DE102011079718B4 - Multi-speed transmission - Google Patents

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Abstract

Mehrstufengetriebe, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (2), zwei Planetenradsätze (P1, P2), eine erste und eine zweite Stirnradstufe (S1, S2) in Verbindung mit einer parallel zur Längsachse der Planetenradsätze (P1, P2) angeordneten Vorgelegewelle, welche die Abtriebswelle (2) des Getriebes bildet, sowie fünf Schaltelemente (B1, B2, K1, K2, K3, K4, K5), umfassend Bremsen (B1, B2) und Kupplungen (K1, K2, K3, K4, K5), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei die Antriebswelle (1) über eine erste Kupplung (K1) mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindbar ist, welches über eine zweite Bremse (B2) an das Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) über eine erste Bremse (B1) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist und mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden ist, wobei das Hohlrand des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit einem ersten Stirnrad (ST3) der zweiten Stirnradstufe (S2) des Getriebes verbunden ist, deren zweites Stirnrad (ST4) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte, vierte oder fünfte Kupplung (K3, K4, K5) vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz (P1) verblockbar ist, die Antriebswelle (1) mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden ist, dass der Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) über eine zweite Kupplung (K2) mit einem ersten Stirnrad (ST1) der ersten Stirnradstufe (S1) verbunden ist, deren zweites Stirnrad (ST2) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, und dass die erste Kupplung (K1) und die dritte oder vierte Kupplung (K3 oder K4), axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen (P1 und P2) angeordnet sind, wobei die erste Bremse (B1) und die zweite Bremse (B2), axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen (P1 und P2) angeordnet sind.Multi-speed transmission, in particular automatic transmission for a motor vehicle, comprising a drive shaft (1), an output shaft (2), two planetary gear sets (P1, P2), a first and a second spur gear stage (S1, S2) in connection with a parallel to the longitudinal axis of the planetary gear sets ( P1, P2) arranged countershaft, which forms the output shaft (2) of the transmission, as well as five shift elements (B1, B2, K1, K2, K3, K4, K5), including brakes (B1, B2) and clutches (K1, K2, K3, K4, K5), the selective intervention of which causes different gear ratios between the drive shaft (1) and the output shaft (2), so that six forward gears and one reverse gear can be implemented, with the drive shaft (1) via a first clutch (K1) the sun gear of the second planetary gear set (P2) can be detachably connected, which can be coupled to the housing (G) of the transmission via a second brake (B2), the web of the second planetary gear set (P2) being connected to the housing via a first brake (B1) housing (G) can be coupled and is connected to the ring gear of the first planetary gear set (P1), the hollow edge of the second planetary gear set (P2) being connected to a first spur gear (ST3) of the second spur gear stage (S2) of the transmission, the second spur gear ( ST4) is connected to the output shaft (2) and is characterized in that a third, fourth or fifth clutch (K3, K4, K5) is provided, by closing the first planetary gear set (P1), the drive shaft (1) with the sun gear of the first planetary gear set (P1) is connected that the web of the first planetary gear set (P1) is connected via a second clutch (K2) to a first spur gear (ST1) of the first spur gear stage (S1), the second spur gear (ST2) with the output shaft (2) is connected, and that the first clutch (K1) and the third or fourth clutch (K3 or K4), viewed axially, are arranged in the power flow direction of the drive in front of the planetary gear sets (P1 and P2), the he ste brake (B1) and the second brake (B2), viewed axially, are arranged in the power flow direction of the drive after the planetary gear sets (P1 and P2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 2.The present invention relates to a multi-speed transmission, in particular an automatic transmission for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1 and the independent claim 2.

Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik Planetenradsätze, die mittels Reibungs- bzw. Schaltelementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anfahrelement, wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden sind.According to the state of the art, automatic transmissions, especially for motor vehicles, comprise planetary gear sets that are shifted by means of friction or shifting elements, such as clutches and brakes, and usually with a starting element that is subject to a slip effect and optionally provided with a lock-up clutch, such as a hydrodynamic torque converter or a fluid coupling.

Derartige Automatgetriebe sind im Stand der Technik vielfach beschrieben und unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung und Verbesserung. So sollen diese Getriebe eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgängen sowie mindestens einen Rückwärtsgang und eine für Kraftfahrzeuge sehr gut geeignete Übersetzung mit einer hohen Gesamtspreizung sowie günstigen Stufensprüngen aufweisen. Ferner sollen diese eine hohe Anfahrübersetzung in Vorwärtsrichtung ermöglichen und einen Direktgang enthalten. Zudem sollen Automatgetriebe einen geringen Bauaufwand und eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern, wobei bei sequentieller Schaltweise jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden soll.Such automatic transmissions have been described many times in the prior art and are subject to permanent further development and improvement. Thus, these transmissions should have a sufficient number of forward gears and at least one reverse gear and a gear ratio that is very suitable for motor vehicles with a high overall spread and favorable increments. Furthermore, these should enable a high starting ratio in the forward direction and contain a direct gear. In addition, automatic transmissions should require little construction effort and a small number of shifting elements, with only one shifting element being engaged and one shifting element disengaging in the case of sequential shifting.

Ein derartiges Automatgetriebe ist beispielsweise aus der DE 199 12 480 B4 der Anmelderin bekannt. Es umfasst drei Einsteg-Planetenradsätze sowie drei Bremsen und zwei Kupplungen zum Schalten von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und der Steg des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig verbunden ist und die Antriebswelle direkt mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist.Such an automatic transmission is for example from the DE 199 12 480 B4 known to the applicant. It comprises three single-bar planetary gear sets as well as three brakes and two clutches for shifting six forward gears and one reverse gear, a drive shaft and an output shaft, the web of the first planetary gear set with the ring gear of the second planetary gear set and the web of the second planetary gear set with the ring gear of the third Planetary gear set is constantly connected and the drive shaft is directly connected to the sun gear of the second planetary gear set.

Ferner ist bei dem bekannten Getriebe vorgesehen, dass die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und über die zweite Kupplung mit dem Steg des ersten Planetensatzes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes über die erste Bremse mit einem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist und der Steg des ersten Planetenradsatzes über die zweite Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes über die dritte Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig verbunden.The known transmission also provides that the drive shaft can be connected to the sun gear of the first planetary gear set via the first clutch and to the web of the first planetary gear set via the second clutch, the sun gear of the first planetary gear set via the first brake to a housing of the transmission can be connected and the web of the first planetary gear set can be connected to the housing of the transmission via the second brake, the sun gear of the third planetary gear set being connectable to the housing of the transmission via the third brake. The output shaft of the transmission is constantly connected to the web of the third planetary gear set and the ring gear of the first planetary gear set.

Aus der US 2007/ 0 142 158 A1 ist ein Mehrstufengetriebe mit einem Ein- und Ausgang bekannt, das Getriebe umfassend einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz, wobei jeder Zahnradsatz ein Sonnenrad, einen das Sonnenrad umgebenden Zahnkranz, einen Satz von Planetenritzel, die mit dem Sonnenrad und dem Zahnkranz kämmen, und umfassend einen Träger, auf dem die Planetenritzel drehbar gelagert sind, wobei der Träger des ersten Zahnradsatzes fahrbar mit dem Zahnkranz des zweiten Zahnradsatzes verbunden ist. Ein dritter Zahnradsatz, der bewegbar mit dem Träger des zweiten Zahnradsatzes und dem Zahnkranz des ersten Zahnradsatzes verbunden ist, treibt den Ausgang abwechselnd mit einer vorbestimmten niedrigeren Geschwindigkeit relativ zu einer Geschwindigkeit des Trägers des zweiten Zahnradsatzes an und treibt den Ausgang im Wesentlichen mit der Geschwindigkeit des Zahnkranzes des ersten Zahnradsatzes. Eine erste Kupplung verbindet und trennt den Eingang und das Sonnenrad des ersten Zahnradsatzes. Eine zweite Kupplung verbindet und trennt den Eingang und das Sonnenrad des zweiten Zahnradsatzes. Eine dritte Kupplung verbindet und trennt abwechselnd den Eingang und den Träger des ersten Zahnradsatzes. Eine Überholbremse hält den Träger des ersten Zahnradsatzes gegen Drehung am Getriebegehäuse und gibt den Träger des ersten Zahnradsatzes frei. Eine erste Bremse hält das Sonnenrad des ersten Zahnradsatzes gegen Drehung am Getriebegehäuse und gibt das Sonnenrad des ersten Zahnradsatzes frei. Eine zweite Bremse hält den Träger des ersten Zahnradsatzes gegen Drehung am Gehäuse und gibt den Träger des ersten Zahnradsatzes frei.From US 2007/0 142 158 A1 a multi-speed transmission with an input and output is known, the transmission comprising a first and a second planetary gear set, each gear set having a sun gear, a ring gear surrounding the sun gear, a set of planetary pinions which are connected to the The sun gear and the ring gear mesh, and comprising a carrier on which the planetary pinions are rotatably mounted, the carrier of the first gear set being movably connected to the ring gear of the second gear set. A third gear set, which is movably connected to the carrier of the second gear set and the ring gear of the first gear set, drives the output alternately at a predetermined lower speed relative to a speed of the carrier of the second gear set and drives the output at substantially the speed of the Ring gear of the first gear set. A first clutch connects and disconnects the input and the sun gear of the first gear set. A second clutch connects and disconnects the input and the sun gear of the second gear set. A third clutch alternately connects and disconnects the input and the carrier of the first gear set. An overrunning brake holds the carrier of the first gear set against rotation on the transmission housing and releases the carrier of the first gear set. A first brake holds the sun gear of the first gear set against rotation on the transmission housing and releases the sun gear of the first gear set. A second brake holds the carrier of the first gear set against rotation on the housing and releases the carrier of the first gear set.

Aus der DE 10 2006 006 638 A1 ist ein Mehrstufengetriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang bekannt, das Getriebe umfassend eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, drei Planetensätze, sechs drehbare Wellen sowie fünf Schaltelemente.From the DE 10 2006 006 638 A1 a multi-speed transmission with six forward gears and one reverse gear is known, the transmission comprising a drive shaft, an output shaft, three planetary sets, six rotatable shafts and five shift elements.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe anzugeben, welches axial betrachtet einen geringeren Bauraumbedarf aufweist, so dass eine Hybridisierung des Getriebes als Front-Quer-System ermöglicht wird. Zudem soll der Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert werden.The present invention is based on the object of specifying a multi-speed transmission which, viewed axially, requires less installation space, so that hybridization of the transmission as a front-transverse system is made possible. In addition, the efficiency with regard to drag and gear losses should be improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 2 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.According to the invention, this object is achieved by the features of patent claim 1 and the independent patent claim 2. Further advantages and advantageous configurations emerge from the subclaims.

Demnach wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, welches eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, zwei axial betrachtet hintereinander angeordnete Planetenradsätze, im Folgenden als erster und zweiter Planetenradsatz bezeichnet, eine erste und eine zweite Stirnradstufe in Verbindung mit einer parallel zur Längsachse der Planetenradsätze angeordnete Vorgelegewelle, die als Abtriebswelle dient, und fünf Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, umfasst, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, so dass vorzugsweise sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind.Accordingly, a multi-stage transmission is proposed which has a drive shaft, an output shaft, two planetary gear sets arranged axially one behind the other, hereinafter referred to as the first and second planetary gear sets, a first and a second spur gear set in connection with a countershaft arranged parallel to the longitudinal axis of the planetary gear sets, which is called the output shaft serves, and comprises five shift elements, including brakes and clutches, the selective engagement of which causes different gear ratios between the drive shaft and the output shaft, so that preferably six forward gears and one reverse gear can be implemented.

Die Planetenradsätze sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Ein einfacher Minus-Planetenradsatz umfasst bekanntlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf. Demgegenüber umfasst ein einfacher Plus-Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad und es ergibt sich eine positive Standgetriebeübersetzung.The planetary gear sets are preferably designed as minus planetary gear sets. As is known, a simple minus planetary gear set comprises a sun gear, a ring gear and a web on which planet gears are rotatably mounted, each of which meshes with the sun gear and ring gear. As a result, when the web is held in place, the ring gear has a direction of rotation opposite to that of the sun gear. In contrast, a simple plus planetary gear set comprises a sun gear, a ring gear and a web on which inner and outer planet gears are rotatably mounted, all inner planet gears meshing with the sun gear and all outer planet gears meshing with the ring gear, each inner planet gear having an outer one Planet gear meshes. As a result, when the web is held in place, the ring gear has the same direction of rotation as the sun gear, and a positive stationary gear ratio results.

Die Antriebswelle ist über eine erste Kupplung mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes lösbar verbindbar, welches über eine zweite Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des zweiten Planetenradsatzes über eine erste Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist und mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist.The drive shaft can be detachably connected via a first clutch to the sun gear of the second planetary gear set, which can be coupled to the housing of the gearbox via a second brake, the web of the second planetary gear set being able to be coupled to the gearbox housing via a first brake and to the ring gear of the first planetary gear set and wherein the drive shaft is connected to the sun gear of the first planetary gear set.

Hierbei ist der Steg des ersten Planetenradsatzes über eine zweite Kupplung mit einem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe verbunden, deren zweites Stirnrad mit der Abtriebswelle verbunden ist, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit einem ersten Stirnrad der zweiten Stirnradstufe des Getriebes verbunden ist, deren zweites Stirnrad mit der Abtriebswelle verbunden ist.Here, the web of the first planetary gear set is connected to a first spur gear of the first spur gear stage via a second clutch, the second spur gear of which is connected to the output shaft, the ring gear of the second planetary gear set being connected to a first spur gear of the second spur gear stage of the transmission, the second spur gear of which is connected to the output shaft.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass eine dritte, vierte oder fünfte Kupplung vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz verblockbar ist.Furthermore, it is provided that a third, fourth or fifth clutch is provided, through the closing of which the first planetary gear set can be blocked.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung unterscheidet sich das Getriebe vom Stand der Technik dadurch, dass die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, dass der Steg des ersten Planetenradsatzes über eine zweite Kupplung mit einem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe verbunden ist, deren zweites Stirnrad mit der Abtriebswelle verbunden ist, und dass die erste Kupplung und die dritte oder vierte Kupplung, axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen angeordnet sind, wobei die erste Bremse und die zweite Bremse, axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen angeordnet sind.According to a first aspect of the invention, the transmission differs from the prior art in that the drive shaft is connected to the sun gear of the first planetary gear set, that the web of the first planetary gear set is connected via a second clutch to a first spur gear of the first spur gear stage, the second of which Spur gear is connected to the output shaft, and that the first clutch and the third or fourth clutch, viewed axially, are arranged in the power flow direction of the drive in front of the planetary gear sets, the first brake and the second brake, viewed axially, in the power flow direction of the drive to the Planetary gear sets are arranged.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung unterscheidet sich das Getriebe vom Stand der Technik dadurch, dass die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, dass der Steg des ersten Planetenradsatzes über eine zweite Kupplung mit einem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe verbunden ist, deren zweites Stirnrad mit der Abtriebswelle verbunden ist, dass die erste Kupplung, axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen angeordnet ist, und dass die erste Bremse und die zweite Bremse, axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen angeordnet sind, wobei über die fünfte Kupplung der erste Planetenradsatz verblockbar ist, und wobei die fünfte Kupplung, die, axial betrachtet, zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz angeordnet ist, zum Verblocken des ersten Planetenradsatzes dessen Hohlrad mit dessen Steg verbindet.According to a second aspect of the invention, the transmission differs from the prior art in that the drive shaft is connected to the sun gear of the first planetary gear set, that the web of the first planetary gear set is connected via a second clutch to a first spur gear of the first spur gear stage, the second of which Spur gear is connected to the output shaft that the first clutch, viewed axially, is arranged in the power flow direction of the drive in front of the planetary gear sets, and that the first brake and the second brake, viewed axially, are arranged in the power flow direction of the drive after the planetary gear sets, with over the fifth clutch, the first planetary gear set can be locked, and wherein the fifth clutch, which, viewed axially, is arranged between the first and the second planetary gear set, connects the ring gear of the first planetary gear set with its web.

Die dritte Kupplung kann gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung als Kupplung ausgeführt sein, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes lösbar verbindet. Alternativ kann die vierte Kupplung als Kupplung ausgeführt sein, welche den Steg mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes lösbar verbindet, wobei die fünfte Kupplung als Kupplung ausgeführt sein kann, welche den Steg mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes lösbar verbindet.According to a first embodiment of the invention, the third clutch can be designed as a clutch which releasably connects the sun gear to the ring gear of the first planetary gear set. Alternatively, the fourth clutch can be designed as a clutch that releasably connects the web to the sun gear of the first planetary gear set, wherein the fifth clutch can be designed as a clutch that releasably connects the web to the ring gear of the first planetary gear set.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich insbesondere für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhöhte Gesamtspreizung des Mehrstufengetriebes, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden.The inventive design of the multi-speed transmission results in gear ratios suitable for passenger vehicles in particular, as well as an increased overall spread of the multi-speed transmission, which results in an improvement in driving comfort and a significant reduction in consumption.

Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen der Bauaufwand erheblich reduziert. In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe möglich, ein Anfahren mit einem hydrodynamischen Wandler, einer externen Anfahrkupplung oder auch mit sonstigen geeigneten externen Anfahrelementen durchzuführen. Es ist auch denkbar, einen Anfahrvorgang mit einem im Getriebe integrierten Anfahrelement zu ermöglichen. Vorzugsweise eignet sich ein Schaltelement, welches im ersten Vorwärtsgang und/ oder im Rückwärtsgang betätigt wird.In addition, with the multi-step transmission according to the invention, the construction effort is considerably reduced by a small number of shifting elements. With the multi-step transmission according to the invention, it is advantageously possible to start up with a hydrodynamic converter, an external starting clutch or other suitable external starting elements. It is also conceivable to enable a start-up process with a start-up element integrated in the transmission. A switching element which is actuated in the first forward gear and / or in the reverse gear is preferably suitable.

Des Weiteren ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen bezüglich der Schlepp- und Verzahnungsverluste.Furthermore, the multi-step transmission according to the invention results in a good degree of efficiency in the main driving gears with regard to drag and gear losses.

Ferner liegen geringe Drehmomente in den Schaltelementen und in den Planetenradsätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch der Verschleiß in vorteilhafter Weise reduziert wird. Zudem wird durch die geringen Drehmomente eine entsprechend geringe Dimensionierung ermöglicht, wodurch der benötigte Bauraum und die entsprechenden Kosten reduziert werden. Darüber hinaus liegen auch geringe Drehzahlen bei den Wellen, den Schaltelementen und den Planetenradsätzen vor.Furthermore, there are low torques in the shifting elements and in the planetary gear sets of the multi-speed transmission, which advantageously reduces wear. In addition, a correspondingly small dimensioning is made possible by the low torques, whereby the required installation space and the corresponding costs are reduced. In addition, the shafts, the shifting elements and the planetary gear sets also have low speeds.

Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass der Bauraumbedarf axial betrachtet gering ist, wodurch eine Hybridisierung des Getriebes als Front-Quer-System ermöglicht wird.In addition, the transmission according to the invention is designed in such a way that, viewed axially, the installation space requirement is small, which enables the transmission to be hybridized as a front-transverse system.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:

  • 1: eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
  • 2: eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
  • 3: eine schematische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
  • 4: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1; und
  • 5: ein weiteres beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying figures. In these represent:
  • 1 : a schematic view of a first preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;
  • 2 : a schematic view of a second preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;
  • 3 : a schematic view of a third preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;
  • 4th : an exemplary shift pattern for a multi-speed transmission according to 1 ; and
  • 5 : Another exemplary shift pattern for a multi-speed transmission according to 1 .

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe dargestellt, mit einer Antriebswelle 1, einer Abtriebswelle 2, zwei Planetenradsätzen P1, P2, einer ersten und einer zweiten Stirnradstufe S1, S2 in Verbindung mit einer parallel zur Längsachse der Planetenradsätze P1, P2 angeordneten Vorgelegewelle, welche die Abtriebswelle 2 des Getriebes bildet, die in einem Gehäuse G angeordnet sind.In 1 a multi-step transmission according to the invention is shown, with a drive shaft 1 , an output shaft 2 , two planetary gear sets P1 , P2 , a first and a second spur gear stage S1 , S2 in conjunction with one parallel to the longitudinal axis of the planetary gear sets P1 , P2 arranged countershaft, which is the output shaft 2 of the transmission forms in a housing G are arranged.

Die Planetenradsätze P1, P2 sind bei dem in 1 gezeigten Beispiel als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Gemäß der Erfindung kann zumindest ein Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird.The planetary gear sets P1 , P2 are at the in 1 Example shown designed as minus planetary gear sets. According to the invention, at least one planetary gear set can be designed as a plus planetary gear set if the carrier and ring gear connection are swapped at the same time and the amount of the stationary gear ratio is increased by 1 compared to the design as a minus planetary gear set.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenradsätze axial betrachtet in der Reihenfolge P1, P2 angeordnet.In the embodiment shown, the planetary gear sets are viewed axially in the order P1 , P2 arranged.

Wie aus 1 ersichtlich, sind fünf Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen B1, B2 und drei Kupplungen K1, K2 und K3 vorgesehen. Die räumliche Anordnung der Schaltelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt. Die Kupplungen und die Bremsen des Getriebes sind vorzugsweise als reibschlüssige Schaltelemente, wie z.B. Lamellenkupplungen oder -bremsen, oder als formschlüssige Schaltelemente, wie z.B. Klauen oder Synchronisierungen, ausgeführt.How out 1 there are five switching elements, namely two brakes B1 , B2 and three clutches K1 , K2 and K3 intended. The spatial arrangement of the switching elements can be arbitrary and is only limited by the dimensions and the external shape. The clutches and brakes of the transmission are preferably designed as frictional shifting elements, such as multi-disc clutches or brakes, or as positive shifting elements, such as claws or synchronizers.

Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von vorzugsweise sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar.With these shifting elements, a selective shifting of preferably six forward gears and one reverse gear can be realized.

Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass die Antriebswelle 1 über eine erste Kupplung K1 mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 lösbar verbindbar ist, welches über eine zweite Bremse B2 an das Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 über eine erste Bremse B1 an das Gehäuse G ankoppelbar ist und mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden ist und wobei die Antriebswelle 1 mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden ist.According to the invention is in accordance with the multi-stage transmission 1 provided that the drive shaft 1 via a first coupling K1 with the sun gear of the second planetary gear set P2 is releasably connectable, which via a second brake B2 to the housing G of the transmission can be coupled, wherein the web of the second planetary gear set P2 via a first brake B1 to the housing G can be coupled and with the ring gear of the first planetary gear set P1 is connected and wherein the drive shaft 1 with the sun gear of the first planetary gear set P1 connected is.

Ferner ist der Steg des ersten Planetenradsatzes P1 über eine zweite Kupplung K2 mit einem ersten Stirnrad ST1 der ersten Stirnradstufe S1 verbunden, deren zweites Stirnrad ST2 mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 mit einem ersten Stirnrad ST3 der zweiten Stirnradstufe S2 des Getriebes verbunden ist, deren zweites Stirnrad ST4 mit der Abtriebswelle verbunden ist.Furthermore, the web of the first planetary gear set P1 via a second coupling K2 with a first spur gear ST1 the first spur gear stage S1 connected, the second spur gear ST2 with the output shaft 2 is connected, the ring gear of the second planetary gear set P2 with a first spur gear ST3 the second spur gear stage S2 of the transmission is connected, the second spur gear ST4 is connected to the output shaft.

Des Weiteren ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass eine dritte Kupplung K3 vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz P1 verblockbar ist, wobei die dritte Kupplung K3 als Kupplung ausgeführt ist, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 lösbar verbindet.Furthermore, it is provided according to the invention that a third clutch K3 is provided, by closing the first planetary gear set P1 can be blocked, the third coupling K3 is designed as a clutch, which connects the sun gear with the ring gear of the first planetary gear set P1 releasably connects.

Bei dem in 1 gezeigten Beispiel sind die erste und dritte Kupplung K1, K3 axial betrachtet in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen P1, P2 angeordnet, wobei die erste und zweite Bremse B1, B2 axial betrachtet nach den Planetenradsätzen P1, P2 angeordnet sind. Es ist jedoch möglich, durch Führen der Antriebswelle 1 durch das Getriebe auf die andere Getriebeseite die erste und dritte Kupplung K1, K3 axial betrachtet in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen P1, P2 anzuordnen, wobei in diesem Fall die erste und zweite Bremse B1, B2 axial betrachtet vor den Planetenradsätzen P1, P2 angeordnet sind. Die axiale Reihenfolge der Planetenradsätze P1, P2 sowie der Stirnradstufen S1, S2 wird hierbei im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach 1 vertauscht.The in 1 example shown are the first and third clutches K1 , K3 viewed axially in Direction of power flow of the drive in front of the planetary gear sets P1 , P2 arranged, the first and second brakes B1 , B2 viewed axially according to the planetary gear sets P1 , P2 are arranged. However, it is possible by guiding the drive shaft 1 through the gearbox to the other gearbox side, the first and third clutch K1 , K3 viewed axially in the power flow direction of the drive after the planetary gear sets P1 , P2 to be arranged, in which case the first and second brakes B1 , B2 viewed axially in front of the planetary gear sets P1 , P2 are arranged. The axial order of the planetary gear sets P1 , P2 as well as the spur gear stages S1 , S2 is here in comparison to the exemplary embodiment 1 reversed.

Im Rahmen einer nicht dargestellten Weiterbildung der Erfindung ist dem Getriebe gemäß 1 eine weitere Stirnradstufe nachgeschaltet, welche mit einem Differentialgetriebe des Fahrzeugs verbunden ist.In a further development of the invention, not shown, the transmission is in accordance with 1 another spur gear stage connected downstream, which is connected to a differential gear of the vehicle.

Die erste und dritte Kupplung K1, K3 können axial betrachtet nebeneinander angeordnet sein und einen gemeinsamen Außenlamellenträger aufweisen. Ferner können die erste und zweite Bremse B1, B2 des Getriebes axial betrachtet nebeneinander angeordnet sein, wie anhand 1 veranschaulicht. Ferner ist die zweite Kupplung K2 axial betrachtet vorzugsweise zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und der ersten Stirnradstufe S1 angeordnet.The first and third clutch K1 , K3 can be arranged next to one another viewed axially and have a common outer disk carrier. Furthermore, the first and second brakes B1 , B2 of the transmission, viewed axially, be arranged next to one another, as based on 1 illustrated. Further is the second clutch K2 viewed axially, preferably between the first planetary gear set P1 and the first spur gear stage S1 arranged.

Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass anstelle der dritten Kupplung K3 eine vierte Kupplung K4 vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz P1 verblockbar ist, wobei die vierte Kupplung K4 als Kupplung ausgeführt ist, welche das Sonnenrad mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 lösbar verbindet. Analog zum Ausführungsbeispiel nach 1 können die erste und vierte Kupplung K1, K4 axial betrachtet nebeneinander angeordnet sein und einen gemeinsamen Außenlamellenträger aufweisen.This in 2 The embodiment shown differs from the embodiment according to 1 in that instead of the third clutch K3 a fourth clutch K4 is provided, by closing the first planetary gear set P1 can be blocked, the fourth coupling K4 is designed as a clutch, which connects the sun gear with the web of the first planetary gear set P1 releasably connects. Analogous to the embodiment according to 1 can use the first and fourth clutch K1 , K4 be arranged side by side viewed axially and have a common outer disk carrier.

Das Ausführungsbeispiel nach 3 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass anstelle der dritten Kupplung K3 eine fünfte Kupplung K5 vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz P1 verblockbar ist, wobei die fünfte Kupplung K5 als Kupplung ausgeführt ist, welche das Hohlrad mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 lösbar verbindet. Vorzugsweise ist die fünfte Kupplung K5 axial betrachtet zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz P1, P2 angeordnet.The embodiment according to 3 differs from the embodiment according to 1 in that instead of the third clutch K3 a fifth clutch K5 is provided, by closing the first planetary gear set P1 can be blocked, the fifth coupling K5 is designed as a clutch, which connects the ring gear with the web of the first planetary gear set P1 releasably connects. Preferably the fifth clutch is K5 viewed axially between the first and the second planetary gear set P1 , P2 arranged.

In 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1 dargestellt. Für jeden Gang werden zwei Schaltelemente geschlossen. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge bzw. Stufensprünge ϕ zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei der Wert 6,630 die Spreizung des Getriebes darstellt.In 4th is an exemplary shift pattern of a multi-speed transmission according to 1 shown. Two shift elements are closed for each gear. The respective gear ratios can be found in the circuit diagram i of the individual gear steps and the gear steps or step steps to be determined from them to the next higher gear can be taken as an example, the value 6.630 representing the spread of the transmission.

Die Werte für die Standgetriebeübersetzungen der als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze P1, P2 sind bei dem gezeigten Beispiel jeweils -2,770 und -3,700, wobei die Übersetzungen der ersten und zweiten Stirnradstufe S1, S2 jeweils 1,385 und 1,000 betragen. Aus 4 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden muss, da zwei benachbarte Gangstufen ein Schaltelement gemeinsam benutzen. Ferner wird ersichtlich, dass eine große Spreizung bei kleinen Gangsprüngen erzielt wird.The values for the stationary gear ratios of the planetary gear sets designed as minus planetary gear sets P1 , P2 in the example shown are -2.770 and -3.700, respectively, with the ratios of the first and second spur gear stages S1 , S2 are 1.385 and 1,000, respectively. Out 4th It can be seen that with sequential shifting, only one shifting element has to be engaged and one shifting element disengaged, since two adjacent gear steps use one shifting element together. It can also be seen that a large spread is achieved with small gear steps.

Der erste Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse B1 und der zweiten Kupplung K2, der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse B2 und der zweiten Kupplung K2, der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und der zweiten Kupplung K1, K2, der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten und dritten Kupplung K2, K3, der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und der dritten Kupplung K1, K3 und der sechste Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der zweiten Bremse B2 und der dritten Kupplung K3, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse B1 und der ersten Kupplung K1 ergibt.The first forward gear is obtained by engaging the first brake B1 and the second clutch K2 , the second forward gear by engaging the second brake B2 and the second clutch K2 , the third forward gear by engaging the first and second clutches K1 , K2 , the fourth forward gear by engaging the second and third clutches K2 , K3 , the fifth forward gear by engaging the first and third clutches K1 , K3 and the sixth forward gear is obtained by engaging the second brake B2 and the third clutch K3 , with the reverse gear by engaging the first brake B1 and the first clutch K1 results.

Dadurch, dass im ersten Vorwärtsgang und im ersten Rückwärtsgang die erste Bremse B1 geschlossen ist, kann dieses Schaltelement als Anfahrelement eingesetzt werden. Bei dem Schaltschema gemäß 4 ist der fünfte Gang als Direktgang ausgeführt. Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann der vierte Gang als Direktgang ausgeführt sein, wie aus dem Schaltschema gemäß 5 ersichtlich. Die Ausführung des vierten Ganges als Direktgang wird dadurch erreicht, dass bei unveränderter Standgetriebeübersetzung der Planetenradsätze P1, P2 die die Übersetzungen der ersten und zweiten Stirnradstufe S1, S2 jeweils 1,000 und 0,748 betragen. Die Spreizung des Getriebes bleibt nahezu unverändert bei 6,629.As a result, the first brake in the first forward gear and in the first reverse gear B1 is closed, this switching element can be used as a starting element. With the circuit diagram according to 4th the fifth gear is designed as a direct gear. In a further embodiment, the fourth gear can be designed as a direct gear, as shown in the shift pattern 5 evident. The execution of the fourth gear as a direct gear is achieved in that the planetary gear sets remain unchanged P1 , P2 which are the translations of the first and second spur gear stages S1 , S2 are 1,000 and 0.748, respectively. The spread of the gearbox remains almost unchanged at 6.629.

Für den Fall, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 die dritte Kupplung K3 durch die vierte Kupplung K4 ersetzt wird, wird im Schaltschema gemäß 4 und 5 die dritte Kupplung K3 durch die vierte Kupplung K4 ersetzt.In the event that according to the exemplary embodiment according to 2 the third clutch K3 through the fourth clutch K4 will be replaced in the circuit diagram according to 4th and 5 the third clutch K3 through the fourth clutch K4 replaced.

Analog dazu wird für den Fall, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 die dritte Kupplung K3 durch die fünfte Kupplung K5 ersetzt wird, im Schaltschema gemäß 4 und 5 die dritte Kupplung K3 durch die fünfte Kupplung K5 ersetzt.Analogously, for the case that according to the exemplary embodiment according to 3 the third clutch K3 through the fifth clutch K5 is replaced, in the circuit diagram according to 4th and 5 the third clutch K3 through the fifth clutch K5 replaced.

Gemäß der Erfindung ergeben sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.According to the invention, even with the same transmission scheme, depending on the shift logic, different gear steps result, so that an application-specific or vehicle-specific variation is made possible.

Prinzipiell kann auf jeder Welle des erfindungsgemäßen Getriebes eine elektrische Maschine oder eine weitere Antriebsquelle angeordnet werden. Für den Fall einer Hybridisierung des Getriebes wird im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, zumindest eine elektrische Maschine direkt mit der Antriebswelle 1 zu verbinden, wobei in diesem Fall die elektrische Maschine vorzugsweise auf der Antriebswelle 1 und koaxial dazu angeordnet ist.In principle, an electrical machine or a further drive source can be arranged on each shaft of the transmission according to the invention. In the case of a hybridization of the transmission, an advantageous development of the invention proposes at least one electrical machine directly with the drive shaft 1 to connect, in which case the electric machine is preferably on the drive shaft 1 and is arranged coaxially therewith.

Ferner kann zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine eine zusätzliche Kupplung angeordnet sein, wodurch bei geöffneter zusätzlicher Kupplung und somit bei abgekoppeltem Verbrennungsmotor sämtliche Gänge des Getriebes rein elektrisch gefahren werden können.Furthermore, an additional clutch can be arranged between the internal combustion engine and the electrical machine, whereby all gears of the transmission can be driven purely electrically when the additional clutch is open and thus when the internal combustion engine is decoupled.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Maschine achsparallel zur Antriebswelle 1 angeordnet und über eine weitere Stirnradstufe mit der Antriebswelle 1 verbunden. Auch in diesem Fall kann zwischen dem Verbrennungsmotor und der Antriebswelle 1 eine zusätzliche Kupplung angeordnet sein, um ein rein elektrisches Fahren zu ermöglichen. Anstelle der Stirnradstufe können weitere geeignete Mittel verwendet werden, wie beispielsweise ein Kettentrieb.In the context of a further embodiment of the invention, the electrical machine is axially parallel to the drive shaft 1 arranged and via a further spur gear stage with the drive shaft 1 connected. In this case too, between the internal combustion engine and the drive shaft 1 an additional clutch can be arranged to enable purely electric driving. Other suitable means, such as a chain drive, can be used instead of the spur gear stage.

Erfindungsgemäß ist es möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden.According to the invention, it is possible to provide additional freewheels at any suitable point on the multi-speed transmission, for example between a shaft and the housing or to connect two shafts if necessary.

Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können erfindungsgemäß ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden.According to the invention, an axle differential and / or a distributor differential can be arranged on the drive side or on the output side.

Im Rahmen vorteilhafter Weiterbildungen kann die Antriebswelle 1 durch ein Kupplungselement von einem Antriebsmotor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung einsetzbar sind. Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle 1 ständig mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist.In the context of advantageous developments, the drive shaft 1 be separated by a coupling element from a drive motor as required, a hydrodynamic converter, a hydraulic clutch, a dry starting clutch, a wet starting clutch, a magnetic powder clutch or a centrifugal clutch being used as the clutch element. It is also possible to arrange such a starting element behind the transmission in the direction of force flow, in which case the drive shaft 1 is constantly connected to the crankshaft of the drive engine.

Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Antriebsmotor und Getriebe.The multi-stage transmission according to the invention also enables a torsional vibration damper to be arranged between the drive motor and the transmission.

Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, eine verschleißfreie Bremse, wie z.B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Des Weiteren kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein.In the context of a further, not shown embodiment of the invention, on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2 , a wear-free brake, such as a hydraulic or electrical retarder or the like, can be arranged, which is particularly important for use in commercial vehicles. It can also be used to drive additional units on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2 , a power take-off can be provided.

Die eingesetzten Reibschaltelemente können als lastschaltbare Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z.B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden. Ferner können die eingesetzten Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein.The friction shift elements used can be designed as power-shiftable clutches or brakes. In particular, non-positive clutches or brakes, such as multi-disk clutches, band brakes and / or cone clutches, can be used. Furthermore, the switching elements used can be designed as form-fitting switching elements.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Antriebswelledrive shaft
22
AbtriebswelleOutput shaft
B1B1
erste Bremsefirst brake
B2B2
zweite Bremsesecond brake
GG
Gehäusecasing
K1K1
erste Kupplungfirst clutch
K2K2
zweite Kupplungsecond clutch
K3K3
dritte Kupplungthird clutch
K4K4
vierte Kupplungfourth clutch
K5K5
fünfte Kupplungfifth clutch
P1P1
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
P2P2
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
S1S1
erste Stirnradstufefirst spur gear stage
S2S2
zweite Stirnradstufesecond spur gear stage
ST1ST1
erstes Stirnrad der ersten Stirnradstufe S1first spur gear of the first spur gear stage S1
ST2ST2
zweites Stirnrad der ersten Stirnradstufe S1second spur gear of the first spur gear stage S1
ST3ST3
erstes Stirnrad der zweiten Stirnradstufe S2first spur gear of the second spur gear stage S2
ST4ST4
zweites Stirnrad der zweiten Stirnradstufe S2second spur gear of the second spur gear stage S2
ii
Übersetzungtranslation
ϕϕ
StufensprungIncrement

Claims (7)

Mehrstufengetriebe, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (2), zwei Planetenradsätze (P1, P2), eine erste und eine zweite Stirnradstufe (S1, S2) in Verbindung mit einer parallel zur Längsachse der Planetenradsätze (P1, P2) angeordneten Vorgelegewelle, welche die Abtriebswelle (2) des Getriebes bildet, sowie fünf Schaltelemente (B1, B2, K1, K2, K3, K4, K5), umfassend Bremsen (B1, B2) und Kupplungen (K1, K2, K3, K4, K5), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei die Antriebswelle (1) über eine erste Kupplung (K1) mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindbar ist, welches über eine zweite Bremse (B2) an das Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) über eine erste Bremse (B1) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist und mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden ist, wobei das Hohlrand des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit einem ersten Stirnrad (ST3) der zweiten Stirnradstufe (S2) des Getriebes verbunden ist, deren zweites Stirnrad (ST4) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte, vierte oder fünfte Kupplung (K3, K4, K5) vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz (P1) verblockbar ist, die Antriebswelle (1) mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden ist, dass der Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) über eine zweite Kupplung (K2) mit einem ersten Stirnrad (ST1) der ersten Stirnradstufe (S1) verbunden ist, deren zweites Stirnrad (ST2) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, und dass die erste Kupplung (K1) und die dritte oder vierte Kupplung (K3 oder K4), axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen (P1 und P2) angeordnet sind, wobei die erste Bremse (B1) und die zweite Bremse (B2), axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen (P1 und P2) angeordnet sind.Multi-speed transmission, in particular automatic transmission for a motor vehicle, comprising a drive shaft (1), an output shaft (2), two planetary gear sets (P1, P2), a first and a second spur gear stage (S1, S2) in connection with a parallel to the longitudinal axis of the planetary gear sets ( P1, P2) arranged countershaft, which forms the output shaft (2) of the transmission, as well as five shift elements (B1, B2, K1, K2, K3, K4, K5), including brakes (B1, B2) and clutches (K1, K2, K3, K4, K5), the selective intervention of which causes different gear ratios between the drive shaft (1) and the output shaft (2), so that six forward gears and one reverse gear can be implemented, with the drive shaft (1) via a first clutch (K1) the sun gear of the second planetary gear set (P2) can be detachably connected, which can be coupled to the housing (G) of the transmission via a second brake (B2), the web of the second planetary gear set (P2) being connected to the housing via a first brake (B1) housing (G) can be coupled and is connected to the ring gear of the first planetary gear set (P1), the hollow edge of the second planetary gear set (P2) being connected to a first spur gear (ST3) of the second spur gear stage (S2) of the transmission, the second spur gear ( ST4) is connected to the output shaft (2) and is characterized in that a third, fourth or fifth clutch (K3, K4, K5) is provided, by closing the first planetary gear set (P1), the drive shaft (1) with the sun gear of the first planetary gear set (P1) is connected that the web of the first planetary gear set (P1) is connected via a second clutch (K2) to a first spur gear (ST1) of the first spur gear stage (S1), the second spur gear (ST2) with the output shaft (2) is connected, and that the first clutch (K1) and the third or fourth clutch (K3 or K4), viewed axially, are arranged in the power flow direction of the drive in front of the planetary gear sets (P1 and P2), the e The first brake (B1) and the second brake (B2), viewed axially, are arranged in the power flow direction of the drive after the planetary gear sets (P1 and P2). Mehrstufengetriebe, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (2), zwei Planetenradsätze (P1, P2), eine erste und eine zweite Stirnradstufe (S1, S2) in Verbindung mit einer parallel zur Längsachse der Planetenradsätze (P1, P2) angeordneten Vorgelegewelle, welche die Abtriebswelle (2) des Getriebes bildet, sowie fünf Schaltelemente (B1, B2, K1, K2, K3, K4, K5), umfassend Bremsen (B1, B2) und Kupplungen (K1, K2, K3, K4, K5), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei die Antriebswelle (1) über eine erste Kupplung (K1) mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindbar ist, welches über eine zweite Bremse (B2) an das Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) über eine erste Bremse (B1) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist und mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden ist, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit einem ersten Stirnrad (ST3) der zweiten Stirnradstufe (S2) des Getriebes verbunden ist, deren zweites Stirnrad (ST4) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte, vierte oder fünfte Kupplung (K3, K4, K5) vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz (P1) verblockbar ist, wobei die Antriebswelle (1) mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden ist, dass der Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) über eine zweite Kupplung (K2) mit einem ersten Stirnrad (ST1) der ersten Stirnradstufe (S1) verbunden ist, deren zweites Stirnrad (ST2) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, dass die erste Kupplung (K1), axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen (P1 und P2) angeordnet ist, und dass die erste Bremse (B1) und die zweite Bremse (B2), axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen (P1 und P2) angeordnet sind, wobei über die fünfte Kupplung (K5) der erste Planetenradsatz (P1) verblockbar ist, und wobei die fünfte Kupplung (K5), die, axial betrachtet, zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz (P1 und P2) angeordnet ist, zum Verblocken des ersten Planetenradsatzes (P1) dessen Hohlrad mit dessen Steg verbindet.Multi-speed transmission, in particular automatic transmission for a motor vehicle, comprising a drive shaft (1), an output shaft (2), two planetary gear sets (P1, P2), a first and a second spur gear stage (S1, S2) in connection with a parallel to the longitudinal axis of the planetary gear sets ( P1, P2) arranged countershaft, which forms the output shaft (2) of the transmission, as well as five shift elements (B1, B2, K1, K2, K3, K4, K5), including brakes (B1, B2) and clutches (K1, K2, K3, K4, K5), the selective intervention of which causes different gear ratios between the drive shaft (1) and the output shaft (2), so that six forward gears and one reverse gear can be implemented, with the drive shaft (1) via a first clutch (K1) the sun gear of the second planetary gear set (P2) can be detachably connected, which can be coupled to the housing (G) of the transmission via a second brake (B2), the web of the second planetary gear set (P2) being connected to the housing via a first brake (B1) housing (G) can be coupled and is connected to the ring gear of the first planetary gear set (P1), the ring gear of the second planetary gear set (P2) being connected to a first spur gear (ST3) of the second spur gear stage (S2) of the transmission, the second spur gear ( ST4) is connected to the output shaft (2) and is characterized in that a third, fourth or fifth clutch (K3, K4, K5) is provided, through the closure of which the first planetary gear set (P1) can be locked, the drive shaft (1) is connected to the sun gear of the first planetary gear set (P1) that the web of the first planetary gear set (P1) is connected via a second clutch (K2) to a first spur gear (ST1) of the first spur gear stage (S1), whose second spur gear (ST2) is connected to the output shaft (2) that the first clutch (K1), viewed axially, is arranged in the direction of power flow of the drive in front of the planetary gear sets (P1 and P2), and that the first brake (B1) and the second brake (B2) , a xial, in the power flow direction of the drive are arranged after the planetary gear sets (P1 and P2), the first planetary gear set (P1) can be locked via the fifth clutch (K5), and the fifth clutch (K5), viewed axially, between the first and the second planetary gear set (P1 and P2) is arranged, for locking the first planetary gear set (P1) connects its ring gear with its web. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kupplung (K3) als Kupplung ausgeführt ist, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) lösbar verbindet, dass die vierte Kupplung (K4) als Kupplung ausgeführt ist, welche das Sonnenrad mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) lösbar verbindet und dass die fünfte Kupplung (K5) als Kupplung ausgeführt ist, welche das Hohlrad mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) lösbar verbindet.Multi-speed transmission according to Claim 1 , characterized in that the third clutch (K3) is designed as a clutch that releasably connects the sun gear with the ring gear of the first planetary gear set (P1), that the fourth clutch (K4) is designed as a clutch that connects the sun gear with the web of first planetary gear set (P1) releasably connects and that the fifth clutch (K5) is designed as a clutch which releasably connects the ring gear with the web of the first planetary gear set (P1). Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze (P1, P2) als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind.Multi-speed transmission according to Claim 1 or 3 , characterized in that the planetary gear sets (P1, P2) are designed as minus planetary gear sets. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass eine dritte Kupplung (K3) vorgesehen ist, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) lösbar verbindet, sich der erste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (B1) und der zweiten Kupplung (K2), der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (B2) und der zweiten Kupplung (K2), der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und der zweiten Kupplung (K1, K2), der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten und dritten Kupplung (K2, K3), der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und der dritten Kupplung (K1, K3) und dass sich der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (B2) und der dritten Kupplung (K3) ergibt, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (B1) und der ersten Kupplung (K1) ergibt, wobei für den Fall, dass eine vierte Kupplung (K4) vorgesehen ist, welche das Sonnenrad mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) lösbar verbindet, die dritte Kupplung (K3) durch die vierte Kupplung (K4) ersetzt wird und wobei für den Fall, dass eine fünfte Kupplung (K5) vorgesehen ist, welche das Hohlrad mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) lösbar verbindet, die dritte Kupplung (K3) durch die fünfte Kupplung (K5) ersetzt wird.Multi-speed transmission according to Claim 1 , 2 , 3 , or 4, characterized in that in the event that a third clutch (K3) is provided, which releasably connects the sun gear with the ring gear of the first planetary gear set (P1), the first forward gear is achieved by engaging the first brake (B1) and the second clutch (K2), the second forward 1st gear by engaging the second brake (B2) and the second clutch (K2), the third forward gear by engaging the first and second clutches (K1, K2), the fourth forward gear by engaging the second and third clutches (K2 , K3), the fifth forward gear by engaging the first and third clutches (K1, K3) and that the sixth forward gear is obtained by engaging the second brake (B2) and the third clutch (K3), whereby the Reverse gear by engaging the first brake (B1) and the first clutch (K1) results, in the event that a fourth clutch (K4) is provided, which releasably connects the sun gear with the web of the first planetary gear set (P1), the third Coupling (K3) through the fourth Clutch (K4) is replaced and in the event that a fifth clutch (K5) is provided, which releasably connects the ring gear with the web of the first planetary gear set (P1), the third clutch (K3) by the fifth clutch (K5) is replaced. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest eine elektrische Maschine umfasst, welche direkt mit der Antriebswelle (1) verbunden und koaxial dazu angeordnet ist oder achsparallel zur Antriebswelle (1) angeordnet und über eine weitere Stirnradstufe mit der Antriebswelle (1) verbunden ist.Multi-stage transmission according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one electrical machine which is connected directly to the drive shaft (1) and is arranged coaxially thereto or is arranged axially parallel to the drive shaft (1) and connected to the drive shaft (1) via a further spur gear stage ) connected is. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine eine zusätzliche Kupplung angeordnet ist, wodurch bei geöffneter zusätzlicher Kupplung und somit bei abgekoppeltem Verbrennungsmotor sämtliche Gänge des Getriebes rein elektrisch gefahren werden können.Multi-speed transmission according to Claim 6 , characterized in that an additional clutch is arranged between the internal combustion engine and the electrical machine, whereby all gears of the transmission can be driven purely electrically when the additional clutch is open and thus when the internal combustion engine is disconnected.
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