DE102015204578A1 - Power-shiftable multistage transmission for a hybrid drive of a motor vehicle - Google Patents

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Johannes Kaltenbach
Uwe Griesmeier
Matthias Horn
Viktor Warth
Michael Wechs
Jens Moraw
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe (100; 100') in Planetenbauweise, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges, mit einer Antriebswelle (1) als erste Welle, einer weiteren Antriebswelle (2) als zweite Welle und einer Abtriebswelle (3) als dritte Welle. Das Mehrstufengetriebe (100; 100') hat wenigstens drei miteinander gekoppelte oder koppelbare Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3), welche jeweils wenigstens ein 1. Getriebeglied (1.1, 2.1, 3.1), ein 2. Getriebeglied (1.2, 2.2, 3.2) und ein 3. Getriebeglied (1.3, 2.3, 3.3) aufweisen, und mehrere den Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3) zugeordnete Schaltelemente (10, 20, 30, 40), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (3) und/oder zwischen der weiteren Antriebswelle (2) und der Abtriebswelle (3) bewirkt. Es ist vorgesehen, dass die weitere Antriebswelle (2), die Abtriebswelle (3) und ein gehäusefestes Bauteil (G) als Koppelelemente mit dem 1. Getriebeglied (1.1; 3.1), dem 2. Getriebeglied (1.2; 3.2) und dem 3. Getriebeglied (1.3; 3.3) einer der Planetenradstufen (RS1, RS2, RS3) derart gekoppelt sind, dass zwei der Koppelelemente mit jeweils einem der Getriebeglieder (1.1; 1.2, 1.3; 3.1, 3.2, 3.3) wirkverbunden sind und das dritte Koppelelement mit dem verbleibenden Getriebeglied (1.1; 3.1) wirkverbindbar ist.The invention relates to a powershiftable multi-speed transmission (100, 100 ') in planetary construction, in particular for a hybrid drive of a motor vehicle, with a drive shaft (1) as a first shaft, a further drive shaft (2) as a second shaft and an output shaft (3) as a third shaft , The multi-stage transmission (100, 100 ') has at least three planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) which are coupled or connectable to one another, each of which has at least one first transmission element (1.1, 2.1, 3.1), a second transmission element (1.2, 2.2, 3.2) and a third gear member (1.3, 2.3, 3.3), and a plurality of the Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3) associated switching elements (10, 20, 30, 40) whose selective switching different ratios between the drive shaft (1) and the Output shaft (3) and / or between the other drive shaft (2) and the output shaft (3) causes. It is provided that the further drive shaft (2), the output shaft (3) and a component (G) fixed to the housing as coupling elements with the 1st gear member (1.1, 3.1), the second gear member (1.2, 3.2) and the third Gear element (1.3, 3.3) of one of the planetary gear stages (RS1, RS2, RS3) are coupled such that two of the coupling elements with one of the gear members (1.1, 1.2, 1.3, 3.1, 3.2, 3.3) are operatively connected and the third coupling element with the remaining gear member (1.1, 3.1) is operatively connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a power-shiftable multi-speed transmission in planetary construction, in particular for a hybrid drive of a motor vehicle.

Derartige Mehrstufengetriebe kommen in Kraftfahrzeugen für gewöhnlich zum Einsatz, um neben einer Antriebsbewegung einer Verbrennungskraftmaschine zusätzlich eine weitere Antriebsbewegung, beispielsweise einer Elektromaschine, in den Antriebsstrang einkoppeln zu können. Die weitere Antriebsbewegung kann die Antriebsbewegung der Verbrennungskraftmaschine unterstützen oder sogar ersetzen. Für letztgenannten Fall weisen die Mehrstufengetriebe üblicherweise eine Trennkupplung als Schaltelement auf, mittels welcher die mit der Verbrennungskraftmaschine wirkverbundene Eingangswelle des Mehrstufengetriebes triebmäßig abgekoppelt wird.Such multi-speed transmissions are usually used in motor vehicles, in addition to a drive movement of an internal combustion engine additionally to be able to couple another drive movement, such as an electric machine in the drive train. The further drive movement can support or even replace the drive movement of the internal combustion engine. For the latter case, the multistage transmissions usually have a separating clutch as a switching element, by means of which the input shaft of the multistage transmission, which is operatively connected to the internal combustion engine, is decoupled in terms of driving.

Weitere Schaltelemente der Mehrstufengetriebe ermöglichen zudem ein selektives Schalten unterschiedlicher Gänge im Fahrbetrieb mit der Verbrennungskraftmaschine. Die Schaltelemente dienen auch dazu, verschiedene Betriebszustände bereit zu stellen, wie beispielsweise ein Anfahren in einem sogenannten EDA-Modus, ein Anfahren und/oder Fahren alleine mittels der weiteren Antriebsbewegung beispielsweise der Elektromaschine oder ein hybridisches Anfahren. Aufgrund der mehreren Schaltelemente und Planetenradstufen weisen die Mehrstufengetriebe häufig einen relativ komplexen und aufwändigen Systemaufbau auf.Further switching elements of the multi-speed transmission also allow selective switching of different gears while driving with the internal combustion engine. The switching elements are also used to provide various operating conditions, such as a start in a so-called EDA mode, a start-up and / or driving alone by means of the further drive movement, for example, the electric machine or a hybrid approach. Due to the multiple switching elements and planetary gear stages, the multi-speed transmissions often have a relatively complex and complex system structure.

Einer Ausführungsform der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe mit den eingangs genannten Merkmalen bereit zu stellen, welches mechanisch relativ einfach aufgebaut ist. Insbesondere soll das Mehrstufengetriebe wenigstens einen Gang aufweisen, in welchem die Drehbewegung der Abtriebswelle des Mehrstufengetriebes ausschließlich durch die Drehbewegung der weiteren, beispielsweise an einer Elektromaschine angebundenen Antriebswelle des Mehrstufengetriebes bewirkt wird.An embodiment of the invention is therefore an object of the invention to provide a multi-speed transmission with the features mentioned, which is mechanically relatively simple. In particular, the multistage transmission should have at least one gear, in which the rotational movement of the output shaft of the multistage transmission is effected exclusively by the rotational movement of the further, for example, connected to an electric machine drive shaft of the multistage transmission.

Diese Aufgabe wird mit einem Mehrstufengetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.This object is achieved with a multi-step transmission, which has the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the figures.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise beispielsweise für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, aufweisend eine Antriebswelle als erste Welle, eine weitere Antriebswelle als zweite Welle und eine Abtriebswelle als dritte Welle.According to one embodiment of the invention, a powershiftable multi-speed transmission in planetary design, for example, provided for a hybrid drive of a motor vehicle, comprising a drive shaft as a first shaft, a further drive shaft as a second shaft and an output shaft as a third shaft.

Insbesondere ist die Antriebswelle dazu ausgebildet, mit einer Verbrennungskraftmaschine triebverbunden zu werden. Insbesondere ist die weitere Antriebswelle dazu ausgebildet, mit einer Elektromaschine triebverbunden zu werden.In particular, the drive shaft is adapted to be drive-connected to an internal combustion engine. In particular, the further drive shaft is adapted to be drive-connected to an electric machine.

Das Mehrstufengetriebe hat wenigstens drei miteinander gekoppelte oder koppelbare Planetenradsätze, welche beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und jeweils wenigstens ein 1. Getriebeglied, ein 2. Getriebeglied und ein 3. Getriebeglied aufweisen. Darüber hinaus hat das Mehrstufengetriebe mehrere den Planetenradsätzen zugeordnete Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle und/oder zwischen der weiteren Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt.The multistage transmission has at least three planetary gear sets which are coupled or can be coupled to one another and which are arranged, for example, in a common housing and each have at least one first gear element, one second gear element and one third gear element. In addition, the multi-speed transmission has a plurality of the planetary gear sets associated switching elements whose selective switching causes different ratios between the drive shaft and the output shaft and / or between the other drive shaft and the output shaft.

Es ist vorgesehen, dass die weitere Antriebswelle, die Abtriebswelle und ein gehäusefestes Bauteil als Koppelelemente mit dem 1. Getriebeglied, dem 2. Getriebeglied und dem 3. Getriebeglied einer der Planetenradstufen derart gekoppelt sind, dass zwei der Koppelelemente mit jeweils einem der Getriebeglieder wirkverbunden sind und das dritte Koppelelement mit dem verbleibenden Getriebeglied wirkverbindbar ist, beispielsweise über ein Schaltelement mit dem verbleibenden Getriebeglied wirkverbindbar ist. Dadurch ist eine mechanisch einfache Anordnung realisiert, welche eine Drehbewegung der Abtriebswelle aus der alleinigen Drehbewegung der weiteren Antriebswelle ermöglicht. Dazu braucht lediglich das dritte Koppelelement mit dem einen Getriebeglied wirkverbunden zu werden. Dies ist gegebenenfalls bereits durch Schalten eines einzigen Schaltelementes zu erreichen, je nach Ausführung des Mehrstufengetriebes. Sofern die weitere Antriebswelle beispielsweise an einer Elektromaschine angebunden ist, ist ein Fahren eines Kraftfahrzeuges alleine durch den Antrieb der Elektromaschine in einer Gangstufe möglich. Die mechanisch einfache Anordnung ist auch dadurch erreicht, dass wenigstens einer der Planetenradsätze herangezogen ist, welcher zugleich bei Entstehung der Gangstufen mitwirkt.It is envisaged that the further drive shaft, the output shaft and a component fixed to the housing are coupled as coupling elements to the 1st gear member, the 2nd gear member and the 3rd gear member of one of the planetary gear stages such that two of the coupling elements are operatively connected to one of the gear members and the third coupling element is operatively connected to the remaining gear member, for example via a switching element with the remaining gear member is operatively connected. As a result, a mechanically simple arrangement is realized which allows a rotational movement of the output shaft from the sole rotational movement of the further drive shaft. For this purpose, only the third coupling element needs to be operatively connected to the one gear member. This may already be achieved by switching a single switching element, depending on the version of the multi-speed transmission. If the further drive shaft is connected, for example, to an electric machine, it is possible to drive a motor vehicle solely by driving the electric machine in one gear step. The mechanically simple arrangement is also achieved in that at least one of the planetary gear sets is used, which also cooperates in the formation of the gear ratios.

Die miteinander wirkverbundenen Komponenten, nämlich das jeweilige Koppelelement mit dem jeweiligen Getriebeglied, können miteinander drehfest verbunden sein. Auch können die miteinander wirkverbundenen Komponenten unter Zwischenschaltung wenigstens einer der anderen Planetenradstufen miteinander verbunden sein, so dass beispielsweise die miteinander wirkverbundenen Komponenten zueinander übersetzt oder untersetzt vorliegen. Maßgebend ist, dass bei den miteinander wirkverbundenen Komponenten ausschließlich ein durch die weitere Antriebswelle übertragener Trieb wirkt. Sofern von den miteinander wirkverbundenen Komponenten eine Komponente das gehäusefeste Bauteil ist, ist die andere Komponente daran direkt oder indirekt beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Welle oder eines sonstigen Bauteils verblockt oder zumindest drehfest angebunden. Das gehäusefeste Bauteil ist beispielsweise integraler Bestandteil des Gehäuses des Mehrstufengetriebes oder beispielsweise an dem Gehäuse fest angebunden. Für die miteinander wirkverbindbaren Komponenten, nämlich das dritte Koppelelement und das verbleibende Getriebeglied, gilt dies in gleicher Weise, wenn die Komponenten, beispielsweise durch Schalten des einen Schaltelementes, miteinander wirkverbunden vorliegen.The components operatively connected to each other, namely the respective coupling element with the respective gear member, may be connected to each other in a rotationally fixed manner. The components which are operatively connected to one another can also be connected to one another with the interposition of at least one of the other planetary gear stages, so that, for example, the components which are operatively connected to one another are translated or stocked with one another. Decisive is that in the interconnected components only acts transmitted through the further drive shaft drive acts. Unless of the interconnected Components one component is the housing-fixed component, the other component is connected to it directly or indirectly, for example, interlocked with the interposition of a shaft or other component or at least rotatably connected. The housing-fixed component, for example, an integral part of the housing of the multi-speed transmission or, for example, firmly attached to the housing. For the components operatively operable with each other, namely the third coupling element and the remaining gear element, this applies in the same way if the components are actively connected to one another, for example by switching the one switching element.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die weitere Antriebswelle über ein Schaltelement mit dem 1. Getriebeglied einer der Planetenradstufen wirkverbindbar ist, dessen 2. Getriebeglied mit der Abtriebswelle und dessen 3. Getriebewelle mit dem gehäusefesten Bauteil drehfest verbunden ist. Dadurch ist in technisch einfacher Weise mit einer technisch einfachen Anordnung ein Gang bzw. eine Gangstufe zu realisieren, in welcher ausschließlich die weitere Antriebswelle triebmäßig auf die Abtriebswelle wirkt. Es braucht lediglich das eine Schaltelement geschaltet zu werden.According to one embodiment of the invention, it is provided that the further drive shaft is operatively connected via a switching element with the 1st gear member of one of the planetary, the 2nd gear member is rotatably connected to the output shaft and the 3rd gear shaft with the housing-fixed component. As a result, in a technically simple manner with a technically simple arrangement, a gear or a gear stage can be realized, in which only the further drive shaft acts on the output shaft in terms of drive. It only needs to be switched one switching element.

Ergänzend oder alternativ ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die weitere Antriebswelle mit dem 2. Getriebeglied und die Abtriebswelle mit dem 3. Getriebeglied einer der Planetenradstufen wirkverbunden sind, dessen 1. Getriebeglied über ein Schaltelement gegen das gehäusefeste Bauteil verblockbar ist, insbesondere zumindest drehfest anbindbar ist. Auch diese Maßnahme zielt darauf ab, in technisch einfacher Weise mit einer technisch einfachen Anordnung einen Gang bzw. eine Gangstufe zu realisieren, in welcher ausschließlich die weitere Antriebswelle triebmäßig auf die Abtriebswelle wirkt. Es braucht auch bei dieser Ausgestaltung lediglich ein Schaltelement geschaltet zu werden.Additionally or alternatively, it is provided according to a further embodiment of the invention that the further drive shaft with the 2nd gear member and the output shaft with the 3rd gear member of one of the planetary gear stages are operatively connected, the 1st gear member is connectable via a switching element against the housing-fixed component, in particular at least rotatably connectable. This measure also aims to realize a gear or a gear in a technically simple manner with a technically simple arrangement, in which only the further drive shaft acts in terms of drive on the output shaft. It also needs to be switched in this embodiment, only one switching element.

Es bietet sich an, dass bezüglich der einen Planetenradstufe, an welcher die weitere Antriebswelle und die Abtriebswelle angebunden oder anbindbar sind, das 1. Getriebeglied ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger, insbesondere Steg, und das 3. Getriebeglied ein Hohlrad ist. Dadurch ist die weitere Antriebswelle gegenüber der Abtriebswelle kurz übersetzt, weist also eine hohe Übersetzung auf, zumindest wenn an dem 1. Getriebeglied die weitere Antriebswelle und an dem 2. Getriebeglied die Abtriebswelle angebunden sind bzw. anbindbar sind. Dies bewirkt im Zusammenhang mit einer an der weiteren Antriebswelle angebundenen Elektromaschine und einer an der Antriebswelle angebundenen Verbrennungskraftmaschine, dass beispielsweise mit einem rein elektrischen Fahren, eine ähnlich hohe Zugkraft erreicht werden kann, wie im rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb, auch wenn die Elektromaschine ein geringeres Drehmoment als die genutzte Verbrennungskraftmaschine aufweist. Das wiederum hat zur Folge, dass auf eine Elektromaschine mit relativ geringem Drehmoment, dafür aber höherer Drehzahl zurückgegriffen werden kann, welche kostengünstig ist.It makes sense that with respect to the one planetary gear, to which the further drive shaft and the output shaft are connected or attachable, the 1st gear member a sun gear, the 2nd gear member at least one planetary gear planet carrier, in particular web, and the 3rd gear member a ring gear is. As a result, the further drive shaft with respect to the output shaft is translated short, so has a high gear ratio, at least if at the 1st gear member, the further drive shaft and the second gear member, the output shaft are connected or can be attached. This causes, in connection with a connected to the other drive shaft electric motor and a connected to the drive shaft internal combustion engine that, for example, with a purely electric driving, a similar high tensile force can be achieved as in pure combustion engine driving, even if the electric motor has a lower torque than has the used internal combustion engine. This in turn has the consequence that can be used on an electric machine with relatively low torque, but higher speed, which is inexpensive.

Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass bezüglich der einen Planetenradstufe, an welcher die weitere Antriebswelle und die Abtriebswelle angebunden oder anbindbar sind, das 1. Getriebeglied ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied ein Hohlrad und das 3. Getriebeglied ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger, insbesondere Steg, ist.In principle, it can also be provided that with respect to the one planetary gear, to which the further drive shaft and the output shaft are connected or attachable, the 1st gear member a sun gear, the 2nd gear member a ring gear and the 3rd gear member a planetary gear at least one planet carrier , especially bridge, is.

Ein möglicher mechanischer Aufbau des Mehrstufengetriebes besteht darin, dass das 1. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes mit einer sechsten Welle drehfest verbunden ist, das 2. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes und das 1. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes mit der weiteren Antriebswelle drehfest verbunden sind, das 3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes und 2. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes mit einer fünften Welle drehfest verbunden sind, das 3. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes und das 2. Getriebeglied des dritten Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle drehfest verbunden sind, das 1. Getriebeglied des dritten Planetenradsatzes mit einer vierten Welle und das 3. Getriebeglied des dritten Planetenradsatzes mit dem gehäusefesten Bauteil oder einem gehäusefesten Bauteil drehfest verbunden sind. Es ist dadurch ein mechanisch relativ einfacher Systemaufbau mit nur drei Planetenradsätzen erreicht, wobei für das 3. Getriebeglied des dritten Planetenradsatzes eine feste Gehäusekopplung, insbesondere eine einzige feste Gehäusekopplung, genutzt ist.A possible mechanical structure of the multi-speed transmission is that the 1st gear member of the first planetary gear is rotatably connected to a sixth shaft, the 2nd gear member of the first planetary gearset and the 1st gear member of the second planetary gear set are rotatably connected to the other drive shaft, the 3rd . Gear member of the first planetary gear and second gear member of the second planetary gear rotatably connected to a fifth shaft, the 3rd gear member of the second planetary and the 2nd gear member of the third planetary gear set are rotatably connected to the output shaft, the 1st gear member of the third planetary gear set with a fourth shaft and the 3rd gear member of the third planetary gear set are rotatably connected to the housing-fixed component or a housing-fixed component. It is achieved by a mechanically relatively simple system structure with only three planetary gear sets, for the 3rd gear member of the third planetary gear set a solid housing coupling, in particular a single fixed housing coupling, is used.

Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Mehrstufengetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die weitere Antriebswelle bzw. zweite Welle über ein erstes Schaltelement mit der Antriebswelle bzw. ersten Welle, die fünfte Welle über ein zweites Schaltelement mit der Antriebswelle, die vierte Welle über ein drittes Schaltelement mit der weiteren Antriebswelle, die sechste Welle über ein viertes Schaltelement mit der vierten Welle und die sechste Welle über ein fünftes Schaltelement mit dem gehäusefesten Bauteil oder einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement wirken gegenüber drehbaren Bauteilen und dienen insofern als Kupplung. Das fünfte Schaltelement wirkt gegen das Gehäuse und dient insofern als Bremse. Das dritte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement kann als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein. Diese Verschaltung kommt mit lediglich fünf Schaltelementen aus. Eine Trennkupplung zum triebmäßigen Abkoppeln der Antriebswelle bzw. eines daran angebundenen Antriebes, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, ist zudem nicht erforderlich.A possible interconnection of the components of the multi-speed transmission can be realized according to an embodiment of the invention such that the further drive shaft or second shaft via a first switching element with the drive shaft or first shaft, the fifth shaft via a second switching element to the drive shaft, the fourth Shaft via a third switching element with the other drive shaft, the sixth shaft via a fourth switching element with the fourth shaft and the sixth shaft via a fifth switching element with the housing-fixed component or a housing-fixed component are operatively connected, in particular rotatably connected. The first switching element, the second switching element, the third switching element and the fourth switching element act against rotatable components and serve insofar as a coupling. The fifth switching element acts against the housing and serves as a brake. The Third switching element and / or the fifth switching element may be designed as a form-locking switching element. This interconnection requires only five switching elements. A separating clutch for drive-related uncoupling of the drive shaft or a drive connected thereto, such as an internal combustion engine, is also not required.

Durch eine solche Anordnung der Schaltelemente ist es möglich, dass bezüglich der Antriebswelle bis zu oder wenigstens sechs Vorwärtsgänge wahlweise schaltbar sind. Die Vorwärtsgänge sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in einem 1. Vorwärtsgang das erste Schaltelement und das dritte Schaltelement, in einem 2. Vorwärtsgang das erste Schaltelement und das vierte Schaltelement oder in einem 2. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement, in einem 3. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement und das vierte Schaltelement, in einem 4. Vorwärtsgang das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement, in einem 5. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement und das fünfte Schaltelement und in einem 6. Vorwärtsgang das erste Schaltelement und das fünfte Schaltelement geschlossen sind. Dadurch sind Gangstufen realisiert, welche einen hohen Fahrkomfort mit geringem Kraftstoffverbrauch und hoher Antriebsleistung ergeben. Auch liegen in den jeweiligen Gangstufen günstige Drehzahlverhältnisse vor, so dass durch das Mehrstufengetriebe auch Hybridfunktionen wie Boosten, Rekuperieren oder Lastpunktverschiebung ohne weiteres ausgeführt werden können, wozu über die weitere Antriebswelle ein weiterer Antrieb, wie beispielsweise eine Elektromaschine, zumindest zeitweise treibt.Such an arrangement of the switching elements, it is possible that with respect to the drive shaft up to or at least six forward gears are selectively switchable. The forward gears are realized according to an embodiment of the invention in that in a first forward gear, the first shift element and the third shift element, in a second forward gear, the first shift element and the fourth shift element or in a second forward gear, the second shift element and the third shift element in a forward third gear, the second shift element and the fourth shift element, in a forward gear 4, the first shift element and the second shift element, in a 5th forward the second shift element and the fifth shift element and in a sixth forward the first shift element and the fifth switching element are closed. As a result, gear stages are realized which give a high ride comfort with low fuel consumption and high drive power. Favorable speed ratios are also present in the respective gear ratios, so that hybrid functions such as boosting, recuperation or load point shifting can also be readily carried out by the multistage transmission, for which purpose a further drive, such as an electric machine, at least temporarily drives the further drive shaft.

Durch die vorstehend beschriebene Anordnung der Schaltelemente ist es ferner möglich, dass bezüglich der weiteren Antriebswelle wenigstens ein Gang schaltbar ist, wobei in dem Gang das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement oder das fünfte Schaltelement geschlossen ist. Dadurch ist mit relativ geringem technischem Aufwand bezüglich der weiteren Antriebswelle, an welcher eine Elektromaschine angebunden sein kann, den einen Gang zu schalten. Denn dazu braucht lediglich das eine Schaltelement geschaltet zu werden. Für ein Antreiben der Abtriebswelle alleine durch die weitere Antriebswelle ist somit ein Schaltelement weniger zu schalten als für ein Antrieben der Abtriebswelle alleine durch die Antriebswelle, bezüglich welcher zum Schalten in die vorstehend beschriebenen Gangstufen für die Vorwärtsgänge jeweils zwei Schaltelemente zu schalten sind.Due to the arrangement of the switching elements described above, it is also possible that with respect to the further drive shaft at least one gear is switchable, wherein in the gear, the third switching element, the fourth switching element or the fifth switching element is closed. As a result, to switch the one gear with relatively little technical effort with respect to the other drive shaft to which an electric machine can be connected. Because this only needs a switching element to be switched. For a driving of the output shaft alone by the further drive shaft thus a switching element is less to switch than for a drive of the output shaft alone by the drive shaft, with respect to which two switching elements are to be switched for switching to the above-described ratios for the forward gears.

Das Mehrstufengetriebe bietet auch die Möglichkeit, dass bezüglich der weiteren Antriebswelle zwei, drei oder mehr schaltbare Gänge realisiert sein können, von denen zumindest ein Gang kurz übersetzt und damit für eine Anbindung einer kostengünstigen Elektromaschine zugeschnitten sein kann.The multi-speed transmission also offers the possibility that two, three or more switchable gears can be realized with respect to the further drive shaft, of which at least one gear can be translated briefly and thus tailored for connecting a cost-effective electric machine.

Beispielsweise können bezüglich der weiteren Antriebswelle wenigstens zwei Gänge wahlweise schaltbar sein, wobei in einem der Gänge, insbesondere in einem 1. Gang, das dritte Schaltelement und in dem anderen Gang, insbesondere in einem 2. Gang, das vierte Schaltelement geschlossen sind.For example, with regard to the further drive shaft at least two gears can be selectively switched, wherein in one of the gears, in particular in a 1st gear, the third switching element and in the other gear, in particular in a 2nd gear, the fourth switching element are closed.

Auch kann es vorgesehen sein, dass bezüglich der weiteren Antriebswelle wenigstens drei Gänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem der Gänge, insbesondere in einem 1. Gang, das dritte Schaltelement, in einem anderen der Gänge, insbesondere in einem 2. Gang, das vierte Schaltelement und in einem wiederum anderen der Gänge, insbesondere in einem 3. Gang, das fünfte Schaltelement geschlossen sind.It can also be provided that with respect to the further drive shaft at least three gears are selectively switchable, wherein in one of the gears, in particular in a 1st gear, the third switching element, in another of the gears, especially in a 2nd gear, the fourth Switching element and in yet another of the gears, in particular in a 3rd gear, the fifth switching element are closed.

Der wenigstens eine Gang ist als Vorwärtsgang oder als Rückwärtsgang nutzbar, wobei die Rückwärtsbewegung der Abtriebswelle durch ein Rückwärtsdrehen der weiteren Antriebswelle bewirkt ist. Dadurch lässt sich ein Rückwärtsfahren eines Kraftfahrzeuges realisieren, ohne dass dazu die Antriebsbewegung der Verbrennungskraftmaschine genutzt wird und somit im Hinblick auf die mit der Verbrennungskraftmaschine wirkverbundene Antriebswelle ein Gang zu schalten ist. Das Rückwärtsfahren des Kraftfahrzeuges erfolgt vielmehr ausschließlich mittels der Elektromaschine mit wenigstens einem im Hinblick auf die Elektromaschine schaltbaren Gang. Um die Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges zu erreichen, wird die Elektromaschine dann lediglich rückwärts drehend betrieben. Die Fahrtrichtung wird somit durch die Drehrichtungsumkehr des Rotors der Elektromaschine bewirkt. Durch diesen als Rückwärtsgang nutzbaren Gang, ist eine weitere mechanische Vereinfachung des Mehrstufengetriebes zu erreichen, indem ein über die Antriebswelle treibender Rückwärtsgang eingespart wird.The at least one gear can be used as a forward gear or as a reverse gear, wherein the rearward movement of the output shaft is effected by a reverse rotation of the further drive shaft. This makes it possible to realize a reversing of a motor vehicle without the use of the drive movement of the internal combustion engine and thus to switch a gear with regard to the drive shaft operatively connected to the internal combustion engine. The reversing of the motor vehicle is rather exclusively by means of the electric machine with at least one switchable with respect to the electric machine gear. In order to achieve the reverse drive of the motor vehicle, the electric machine is then operated only rotating backwards. The direction of travel is thus effected by the reversal of the direction of rotation of the rotor of the electric machine. By means of this gear, which can be used as a reverse gear, a further mechanical simplification of the multistage transmission can be achieved by saving a reverse gear driving via the drive shaft.

Durch den bezüglich der weiteren Antriebswelle wenigstens einen schaltbaren Gang ist es ermöglicht, dass in diesem Gang und dem dann vorliegenden Trieb alleine über die weitere Antriebswelle zusätzlich beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine über die Antriebswelle zumindest zeitweise triebmäßig zugeschaltet werden kann. Hierzu wird, ausgehend von dem bezüglich der weiteren Antriebswelle geschalteten Gang, in einen der Vorwärtsgänge geschaltet. Bei dem Mehrstufengetriebe findet ein solches Zuschalten für die kleinen Gänge, insbesondere für den 1. Vorwärtsgang, den 2. Vorwärtsgang oder den 3. Vorwärtsgang, im Wesentlichen reibleistungsfrei an den zu schaltenden Schaltelementen statt. Für die größeren Gänge, insbesondere für den 4. Vorwärtsgang, den 5. Vorwärtsgang oder den 6. Vorwärtsgang, ergibt sich der Effekt, dass zumindest die Zugkraft während des Schaltvorganges erhalten bleibt.By means of the at least one shiftable gear with respect to the further drive shaft, it is possible, in addition, for example, to connect a combustion engine via the drive shaft, at least at times, in this gear and the drive then present via the further drive shaft. For this purpose, starting from the gear connected with respect to the further drive shaft, one of the forward gears is switched. In the multi-speed transmission, such a connection for the small gears, in particular for the 1st forward gear, the 2nd forward gear or the 3rd forward gear, takes place essentially without friction on the switching elements to be switched. For the larger gears, especially for the 4th forward gear, the 5th forward gear or the 6th forward gear, there is the effect that at least the tensile force is maintained during the switching process.

Darüber hinaus ist es umgekehrt möglich, dass Schaltungen in den Vorwärtsgängen durch den über die weitere Antriebswelle wirkenden Antrieb gestützt werden können, so dass während der Schaltung bzw. dem Schaltvorgang die Zugkraft erhalten bleibt. Insofern können die jeweils zu schaltenden Schaltelemente als reibschlüssige, aber nicht reibleistungsfähige Kupplungen und/oder Bremsen oder formschlüssige Kupplungen und/oder Bremsen, wie beispielsweise Klauenschaltelemente, ausgebildet sein.In addition, conversely, it is possible for circuits in the forward gears to be supported by the drive acting via the further drive shaft, so that the traction force is maintained during the shift or shifting operation. In this respect, the switching elements to be switched in each case can be designed as frictionally engaged but not friction-capable clutches and / or brakes or positive clutches and / or brakes, such as claw switching elements.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Planetenradsätze als Minusgetriebe, insbesondere jeweils als Minusgetriebe bzw. Minus-Planetenradsatz, ausgebildet sind. Es kann dann vorgesehen sein, dass das 1. Getriebeglied ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger, insbesondere Steg, und das 3. Getriebeglied ein Hohlrad ist.According to a further embodiment of the invention, it is provided that the planetary gear sets are designed as a minus gear, in particular in each case as a minus or minus planetary gear set. It can then be provided that the 1st gear member is a sun gear, the second gear member is a planet carrier having at least one planet carrier, in particular web, and the 3rd gear member is a ring gear.

Eine wiederum weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zumindest einer der Planetenradsätze als Plusgetriebe bzw. Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist. Dadurch ist gegenüber der Ausbildung als Minusgetriebe der Betrag der Standübersetzung um eins erhöht. Technisch gesehen, kann bei dem Mehrstufengetriebe der dritte Planetenradsatz als Plusgetriebe ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Plus-Planetenradsatz realisiert, indem das 1. Getriebeglied ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied ein Hohlrad und das 3. Getriebeglied ein wenigstens ein Hohlrad aufweisender Planetenträger, insbesondere Steg, ist. Die verbleibenden Planetenradsätze sind dann als Minusgetriebe ausgebildet, bei denen das 1. Getriebeglied ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger und das 3. Getriebeglied ein Hohlrad ist.Yet another embodiment of the invention is that at least one of the planetary gear sets is designed as a plus or plus planetary gear set. As a result, the amount of stand translation is increased by one compared to the training as a negative gear. Technically speaking, in the multi-speed transmission, the third planetary gear set may be designed as a plus transmission. For example, the positive planetary gear set is realized by the 1st gear member is a sun gear, the 2nd gear member a ring gear and the 3rd gear member is at least one ring gear exhibiting planet carrier, in particular web. The remaining planetary gear sets are then designed as a negative gear, in which the 1st gear member is a sun gear, the 2nd gear member is a planet carrier having at least one planet carrier and the 3rd gear member is a ring gear.

Es kann vorgesehen sein, dass die Antriebswelle bzw. die erste Welle und die Abtriebswelle bzw. die dritte Welle koaxial zueinander liegen. Dadurch ist das Mehrstufengetriebe für einen Einbau in ein Fahrzeug geeignet, bei dem der Antriebsstrang in Fahrzeuglängsrichtung verläuft.It can be provided that the drive shaft or the first shaft and the output shaft or the third shaft are coaxial with each other. As a result, the multistage transmission is suitable for installation in a vehicle in which the drive train extends in the vehicle longitudinal direction.

Eine solche koaxiale Anordnung von Antriebswelle und Abtriebswelle ist in einfacher Weise zu realisieren, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle und ausgehend von der Antriebswelle gesehen, die Planetenradsätze in der Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz angeordnet sind.Such a coaxial arrangement of drive shaft and output shaft is to be realized in a simple manner, when seen in an axial direction with respect to the drive shaft and starting from the drive shaft, the planetary gear sets in the order of the first planetary gear, second planetary, third planetary gear.

Um eine für einen Front-Quer-Einbau oder einen Heck-Quer-Einbau in ein Fahrzeug geeignete Anordnung zu erreichen, können die Antriebswelle bzw. die erste Welle und die Abtriebswelle bzw. die dritte Welle quer zueinander angeordnet sein.In order to achieve a suitable arrangement for a front-transverse installation or a rear-transverse installation in a vehicle, the drive shaft or the first shaft and the output shaft or the third shaft can be arranged transversely to each other.

Für eine solche Queranordnung von Antriebswelle und Abtriebswelle bietet es sich an, dass in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle und ausgehend von der Antriebswelle gesehen, die Planetenradsätze in der Reihenfolge dritter Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, erster Planetenradsatz angeordnet sind. Dadurch bleibt die Funktionsweise des Mehrstufengetriebes gegenüber der Funktionsweise bei der koaxialen Anordnung unverändert.For such a transverse arrangement of the drive shaft and the output shaft, it is advisable that, viewed in the axial direction with respect to the drive shaft and starting from the drive shaft, the planetary gear sets are arranged in the order of the third planetary gearset, second planetary gearset, first planetary gearset. As a result, the operation of the multi-speed transmission with respect to the operation in the coaxial arrangement remains unchanged.

Sowohl bei einer koaxialen Anordnung von Antriebswelle und Abtriebswelle als auch bei einer Queranordnung von Antriebswelle und Abtriebswelle bietet es sich an, dass von der zweiten Welle, der vierten Welle, der fünften Welle und der sechsten Welle wenigstens eine Welle koaxial bezüglich der Antriebswelle angeordnet ist. Dadurch ist ein kompakter Aufbau für einen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Antriebsstrang realisiert.Both in a coaxial arrangement of drive shaft and output shaft and in a transverse arrangement of the drive shaft and output shaft, it is advisable that of the second shaft, the fourth shaft, the fifth shaft and the sixth shaft at least one shaft is arranged coaxially with respect to the drive shaft. As a result, a compact design for a vehicle running in the longitudinal direction of the drive train is realized.

Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die weitere Antriebswelle an einer Elektromaschine angebunden ist bzw. mit einer Elektromaschine triebverbunden ist, beispielsweise mit einem Rotor der Elektromaschine drehfest verbunden ist. Dadurch liegt das Mehrstufengetriebe zusammen mit der Elektromaschine als Baueinheit vor, welche beispielsweise werksseitig vorinstalliert sein kann. Es ergeben sich dadurch Montagevorteile, da beispielsweise im Falle einer Endmontage eines Kraftfahrzeuges bereits die vorinstallierte Baueinheit von Mehrstufengetriebe und Elektromaschine eingebaut werden kann.Another possible embodiment of the invention is that the further drive shaft is connected to an electric machine or is drive-connected to an electric machine, for example, rotatably connected to a rotor of the electric machine. As a result, the multistage transmission is present together with the electric machine as a structural unit, which may be preinstalled, for example, at the factory. This results in assembly advantages, since, for example, in the case of a final assembly of a motor vehicle, the pre-installed unit of multi-speed transmission and electric machine can already be installed.

Die Elektromaschine kann außen am Getriebe bzw. Getriebegehäuse montiert sein. Auch ist es möglich, die Elektromaschine innerhalb des Getriebes bzw. Getriebegehäuses anzuordnen, so dass lediglich die Antriebswelle und die Abtriebswelle aus dem Getriebegehäuse herausragende Getriebekomponenten sind.The electric machine can be mounted outside of the gearbox or gear housing. It is also possible to arrange the electric machine within the transmission or transmission housing, so that only the drive shaft and the output shaft from the transmission housing are outstanding transmission components.

Durch die Erfindung ist ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe mit einem einfachen Systemaufbau vorgeschlagen, welches relativ kostengünstig realisiert werden kann. Der einfache Aufbau ist unter anderem dadurch begünstigt, dass nur drei Planetenradsätze vorgesehen sind und trotz der vielen Schaltvarianten lediglich fünf Schaltelemente realisiert sein können, wobei eine Trennkupplung für die Antriebswelle nicht erforderlich ist. Insgesamt ergeben sich durch die Erfindung eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, geringe Getriebeverluste, ein guter Verzahnungswirkungsgrad und eine gute Übersetzungsreihe. Auch kann das Mehrstufengetriebe mit einer einzigen festen Gehäusekopplung auskommen.The invention proposes a power-shiftable multistage transmission with a simple system structure, which can be realized relatively inexpensively. The simple structure is favored, among other things, that only three planetary gear sets are provided and despite the many switching variants, only five switching elements can be realized, with a separating clutch for the drive shaft is not required. Overall, the invention results in a compact design, low component loads, low transmission losses, a good toothing efficiency and a good translation series. Also, the multi-stage transmission can get along with a single fixed housing coupling.

Durch die Erfindung kann das Mehrstufengetriebe mit sechs Vorwärtsgängen realisiert werden, welche bei treibender Antriebswelle zur Verfügung stehen. Darüber hinaus kann das Mehrstufengetriebe auch über die weitere Antriebswelle angetrieben werden, wobei in diesem Fall bis zu wenigstens drei Gänge zur Verfügung stehen, welche als Vorwärtsgang oder als Rückwärtsgang nutzbar sind. Durch die Erfindung ist wenigstens einer dieser Gänge, vorzugsweise sind sämtliche dieser Gänge als kurz übersetzter Gang bereitgestellt, so dass eine an die weitere Antriebswelle triebmäßig angebundene Elektromaschine kostengünstig ausgelegt werden kann.By the invention, the multi-speed transmission can be realized with six forward gears, which are available at driving drive shaft. In addition, the multi-speed transmission can also be driven via the further drive shaft, in which case up to at least three gears are available, which can be used as a forward gear or reverse gear. By the invention, at least one of these gears, preferably all of these gears are provided as a short translated gear, so that an electric machine drivingly connected to the further drive shaft can be designed inexpensively.

Durch die Erfindung ist das Mehrstufengetriebe in einem Hybridbetrieb betreibbar. Hybridfunktionen wie beispielsweise Boosten, Rekuperieren oder Lastpunktverschiebung können ausgeführt werden. Auch ist ein triebmäßiges Zuschalten der Antriebswelle in einen bereits durch die weitere Antriebswelle erzeugten Trieb ohne weiteres möglich. Durch die Erfindung wird dieses Zuschalten bei kleinen Gangstufen reibleistungsfrei ausgeführt. Bei großen Gangstufen bewirkt das Zuschalten den Erhalt der Zugkraft während des Schaltvorganges.By the invention, the multi-stage transmission is operable in a hybrid mode. Hybrid functions such as boost, recuperation or load point shift can be performed. Also, a drive-like connection of the drive shaft in a drive already generated by the further drive shaft is readily possible. By the invention of this connection is performed without friction at low gear ratios. At high gear ratios, the connection causes the retention of the tensile force during the switching process.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of several embodiments with reference to the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims or their dependency.

Es zeigen:Show it:

1 eine mögliche Ausführungsform eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges mit drei Minus-Planetenradsätzen in schematischer Darstellung. 1 a possible embodiment of a power-shiftable multi-speed transmission for a hybrid drive of a motor vehicle with three minus planetary gear sets in a schematic representation.

2 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mittels des Mehrstufengetriebes gemäß der 1 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente, 2 a tabular overview of possible gears, which by means of multi-speed transmission according to the 1 are switchable, and the switching elements to be actuated,

3 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mittels des Mehrstufengetriebes gemäß der 1 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente, 3 a tabular overview of possible gears, which by means of multi-speed transmission according to the 1 are switchable, and the switching elements to be actuated,

4 eine weitere mögliche Ausführungsform eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges mit drei Minus-Planetenradsätzen in schematischer Darstellung. 4 another possible embodiment of a power-shiftable multi-speed transmission for a hybrid drive of a motor vehicle with three minus planetary gear sets in a schematic representation.

5 eine Abwandlung des Mehrstufengetriebes gemäß der 1, bei der der dritte Planetenradsatz als Plusgetriebe ausgebildet ist, und 5 a modification of the multi-speed transmission according to the 1 in which the third planetary gear is designed as a plus gear, and

6 eine Abwandlung des Mehrstufengetriebes gemäß der 4, bei der der dritte Planetenradsatz als Plusgetriebe ausgebildet ist. 6 a modification of the multi-speed transmission according to the 4 in which the third planetary gear set is designed as a plus transmission.

1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes 100, welches beispielsweise für den Einsatz in einem Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges geeignet ist. Das Mehrstufengetriebe 100 hat eine Antriebswelle 1 als erste Welle, eine weitere Antriebswelle 2 als zweite Welle und eine Abtriebswelle 3 als dritte Welle. Die Antriebswelle 1 kann mit einer (in der 1 nicht dargestellten) ersten Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden sein oder triebverbindbar sein, beispielsweise mit einer Abtriebswelle der Antriebsmaschine drehfest verbunden werden oder drehfest verbunden sein. Die weitere Antriebswelle 2 kann mit einer zweiten Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Elektromaschine, triebverbunden sein oder triebverbindbar sein. In der 1 ist das Mehrstufengetriebe 100 beispielhaft mit einem Rotor einer Elektromaschine EM an der weiteren Antriebswelle 2 angebunden, insbesondere damit drehfest verbunden. 1 shows a possible embodiment of a power-shiftable multi-speed transmission 100 which is suitable, for example, for use in a hybrid drive of a motor vehicle. The multistage transmission 100 has a drive shaft 1 as first shaft, another drive shaft 2 as a second shaft and an output shaft 3 as a third wave. The drive shaft 1 can with a (in the 1 not shown) first prime mover, such as an internal combustion engine, be drive connected or be drive connected, for example, rotatably connected to an output shaft of the prime mover or rotatably connected. The further drive shaft 2 may be drive connected to a second drive machine, such as an electric machine, or be drivverbindverbindbar. In the 1 is the multi-step transmission 100 by way of example with a rotor of an electric machine EM on the further drive shaft 2 connected, in particular so rotatably connected.

Das Mehrstufengetriebe 100 ist in Planetenbauweise mit drei Planetenradsätzen aufgebaut und weist einen ersten Planetenradsatz RS1, einen zweiten Planetenradsatz RS2 und einen dritten Planetenradsatz RS3 auf, welche beispielsweise innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sein können. Jeder Planetenradsatz RS1 bzw. RS2 bzw. RS3 hat ein 1. Getriebeglied 1.1 bzw. 2.1 bzw. 3.1, ein 2. Getriebeglied 1.2 bzw. 2.2 bzw. 3.2 und ein 3. Getriebeglied 1.3 bzw. 2.3 bzw. 3.3.The multistage transmission 100 is constructed in planetary construction with three planetary gear sets and has a first planetary gearset RS1, a second planetary gearset RS2 and a third planetary gearset RS3, which may be arranged for example within a common housing. Each planetary gear set RS1 or RS2 or RS3 has a 1st gear member 1.1 respectively. 2.1 respectively. 3.1 , a 2nd gear member 1.2 respectively. 2.2 respectively. 3.2 and a 3rd gear member 1.3 respectively. 2.3 respectively. 3.3 ,

Das Mehrstufengetriebe 100 weist ferner ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30, ein viertes Schaltelement 40 und ein fünftes Schaltelement 50 auf, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 3 und/oder zwischen der weiteren Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 bewirkt. Die Schaltelemente 10, 20, 30, 40 und 50 sowie die Planetenradsätze RS1, RS2 und RS3 sind zueinander wie folgt angeordnet:
Bezüglich des ersten Planetenradsatzes RS1 ist das 1. Getriebeglied 1.1 mit einer sechsten Welle 6, das 2. Getriebeglied 1.2 mit der weiteren Antriebswelle 2 und das 3. Getriebeglied 1.3 mit einer fünften Welle 5 drehfest verbunden. Bezüglich des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist das 1. Getriebeglied 2.1 mit der weiteren Antriebswelle 2, das 2. Getriebeglied 2.2 mit der fünften Welle 5 und das 3. Getriebeglied 2.3 mit der Abtriebswelle 3 drehfest verbunden. Bezüglich des dritten Planetenradsatzes RS3 ist das 1. Getriebeglied 3.1 mit einer vierten Welle 4, das 2. Getriebeglied 3.2 mit der Abtriebswelle 3 und das 3. Getriebeglied 3.3 mit einem gehäusefesten Bauteil G drehfest verbunden.The multistage transmission 100 also has a first switching element 10 , a second switching element 20 , a third switching element 30 , a fourth switching element 40 and a fifth switching element 50 on whose selective switching different gear ratios between the drive shaft 1 and the output shaft 3 and / or between the further drive shaft 2 and the output shaft 3 causes. The switching elements 10 . 20 . 30 . 40 and 50 as well as the planetary gear sets RS1, RS2 and RS3 are arranged to each other as follows:
With respect to the first planetary gear set RS1 is the 1st gear member 1.1 with a sixth wave 6 , the 2nd gear member 1.2 with the further drive shaft 2 and the 3rd gear member 1.3 with a fifth wave 5 rotatably connected. Regarding the second Planetary gearset RS2 is the 1st transmission link 2.1 with the further drive shaft 2 , the 2nd gear member 2.2 with the fifth wave 5 and the 3rd gear member 2.3 with the output shaft 3 rotatably connected. With respect to the third planetary gear set RS3 is the 1st gear member 3.1 with a fourth wave 4 , the 2nd gear member 3.2 with the output shaft 3 and the 3rd gear member 3.3 with a housing-fixed component G rotatably connected.

Die weitere Antriebswelle 2 bzw. die zweite Welle ist über das erste Schaltelement 10 mit der Antriebswelle 1 bzw. der ersten Welle, die fünfte Welle 5 ist über das zweite Schaltelement 20 mit der Antriebswelle 1, die vierte Welle 4 ist über das dritte Schaltelement 30 mit der weiteren Antriebswelle 2, die sechste Welle 6 ist über das vierte Schaltelement 40 mit der vierten Welle 4 und die sechste Welle 6 ist über das fünfte Schaltelement 50 mit dem gehäusefesten Bauteil G oder einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar.The further drive shaft 2 or the second shaft is over the first switching element 10 with the drive shaft 1 or the first wave, the fifth wave 5 is about the second switching element 20 with the drive shaft 1 , the fourth wave 4 is about the third switching element 30 with the further drive shaft 2 , the sixth wave 6 is about the fourth switching element 40 with the fourth wave 4 and the sixth wave 6 is about the fifth switching element 50 with the housing-fixed component G or a housing-fixed component operatively connected, in particular rotatably connected.

Das erste Schaltelement 10, das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30 und das vierte Schaltelement 40 wirken jeweils gegen drehbare Bauteile und dienen insofern als Kupplung. Das fünfte Schaltelement 50 ist gegen das Gehäuse G verblockbar, so dass das fünfte Schaltelement 50 als Bremse wirkt. Das fünfte Schaltelement 50 kann als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein. Vorliegend kann auch das dritte Schaltelement 30 als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein.The first switching element 10 , the second switching element 20 , the third switching element 30 and the fourth switching element 40 each act against rotating components and serve as a coupling. The fifth switching element 50 is blockable against the housing G, so that the fifth switching element 50 acts as a brake. The fifth switching element 50 can be designed as a form-locking switching element. In the present case, the third switching element 30 be designed as a form-locking switching element.

In der Ausführungsform des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 sind der erste Planetenradsatz RS1, der zweite Planetenradsatz RS2 und der dritte Planetenradsatz RS3 jeweils als Minusgetriebe ausgebildet. Dazu ist jeweils das 1. Getriebeglied 1.1 bzw. 2.1 bzw. 3.1. durch ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied 1.2 bzw. 2.2 bzw. 3.2 durch ein wenigstens ein Planetenrad aufweisenden Planetenträger, insbesondere Steg, und das 3. Getriebeglied 1.3 bzw. 2.3 bzw. 3.3 durch ein Hohlrad gebildet.In the embodiment of the multi-speed transmission 100 according to the 1 the first planetary gearset RS1, the second planetary gearset RS2 and the third planetary gearset RS3 are each designed as a minus gear. This is the 1st gear member 1.1 respectively. 2.1 respectively. 3.1 , through a sun gear, the 2nd gear member 1.2 respectively. 2.2 respectively. 3.2 by a planet carrier having at least one planetary gear, in particular web, and the 3rd gear member 1.3 respectively. 2.3 respectively. 3.3 formed by a ring gear.

Ferner ist das Mehrstufengetriebe 100 für einen Einbau in einen durchgängig in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Antriebsstrang geeignet. Hierfür sind die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 3 koaxial zueinander angeordnet. Bevorzugt sind dazu die vierte Welle 4, die fünfte Welle 5 und die sechste Welle 6 ebenfalls koaxial bezüglich der Antriebswelle 1 angeordnet. Bevorzugt ist die Anordnung der Planetenradsätze RS1, RS2 und RS3 zueinander in der Weise, dass in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle 1 und ausgehend von der Antriebswelle 1 gesehen, die Planetenradsätze RS1, RS2 und RS3 in der Reihenfolge erster Planetenradsatz RS1, zweiter Planetenradsatz RS2, dritter Planetenradsatz RS3 liegen.Furthermore, the multi-step transmission 100 suitable for installation in a continuously extending in the vehicle longitudinal direction of the drive train. For this purpose, the drive shaft 1 and the output shaft 3 arranged coaxially with each other. Preference is given to the fourth wave 4 , the fifth wave 5 and the sixth wave 6 also coaxial with respect to the drive shaft 1 arranged. Preferably, the arrangement of the planetary gear sets RS1, RS2 and RS3 to each other in such a way that in the axial direction with respect to the drive shaft 1 and starting from the drive shaft 1 seen, the planetary gear sets RS1, RS2 and RS3 in the order first planetary gearset RS1, second planetary gearset RS2, third planetary gear set RS3 lie.

2 und 3 zeigen jeweils eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mit dem Mehrstufengetriebe 100 schaltbar sind, und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40 und des fünften Schaltelementes 50. Danach können bezüglich der Antriebswelle 1 sechs Vorwärtsgänge realisiert sein, welche wahlweise schaltbar sind. Bezüglich der weiteren Antriebswelle 2 können drei Gänge wahlweise schaltbar sein. Die Gänge bzw. Gangstufen sind in der ersten Spalte der Übersicht angegeben, deren Spaltenkopf das Bezugszeichen 80 zugeordnet ist. Die Vorwärtsgänge sind mit „1”, „2”, „3”, „4”, „5”, „6” gekennzeichnet und die Gänge bezüglich der weiteren Antriebswelle 2 sind mit „E1”, „E2” und „E3” gekennzeichnet. 2 and 3 each show a tabular overview of possible gears, which with the multi-speed transmission 100 are switchable, and to be executed switching combinations with respect to the first switching element 10 , the second switching element 20 , the third switching element 30 , the fourth switching element 40 and the fifth switching element 50 , Thereafter, with respect to the drive shaft 1 be realized six forward gears, which are selectively switchable. Regarding the further drive shaft 2 Three gears can be selectively switched. The gears or grades are given in the first column of the overview, the column head the reference numeral 80 assigned. The forward gears are marked "1", "2", "3", "4", "5", "6" and the gears with respect to the further drive shaft 2 are marked with "E1", "E2" and "E3".

In sich daran anschließenden Spalten ist die zu jedem Gang gehörige Stellung des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40 und des fünften Schaltelementes 50 angegeben, wobei jedem Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 eine separate Spalte zugeordnet und das jeweilige Bezugszeichen des Schaltelementes im Spaltenkopf angegeben ist. Durch Kreuze ist angegeben, dass das jeweils zugehörige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. Insofern betreffen die Angaben in den 2 und 3 jeweils die geschlossene Schalterstellung, welcher im Spaltenkopf das Bezugszeichen 85 zugeordnet ist.In adjoining columns is the belonging to each gear position of the first switching element 10 , the second switching element 20 , the third switching element 30 , the fourth switching element 40 and the fifth switching element 50 indicated, each switching element 10 respectively. 20 respectively. 30 respectively. 40 respectively. 50 assigned a separate column and the respective reference numeral of the switching element is indicated in the column header. By crosses is indicated that the respective associated switching element 10 respectively. 20 respectively. 30 respectively. 40 respectively. 50 is present in a closed switch position. In this respect, the information in the 2 and 3 in each case the closed switch position, which in the column head the reference numeral 85 assigned.

Wie aus der 2 ersichtlich ist, wird der 1. Vorwärtsgang durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 und des dritten Schaltelementes 30 geschaltet. Der 2. Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 und des vierten Schaltelementes 40 geschaltet. Der 3. Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 und des vierten Schaltelementes 40 geschaltet. Der 4. Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 und des zweiten Schaltelementes 20 geschaltet. Der 5. Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 und des fünften Schaltelementes 50 geschaltet. Der 6. Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 und des fünften Schaltelementes 50 geschaltet. Der Gang E1 wird durch Schließen des dritten Schaltelementes 30 geschaltet. Der Gang E2 wird durch Schließen des vierten Schaltelementes 40 geschaltet. Der Gang E3 wird durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 geschaltet.Like from the 2 it can be seen, the first forward gear by closing the first switching element 10 and the third switching element 30 connected. The 2nd forward speed is by closing the first switching element 10 and the fourth switching element 40 connected. The 3rd forward speed is achieved by closing the second switching element 20 and the fourth switching element 40 connected. The 4th forward gear is by closing the first switching element 10 and the second switching element 20 connected. The 5th forward gear is by closing the second switching element 20 and the fifth switching element 50 connected. The sixth forward gear is by closing the first switching element 10 and the fifth switching element 50 connected. The gear E1 is closed by closing the third switching element 30 connected. The gear E2 is closed by closing the fourth switching element 40 connected. The gear E3 is closed by closing the fifth switching element 50 connected.

Die Gangstufen für die sechs Vorwärtsgänge sind schaltbar, wenn die Antriebswelle 1 treibend sein soll. Die Gangstufen für die Gänge E1, E2 und E3 sind schaltbar, wenn weitere Antriebswelle 2 treibend sein soll. Bei geschaltetem Gang E1 oder E2 oder E3 geht jeweils der Kraftfluss alleine von der weiteren Antriebswelle 2 aus und wird somit durch die Elektromaschine EM bewirkt. Die Gangstufe E1 oder E2 oder E3 steht als Vorwärtsgang zu Verfügung. Die Gangstufe E1 oder E2 oder E3 ist auch als Rückwärtsgang im Betrieb mit der Elektromaschine EM nutzbar, wobei dann die Rückwärtsbewegung der Abtriebswelle 3 durch ein Rückwärtsdrehen der weiteren Antriebswelle 2 bzw. der Elektromaschine EM bewirkt ist.The gear ratios for the six forward gears are switchable when the drive shaft 1 to be impulsive. The gear ratios for the gears E1, E2 and E3 are switchable, if further drive shaft 2 to be impulsive. When the gear E1 or E2 or E3 is switched, the power flow alone goes from the other drive shaft 2 and is thus effected by the electric machine EM. The gear stage E1 or E2 or E3 is available as a forward gear. The gear stage E1 or E2 or E3 can also be used as a reverse gear during operation with the electric machine EM, in which case the rearward movement of the output shaft 3 by a reverse rotation of the further drive shaft 2 or the electric machine EM is effected.

Die 3 zeigt eine weitere mögliche Schaltmatrix, welche gegenüber der Schaltmatrix der 2 leicht geändert ist. Die Schaltmatrix der 3 unterscheidet sich von der Schaltmatrix der 2 dadurch, dass der 2. Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 und des dritten Schaltelementes 30 geschaltet wird.The 3 shows another possible switching matrix, which with respect to the switching matrix of 2 is slightly changed. The switching matrix of 3 differs from the switching matrix of 2 in that the second forward gear by closing the second switching element 20 and the third switching element 30 is switched.

4 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 200 für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges. Bauteile des Mehrstufengetriebes 200 gemäß der 4, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 verwiesen. 4 shows a further possible embodiment of a multi-speed transmission 200 for a hybrid drive of a motor vehicle. Components of the multi-speed transmission 200 according to the 4 which are identical or functionally identical with components of the multi-speed transmission 100 according to the 1 are provided with the same reference numerals; in this respect, the description of the multi-stage transmission 100 according to the 1 directed.

Das Mehrstufengetriebe 200 gemäß der 4 unterscheidet sich von dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 unter anderem dadurch, dass das Mehrstufengetriebe 200 für einen Front-Quer-Einbau oder Heck-Quer-Einbau in ein Kraftfahrzeug geeignet ist. Hierzu liegen die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 3 quer zueinander, wobei vorzugsweise die vierte Welle 4, die fünfte Welle 5 und die sechste Welle 6 koaxial bezüglich der Antriebswelle 1 angeordnet sind.The multistage transmission 200 according to the 4 differs from the multistage transmission 100 according to the 1 among other things, that the multi-step transmission 200 is suitable for a front-transverse installation or rear-transverse installation in a motor vehicle. For this purpose are the drive shaft 1 and the output shaft 3 transverse to each other, preferably the fourth wave 4 , the fifth wave 5 and the sixth wave 6 coaxial with respect to the drive shaft 1 are arranged.

Die Anordnung der Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 zueinander ist derart, dass in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle 1 und ausgehend von der Antriebswelle 1 gesehen, die Planetenradsätze RS1, RS2 und RS3 in der Reihenfolge, dritter Planetenradsatz RS3, zweiter Planetenradsatz RS2 erster Planetenradsatz RS1 liegen. In axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle 1 und ausgehend von der Antriebswelle 1 gesehen, kann die Abtriebswelle vor der Planetenradstufen RS1, RS2, RS3 von dem Mehrstufengetriebe 200 bzw. dessen Gehäuse abgehen.The arrangement of the planetary gear sets RS1, RS2, RS3 to each other is such that in the axial direction with respect to the drive shaft 1 and starting from the drive shaft 1 seen, the planetary gear sets RS1, RS2 and RS3 in the order, third planetary gearset RS3, second planetary gearset RS2 first planetary gear set RS1 lie. In the axial direction with respect to the drive shaft 1 and starting from the drive shaft 1 Seen, the output shaft in front of the planetary gear stages RS1, RS2, RS3 of the multi-stage transmission 200 or go out of its housing.

5 zeigt ein Mehrstufengetriebe 100' in schematischer Darstellung, welches eine Abwandlung des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 ist. Bauteile des Mehrstufengetriebes 100' gemäß der 5, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 verwiesen. 5 shows a multi-step transmission 100 ' in a schematic representation, which is a modification of the multi-speed transmission 100 according to the 1 is. Components of the multi-speed transmission 100 ' according to the 5 which are identical or functionally identical with components of the multi-speed transmission 100 according to the 1 are provided with the same reference numerals; in this respect, the description of the multi-stage transmission 100 according to the 1 directed.

Das Mehrstufengetriebe 100' gemäß der 5 unterscheidet sich von dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 unter anderem dadurch, dass der dritte Planetenradsatz RS3 als Plusgetriebe bzw. Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist. In diesem Fall ist das 1. Getriebeglied 3.1 ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied 3.2 ein Hohlrad und das 3. Getriebeglied 3.3 ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger, insbesondere Steg. Die anderen Planetenradsätze, nämlich der erste Planetenradsatz RS1 und der zweite Planetenradsatz RS2 sind – wie bei dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 – als Minusgetriebe ausgebildet. Dort ist jeweils das erste 1. Getriebeglied 1.1 bzw. 2.1 ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied 1.2 bzw. 2.2 ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger, insbesondere Steg, und das 3. Getriebeglied 1.3 bzw. 2.3 ein Hohlrad.The multistage transmission 100 ' according to the 5 differs from the multistage transmission 100 according to the 1 among other things, that the third planetary gear set RS3 is designed as a plus or plus planetary gear. In this case, the 1st gear member 3.1 a sun gear, the 2nd gear member 3.2 a ring gear and the 3rd gear member 3.3 a planet carrier having at least one planet carrier, in particular web. The other planetary gear sets, namely the first planetary gearset RS1 and the second planetary gearset RS2 are - as in the multi-speed transmission 100 according to the 1 - Designed as a negative gear. There is always the first 1st gear member 1.1 respectively. 2.1 a sun gear, the 2nd gear member 1.2 respectively. 2.2 a planet carrier having at least one planet carrier, in particular web, and the 3rd gear member 1.3 respectively. 2.3 a ring gear.

6 zeigt ein Mehrstufengetriebe 200' in schematischer Darstellung, welches eine Abwandlung des Mehrstufengetriebes 200 gemäß der 4 ist. Bauteile des Mehrstufengetriebes 200' gemäß der 6, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Mehrstufengetriebes 200 gemäß der 4 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Mehrstufengetriebe 200 gemäß der 4 verwiesen. 6 shows a multi-step transmission 200 ' in a schematic representation, which is a modification of the multi-speed transmission 200 according to the 4 is. Components of the multi-speed transmission 200 ' according to the 6 which are identical or functionally identical with components of the multi-speed transmission 200 according to the 4 are provided with the same reference numerals; in this respect, the description of the multi-stage transmission 200 according to the 4 directed.

Das Mehrstufengetriebe 200' ist gegenüber dem Mehrstufengetriebe 200 gemäß der 4 dahingehend abgewandelt, dass der dritte Planetenradsatz RS3 als Plusgetriebe bzw. Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist. In diesem Fall ist das 1. Getriebeglied 3.1 ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied 3.2 ein Hohlrad und das 3. Getriebeglied 3.3 ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger, insbesondere Steg. Die anderen Planetenradsätze, nämlich der erste Planetenradsatz RS1 und der zweite Planetenradsatz RS2 sind – wie bei dem Mehrstufengetriebe 200 gemäß der 4 – als Minusgetriebe ausgebildet.The multistage transmission 200 ' is opposite the multi-speed transmission 200 according to the 4 modified in that the third planetary gearset RS3 is designed as a plus or positive planetary gear. In this case, the 1st gear member 3.1 a sun gear, the 2nd gear member 3.2 a ring gear and the 3rd gear member 3.3 a planet carrier having at least one planet carrier, in particular web. The other planetary gear sets, namely the first planetary gearset RS1 and the second planetary gearset RS2 are - as in the multi-speed transmission 200 according to the 4 - Designed as a negative gear.

Sämtliche vorstehend in den Figuren beschriebenen Mehrstufengetriebe 100, 200, 100' und 200' können nach der Schaltmatrix gemäß der 2 oder der Schaltmatrix gemäß der 3 betrieben werden.All multi-stage transmissions described above in the figures 100 . 200 . 100 ' and 200 ' can according to the switching matrix according to the 2 or the switching matrix according to the 3 operate.

Sämtliche Mehrstufengetriebe 100, 200, 100', 200' haben drei Planetenradsätze, fünf Schaltelemente, von denen zum Schalten eines Ganges bezüglich der Antriebswelle 1 zwei Schaltelemente gleichzeitig zu schalten sind und zum Schalten eines Ganges bezüglich der weiteren Antriebswelle 2 ein Schaltelement zuschalten ist, keine Trennkupplung, eine feste Gehäusekopplung, sechs schaltbare Vorwärtsgänge bezüglich der Antriebswelle 1 sowie drei schaltbare Gänge bezüglich der weiteren Antriebswelle 2 bzw. der Elektromaschine EM.All multi-step transmissions 100 . 200 . 100 ' . 200 ' have three planetary gear sets, five shift elements, one of which for shifting a gear relative to the drive shaft 1 two switching elements are to be switched simultaneously and for switching a gear with respect to the other drive shaft 2 a shift element is switch, no clutch, a solid housing coupling, six switchable forward gears with respect to the drive shaft 1 and three switchable gears with respect to the further drive shaft 2 or the electric machine EM.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebswelle (erste Welle)Drive shaft (first shaft)
22
weitere Antriebswelle (zweite Welle)further drive shaft (second shaft)
33
Abtriebswelle (dritte Welle)Output shaft (third shaft)
44
vierte Wellefourth wave
55
fünfte Wellefifth wave
66
sechste Wellesixth wave
RS1RS1
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
RS2RS2
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
RS3RS3
dritter Planetenradsatzthird planetary gear set
1.11.1
1. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes1st gear member of the first planetary gear set
1.21.2
2. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes2nd gear member of the first planetary gear set
1.31.3
3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes3. Gear member of the first planetary gear set
2.12.1
1. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes1st gear member of the second planetary gear set
2.22.2
2. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes2nd gear member of the second planetary gear set
2.32.3
3. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes3. Gear member of the second planetary gear set
3.13.1
1. Getriebeglied des dritten Planetenradsatzes1st gear member of the third planetary gear set
3.23.2
2. Getriebeglied des dritten Planetenradsatzes2nd gear member of the third planetary gear set
3.33.3
3. Getriebeglied des dritten Planetenradsatzes3rd gear member of the third planetary gear set
1010
erstes Schaltelementfirst switching element
2020
zweites Schaltelementsecond switching element
3030
drittes Schaltelementthird switching element
4040
viertes Schaltelementfourth switching element
5050
fünftes Schaltelementfifth switching element
GG
gehäusefestes Bauteilhousing-fixed component
EMEM
Elektromaschineelectric machine
8080
Spaltenkopf (Gang)Column head (aisle)
8585
Spaltenkopf (Schalterstellung geschlossen)Column head (switch position closed)
100100
MehrstufengetriebeMulti-speed transmission
100'100 '
MehrstufengetriebeMulti-speed transmission
200200
MehrstufengetriebeMulti-speed transmission
200''200 ''
MehrstufengetriebeMulti-speed transmission

Claims (19)

Lastschaltbares Mehrstufengetriebe (100; 100; 200; 200') in Planetenbauweise, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges, mit einer Antriebswelle (1) als erste Welle, einer weiteren Antriebswelle (2) als zweite Welle und einer Abtriebswelle (3) als dritte Welle, mit wenigstens drei miteinander gekoppelten oder koppelbaren Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3), welche jeweils wenigstens ein 1. Getriebeglied (1.1, 2.1, 3.1), ein 2. Getriebeglied (1.2, 2.2, 3.2) und ein 3. Getriebeglied (1.3, 2.3, 3.3) aufweisen, und mit mehreren den Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (3) und/oder zwischen der weiteren Antriebswelle (2) und der Abtriebswelle (3) bewirkt, wobei die weitere Antriebswelle (2), die Abtriebswelle (3) und ein gehäusefestes Bauteil (G) als Koppelelemente mit dem 1. Getriebeglied (1.1; 3.1), dem 2. Getriebeglied (1.2; 3.2) und dem 3. Getriebeglied (1.3; 3.3) einer der Planetenradstufen (RS1, RS2, RS3) derart gekoppelt sind, dass zwei der Koppelelemente mit jeweils einem der Getriebeglieder (1.1; 1.2, 1.3; 3.1, 3.2, 3.3) wirkverbunden sind und das dritte Koppelelement mit dem verbleibenden Getriebeglied (1.1; 3.1) wirkverbindbar ist.Power-shiftable multistage transmission ( 100 ; 100 ; 200 ; 200 ' ) in planetary construction, in particular for a hybrid drive of a motor vehicle, with a drive shaft ( 1 ) as the first shaft, another drive shaft ( 2 ) as a second shaft and an output shaft ( 3 ) as a third shaft, with at least three planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) which are coupled or can be coupled to one another, each of which has at least one first gear element ( 1.1 . 2.1 . 3.1 ), a 2nd gear member ( 1.2 . 2.2 . 3.2 ) and a 3rd gear member ( 1.3 . 2.3 . 3.3 ), and with a plurality of the Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3) associated switching elements ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 ) whose selective switching different ratios between the drive shaft ( 1 ) and the output shaft ( 3 ) and / or between the further drive shaft ( 2 ) and the output shaft ( 3 ), wherein the further drive shaft ( 2 ), the output shaft ( 3 ) and a housing-fixed component (G) as coupling elements with the 1st gear member ( 1.1 ; 3.1 ), the 2nd gear member ( 1.2 ; 3.2 ) and the 3rd gear member ( 1.3 ; 3.3 ) one of the planetary gear stages (RS1, RS2, RS3) are coupled such that two of the coupling elements each having one of the transmission elements ( 1.1 ; 1.2 . 1.3 ; 3.1 . 3.2 . 3.3 ) are operatively connected and the third coupling element with the remaining transmission element ( 1.1 ; 3.1 ) is operatively connected. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antriebswelle (2) über ein Schaltelement (30; 40) mit dem 1. Getriebeglied (3.1) einer der Planetenradstufen (RS1, RS2, RS3) wirkverbindbar ist, dessen 2. Getriebeglied (3.2) mit der Abtriebswelle (3) und dessen 3. Getriebewelle (3.3) mit dem gehäusefesten Bauteil (G) drehfest verbunden sind.Multi-step transmission according to claim 1, characterized in that the further drive shaft ( 2 ) via a switching element ( 30 ; 40 ) with the 1st gear member ( 3.1 ) one of the planetary gear stages (RS1, RS2, RS3) is operatively connected, the 2nd gear member ( 3.2 ) with the output shaft ( 3 ) and its 3rd gear shaft ( 3.3 ) are rotatably connected to the housing-fixed component (G). Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antriebswelle (2) mit dem 2. Getriebeglied (1.2) und die Abtriebswelle (3) mit dem 3. Getriebeglied (1.3) einer der Planetenradstufen (RS1, RS2, RS3) wirkverbunden sind, dessen 1. Getriebeglied (3.2) über ein Schaltelement (50) gegen das gehäusefeste Bauteil (G) verblockbar ist.Multi-step transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the further drive shaft ( 2 ) with the 2nd gear member ( 1.2 ) and the output shaft ( 3 ) with the 3rd gear member ( 1.3 ) one of the planetary gear stages (RS1, RS2, RS3) are operatively connected, the 1st gear member ( 3.2 ) via a switching element ( 50 ) is blockable against the housing-fixed component (G). Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes (RS1) das 1. Getriebeglied (1.1) mit einer sechsten Welle (6), das 2. Getriebeglied (1.2) mit der weiteren Antriebswelle (2) und das 3. Getriebeglied (1.3) mit einer fünften Welle (5) drehfest verbunden sind, bezüglich des zweiten Planetenradsatzes (RS2) das 1. Getriebeglied (2.1) mit der weiteren Antriebswelle (2), das 2. Getriebeglied (2.2) mit der fünften Welle (5) und das 3. Getriebeglied (2.3) mit der Abtriebswelle (3) drehfest verbunden sind und bezüglich des dritten Planetenradsatzes (RS3) das 1. Getriebeglied (3.1) mit einer vierten Welle (4), das 2. Getriebeglied (3.2) mit der Abtriebswelle (3) und das 3. Getriebeglied (3.3) mit dem gehäusefesten Bauteil (G) oder einem gehäusefesten Bauteil drehfest verbunden sind.Multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized in that with respect to the first planetary gear set (RS1), the 1st transmission element ( 1.1 ) with a sixth wave ( 6 ), the 2nd gear member ( 1.2 ) with the further drive shaft ( 2 ) and the 3rd gear member ( 1.3 ) with a fifth wave ( 5 ) are rotatably connected, with respect to the second planetary gear set (RS2), the 1st gear member ( 2.1 ) with the further drive shaft ( 2 ), the 2nd gear member ( 2.2 ) with the fifth wave ( 5 ) and the 3rd gear member ( 2.3 ) with the output shaft ( 3 ) are rotatably connected and with respect to the third planetary gear set (RS3), the 1st gear member ( 3.1 ) with a fourth wave ( 4 ), the 2nd gear member ( 3.2 ) with the output shaft ( 3 ) and the 3rd gear member ( 3.3 ) are rotatably connected to the housing-fixed component (G) or a housing-fixed component. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antriebswelle (2) über ein erstes Schaltelement (10) mit der Antriebswelle (1), die fünfte Welle (5) über ein zweites Schaltelement (20) mit der Antriebswelle (1), die vierte Welle (4) über ein drittes Schaltelement (30) mit der weiteren Antriebswelle (2), die sechste Welle (6) über ein viertes Schaltelement (40) mit der vierten Welle (4) und die sechste Welle (6) über ein fünftes Schaltelement (50) mit dem gehäusefesten Bauteil (G) oder einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar sind.Multi-step transmission according to claim 4, characterized in that the further drive shaft ( 2 ) via a first switching element ( 10 ) with the drive shaft ( 1 ), the fifth wave ( 5 ) via a second switching element ( 20 ) with the drive shaft ( 1 ), the fourth Wave ( 4 ) via a third switching element ( 30 ) with the further drive shaft ( 2 ), the sixth wave ( 6 ) via a fourth switching element ( 40 ) with the fourth wave ( 4 ) and the sixth wave ( 6 ) via a fifth switching element ( 50 ) are operatively connected to the housing-fixed component (G) or a housing-fixed component. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Antriebswelle (1) sechs Vorwärtsgänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem 1. Vorwärtsgang das erste Schaltelement (10) und das dritte Schaltelement (30), in einem 2. Vorwärtsgang das erste Schaltelement (10) und das vierte Schaltelement (40) oder in einem 2. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement (20) und das dritte Schaltelement (30), in einem 3. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement (20) und das vierte Schaltelement (40), in einem 4. Vorwärtsgang das erste Schaltelement (10) und das zweite Schaltelement (20), in einem 5. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement (20) und das fünfte Schaltelement (50) und in einem 6. Vorwärtsgang das erste Schaltelement (10) und das fünfte Schaltelement (50) geschlossen sind.Multi-step transmission according to claim 5, characterized in that with respect to the drive shaft ( 1 ) six forward gears are selectively switchable, wherein in a first forward gear, the first switching element ( 10 ) and the third switching element ( 30 ), in a second forward gear, the first switching element ( 10 ) and the fourth switching element ( 40 ) or in a second forward gear, the second switching element ( 20 ) and the third switching element ( 30 ), in a third forward gear, the second switching element ( 20 ) and the fourth switching element ( 40 ), in a fourth forward gear, the first switching element ( 10 ) and the second switching element ( 20 ), in a fifth forward gear, the second switching element ( 20 ) and the fifth switching element ( 50 ) and in a sixth forward gear, the first switching element ( 10 ) and the fifth switching element ( 50 ) are closed. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der weiteren Antriebswelle (2) wenigstens ein Gang schaltbar ist, wobei in dem Gang das dritte Schaltelement (30), das vierte Schaltelement (40) oder das fünfte Schaltelement (50) geschlossen ist.Multi-step transmission according to claim 5 or 6, characterized in that with respect to the further drive shaft ( 2 ) at least one gear is switchable, wherein in the gear, the third switching element ( 30 ), the fourth switching element ( 40 ) or the fifth switching element ( 50 ) closed is. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der weiteren Antriebswelle (2) wenigstens zwei Gänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem der Gänge, insbesondere in einem 1. Gang, das dritte Schaltelement (30) und in dem anderen Gang, insbesondere in einem 2. Gang, das vierte Schaltelement (40) geschlossen sind.Multi-step transmission according to one of claims 5 to 7, characterized in that with respect to the further drive shaft ( 2 ) at least two gears are selectively switchable, wherein in one of the gears, in particular in a first gear, the third switching element ( 30 ) and in the other gear, especially in a second gear, the fourth switching element ( 40 ) are closed. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der weiteren Antriebswelle (2) wenigstens drei Gänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem der Gänge, insbesondere in einem 1. Gang, das dritte Schaltelement (30), in einem anderen der Gänge, insbesondere in einem 2. Gang, das vierte Schaltelement (40) und in einem wiederum anderen der Gänge, insbesondere in einem 3. Gang, das fünfte Schaltelement (50) geschlossen sind.Multi-step transmission according to one of claims 5 to 8, characterized in that with respect to the further drive shaft ( 2 ) at least three gears are selectively switchable, wherein in one of the gears, in particular in a first gear, the third switching element ( 30 ), in another of the gears, especially in a second gear, the fourth switching element ( 40 ) and in yet another of the gears, in particular in a third gear, the fifth switching element ( 50 ) are closed. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gang als Vorwärtsgang oder als Rückwärtsgang nutzbar ist, wobei die Rückwärtsbewegung der Abtriebswelle (3) durch ein Rückwärtsdrehen der weiteren Antriebswelle (2) bewirkt ist.Multi-speed transmission according to one of Claims 5 to 9, characterized in that the at least one gear can be used as a forward gear or as a reverse gear, wherein the rearward movement of the output shaft ( 3 ) by a reverse rotation of the further drive shaft ( 2 ) is effected. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3) als Minusgetriebe ausgebildet sind.Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) are designed as a minus gear. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das 1. Getriebeglied (1.1, 2.1, 3.1) ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied (1.2, 2.2, 3.2) ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger und das 3. Getriebeglied (1.3, 2.3, 3.3) ein Hohlrad ist.Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the 1st transmission element ( 1.1 . 2.1 . 3.1 ) a sun gear, the 2nd gear member ( 1.2 . 2.2 . 3.2 ) planet carrier having at least one planet carrier and the 3rd gear member ( 1.3 . 2.3 . 3.3 ) is a ring gear. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3) als Plusgetriebe ausgebildet ist.Multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) is designed as a plus transmission. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Planetenradsatz (RS3) als Plusgetriebe ausgebildet ist, dessen 1. Getriebeglied (3.1) ein Sonnenrad, dessen 2. Getriebeglied (3.2) ein Hohlrad und dessen 3. Getriebeglied (3.3) ein wenigstens ein Planetenrad aufweisender Planetenträger ist.Multi-speed transmission according to claim 13, characterized in that the third planetary gear set (RS3) is designed as a plus transmission whose 1st transmission element ( 3.1 ) a sun gear whose 2nd gear member ( 3.2 ) a ring gear and its 3rd gear member ( 3.3 ) is a planet carrier having at least one planetary gear. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (1) und die Abtriebswelle (3) koaxial zueinander liegen und von der zweiten Welle (2), der vierten Welle (4), der fünften Welle (5) und der sechsten Welle (6) wenigstens eine Welle ebenfalls koaxial bezüglich der Antriebswelle (1) angeordnet ist.Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 1 ) and the output shaft ( 3 ) are coaxial with each other and from the second wave ( 2 ), the fourth wave ( 4 ), the fifth wave ( 5 ) and the sixth wave ( 6 ) at least one shaft also coaxial with respect to the drive shaft ( 1 ) is arranged. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (1) und die Abtriebswelle (3) quer zueinander liegen und von der zweiten Welle (2), der vierten Welle (4), der fünften Welle (5) und der sechsten Welle (6) wenigstens eine Welle koaxial bezüglich der Antriebswelle (1) angeordnet ist.Multi-step transmission according to one of claims 1 to 14, characterized in that the drive shaft ( 1 ) and the output shaft ( 3 ) are transverse to each other and from the second wave ( 2 ), the fourth wave ( 4 ), the fifth wave ( 5 ) and the sixth wave ( 6 ) at least one shaft coaxial with respect to the drive shaft ( 1 ) is arranged. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle (1) und ausgehend von der Antriebswelle (1) gesehen, die Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3) in der Reihenfolge erster Planetenradsatz (RS1), zweiter Planetenradsatz (RS2), dritter Planetenradsatz (RS3) angeordnet sind.Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that in the axial direction with respect to the drive shaft ( 1 ) and from the drive shaft ( 1 ), the planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) in the order of the first planetary gear set (RS1), second planetary gear set (RS2), third planetary gear set (RS3) are arranged. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle (1) und ausgehend von der Antriebswelle (1) gesehen, die Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3) in der Reihenfolge dritter Planetenradsatz (RS3), zweiter Planetenradsatz (RS2), erster Planetenradsatz (RS1) angeordnet sind.Multi-step transmission according to one of claims 1 to 16, characterized in that in the axial direction with respect to the drive shaft ( 1 ) and from the drive shaft ( 1 ), the planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) in the order third planetary gear set (RS3), second planetary gear set (RS2), first planetary gear set (RS1) are arranged. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antriebswelle (2) an einer Elektromaschine (EM) angebunden ist.Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the further drive shaft ( 2 ) is connected to an electric machine (EM).
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