AT514323B1 - Five-shaft planetary transmission - Google Patents

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AT514323B1
AT514323B1 ATA50844/2013A AT508442013A AT514323B1 AT 514323 B1 AT514323 B1 AT 514323B1 AT 508442013 A AT508442013 A AT 508442013A AT 514323 B1 AT514323 B1 AT 514323B1
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Stefan Lichtenegger
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fünf-Wellen-Planetengetriebe (1), mit zumindest einem mit einer Stegwelle (2) verbundenen Steg (7) mit einem Planetenradsatz (8) bestehend aus einem ersten Planetenrad (9), welches mit einem mit einer ersten Sonnenradwelle (3) verbundenen ersten Sonnenrad (11) und einem mit einer ersten Hohlradwelle (5) verbundenen ersten Hohlrad (12) im Zahneingriff steht, und einem zweiten Planetenrad (10), welches mit einem mit einer zweiten Sonnenradwelle (4) verbundenen zweiten Sonnenrad (13) und einem mit einer zweiten Hohlradwelle (6) verbundenen zweiten Hohlrad (14) im Zahneingriff steht, wobei jeweils ein erstes Planetenrad (9) und ein zweites Planetenrad (10) auf einem Steg (7) der Stegwelle (2) miteinander kämmend drehbar gelagert sind, und wobei die erste Sonnenradwelle (3), die zweite Sonnenradwelle (4), die Stegwelle (2) und die erste Hohlradwelle (5) zumindest überwiegend auf einer ersten Seite (17) einer Normalebene (ε) auf eine zentrale Drehachse (1a) und die zweite Hohlradwelle (6) auf einer zweiten Seite (18) der Normalebene (ε) angeordnet sind. Das zweite Sonnenrad (13) und das zweite Hohlrad (14) sind auf unterschiedlichen Seiten (17, 18) der Normalebene (ε) angeordnet.The invention relates to a five-shaft planetary gearbox (1), comprising at least one web (7) connected to a web shaft (2) with a planetary gearset (8) consisting of a first planetary gear (9), which is connected to a first sun gear shaft (9). 3) connected to the first ring gear (12) is meshed with a first ring gear (5) and a second planet gear (10) connected to a second sun gear (4) second sun gear (13 ) and a second ring gear (14) connected to a second ring gear (6) is in meshing engagement, wherein in each case a first planet gear (9) and a second planet gear (10) on a web (7) of the web shaft (2) rotatably supported with each other and wherein the first sun gear shaft (3), the second sun gear shaft (4), the land shaft (2) and the first ring gear shaft (5) at least predominantly on a first side (17) of a normal plane (ε) on a central axis of rotation (1a ) and the second ring gear (6) on a second side (18) of the normal plane (ε) are arranged. The second sun gear (13) and the second ring gear (14) are arranged on different sides (17, 18) of the normal plane (ε).

Description

österreichisches Patentamt AT 514 323 B1 2014-12-15Austrian Patent Office AT 514 323 B1 2014-12-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Fünf-Wellen-Planetengetriebe, mit zumindest einem mit einer Stegwelle verbundenen Steg mit einem Planetenradsatz, bestehend aus einem ersten Planetenrad, welches mit einem mit einer ersten Sonnenradwelle verbundenen ersten Sonnenrad und einem mit einer ersten Hohlradwelle verbundenen ersten Hohlrad im Zahneingriff steht, und einem zweiten Planetenrad, welches mit einem mit einer zweiten Sonnenradwelle verbundenen zweiten Sonnenrad und einem mit einer zweiten Hohlradwelle verbundenen zweiten Hohlrad im Zahneingriff steht, wobei jeweils ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad auf einem Steg der Stegwelle miteinander kämmend drehbar gelagert sind, und wobei die erste Sonnenradwelle, die zweite Sonnenradwelle, die Stegwelle und die erste Hohlradwelle zumindest überwiegend auf einer ersten Seite einer Normalebene auf eine zentrale Drehachse und die zweite Hohlradwelle auf einer zweiten Seite der Normalebene angeordnet sind. Weiters betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem Fünf-Wellen-Planetengetriebe.Description: The invention relates to a five-shaft planetary gear, comprising at least one web connected to a web with a planetary gear consisting of a first planet gear, which is connected to a first sun gear connected to a first sun gear and a first ring gear connected to a first Ring gear is in meshing engagement, and a second planet gear, which is in meshing with a second sun gear connected to a second sun gear and a second ring gear connected to a second ring gear, wherein each a first planetary gear and a second planetary gear meshing with each other on a web of the web shaft are mounted, and wherein the first sun gear, the second sun gear, the ridge and the first ring gear are arranged at least predominantly on a first side of a normal plane to a central axis of rotation and the second ring gear on a second side of the normal plane. Furthermore, the invention relates to a drive train with a five-shaft planetary gear.

[0002] Aus der DE 199 09 424 A1 ist ein Hybridgetriebe für Fahrzeuge, bestehend aus einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, einem stufenlosen Stellgetriebe und einem mechanischen Überlagerungs- und Schaltgetriebe bekannt. Das Überlagerungsgetriebe ist ein fünf-welliges Planetengetriebe mit einer Stegwelle als Getriebeabtriebswelle. Der Steg trägt mehrere Sätze miteinander kämmender Planeten. Die Planeten kämmen mit zwei Hohlrädern und zwei Sonnenräder. Die beiden Sonnenräder sind über ein stufenloses Stellgetriebe miteinander verbunden. Ein erstes Hohlrad ist fest mit einem Verbrennungsmotor, ein zweites Hohlrad über eine Bremse mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Bis auf eine Hohlradwelle sind alle Wellen des Fünf-Wellen-Planetengetriebes auf der Abtriebsseite angeordnet. Erstes Hohlrad und erstes Sonnenrad sind auf einer Seite, zweites Hohlrad und zweites Sonnenrad auf der anderen Stirnseite des Planetengetriebes angeordnet.From DE 199 09 424 A1 discloses a hybrid transmission for vehicles, consisting of a drive shaft, an output shaft, a continuously variable actuating gear and a mechanical overlay and gearbox known. The superposition gear is a five-shaft planetary gear with a ridge shaft as the transmission output shaft. The bridge carries several sets of intermeshing planets. The planets mesh with two ring gears and two sun gears. The two sun gears are connected to each other via a stepless control gear. A first ring gear is firmly connected to an internal combustion engine, a second ring gear via a brake to the transmission housing. Except for a Hohlradwelle all waves of the five-shaft planetary gear are arranged on the output side. First ring gear and first sun gear are arranged on one side, second ring gear and second sun gear on the other end face of the planetary gear.

[0003] Die DE 103 03 894 B4 beschreibt ein Lastschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Planeten- und einem Stufenschaltgetriebe. Das Planetengetriebe weist fünf Wellen, und zwar eine Antriebswelle, zwei Reaktionswellen und eine langsame Koppelwelle, sowie eine schnelle Koppelwelle auf, wobei jede Reaktionswelle mit je einer Gehäusebremse feststellbar ist und die Antriebswelle und eine Reaktionswelle mit einer Kupplung schaltbar sind und wobei die Koppelwellen als Antriebswellen zum Stufenschaltgetriebe vorgesehen sind. Das Planetengetriebe weist Planetenradsätze mit jeweils drei miteinander im Eingriff stehenden Planetenrädern auf. Zwei der Fünf Wellen - nämlich die beiden Hohlradwellen - sind auf einer Seite, die anderen drei Wellen auf der anderen Seite angeordnet.DE 103 03 894 B4 describes a power shift transmission for motor vehicles, consisting of a planetary and a stepped transmission. The planetary gear has five shafts, namely a drive shaft, two reaction shafts and a slow coupling shaft, and a fast coupling shaft, each reaction shaft is detectable with one housing brake and the drive shaft and a reaction shaft with a clutch are switchable and wherein the coupling shafts as drive shafts are provided for multi-step transmission. The planetary gear has planetary gear sets, each with three planetary gears meshing with each other. Two of the five shafts - the two ring gear shafts - are arranged on one side, the other three shafts on the other side.

[0004] Die DE 37 13 106 A1 offenbart ein mehrgängiges Wechselgetriebe für Kraftfahrtzeuge mit zwei nebeneinander angeordneten Drei-Wellen-Planetengetrieben, welche eine gemeinsame Stegwelle aufweisen. Dabei sind zwei Wellen dieses Doppel-Drei-Wellen-Planetengetriebes - und zwar eine Hohlradwelle und eine Stegwelle - auf einer Seite und die anderen vier Wellen auf der anderen Seite angeordnet.DE 37 13 106 A1 discloses a multi-speed change gear for motor vehicles with two juxtaposed three-shaft planetary gears, which have a common web shaft. In this case, two shafts of this double-three-shaft planetary gear - namely a ring gear and a ridge wave - arranged on one side and the other four waves on the other side.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Getriebe der eingangs genannten Art mit geringem Aufwand und Platzbedarf eine hohe Funktionalität zu erreichen.The object of the invention is to achieve a high functionality in a transmission of the type mentioned with little effort and space.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das zweite Sonnenrad und das zweite Hohlrad auf unterschiedlichen Seiten der Normalebene angeordnet sind, wobei vorzugsweise das zweite Sonnenrad auf der ersten Seite und das zweite Hohlrad auf der zweiten Seite der Normalebene angeordnet sind.According to the invention this is achieved in that the second sun gear and the second ring gear are arranged on different sides of the normal plane, wherein preferably the second sun gear on the first side and the second ring gear are arranged on the second side of the normal plane.

[0007] Eine besonders kompakte Anordnung lässt sich realisieren, wenn die Normalebene eine Mittenebene des Fünf-Wellen-Planetengetriebes darstellt, wobei vorzugsweise die Bauteile erstes Sonnenrad, erstes Hohlrad, erstes Planetenrad und zweites Planetenrad symmetrisch bezüglich der Normalebene angeordnet sind.A particularly compact arrangement can be realized if the normal plane represents a center plane of the five-shaft planetary gear, wherein preferably the components of the first sun gear, first ring gear, first planetary gear and second planetary gear are arranged symmetrically with respect to the normal plane.

[0008] Nur wenige Bauteile werden benötigt, wenn die - in axialer Richtung gemessene - Breite der zweiten Planetenräder größer ist als die Breite der ersten Planetenräder, wobei die zweiten 1 /9 österreichisches Patentamt AT514 323B1 2014-12-15Only a few components are required if the - measured in the axial direction - width of the second planetary gears is greater than the width of the first planet gears, the second Austrian Patent Office AT514 323B1 2014-12-15

Planetenräder in Bezug auf die ersten Planetenräder auf beiden Seiten der Normalebene überragend angeordnet sind und die überragenden Bereiche der zweiten Zahnräder erste bzw. zweite Zahneingriffszonen ausbilden. Der Bauraum kann dabei sehr klein gehalten werden, wenn das zweite Sonnenrad mit zumindest einem zweiten Planetenrad in der ersten Zahneingriffszone und das zweite Hohlrad mit zumindest einem zweiten Planetenrad in der zweiten Zahneingriffszone im Zahneingriff steht.Planetary gears are arranged with respect to the first planetary gears on both sides of the normal plane outstanding and form the projecting portions of the second gears first and second meshing zones. The space can be kept very small, if the second sun gear is at least a second planetary gear in the first meshing zone and the second ring gear with at least one second planetary gear in the second meshing zone in meshing engagement.

[0009] Durch das Verlängern zumindest eines zweiten Planetenräder in axialer Richtung ist es möglich, die Position eines Zentralrades in Bezug auf die Stegwelle gegenüber einem zweiten Zentralrad zu vertauschen. Als Zentralräder werden Sonnenräder und Hohlräder bezeichnet. Im Vergleich zu bekannten Fünf-Wellen-Planetengetrieben ist somit eine veränderte Reihenfolge der Wellen möglich, wodurch neue Getriebestrukturen realisiert werden können.By extending at least one second planetary gears in the axial direction, it is possible to interchange the position of a central wheel with respect to the web shaft with respect to a second central wheel. As central wheels sun gears and ring gears are called. In comparison to known five-shaft planetary gears thus a changed order of the waves is possible, whereby new transmission structures can be realized.

[0010] Das Fünf-Wellen-Planetengetriebe eignet sich besonders vorzüglich für einen Antriebsstrang, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, wobei ein Element des Fünf-Wellen-Planetenge-triebes - ausgewählt aus der Gruppe Steg, erstes Sonnenrad, zweites Sonnenrad, erstes Hohlrad, zweites Hohlrad -, vorzugsweise der Steg, über zumindest eine Kupplung mit einer vorzugsweise durch eine Brennkraftmaschine gebildeten ersten Antriebsmaschine antriebsverbindbar ist.The five-shaft planetary gear is particularly well suited for a powertrain, especially for a hybrid vehicle, wherein one element of the five-shaft Planetenge gear - selected from the group web, first sun gear, second sun gear, first ring gear, second Ring gear -, preferably the web, via at least one clutch with a preferably formed by an internal combustion engine first drive machine is drive-connected.

[0011] Ein weiteres Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes, vorzugsweise das erste Hohlrad, kann mit einer vorzugsweise durch eine elektrische Maschine gebildeten zweiten Antriebsmaschine verbunden sein. Weiters kann ein weiteres Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes, vorzugsweise das zweite Hohlrad, mit einer Abtriebswelle verbunden sein.Another element of the five-shaft planetary gear, preferably the first ring gear, may be connected to a second drive machine preferably formed by an electric machine. Furthermore, another element of the five-shaft planetary gear, preferably the second ring gear, be connected to an output shaft.

[0012] Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein weiteres Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes, vorzugsweise das erste Sonnenrad, über zumindest eine weitere Kupplung mit der ersten Antriebsmaschine antriebsverbindbar ist, wobei vorzugsweise die ersten Antriebsmaschine mit einem ersten Element eines zwischen erster Antriebsmaschine und Fünf-Wellen-Planetengetriebe angeordneten Drei-Wellen-Planetengetriebes -ausgewählt aus der Gruppe Sonnerad, Steg, Hohlrad - und die erste Sonnenradwelle über die weitere Kupplung mit einem zweiten Element des Drei-Wellen-Getriebes verbunden bzw. verbindbar ist, wobei besonders vorzugsweise ein drittes Element des Drei-Wellen-Planetengetriebes blockiert ist.It is particularly advantageous if another element of the five-shaft planetary gear, preferably the first sun, via at least one further clutch to the first drive machine is drive-connected, wherein preferably the first drive machine with a first element of a between the first drive machine and Five-shaft planetary gear arranged three-shaft planetary gear -selected from the group Sonnerad, web, ring gear - and the first sun gear shaft via the further coupling with a second element of the three-shaft gear is connected or connectable, more preferably a third element of the three-shaft planetary gear is blocked.

[0013] Bevorzugt ist ein weiteres Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes, vorzugsweise das zweite Sonnenrad, über eine Bremseinrichtung blockierbar ausgebildet.Preferably, another element of the five-shaft planetary gear, preferably the second sun gear, formed blockable via a braking device.

[0014] Mit dem das Fünf-Wellen-Planetengetriebe aufweisenden Antriebsstrang können verschiedene Betriebsmodi realisiert werden. Insbesondere kann in zumindest einem stufenlos leistungsverzweigten Betriebsbereich eine Hauptkupplung - vorzugsweise auch eine erste oder die zweite Kupplungseinrichtung - aktiviert wird, und dass in zumindest einem Gangstufenbetriebsbereich zumindest ein Kupplungsund/oder Bremselement aus der Gruppe Bremseinrichtung, erste Kupplung oder zweite Kupplung - vorzugsweise auch ein weiteres Element dieser Gruppe - aktiviert werden.With the five-shaft planetary gear having powertrain different modes of operation can be realized. In particular, in at least one continuously power-split operating range, a main clutch - preferably also a first or the second clutch device - is activated, and that in at least one Gangstufenbetriebsbereich at least one clutch and / or brake element from the group brake device, first clutch or second clutch - preferably also another Element of this group - to be activated.

[0015] In einem ersten stufenlos leistungsverzweigten Betriebsbereich können die Hauptkupplung und die zweite Kupplungseinrichtung, und in einem zweiten stufenlos leistungsverzweigten Betriebsbereich die Hauptkupplung und die erste Kupplung aktiviert werden. Vorzugsweise werden im stufenlos leistungsverzweigten Betriebsbereich die erste Antriebsmaschine und die zweite Antriebsmaschine aktiviert werden, wobei insbesondere die erste Antriebsmaschine stationär, und die zweite Antriebsmaschine motorisch oder generatorisch betrieben wird.In a first steplessly power-split operating range, the main clutch and the second clutch device, and in a second steplessly power-split operating range, the main clutch and the first clutch can be activated. Preferably, in the continuously power-split operating range, the first drive machine and the second drive machine are activated, wherein in particular the first drive machine stationary, and the second drive machine is operated by a motor or generator.

[0016] In zumindest einem Gangstufenbetriebsbereich kann die erste Antriebsmaschine transient und die zweite Antriebsmaschine motorisch oder generatorisch betrieben werden. Ein rein elektrischer Betrieb ist möglich, wenn in zumindest einem Gangstufenbetriebsbereich der Primärantrieb deaktiviert wird und der Sekundärantrieb motorisch oder generatorisch betrieben wird.In at least one gear stage operating range, the first drive machine transient and the second drive motor can be operated by a motor or generator. A purely electrical operation is possible if in at least one gear stage operating range of the primary drive is deactivated and the secondary drive is operated by a motor or generator.

[0017] In einem ersten Gangstufenbetriebsbereich wird die Bremseinrichtung, vorzugsweise 2/9 österreichisches Patentamt AT514 323 B1 2014-12-15 auch die zweite Kupplungseinrichtung, aktiviert. In einem zweiten Gangstufenbetriebsbereich die erste Kupplung, vorzugsweise auch die zweite Kupplungseinrichtung, aktiviert, in einem dritten Gangstufenbetriebsbereich die erste Kupplung und die Bremseinrichtung aktiviert.In a first gear stage operating range, the brake device, preferably the second clutch device, activated, preferably 2/9 Austrian Patent Office AT514 323 B1 2014-12-15. In a second gear stage operating range, the first clutch, preferably also the second clutch device, activated, activated in a third gear stage operating range, the first clutch and the braking device.

[0018] Somit stehen insgesamt acht Betriebsmodi, und zwar zwei hybride Betriebsmodi mit stufenloser Leistungsverzweigung, drei hybride Betriebsmodi mit festen Gangstufen und drei rein elektrische Betriebsmodi zur Verfügung.Thus, there are a total of eight modes of operation, namely two hybrid modes of operation with stepless power split, three hybrid modes of operation with fixed ratios and three purely electrical modes of operation.

[0019] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Fig. näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to FIG.

[0020] Es zeigen schematisch [0021] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Fünf-Wellen-Planetengetriebe, [0022] Fig. 2 das Fünf-Wellen-Planetengetriebe in einem Schnitt gemäß der Linie II - II in1 shows a five-shaft planetary gear according to the invention, [0022] FIG. 2 shows the five-shaft planetary gear in a section according to the line II-II in FIG

Fig.1, [0023] Fig. 3 einen Antriebsstrang mit diesem Fünf-Wellen-Planetengetriebe, [0024] Fig. 4 ein Drehzahl-Leiterdiagramm dieses Antriebsstranges und [0025] Fig. 5 eine Schaltmatrix dieses Antriebsstranges.3 shows a drive train with this five-shaft planetary gear, FIG. 4 shows a speed-ladder diagram of this drive train, and [0025] FIG. 5 shows a switching matrix of this drive train.

[0026] Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Fünf-Wellen-Planetengetriebe 1 weist eine Stegwelle 2, eine erste Sonnenradwelle 3, eine zweite Sonnenradwelle 4, eine erste Hohlradwelle 5 und eine zweite Hohlradwelle 6 auf.The five-shaft planetary gear 1 shown in FIGS. 1 and 2 has a bridge shaft 2, a first sun gear 3, a second sun gear 4, a first ring gear 5 and a second ring gear 6.

[0027] Die Stegwelle 2 ist mit zumindest einem Steg 7 verbunden, wobei auf jedem Steg 7 ein Planetenradsatz 8 mit einem ersten und einem zweiten Planetenrad 9, 10 angeordnet ist. Die beiden Planetenräder 9, 10, deren Achsen 9a, 10a voneinander beabstandet sind, stehen miteinander im Zahneingriff.The bridge shaft 2 is connected to at least one web 7, wherein on each web 7, a planetary gear 8 with a first and a second planetary gear 9, 10 is arranged. The two planetary gears 9, 10, whose axes 9a, 10a are spaced from each other, are meshed with each other.

[0028] Das Fünf-Wellen-Getriebe 1 kann mehrere, beispielsweise drei, um den Umfang gleichmäßig verteilte Planetenradsätze 8 mit ersten und zweiten Planetenrädern 9, 10 aufweisen.The five-shaft gearbox 1 may have a plurality, for example three, about the circumference uniformly distributed planetary gear sets 8 with first and second planetary gears 9, 10.

[0029] Die erste Sonnenradwelle 3 ist mit einem ersten Sonnenrad 11 verbunden, welches mit dem ersten Planetenrad 9 im Zahneingriff steht. Das erste Planetenrad 9 steht weiters mit einem mit der ersten Hohlradwelle 5 verbundenen ersten Hohlrad 12 im Zahneingriff.The first sun gear shaft 3 is connected to a first sun gear 11, which meshes with the first planet gear 9 in meshing engagement. The first planetary gear 9 is further in meshing engagement with a first ring gear 12 connected to the first ring gear shaft 5.

[0030] Weiters sind die zweite Sonnenradwelle 4 mit einem zweiten Sonnenrad 13 und die zweite Hohlradwelle 6 mit einem zweiten Hohlrad 14 verbunden.Furthermore, the second sun gear 4 are connected to a second sun gear 13 and the second ring gear 6 with a second ring gear 14.

[0031] Mit Bezugszeichen ε ist eine als Mittelebene des Fünf-Wellen-Planetengetriebes 1 ausgebildete Normalebene auf die zentrale Drehachse 1a bezeichnet. Die Normalebene ε bildet auch die Symmetrieebene für die Bauteile erstes Sonnenrad 11, erstes Hohlrad 12, erstes Planetenrad 9 und zweites Planetenrad 10.With the reference symbol ε is designed as a center plane of the five-shaft planetary gear 1 normal plane to the central axis of rotation 1a. The normal plane ε also forms the plane of symmetry for the components of the first sun gear 11, the first ring gear 12, the first planetary gear 9 and the second planetary gear 10.

[0032] In Richtung der zentralen Drehachse 1a gemessen ist die Breite B des zweiten Planetenrades 10 größer, als die Breite b des ersten Planetenrades 9.Measured in the direction of the central axis of rotation 1a, the width B of the second planetary gear 10 is greater than the width b of the first planetary gear. 9

[0033] In Bezug auf das erste Planetenrad 9 ist das zweite Planetenrad 10 auf beiden Seiten der Normalebene ε überragend angeordnet, wobei die überragenden Bereiche des zweiten Planetenrades 10 erste bzw. zweite Zahneingriffszonen 15, 16 für das zweite Sonnenrad 13 bzw. für das zweite Hohlrad 14 ausbilden. Die Breite der überragenden Bereiche ist mit Bezugszeichen a bezeichnet. Das zweite Sonnenrad 13 und das zweite Hohlrad 14 sind dabei auf unterschiedlichen Seiten in Bezug auf die Normalebene ε angeordnet, wobei das zweite Sonnenrad 13, die erste Sonnenradwelle 3, eine zweite Sonnenradwelle 4, die erste Hohlradwelle 5, sowie - zumindest überwiegend - die Stegwelle 2, auf einer ersten Seite 17 und das zweite Hohlrad 14, sowie die zweite Hohlradwelle 6 auf einer zweiten Seite 18 angeordnet sind.With respect to the first planetary gear 9, the second planetary gear 10 is superposed on both sides of the normal plane ε, wherein the projecting portions of the second planetary gear 10 first and second tooth engagement zones 15, 16 for the second sun gear 13 and for the second Form ring gear 14. The width of the protruding areas is designated by reference a. The second sun gear 13 and the second ring gear 14 are arranged on different sides with respect to the normal plane ε, wherein the second sun gear 13, the first sun gear 3, a second sun gear 4, the first ring gear 5, and - at least predominantly - the web shaft 2, on a first side 17 and the second ring gear 14, and the second ring gear 6 are arranged on a second side 18.

[0034] Fig. 3 zeigt einen Antriebsstrang 20, beispielsweise für ein Hybridfahrzeug, in welchem das in Fig. 1 dargestellte Fünf-Wellen-Planetengetriebe 1 verbaut ist.Fig. 3 shows a drive train 20, for example, for a hybrid vehicle in which the illustrated in Fig. 1 five-shaft planetary gear 1 is installed.

[0035] Dabei ist der Steg 7 bzw. die Stegwelle 2 des Fünf-Wellen-Planetengetriebe 1 mit der 3/9 österreichisches Patentamt AT 514 323 B1 2014-12-15In this case, the web 7 and the web shaft 2 of the five-shaft planetary gear 1 with the 3/9 Austrian Patent Office AT 514 323 B1 2014-12-15

Antriebswelle 21 einer ersten Antriebsmaschine 22, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, über schaltbare Kupplungen - Hauptkupplung CO und erste Kupplung C1 - verbindbar. Die erste Hohlradwelle 5 des Fünf-Wellen-Planetengetriebe 1 ist mit einer zweiten Antriebsmaschine 23 verbunden, welche im Ausführungsbeispiel durch eine elektrische Maschine gebildet ist. Die zweite Hohlradwelle 6 ist - eventuell über ein Verteilergetriebe VG und/oder ein Differential D-mit zumindest einer Abtriebswelle 24, 25, 26 des Antriebsstranges 20 verbunden. Die erste Sonnenradwelle 3 des Fünf-Wellen-Planetengetriebes 1 ist über zumindest eine weitere zweite Kupplung C2 mit der ersten Antriebsmaschine antriebsverbindbar. Die erste Antriebsmaschine 22 mit einer ersten Element 31, beispielsweise mit einem Hohlrad, und die erste Sonnenradwelle 3 über die zweite Kupplung C2 mit einem zweiten Element 32, beispielsweise mit einem Steg, eines zwischen erster Antriebsmaschine 22 und Fünf-Wellen-Planetengetriebe 1 angeordneten Drei-Wellen-Planetengetriebes 30 verbunden bzw. verbindbar ist, wobei besonders vorzugsweise ein drittes Element 33, beispielsweise ein Sonnerad, des Drei-Wellen-Planetengetriebes 30 blockiert, beispielsweise mit einem Getriebegehäuse 27 verbunden ist. Die zweite Sonnenradwelle 4 des Fünf-Wellen-Planetengetriebe 1 kann über eine Bremseinrichtung B1 blockiert werden.Drive shaft 21 of a first drive machine 22, for example an internal combustion engine, via switchable clutches - main clutch CO and first clutch C1 - connectable. The first ring gear shaft 5 of the five-shaft planetary gear 1 is connected to a second drive machine 23, which is formed in the embodiment by an electric machine. The second Hohlradwelle 6 is - possibly via a transfer case VG and / or a differential D with at least one output shaft 24, 25, 26 of the drive train 20 is connected. The first sun gear shaft 3 of the five-shaft planetary gear 1 can be drive-connected to the first drive machine via at least one further second clutch C2. The first drive machine 22 with a first element 31, for example, with a ring gear, and the first sun gear 3 via the second clutch C2 with a second element 32, for example with a web, arranged between the first drive machine 22 and five-shaft planetary gear three Shaft planetary gear 30 is connected or connectable, wherein particularly preferably a third element 33, for example, a sun gear, the three-shaft planetary gear 30 blocked, for example, is connected to a transmission housing 27. The second sun gear 4 of the five-shaft planetary gear 1 can be blocked by a brake device B1.

[0036] Mit dem in Fig. 3 dargestellten Antriebsstrang lässt sich zusätzlich zu einem stufenlos leistungsverzweigten ersten Betriebsbereich ev1 ein stufenlos leistungsverzweigter zweiter Betriebsbereich ev2 realisierbar ist, wie aus dem in Fig. 4 dargestellten Drehzahl-Leiterdiagramm und der in Fig. 5 gezeigten Schaltmatrix hervorgeht.With the drive train shown in FIG. 3, in addition to a continuously power-split first operating range ev1, a continuously power-split second operating range ev2 can be realized, as can be seen from the speed-ladder diagram shown in FIG. 4 and the switching matrix shown in FIG ,

[0037] Fig. 4 zeigt die möglichen Betriebsmodi des in Fig. 3 dargestellten Antriebsstranges anhand eines Leiterdiagramms für die Drehzahlen n mit der Antriebsdrehzahl n1 der ersten Antriebsmaschine 22.FIG. 4 shows the possible operating modes of the drive train shown in FIG. 3 on the basis of a ladder diagram for the rotational speeds n with the drive rotational speed n1 of the first drive machine 22.

[0038] Durch das Aktivieren der zweiten Kupplung C2 und der Bremseinrichtung B1, oder der ersten und zweiten Kupplung C1, C2 oder der zweiten Kupplung C1 und der Bremseinrichtung B1, können drei Vorwärtsgänge g1, g2, g3 geschaltet werden.By activating the second clutch C2 and the brake device B1, or the first and second clutch C1, C2 or the second clutch C1 and the brake device B1, three forward gears g1, g2, g3 can be switched.

[0039] Die Hauptkupplung C0 dient zum Abkoppeln der ersten Antriebsmaschine 22 und ist auch hier nur deaktiviert, wenn der Antrieb ausschließlich von der zweiten Antriebsmaschine 23 übernommen wird oder kein Antrieb erfolgt. In der Neutralstellung N sind sowohl alle Kupplungen CO, C1, C2, als auch die Bremseinrichtung B1 deaktiviert.The main clutch C0 is used to disconnect the first drive machine 22 and is only deactivated here when the drive is exclusively taken over by the second drive machine 23 or no drive. In the neutral position N, all clutches CO, C1, C2, as well as the brake device B1 are deactivated.

[0040] Die Betriebsbereiche ev1 und ev2 stellen stufenlos leistungsverzweigte Betriebsbereiche dar. In dem Betriebsbereich ev2 ist die erste Hauptkupplung CO und die erste Kupplung C1 aktiviert, im ersten Betriebsbereich ev1 dagegen wird die Hauptkupplung CO und die zweite Kupplung C2 aktiviert. In den Betriebsbereichen ev1 und ev2 kann die beispielsweise durch eine elektrische Maschine gebildete zweite Antriebsmaschine 21 motorisch oder generatorisch betrieben werden. Dadurch ist ein stufenloses elektrodynamisches Anfahren möglich, wodurch ein eigenes Anfahrelement wie zum Beispiel ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Anfahrkupplung entfallen kann. Das Umschalten vom stufenlos leistungsverzweigten Betrieb in einen der drei schaltbaren Gänge g1, g2, g3 kann während dem Fahren erfolgen. Während dem Betrieb in einem der drei schaltbaren Gänge g1, g2, g3 kann der Sekundärantrieb wahlweise generatorisch oder motorisch betrieben werden, um Hybridfunktionalitäten wie zum Beispiel "Boosten", Rekuperieren", "Lastpunktverschiebung" oder "Segeln" zu ermöglichen.In the operating range ev2, the first main clutch CO and the first clutch C1 is activated, in the first operating range ev1, however, the main clutch CO and the second clutch C2 is activated. In the operating areas ev1 and ev2, the second drive machine 21 formed, for example, by an electric machine can be operated by a motor or by a generator. As a result, a continuous electrodynamic starting is possible, whereby a separate starting element such as a hydrodynamic torque converter or a starting clutch can be omitted. The switching from the continuously split-mode operation into one of the three shiftable gears g1, g2, g3 can take place while driving. During operation in one of the three switchable gears g1, g2, g3, the secondary drive may optionally be operated as a generator or motor to perform hybrid functions such as " boost ", recuperation " " load point shift " or " sailing " to enable.

[0041] Fig. 5 zeigt eine Schaltmatrix der Kupplungen C0, C1, C2 und der Bremseinrichtung B1 für die in Fig. 3 dargestellten Betriebsmodi, wobei ein "X" den aktivierten Zustand der entsprechenden Kupplungen CO, C1, C2 oder Bremseinrichtung B1 darstellt. Dabei sind die Betriebsmodi (Gangstufenbereiche) e1, e2 und e3 für reinen Antrieb durch die zweite Antriebsmaschine 23 - abgesehen von der Stellung der Hauptkupplung CO - äquivalent zu den Betriebsmodi (Gangstufenbereiche) g1, g2 und g3 für kombinierten Antrieb und können sowohl Vorwärts-, als auch Rückwärtsgänge sein. 4/9Fig. 5 shows a switching matrix of the clutches C0, C1, C2 and the brake device B1 for the operating modes shown in Fig. 3, where " X " represents the activated state of the corresponding clutches CO, C1, C2 or braking device B1. Here, the operating modes (gear stages) e1, e2 and e3 for pure drive by the second prime mover 23 - apart from the position of the main clutch CO - equivalent to the operating modes (gear stages) g1, g2 and g3 for combined drive and can both forward, as well as reverse gears. 9.4

Claims (18)

österreichisches Patentamt AT514 323 B1 2014-12-15 Patentansprüche 1. Fünf-Wellen-Planetengetriebe (1), mit zumindest einem mit einer Stegwelle (2) verbundenen Steg (7) mit einem Planetenradsatz (8) bestehen aus einem ersten Planetenrad (9), welches mit einem mit einer ersten Sonnenradwelle (3) verbundenen ersten Sonnenrad (11) und einem mit einer ersten Hohlradwelle (5) verbundenen ersten Hohlrad (12) im Zahneingriff steht, und einem zweiten Planetenrad (10), welches mit einem mit einer zweiten Sonnenradwelle (4) verbundenen zweiten Sonnenrad (13) und einem mit einer zweiten Hohlradwelle (6) verbundenen zweiten Hohlrad (14) im Zahneingriff steht, wobei jeweils ein erstes Planetenrad (9) und ein zweites Planetenrad (10) auf einem Steg (7) der Stegwelle (2) miteinander kämmend drehbar gelagert sind, und wobei die erste Sonnenradwelle (3), die zweite Sonnenradwelle (4), die Stegwelle (2) und die erste Hohlradwelle (5) zumindest überwiegend auf einer ersten Seite (17) einer Normalebene (ε) auf eine zentrale Drehachse (1a) und die zweite Hohlradwelle (6) auf einer zweiten Seite (18) der Normalebene (ε) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (13) und das zweite Hohlrad (14) auf unterschiedlichen Seiten (17, 18) der Normalebene (ε) angeordnet sind.Austrian Patent Office AT514 323 B1 2014-12-15 Claims 1. Five-shaft planetary gear (1) with at least one web (7) connected to a web shaft (2) with a planetary gear set (8) consist of a first planetary gear (9) which meshes with a first sun gear (11) connected to a first sun gear shaft (3) and a first ring gear (12) connected to a first ring gear shaft (5), and a second planet gear (10) having one with a second one Sun gear shaft (4) connected to the second sun gear (13) and a second ring gear (6) connected second ring gear (14) is in meshing engagement, wherein in each case a first planet gear (9) and a second planet gear (10) on a web (7) the web shaft (2) are rotatably supported with each other, and wherein the first sun gear (3), the second sun gear (4), the web shaft (2) and the first ring gear (5) at least predominantly on a first side (17) of a normal level (ε) on a central axis of rotation (1a) and the second ring gear (6) on a second side (18) of the normal plane (ε) are arranged, characterized in that the second sun gear (13) and the second ring gear (14) on different sides (17, 18) of the normal plane (ε) are arranged. 2. Fünf-Wellen-Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (13) auf der ersten Seite (17) und das zweite Hohlrad (14) auf der zweiten Seite (18) der Normalebene (ε) angeordnet sind.2. Five-shaft planetary gear (1) according to claim 1, characterized in that the second sun gear (13) on the first side (17) and the second ring gear (14) on the second side (18) of the normal plane (ε) are arranged. 3. Fünf-Wellen-Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Normalebene (ε) eine Mittenebene des Fünf- Wellen-Planetengetriebes (1) darstellt, wobei vorzugsweise die Elemente erstes Sonnenrad (11), erstes Hohlrad (12), erstes Planetenrad (9) und zweites Planetenrad (10) symmetrisch bezüglich der Normalebene (ε) angeordnet sind.3. Five-shaft planetary gear (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the normal plane (ε) represents a center plane of the five-shaft planetary gear (1), wherein preferably the elements first sun gear (11), the first ring gear (12), the first planetary gear (9) and the second planetary gear (10) are arranged symmetrically with respect to the normal plane (ε). 4. Fünf-Wellen-Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die - in axialer Richtung gemessene - Breite (B) des zweiten Planetenrades (10) größer ist als die Breite (b) des ersten Planetenrades (9), wobei das zweite Planetenrad (10) in Bezug auf das erste Planetenrad (9) auf beiden Seiten (17, 18) der Normalebene (ε) überragend angeordnet sind und die überragenden Bereiche des zweiten Planetenrades (10) erste bzw. zweite Zahneingriffszonen (15, 16) ausbilden.4. Five-shaft planetary gear (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that - measured in the axial direction - width (B) of the second planet gear (10) is greater than the width (b) of the first planet gear (9), wherein the second planetary gear (10) with respect to the first planet gear (9) on both sides (17, 18) of the normal plane (ε) are outstanding and the projecting portions of the second planetary gear (10) first and second, respectively To form meshing zones (15, 16). 5. Fünf-Wellen-Planetengetriebe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweites Planetenrad (10) in der ersten Zahneingriffszone (15) mit dem zweiten Sonnenrad (13) und in der zweiten Zahneingriffszone (16) mit dem zweiten Hohlrad (14) im Zahneingriff steht.5. Five-shaft planetary gear (1) according to claim 4, characterized in that at least one second planet gear (10) in the first tooth engagement zone (15) with the second sun gear (13) and in the second tooth engagement zone (16) with the second Ring gear (14) is in meshing engagement. 6. Antriebsstrang (20), insbesondere für ein Hybridfahrzeug, mit einem Fünf-Wellen-Planeten-getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes (1) - ausgewählt aus der Gruppe Steg (7), erstes Sonnenrad (11), zweites Sonnenrad (13), erstes Hohlrad (12), zweites Hohlrad (14) - vorzugsweise der Steg (7), über zumindest eine Kupplung (C0; C1), mit einer vorzugsweise durch eine Brennkraftmaschine gebildeten ersten Antriebsmaschine (22) antriebsverbindbar ist.6. powertrain (20), in particular for a hybrid vehicle, with a five-shaft planetary gear (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that an element of the five-shaft planetary gear (1) - selected from the group web (7), first sun gear (11), second sun gear (13), first ring gear (12), second ring gear (14) - preferably the web (7) via at least one clutch (C0; C1), with a preferably by an internal combustion engine formed first drive machine (22) is drive-connected. 7. Antriebsstrang (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes, vorzugsweise das erste Hohlrad, mit einer vorzugsweise durch eine elektrische Maschine gebildeten zweiten Antriebsmaschine verbunden ist.7. Drive train (20) according to claim 6, characterized in that a further element of the five-shaft planetary gear, preferably the first ring gear, is connected to a preferably formed by an electric machine second drive machine. 8. Antriebsstrang (20) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes, vorzugsweise das zweite Hohlrad, mit zumindest einer Abtriebswelle verbunden ist. 5/9 österreichisches Patentamt AT 514 323 B1 2014-12-158. Drive train (20) according to claim 6 or 7, characterized in that a further element of the five-shaft planetary gear, preferably the second ring gear, is connected to at least one output shaft. 5/9 Austrian Patent Office AT 514 323 B1 2014-12-15 9. Antriebsstrang (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes (1), vorzugsweise das erste Sonnenrad (11), über zumindest eine weitere Kupplung (C2) mit der ersten Antriebsmaschine (22) antriebsverbindbar ist, wobei vorzugsweise die erste Antriebsmaschine (22) mit einem ersten Element eines zwischen erster Antriebsmaschine (22) und dem Fünf-Wellen-Planetengetriebe (1) angeordneten Drei-Wellen-Planetengetriebes (30) - ausgewählt aus der Gruppe Sonnerad (33), Steg (32), Hohlrad (33) - und das erste Sonnenrad (11) über die weitere Kupplung (C2) mit einem zweiten Element des Drei-Wellen-Planetengetriebes (30) verbunden bzw. verbindbar ist, wobei besonders vorzugsweise ein drittes Element des Drei-Wellen-Planetengetriebes (20) blockiert ist.9. Drive train (20) according to any one of claims 6 to 8, characterized in that a further element of the five-shaft planetary gear (1), preferably the first sun gear (11) via at least one further clutch (C2) with the first Drive machine (22) is drive-connected, wherein preferably the first drive machine (22) with a first element of between the first drive machine (22) and the five-shaft planetary gear (1) arranged three-shaft planetary gear (30) - selected from the group Sun gear (33), web (32), ring gear (33) - and the first sun gear (11) via the further clutch (C2) with a second element of the three-shaft planetary gear (30) is connected or connectable, in particular Preferably, a third element of the three-shaft planetary gear (20) is blocked. 10. Antriebsstrang (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Element des Fünf-Wellen-Planetengetriebes (1), vorzugsweise das zweite Sonnenrad (13), über eine Bremseinrichtung (B1) blockierbar ist.10. The drive train (20) according to any one of claims 6 to 9, characterized in that a further element of the five-shaft planetary gear (1), preferably the second sun gear (13) via a braking device (B1) is blockable. 11. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem stufenlos leistungsverzweigten Betriebsbereich (ev1, ev2) eine Hauptkupplung (C0) - vorzugsweise auch eine erste (C1) oder die zweite Kupplungseinrichtung (C2) - aktiviert wird, und dass in zumindest einem Gangstufenbetriebsbereich (g1, g2, g3, e1, e2, e3) zumindest ein Kupplungs- und/oder Bremselement aus der Gruppe Bremseinrichtung (B1), erste Kupplung (C1) oder zweite Kupplung (C2) - vorzugsweise auch ein weiteres Element dieser Gruppe - aktiviert wird.11. A method for operating a drive train (20) according to any one of claims 6 to 10, characterized in that in at least one continuously power-split operating range (ev1, ev2) a main clutch (C0) - preferably also a first (C1) or the second clutch device (C2) - is activated, and that in at least one gear stage operating range (g1, g2, g3, e1, e2, e3) at least one clutch and / or brake element from the group brake device (B1), first clutch (C1) or second clutch (C2) - preferably also another element of this group - is activated. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten stufenlos leistungsverzweigten Betriebsbereich (ev1) die Hauptkupplung (C0) und die zweite Kupplungseinrichtung (C2), und in einem zweiten stufenlos leistungsverzweigten Betriebsbereich (ev2) die Hauptkupplung (C0) und die erste Kupplung (C1) aktiviert werden.12. The method according to any one of claims 11, characterized in that in a first continuously power-split operating range (ev1) the main clutch (C0) and the second clutch device (C2), and in a second steplessly power-split operating range (ev2), the main clutch (C0) and the first clutch (C1) are activated. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im stufenlos leistungsverzweigten Betriebsbereich (ev1, ev2) die erste Antriebsmaschine (22) und die zweite Antriebsmaschine (23) aktiviert werden, wobei vorzugsweise die erste Antriebsmaschine (22) stationär, und die zweite Antriebsmaschine (23) motorisch oder generatorisch betrieben wird.13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that in the continuously power-split operating range (ev1, ev2), the first drive machine (22) and the second drive machine (23) are activated, preferably the first drive machine (22) stationary, and the second drive machine (23) is operated by a motor or generator. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Gangstufenbetriebsbereich (g1, g2, g3) die erste Antriebsmaschine (22) transient betrieben wird und die zweite Antriebsmaschine (23) motorisch oder generatorisch betrieben wird.14. The method according to any one of claims 11 to 13, characterized in that in at least one gear stage operating range (g1, g2, g3), the first drive machine (22) is operated transiently and the second drive machine (23) is operated by a motor or generator. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Gangstufenbetriebsbereich (e1, e2, e3) der Primärantrieb deaktiviert wird und der Sekundärantrieb (21) motorisch oder generatorisch betrieben wird.15. The method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that in at least one gear stage operating range (e1, e2, e3) of the primary drive is deactivated and the secondary drive (21) is operated by a motor or generator. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Gangstufenbetriebsbereich (g1; e1) die Bremseinrichtung (B1), vorzugsweise auch die zweite Kupplungseinrichtung (C2), aktiviert wird.16. The method according to any one of claims 11 to 15, characterized in that in a first gear stage operating range (g1; e1), the braking device (B1), preferably also the second clutch device (C2) is activated. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Gangstufenbetriebsbereich (g2; e2) die erste Kupplung (C1), vorzugsweise auch die zweite Kupplungseinrichtung (C2), aktiviert wird.17. The method according to any one of claims 11 to 16, characterized in that in a second gear stage operating range (g2; e2), the first clutch (C1), preferably also the second clutch device (C2) is activated. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Gangstufenbetriebsbereich (g1; e1) die erste Kupplung (C1) und die Bremseinrichtung (B1) aktiviert werden. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 6/918. The method according to any one of claims 11 to 17, characterized in that in a third gear stage operating range (g1; e1), the first clutch (C1) and the braking device (B1) are activated. 3 sheets of drawings 6/9
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