个齿轮的啮合可理解成，这两个齿轮为了传递运动或功率而相互
接触、特别是在彼此之上滚动。
[0015] 进一步优选地，在本发明的意义上，中间轴可理解成中置轴(Vorgelegewelle)。进一步优选地，该中间轴可以理解成分组变速器的分轴。在此，中间轴关于从变速器输入轴到变速器输出轴的功率流设置在这两个轴之间。关于几何定向，这些中间轴之一或者优选两个或更多个中间轴设置成轴线平行于至少变速器输入轴或变速器输出轴、优选轴线平行于二者。
[0016] 在本发明的意义上，转矩传递装置可理解成借以能中断或能建立功率流(转矩、转速)的装置。优选，该功率流通过摩擦
锁合的、优选形锁合的和特别优选通过摩擦/形锁合的连接能建立或能中断。优选，转矩传递装置选自至少包括如下元件的一组装置：
[0017] ——同步装置、优选锥形同步装置，
[0019] ——齿式离合器，
[0020] ——滑动套筒，
[0022] ——液力离合器或静液离合器，
[0023] ——粘性离合器。
[0024] 在按照本发明的变速器装置中能实现“多重”使用所述转矩传递装置中的至少一个或多个。例如，能实现使用转矩传递装置之一来激活第一挡(第一至第六挡)或另一第二挡(第一至第六挡)，特别是由此能实现使变速器装置进一步紧凑。
[0025] 在本发明的意义上，将齿轮与各所述变速器轴中的至少一个变速器轴选择性连接可理解成，利用转矩传递装置之一能在变速器轴之一与所述齿轮中的至少一个齿轮之间建立功率流。进一步优选地，这可以理解成，利用一个转矩传递装置能将两个齿轮按这样的方式与变速器轴之一连接，即，或者其中一个齿轮或者另一个齿轮与该变速器轴连接。
[0026] 优选地，转矩传递装置具有滑动套筒区段，在该滑动套筒区段中所述转矩传递装置不可相对转动地与变速器轴之一连接并且在变速器轴的旋转轴线的方向上、亦即特别是沿轴向可移动地支承。进一步优选地，转矩传递装置具有一个转矩传递区域、优选两个转矩传递区域，这两个转矩传递区域特别是能交替地与其中一个或另一个齿轮连接，特别是用于将功率传递到变速器之一上。
[0027] 在本发明的意义上，变速器横截平面可理解成假想的正交于变速器输入轴设置的平面。进一步优选地，变速器横截平面正交于变速器输入轴并且正交于变速器输出轴以及正交于中间轴中的至少一个中间轴或优选正交于两个或更多个中间轴设置。
[0028] 在本发明的意义上，在变速器横截平面中的单点可理解成如下的旋转轴线穿过该平面的穿透点，变速器轴之一(变速器输入轴、变速器输出轴、第一、第二中间轴)围绕该旋转轴线可转动地支承。
[0029] 在本发明的意义上，轮平面可理解成平行于变速器横截平面的平面。优选，各个轮平面沿轴向彼此间隔开距离。在本发明的意义上，轴向可理解成正交于变速器横截平面的方向。
[0030] 进一步优选地，一个轮平面与至少两个特别是相互啮合的齿轮相交，其中，在这两个齿轮之间能传递驱动功率(转速、转矩)。在本发明的意义上，这两个齿轮便称为设置在这一个轮平面内的齿轮。优选，设置在一个轮平面内的齿轮彼此啮合。
[0031] 优选地，一个轮平面因而可理解成两个齿轮的共同的剖面，其中一个齿轮设置在变速器输入轴或变速器输出轴上，而另一个齿轮设置在所述中间轴之一上。
[0032] 优选地，轮平面可理解成这些齿轮中的至少一个、优选两个齿轮的对称平面。进一步优选地，轮平面至少设置在这些齿轮的用于传力的区域内。
[0033] 关于齿轮，特别是齿部可理解成用于传力的区域(有效齿部宽度)。
[0034] 在一种优选的实施方式中，三个或四个变速器轴(变速器输入轴、变速器输出轴、第一、第二中间轴)的穿透点在变速器横截平面内作为不一致的点得到。对此特别是可理解成，这些点在共同的平面内彼此间隔开距离。特别是通过这些穿透点彼此间隔开距离并且变速器轴由此同样彼此间隔开距离、特别是彼此不同轴地设置，能达到一种特别紧凑的结构形式并且因此能实现改善的换挡运行。
[0035] 在一种优选的实施方式中，变速器装置具有多个轮平面、但优选四个轮平面(第一、第二、第三、第四)。优选，在一个轮平面中设置有至少两个相互啮合的齿轮。进一步优选地，在一个轮平面中设置有三个或更多个相互啮合的齿轮。在一个轮平面内多于两个相互啮合的齿轮特别是可理解成齿轮链。优选，用于建立倒退传动(倒挡)的齿轮链设置在一个共同的轮平面内。优选地，各轮平面平行于变速器横截平面设置并且彼此沿轴向方向间隔开距离。进一步优选地，变速器装置具有第一和第二倒挡。
[0036] 在一种优选的实施方式中，在变速器输入轴上设置有第一和第二驱动齿轮。这些驱动齿轮优选不可相对转动地与该轴连接。优选地，第一和第二驱动齿轮持久地不可相对转动地与变速器输入轴连接。优选地，这些驱动齿轮中的至少一个驱动齿轮摩擦锁合地、特别是借助压配合、优选形锁合地、特别是借助齿轴连接结构、或特别优选材料锁合地、特别是一体地或优选借助
焊接连接与变速器输入轴连接。进一步优选，这些齿轮中的至少一个齿轮利用两种前面提到的连接方式的组合与变速器输入轴连接。特别是通过驱动齿轮与变速器输入轴持久地不可相对转动地连接，能实现变速器装置的特别简单的构造。
[0037] 在一种优选的实施方式中，第一驱动齿轮设置在第四轮平面内，而第二驱动齿轮设置在第三轮平面内。优选地，变速器输入轴在变速器
输入侧进入到变速器装置中；进一步优选地，变速器输入侧面向用于提供驱动功率的驱动机。优选地，第四轮平面具有设置用于接纳齿轮的各轮平面离变速器输入侧的最大距离。试验已表明，这样布置驱动齿轮对变速器装置的运行安全性特别有利。
[0038] 在一种优选的实施方式中，在变速器输出轴上设置有第一和第二从动齿轮。这些从动齿轮优选不可相对转动地与该轴连接。优选地，第一和第二从动齿轮持久地不可相对转动地与变速器输出轴连接。优选地，这些从动齿轮中的至少一个从动齿轮摩擦锁合地、特别是借助压配合、优选形锁合地、特别是借助齿轴连接结构、或特别优选材料锁合地、特别是一体地或优选借助焊接连接与变速器输入轴连接。进一步优选，这些齿轮中的至少一个齿轮利用两种前面提到的连接方式的组合与变速器输出轴连接。特别是通过从动齿轮与变速器输出轴持久地不可相对转动地连接，能实现变速器装置的一种特别简单的构造。进一步优选地，因此能实现将转矩传递装置特别是对于齿轮设置到三个或更少变速器轴上、优选到两个变速器轴上并且因而能实现其特别简单的操控。
[0039] 在一种优选的实施方式中，第一从动齿轮设置在第二轮平面内，并且第二从动齿轮设置在第一轮平面内。优选，第一轮平面具有设置用于接纳齿轮的各轮平面离变速器输入侧的最小距离。试验已表明，这样布置驱动齿轮对变速器装置的运行安全性特别有利。
[0040] 在一种优选的实施方式中，在第一中间轴上设置有第一、第二、第三和第四中间齿轮。在此优选，第一中间齿轮设置在第四轮平面内，第二中间齿轮设置在第三轮平面内，第三中间齿轮设置在第二轮平面内，并且第四中间齿轮设置在第一轮平面内。优选，第一至第四中间齿轮设置用于持久地接触分别设置在相同的轮平面内的驱动齿轮或从动齿轮。特别是通过这样分配中间齿轮，得到变速器装置的一种特别有利的设计方案。
[0041] 在一种进一步优选的实施方式中，在第二中间轴上设置有第五、第六、第七和第八中间齿轮。在此优选，第五中间齿轮设置在第四轮平面内，第六中间齿轮设置在第三轮平面内，第七中间齿轮设置在第二轮平面内，并且第八中间齿轮设置在第一轮平面内。优选地，第五至第八中间齿轮设置用于持久地接触分别设置在相同的轮平面内的驱动齿轮或从动齿轮(与其啮合)。特别是通过这样分配中间齿轮，得到变速器装置的一种特别有利的设计方案。
[0042] 在一种优选的实施方式中，各所述中间齿轮中的至少一个或多个中间齿轮能利用优选各一个转矩传递装置引导转矩地与相应的中间轴连接。优选地，第一中间齿轮和第二中间齿轮能利用第一转矩传递装置选择性地与第一中间轴连接。优选地，第三中间齿轮和第四中间齿轮能利用第二转矩传递装置选择性地与第一中间轴连接。优选地，第五中间齿轮和第六中间齿轮能利用第三转矩传递装置选择性地与第二中间轴连接。优选地，第七中间齿轮和第八中间齿轮能利用第四转矩传递装置选择性地与第二中间轴连接。特别是通过使用一个转矩传递装置用于选择性地将两个中间齿轮与一个中间轴连接，能实现变速器装置的一种特别节省空间并且因而紧凑的构造。
[0043] 在一种优选的实施方式中，在这些轮平面(第一、第二、第三或第四)之一中设置有倒挡传动齿轮。进一步优选地，倒挡传动齿轮与中间齿轮之一和从动齿轮之一啮合。特别是通过倒挡传动齿轮设置在中间齿轮之一和从动齿轮之一之间，能实现变速器装置的一种特别紧凑的构造。优选地，倒挡传动齿轮设置在第四轮平面内。研究已表明，在这样设置时得到对于该齿轮的特别简单的可接近性。进一步优选地，倒挡传动齿轮设置在第三轮平面内。特别是在这样设置时得到一种特别紧凑的构造。优选地，倒挡传动齿轮设置在第一轮平面内。特别是通过这样的设置，得到简单的可装配性以及还有紧凑的构造。进一步优选地，倒挡传动齿轮设置在第二轮平面内。
[0044] 在另一种优选的实施方式中，变速器输出轴具有两个用于朝向驱动轮输出驱动功率的区段。优选，这些区段之一设置在变速器装置的变速器输入侧并且第二区段设置在变速器装置的与该侧相对置的一侧。特别是通过这样构造变速器输出轴，在变速器装置横向于行驶方向安装的情况下能实现驱动功率特别良好地在左侧和右侧之间分配，而在纵向安装的情况下能实现驱动功率特别良好地在前部和后部之间分配。
[0045] 在一种优选的实施方式中，按照本发明的变速器装置是用于机动车、特别是轿车的驱动系统的组成部分。优选地，连接器件在这个意义上可理解成铰接轴、轴、变速传动装置、特别是差速器装置。优选地，按照本发明的变速器装置设置用于所谓的“横向安装”。在此，横向安装在这个意义上是参照机动车主行驶方向的。
[0046] 按照本发明的驱动系统、特别是用于机动车的驱动系统包括：按照本发明的变速器装置、至少一个驱动机、特别是内燃机、至少一个可驱动的轮/轮胎组合体、优选两个或更多个可驱动的轮/轮胎组合体，和用于以机械方式将功率从变速器装置传递到所述轮/轮胎组合体上的连接器件。
附图说明
[0047] 在下面阐述的图中以部分示意的方式和方法示出优选的进一步改进方案和实施方式。图中：
[0048] 图1示出按照本发明的变速器装置的纵剖视图，
[0049] 图2示出用于按照本发明的变速器装置的换挡示意图。
具体实施方式
[0050] 在图1中示出按照本发明的变速器装置的纵剖视图。不仅轮平面10、20、30、40而且变速器横截平面70在该图示中仅仅作为直线得出。在此，这些平面关于变速器装置的横截面在相应的平面内延伸。变速器装置具有六个前进挡和一个倒挡。
[0051] 在图1中示出三种用于实现倒挡的备选方案(倒挡传动齿轮24.1、24.1a、24.1b)。倒挡传动齿轮24.1、24.1a、24.1b可以设置在第一轮平面10、第三轮平面30或第四轮平面40内。在此，倒挡传动齿轮24.1a或24.1b示出该齿轮相对于具有倒挡传动齿轮24.1的所描述方案的备选
位置。
[0052] 在其他方面至少类似的拓扑结构中，分别总是仅仅一个倒挡传动齿轮、亦即24.1或24.1a或24.1b设置在该变速器中。如果倒挡通过倒挡传动齿轮24.1a实现，则在轴2上的齿轮2.1与倒挡传动齿轮24.1a啮合并且该倒挡传动齿轮又与齿轮1.1啮合，因此产生用于使转动方向倒转并且最终用于实现倒挡的齿轮链。在该方案中，倒挡传动齿轮24.1和24.1b取消、齿轮2.4和4.2直接相互啮合，齿轮2.2和1.2同样如此。
[0053] 如果倒挡通过倒挡传动齿轮24.1b实现，则在轴2上的齿轮2.2与倒挡传动齿轮24.1b啮合并且该倒挡传动齿轮又与齿轮1.2啮合，因此产生用于使转动方向倒转并且最终用于实现倒挡的齿轮链。在该方案中，倒挡传动齿轮24.1和24.1b取消、齿轮2.4和4.2直接相互啮合，齿轮2.1和1.1同样如此。
[0054] 变速器轴(1至4)接纳并且可转动地支承在变速器壳体(未示出)中。在变速器输入轴上设置有第一驱动齿轮1.1和第二驱动齿轮1.2。齿轮(1.1、1.2)构成为与变速器输入轴1成一体的。在变速器输出轴4上设置有第一从动齿轮4.1和第二从动齿轮4.2。这些齿轮(4.1、4.2)构成为与变速器输出轴成一体的。
[0055] 第一驱动齿轮1.1设置在第四轮平面40中并且持久地与设置在第一中间轴2上的第一中间齿轮2.1和设置在第二中间轴3上的第五中间齿轮3.5啮合。第二驱动齿轮1.2设置在第三轮平面30中并且持久地与设置在第一中间轴2上的第二中间齿轮2.2和设置在第二中间轴3上的第六中间齿轮3.6啮合。
[0056] 在变速器输出轴4上的第一从动齿轮4.1设置在第二轮平面20中并且持久地与设置在第一中间轴2上的第三中间齿轮2.3和设置在第二中间轴3上的第七中间齿轮3.7啮合。在变速器输出轴4上的第二从动齿轮4.2设置在第一轮平面10中并且持久地与倒挡传动齿轮9啮合，并且该倒挡传动齿轮持久地与设置在第一中间轴2上的第四中间齿轮2.4啮合。此外，从动齿轮4.2持久地与设置在第二中间轴3上的第八中间齿轮3.8啮合。
[0057] 在此，总是设置在两个不同的轮平面内的齿轮分别形成一个挡位。为了形成一个挡位，在中间轴(2、3)上的齿轮(2.1、2.2、2.3、2.4、3.5、3.6、3.7、3.8)能利用转矩传递装置(2.A/B、2.C/D、3.E/F、3.G/H)引导转矩地与中间轴(2、3)连接。
[0058] 利用转矩传递装置2.A/B，第一中间齿轮2.1或第二中间齿轮2.2能与第一中间轴2引导转矩地连接。为了建立引导转矩的连接，转矩传递装置2.A/B和齿轮2.1及2.2在转矩传递区域A或B中相互接触。
[0059] 利用转矩传递装置2.C/D，第三中间齿轮2.3或第四中间齿轮2.4能与第一中间轴2引导转矩地连接。为了建立引导转矩的连接，转矩传递装置2.C/D和齿轮2.3及2.4在转矩传递区域C或D中相互接触。
[0060] 利用转矩传递装置2.E/F，第五中间齿轮3.5或第六中间齿轮3.6能与第二中间轴3引导转矩地连接。为了建立引导转矩的连接，转矩传递装置2.E/F和齿轮3.5及3.6在转矩传递区域E或F中相互接触。
[0061] 利用转矩传递装置2.G/H，第七中间齿轮3.7或第八中间齿轮3.8能与第二中间轴3引导转矩地连接。为了建立引导转矩的连接，转矩传递装置2.G/H和齿轮3.7及3.8在转矩传递区域G或H中相互接触。
[0062] 图2示出用于按照本发明的变速器装置的换挡矩阵，其中倒挡通过倒挡传动齿轮24.1实现。在此，在图示中的空的区域意味着不能实现转矩传递。在此，仅仅在相应的转矩传递装置、齿轮和相应的变速器轴之间的切换部位用A至H说明。转矩传递装置2.A/B设置在第一中间轴2上并且操作转矩传递区域A和B。转矩传递装置2.C/D设置在第一中间轴2上并且操作转矩传递区域C和D。转矩传递装置3.E/F设置在第二中间轴3上并且操作转矩传递区域E和F。转矩传递装置3.G/H设置在第二中间轴3上并且操作转矩传递区域G和H。
[0063] 用于所谓双重切换的这样的转矩传递装置由
现有技术是已知的。
[0064] 在此，在本发明的意义上“操作”应理解成转矩传递装置能实现或中断转矩从相应的齿轮传递到变速器轴之一上。
