DE102016211392A1 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), drei Planetenradsätze (P1, P2, P3) sowie fünf Schaltelemente (K1, B1, B2, B3, K2) aufweist, wobei durch selektives Betätigen der fünf Schaltelemente (K1, B1, B2, B3, K2) sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar sind, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G).The invention relates to a transmission (G) for a motor vehicle, wherein the transmission (G) comprises a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2), three planetary gear sets (P1, P2, P3) and five shift elements (K1, B1, B2, B3 , K2), wherein by selectively operating the five switching elements (K1, B1, B2, B3, K2) six forward gears and one reverse gear between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) are switchable, and drive train for a motor vehicle with a such transmission (G).
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem solchen Getriebe. Vorliegend bezeichnet ein Getriebe ein mehrgängiges Getriebe, d. h. es sind mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen einer An- und einer Abtriebsseite des Getriebes durch Betätigung entsprechender Schaltelemente schaltbar, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Je nach Anordnung der Schaltelemente handelt es sich bei diesen um Kupplungen oder auch um Bremsen. Derartige Getriebe kommen überwiegend in Kraftfahrzeugen zur Anwendung, um ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des jeweiligen Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen. The invention relates to a transmission for a motor vehicle, as well as a motor vehicle drive train with such a transmission. In the present case, a transmission refers to a multi-speed transmission, i. H. There are several different ratios as gears between a arrival and an output side of the transmission switchable by actuation of corresponding switching elements, and this is preferably done automatically. Depending on the arrangement of the switching elements, these are clutches or brakes. Such transmissions are mainly used in motor vehicles to implement a traction power supply of a prime mover of the respective motor vehicle in terms of various criteria suitable.
Aus der
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ausgestaltung zu dem im Stand der Technik bekannten Getriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle bereitzustellen. It is the object of the present invention to provide an alternative embodiment to the prior art transmission with six forward gears and one reverse gear between a drive shaft and an output shaft.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, bei welchem ein erfindungsgemäßes Getriebe zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 16. This object is achieved on the basis of the preamble of
Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, sowie zumindest funktional einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetenradsatz. Die Planetenradsätze umfassen jeweils mehrere Elemente, wobei die Planetenradsätze dem Führen eines Kraftflusses von der Antriebswelle zu der Abtriebswelle dienen. Dazu sind ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen, durch deren selektive Betätigung die Planetenradsätze unter Schaltung unterschiedlicher Gänge zwischen An- und Abtriebswelle untereinander koppelbar sind. According to the invention, a transmission comprises a drive shaft and an output shaft, and at least functionally a first, a second and a third planetary gear set. The planetary gear sets each comprise a plurality of elements, the planetary gear sets serving to guide a flow of power from the drive shaft to the output shaft. For this purpose, a first, a second, a third, a fourth and a fifth switching element are provided, through whose selective actuation the planetary gear sets can be coupled with each other by connecting different gears between the input and output shafts.
Dabei kann die Antriebswelle über das erste Schaltelement mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden werden, welches zudem mittels des zweiten Schaltelements an einem drehfesten Bauelement festsetzbar ist. Ferner kann das zweite Element des ersten Planetenradsatzes über das dritte Schaltelement am drehfesten Bauelement festgesetzt werden. Schließlich sind das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden und stehen gemeinsam drehfest mit der Abtriebswelle in Verbindung. In this case, the drive shaft can be connected via the first switching element with the first element of the first planetary gear set, which is also fixable by means of the second switching element to a non-rotatable component. Furthermore, the second element of the first planetary gear set can be fixed on the non-rotatable component via the third switching element. Finally, the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set are rotatably connected to each other and together are rotationally fixed to the output shaft in connection.
Mit anderen Worten stehen also das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes permanent miteinander in Verbindung und sind zudem gemeinsam mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden. In other words, therefore, the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set are permanently in communication with each other and are also connected together with the output shaft of the transmission.
Durch Schließen des ersten Schalelements wird die Antriebswelle des Getriebes drehfest mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen eine Betätigung des zweiten Schaltelements ein Festsetzen des ersten Elements des ersten Planetenradsatzes am drehfesten Bauelement nach sich zieht. Bei dem drehfesten Bauelement handelt es sich bevorzugt um ein Getriebegehäuse des Getriebes oder einen Teil eines derartigen Getriebegehäuses. Des Weiteren führt ein Schließen des dritten Schaltelements zu einer drehfesten Koppelung des zweiten Elements des ersten Planetenradsatzes mit dem drehfesten Bauelement. By closing the first formwork element, the drive shaft of the transmission is rotatably connected to the first element of the first planetary gear set, whereas an actuation of the second switching element entails a setting of the first element of the first planetary gear set on the non-rotatable component. The non-rotatable component is preferably a transmission housing of the transmission or a part of such a transmission housing. Furthermore, a closing of the third switching element leads to a rotationally fixed coupling of the second element of the first planetary gear set with the rotationally fixed component.
Folglich ist das erste Schaltelement als Kupplung gestaltet, welche bei Betätigung rotierbare Komponenten des Getriebes in ihren Drehbewegungen einander angleicht, während das zweite und das dritte Schaltelement als Bremsen vorliegen, die bei Ansteuerung die jeweilige rotierbare Komponente des Getriebes auf Stillstand abbremsen und am drehfesten Bauelement festsetzen. Consequently, the first switching element is designed as a clutch, which rotates when operating rotatable components of the transmission equal to each other, while the second and the third switching element are present as brakes that slow down when driven the respective rotatable component of the transmission to a standstill and fix on the non-rotatable component ,
Ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Getriebe zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen und einen guten Verzahnungswirkungsgrad aus. An inventively ausgestaltetes transmission is characterized by a compact design, low component loads and a good gear efficiency.
Bevorzugt sind das erste und das zweite Schaltelement axial auf einer einer Anschlussstelle der Antriebswelle zugwandten Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet und liegen damit auf einer Antriebsseite des Getriebes. Insofern sind das erste und das zweite Schaltelement gut zugänglich. Zudem könnten das erste und das zweite Schaltelement ggf. über eine gemeinsame Versorgungsleitung versorgt werden. Das dritte Schaltelement liegt bevorzugt radial umliegend zu und im Wesentlichen axial auf Höhe des ersten Planetenradsatzes. Preferably, the first and the second switching element are arranged axially on one of a connection point of the drive shaft zugwandten side of the first planetary gear set and are thus on a drive side of the transmission. In this respect, the first and the second switching element are easily accessible. In addition, the first and the second switching element could possibly be supplied via a common supply line. The third switching element is located preferably radially surrounding and substantially axially at the height of the first planetary gear set.
Dass ein erster, ein zweiter und ein dritter Planetenradsatz „zumindest funktional“ vorliegen, bedeutet im Sinne der Erfindung, dass das erfindungsgemäße Getriebe zumindest von seiner Funktion her drei Planetenradsätze aufweist. Konkret können die drei Planetenradsätze dabei als separate Planetenradsätze vorhanden sein, die auf die erfindungsgemäße Art und Weise untereinander verbunden bzw. untereinander verbindbar sind, oder aber mehrere der Planetenradsätze sind zu Radsätzen zusammengefasst, wie beispielsweise einem Ravigneaux-Radsatz. Im erstgenannten Fall würde jeder der Planetenradsätze Elemente in Form je eines Sonnenrades, je eines Hohlrades und je eines Planetensteges aufweisen, wohingegen sich zusammengefasste Planetenradsätze im zweitgenannten Fall ein oder auch mehrere gemeinsame Elemente teilen. The fact that a first, a second and a third planetary gear set are "at least functionally" means, in the sense of the invention, that the gearbox according to the invention has at least three planetary gear sets in terms of its function. Specifically, the three planetary gear sets can be present as separate planetary gear sets, which are interconnected or interconnectable in the manner according to the invention, or more of the planetary gear sets are combined into sets of wheels, such as a Ravigneaux wheelset. In the former case, each of the planetary gear sets would have elements in the form of one sun gear, one ring gear, and one planet land each, whereas combined planetary gear sets share one or more common elements in the latter case.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebswelle zudem drehfest mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden, dessen drittes Element drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes gekoppelt und dessen erstes Element mittels des vierten Schaltelements am drehfesten Bauelement festsetzbar ist. Das vierte Schaltelement ist in diesem Fall also als Bremse gestaltet, welche bei Betätigung das erste Element des dritten Schaltelements am drehfesten Bauelement festsetzt. Zudem ist das vierte Schaltelement bevorzugt axial auf einer einer Anschlussstelle der Antriebswelle abgewandt liegenden Seite des dritten Planetenradsatzes angeordnet. According to one embodiment of the invention, the drive shaft is also rotatably connected to the second element of the third planetary gear set, whose third element rotatably coupled to the second element of the first planetary gear set and whose first element by means of the fourth switching element on the rotationally fixed component can be fixed. The fourth switching element is thus designed as a brake in this case, which sets the first element of the third switching element on the rotationally fixed component when actuated. In addition, the fourth switching element is preferably arranged axially on one side of the third planetary gear set facing away from a connection point of the drive shaft.
Entsprechend einer hierzu alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Antriebswelle zudem drehfest mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden, dessen drittes Element mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes gekoppelt werden kann und dessen erstes Element am drehfesten Bauelement festgesetzt ist. In diesem Fall ist das vierte Schaltelement also als Kupplung ausgeführt, welche bei Betätigung das dritte Element des dritten Schaltelements und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet. Dabei ist das vierte Schaltelement insbesondere radial umliegend zu und axial im Wesentlichen auf Höhe des dritten Planetenradsatzes vorgesehen. According to an alternative embodiment of the invention, the drive shaft is also rotatably connected to the second element of the third planetary gear, the third element by means of the fourth switching element rotatably coupled to the second element of the first planetary gear set and whose first element is fixed to the rotationally fixed component. In this case, the fourth switching element is thus designed as a coupling which, when actuated, connects the third element of the third switching element and the second element of the first planetary gear set rotatably with one another. In this case, the fourth switching element is provided in particular radially surrounding and axially substantially at the height of the third planetary gear set.
Weiter alternativ zu den beiden vorgenannten Varianten kann die Antriebswelle zudem mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes gekoppelt werden, dessen drittes Element drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes gekoppelt und dessen erstes Element am drehfesten Bauelement festgesetzt ist. Auch hier ist das vierte Schaltelement als Kupplung ausgeführt, welche bei Betätigung die Antriebswelle und das zweite Element des dritten Planetenradsatzes drehfest miteinander koppelt. Dabei ist das vierte Schaltelement insbesondere axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem dritten Planetenradsatz angeordnet. Further alternatively to the two aforementioned variants, the drive shaft can also be rotatably coupled by means of the fourth switching element with the second element of the third planetary gear set, whose third element rotatably coupled to the second element of the first planetary gear set and whose first element is fixed to the non-rotatable component. Again, the fourth switching element is designed as a coupling which rotatably coupled to each other when actuated, the drive shaft and the second element of the third planetary gear set. In this case, the fourth switching element is arranged in particular axially between the second planetary gear set and the third planetary gear set.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche mit einer der vorgenannten Varianten kombinierbar ist, kann das erste Element des zweiten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement drehfest mit der Antriebswelle gekoppelt werden, wohingegen das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist. Das fünfte Schaltelement ist also als Kupplung realisiert, die bei Betätigung das erste Element des zweiten Planetenradsatzes und die Antriebswelle drehfest miteinander verbindet. Bevorzugt ist das fünfte Schaltelement hierbei axial auf einer einer Anschlussstelle der Antriebswelle zugwandten Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet und liegt damit gemeinsam mit dem ersten Schaltelement auf einer Antriebsseite des Getriebes. Somit könnten das erste Schaltelement und das fünfte Schaltelement über eine gemeinsame Versorgungsleitung versorgt werden. According to a further embodiment of the invention, which can be combined with one of the aforementioned variants, the first element of the second planetary gear set can be rotatably coupled via the fifth switching element to the drive shaft, whereas the third element of the second planetary gear rotatably connected to the second element of the first planetary gear set is. The fifth switching element is thus realized as a coupling which, when actuated, connects the first element of the second planetary gear set and the drive shaft in a torque-proof manner with each other. In this case, the fifth shifting element is preferably arranged axially on one side of the first planetary gear set facing a connection point of the drive shaft and thus lies together with the first shifting element on a drive side of the transmission. Thus, the first switching element and the fifth switching element could be supplied via a common supply line.
Gemäß einer zu der unmittelbar vorgenannten Ausführungsform alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, die ebenfalls mit einer der im Vorfeld der vorgenannten Ausführungsform genannten Varianten kombinierbar ist, ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit der Antriebswelle verbunden, wohingegen das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes gekoppelt werden kann. Auch hier ist das fünfte Schaltelement als Kupplung ausgeführt, die im geschlossenen Zustand das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet. Insbesondere ist das fünfte Schaltelement dabei radial umliegend zu und axial im Wesentlichen auf Höhe des zweiten Planetenradsatzes angeordnet. According to an alternative embodiment of the invention, which is also alternative to the embodiment mentioned immediately above, which can also be combined with one of the variants mentioned above in the aforementioned embodiment, the first element of the second planetary gear set is non-rotatably connected to the drive shaft, whereas the third element of the second planetary gear set is connected via the fifth Switching element rotatably coupled to the second element of the first planetary gear set. Again, the fifth switching element is designed as a coupling, which in the closed state, the third element of the second planetary gear set and the second element of the first planetary gear rotatably connected to each other. In particular, the fifth switching element is arranged radially surrounding and axially substantially at the height of the second planetary gear set.
Bei jeder der vorgenannten Varianten eines erfindungsgemäßen Getriebes können sechs Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang realisiert werden. Dabei wird ein erster Vorwärtsgang durch Betätigen des dritten und des fünften Schaltelements geschaltet, während ein zweiter Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten und des fünften Schaltelements gebildet wird. Des Weiteren ergibt sich ein dritter Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten und des fünften Schaltelements, wohingegen ein vierter Vorwärtsgang durch Betätigen des vierten und des fünften Schaltelements schaltbar ist. Ferner kann ein fünfter Vorwärtsgang durch Schließen des ersten und des vierten Schaltelements dargestellt werden, wobei für die Schaltung eines sechsten Vorwärtsganges das zweite und das vierte Schaltelements zu betätigen sind. Hingegen ergibt sich der Rückwärtsgang durch Betätigen des ersten und des dritten Schaltelements. In each of the aforementioned variants of a transmission according to the invention, six forward gears, and one reverse gear can be realized. In this case, a first forward gear is switched by operating the third and the fifth shift element, while a second forward gear is formed by closing the second and the fifth shift element. Further, a third forward speed results by operating the first and fifth shift elements, whereas a fourth forward speed is switchable by operating the fourth and fifth shift elements. Furthermore, a fifth forward gear by closing the first and the fourth switching element are shown, wherein the second and the fourth switching element are to be actuated for the circuit of a sixth forward gear. On the other hand, the reverse gear results by actuating the first and the third switching element.
Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeuges geeignete Übersetzungsreihe realisiert. Für eine aufeinanderfolgende Schaltung der Vorwärtsgänge entsprechend ihrer Reihenfolge ist dabei stets der Zustand von je zwei Schaltelementen zu variieren, indem eines der am vorhergehenden Vorwärtsgang beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement zur Darstellung des nachfolgenden Vorwärtsganges zu schließen ist. Dies hat dann auch zur Folge, dass ein Schalten zwischen den Gängen sehr zügig ablaufen kann. With a suitable choice of stationary gear ratios of the planetary gear sets this is a suitable for the application in the field of a motor vehicle translation series realized. For a sequential shift of the forward gears according to their order is always the state of two switching elements to vary by one of the switching elements involved in the previous forward gear to open and another switching element to represent the subsequent forward gear is close. This then has the consequence that a shift between the courses can proceed very quickly.
Vorteilhafterweise kann bei dem erfindungsgemäßen Getriebe ein Rückwärtsgang für einen Antrieb über die dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine realisiert werden. Dies kann dabei alternativ oder auch ergänzend zu einer Anordnung einer Elektromaschine im Getriebe verwirklicht sein, um im Falle eines Ausfalls der Elektromaschine dennoch eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges verwirklichen zu können. Advantageously, in the transmission according to the invention, a reverse gear for a drive via the drive motor upstream of the transmission can be realized. This can be realized as an alternative or in addition to an arrangement of an electric machine in the transmission, in order to be able to realize a reverse drive of the motor vehicle in case of failure of the electric machine.
In Weiterbildung der Erfindung bilden der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz einen Ravigneaux-Radsatz, indem der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz über mindestens ein gemeinsames Element verfügen. Besonders bevorzugt ist dies dabei ein gemeinsamer Planetensteg, wobei dabei konkret zwei Einzelteile vorliegen können, die starr miteinander verbunden sind, oder der gemeinsame Planetensteg ist einstückig ausgebildet. Ggf. können sich die Planetenradsätze zudem ein gemeinsames Hohlrad teilen, wobei auch hier zwei starr miteinander verbundene Einzelteile oder ein einstückiges Hohlrad realisiert sein kann. In a further development of the invention, the first planetary gear set and the second planetary gear set form a Ravigneaux wheel set in that the first planetary gear set and the second planetary gear set have at least one common element. In this case, this is particularly preferably a common planetary web, in which case it is possible for there to be two individual parts which are rigidly connected to one another, or the common planetary web is formed in one piece. Possibly. In addition, the planetary gear sets can share a common ring gear, whereby here also two rigidly interconnected items or a one-piece ring gear can be realized.
Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass der jeweilige Planetenradsatz als Minusplanetenradsatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad handelt. Ein Minusplanetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein bevorzugt aber mehrere Planetenräder führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen. Von den drei Planetenradsätzen sind dann ein oder mehrere Planetenradsätze als derartige Minusplanetensätze gestaltet. Besonders bevorzugt liegen aber der zweite und der dritte Planetenradsatz oder der erste und der dritte Planetenradsatz als Minusplanetensätze vor, wodurch sich ein besonders kompakter Aufbau realisieren lässt. It is a further embodiment of the invention that the respective planetary gear set is present as a minus planetary gear set, wherein each of the respective first element of the respective planetary gear is a respective sun gear, in the respective second element of the respective planetary gear set to a respective planet web and the respective third element of the respective planetary gear set is a respective ring gear. A minus planetary set is composed in a manner known in principle to the person skilled in the art from the elements sun gear, planet carrier and ring gear, the planet carrier guiding at least one but preferably several planetary gears, which in each case mesh both with the sun gear and with the surrounding ring gear. Of the three planetary gear sets then one or more planetary gear sets are designed as such Minusplanetensätze. However, the second and third planetary gear set or the first and third planetary gear sets are particularly preferably in the form of minus planetary gear sets, whereby a particularly compact construction can be realized.
Alternativ oder auch ergänzend dazu liegt der jeweilige Planetenradsatz als Plusplanetensatz vor, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg handelt. Bei einem Plusplanetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen. Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe können ein oder auch mehrere Planetenradsätze als derartige Plusplanetensätze ausgeführt sein, wobei es sich insbesondere bei dem ersten oder dem zweiten Planetenradsatz um einen Plusplanetensatz handelt. Alternatively or in addition thereto, the respective planetary gear set is in the form of a positive planetary gear set, the respective first element of the respective planetary gear set then being a respective sun gear, the respective second element of the respective planetary gear set being a respective ring gear and the respective third element of the respective one Planetenradsatzes is about a respective planetary ridge. In a Plusplanetensatz the elements sun gear, ring gear and planetary ridge are also present, the latter at least one pair of planetary leads, in which one planetary gear with the inner sun gear and the other planet gear meshing with the surrounding ring gear, and the planet gears mesh with each other. In the transmission according to the invention, one or more planetary gear sets may be designed as such Plusplanetensätze, which is in particular in the first or the second planetary gear set is a Plusplanetensatz.
Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minusplanetensatz durch einen Plusplanetensatz ersetzt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minusplanetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plusplanetensatz durch einen Minusplanetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Wie bereits erwähnt, sind aber bevorzugt der zweite und der dritte Planetenradsatz als Minusplanetensätze ausgeführt, während der erste Planetenradsatz insbesondere als Plusplanetensatz vorliegt. Gemäß einer hierzu alternativen Variante sind hingegen der erste und der dritte Planetenradsatz als Minusplanetensätze und der zweite Planetenradsatz als Plusplanetensatz realisiert. Where there is a connection of the individual elements, a minus planetary set can be replaced by a Plusplanetensatz, in which case compared to the execution as Minusplanetensatz the Hohlrad- and the Planetensteganbindung to exchange each other, and a respective Getriebestandübersetzung is to increase by one. Conversely, a plus planetary set could be replaced by a minus planetary set, if the connection of the elements of the transmission makes this possible. In this case, the ring gear and the planet web connection would then also have to be exchanged with each other, as well as a respective gearbox ratio reduced by one. As already mentioned, however, the second and the third planetary gear sets are preferably designed as minus planetary gear sets, while the first planetary gearset is present in particular as a plus planetary gearset. In contrast, according to an alternative variant, the first and the third planetary gear set are implemented as minus planetary gear sets and the second planetary gearset as a plus planetary gear set.
In Weiterbildung der Erfindung sind ein oder mehrere Schaltelemente jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente realisiert. Kraftschlüssige Schaltelemente haben den Vorteil, dass sie auch unter Last geschaltet werden können, so dass ein Wechsel zwischen den Gängen ohne Zugkraftunterbrechung vollziehbar ist. Besonders bevorzugt ist aber das dritte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement jeweils als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation. Denn das dritte Schaltelement ist an dem ersten Vorwärtsgang und dem Rückwärtsgang beteiligt, so dass bei einer aufeinanderfolgenden Hochschaltung der Gänge hier nur ein Öffnen des dritten Schaltelements zu vollziehen ist. Das fünfte Schaltelement ist an der Schaltung der vier Vorwärtsgänge beteiligt, so dass auch hier nur ein Öffnen im Zuge einer aufeinanderfolgenden Hochschaltung stattfindet. Ein formschlüssiges Schaltelement hat gegenüber einem kraftschlüssigen Schaltelement den Vorteil, dass im geöffneten Zustand nur geringe Schleppmomente auftreten, so dass sich ein höherer Wirkungsgrad realisieren lässt. In a further development of the invention, one or more switching elements are each realized as non-positive switching elements. Frictional switching elements have the advantage that they can be switched under load, so that a change between the courses without interruption of traction is executable. But particularly preferably, the third switching element and / or the fifth switching element is designed in each case as a form-locking switching element, such as a dog clutch or lock synchronization. Because the third switching element is involved in the first forward gear and the reverse gear, so that in a successive upshift of the gears here only an opening of the third switching element is to be completed. The fifth switching element is involved in the circuit of the four forward gears, so that only takes place here in the course of a successive upshift. A form-fitting switching element has the advantage over a non-positive switching element that only slight drag torques occur in the opened state, so that a higher efficiency can be realized.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegen Anschlussstellen der An- und der Abtriebswelle koaxial zueinander. Hierbei ist die Anschlussstelle der Antriebswelle bevorzugt an einem axialen Ende des Getriebes vorgesehen, während die Anschlussstelle der Abtriebswelle insbesondere an demselben axialen Ende ausgestaltet ist. Besonders bevorzugt liegt die Anschlussstelle der Abtriebswelle dabei axial zwischen dem zweiten und dem dritten Schaltelement. Weiter bevorzugt weist die äußere Schnittstelle der Abtriebswelle dann eine Verzahnung auf, welche mit einer Verzahnung einer zur Antriebswellenachse des Getriebes achsparallel angeordneten Welle kämmt. Auf dieser Welle kann dann das Achsdifferential einer Antriebsachse angeordnet sein. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang. According to a further embodiment of the invention, connection points of the input and output shafts are coaxial with one another. Here, the connection point of the drive shaft is preferably provided at one axial end of the transmission, while the connection point of the output shaft is configured in particular at the same axial end. Particularly preferably, the connection point of the output shaft is axially between the second and the third switching element. Further preferably, the outer interface of the output shaft then has a toothing which meshes with a toothing of a shaft arranged parallel to the axis of the drive shaft axis of the transmission. The axle differential of a drive axle can then be arranged on this shaft. This type of arrangement is particularly suitable for use in a motor vehicle with a transversely oriented to the direction of travel of the motor vehicle drive train.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Elektromaschine vorgesehen, deren Rotor mit einem der rotierbaren Bauelemente des Getriebes drehfest gekoppelt ist. Bevorzugt ist dann ein Stator der Elektromaschine drehfest mit dem drehfesten Bauelement des Getriebes verbunden, wobei die Elektromaschine hierbei elektromotorisch und/oder generatorisch betrieben werden kann, um unterschiedliche Funktionen zu realisieren. Insbesondere kann dabei ein rein elektrisches Fahren, ein Boosten über die Elektromaschine, ein Abbremsen und Rekuperieren und/oder ein Synchronisieren im Getriebe über die Elektromaschine vollzogen werden. Der Rotor der Elektromaschine kann dabei koaxial zu dem jeweiligen Bauelement liegen oder achsversetzt zu diesem angeordnet sein, wobei im letztgenannten Fall dann eine Koppelung über eine zwischenliegende Stirnradstufe oder auch einen Zugmitteltrieb realisiert sein kann. In a further development of the invention, an electric machine is provided whose rotor is rotatably coupled to one of the rotatable components of the transmission. Preferably, a stator of the electric machine is then non-rotatably connected to the non-rotatable component of the transmission, wherein the electric machine in this case can be operated by electric motor and / or generator to realize different functions. In particular, a purely electric driving, a boosting via the electric machine, a deceleration and recuperation and / or a synchronization in the transmission via the electric machine can be performed. The rotor of the electric machine can be coaxial with the respective component or be arranged offset in the axial direction to this, in the latter case then a coupling via an intermediate spur gear or a traction mechanism can be realized.
Bevorzugt ist der Rotor der Elektromaschine dabei mit der Antriebswelle drehfest gekoppelt, wobei hierdurch ein rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeuges auf geeignete Art und Weise dargestellt wird. Bei der Variante des erfindungsgemäßen Getriebes, bei welcher das dritte Element des dritten Planetenradsatzes über das vierte Schaltelement mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes koppelbar ist, könnte der Rotor aber auch drehfest mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden sein. Denn in diesem Fall ist der Rotor der Elektromaschine über den dritten Planetenradsatz permanent mit der Antriebswelle gekoppelt und dreht aufgrund der Übersetzung des dritten Planetenradsatzes konstant schneller als die Antriebswelle. Daher eignet sich diese Stelle für die Anbindung einer schnelllaufenden, kompakten Elektromaschine. Preferably, the rotor of the electric machine is rotatably coupled to the drive shaft, thereby a purely electric driving the motor vehicle is shown in a suitable manner. In the variant of the transmission according to the invention, in which the third element of the third planetary gear set via the fourth switching element with the second element of the first planetary gear set is coupled, but the rotor could also be rotatably connected to the third element of the third planetary gear set. Because in this case, the rotor of the electric machine via the third planetary gear set is permanently coupled to the drive shaft and rotates due to the translation of the third planetary gear set constantly faster than the drive shaft. Therefore, this site is suitable for the connection of a high-speed, compact electric machine.
Für das rein elektrische Fahren wird einer der Gänge im Getriebe geschaltet, wobei in den Vorwärtsgängen dabei auch eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges realisierbar ist, indem über die Elektromaschine eine entgegengesetzte Drehbewegung eingeleitet wird, wodurch die Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges im Übersetzungsverhältnis des jeweiligen Vorwärtsganges stattfindet. In der Folge können die Übersetzungsverhältnisse der Vorwärtsgänge sowohl für die elektrische Vorwärts- als auch für die elektrische Rückwärtsfahrt genutzt werden. Der Rotor der Elektromaschine könnte aber auch an eines der übrigen, rotierbaren Bauelemente des Getriebes angebunden sein. For purely electric driving one of the gears is engaged in the transmission, wherein in the forward gears while a reverse drive of the motor vehicle is realized by an opposite rotational movement is initiated via the electric machine, whereby the reverse movement of the motor vehicle takes place in the ratio of the respective forward gear. As a result, the gear ratios of the forward gears can be used for both the electric forward and the reverse electric drive. The rotor of the electric machine could also be connected to one of the other rotatable components of the transmission.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche insbesondere in Kombination mit der vorgenannten Anordnung einer Elektromaschine realisiert wird, ist zudem eine Trennkupplung vorgesehen, über welche die Antriebswelle mit einer Anschlusswelle drehfest verbindbar ist. Die Anschlusswelle dient dann innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebsstranges der Anbindung an die Antriebsmaschine. Das Vorsehen der Trennkupplung hat dabei den Vorteil, dass im Zuge des rein elektrischen Fahrens eine Verbindung zur Antriebsmaschine unterbrochen werden kann, wodurch diese nicht mitgeschleppt wird. Die Trennkupplung ist dabei bevorzugt als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wie beispielsweise als Lamellenkupplung, kann aber ebenso gut auch als formschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation, vorliegen. According to a further embodiment possibility of the invention, which is realized in particular in combination with the aforementioned arrangement of an electric machine, in addition, a separating clutch is provided, via which the drive shaft with a connecting shaft rotatably connected. The connecting shaft then serves within a motor vehicle drive train of the connection to the drive machine. The provision of the separating clutch has the advantage that in the course of purely electric driving a connection to the drive machine can be interrupted, so that they are not dragged. The separating clutch is preferably designed as a non-positive switching element, such as a multi-disc clutch, but may also be present as a positive switching element, such as a dog clutch or lock synchronization.
Generell kann dem Getriebe prinzipiell ein Anfahrelement vorgeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes oder die evtl. vorhandene Trennkupplung als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es bzw. sie als Reibschaltelement vorliegt. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden. In general, the transmission can in principle be preceded by a starting element, for example a hydrodynamic torque converter or a friction clutch. This starting element can then also be part of the transmission and serves to design a start-up process by allowing a slip speed between the internal combustion engine and the drive shaft of the transmission. In this case, one of the switching elements of the transmission or the possibly existing separating clutch as a Such start-up element may be formed by being present as a friction switching element. In addition, a freewheel to the transmission housing or to another shaft can in principle be arranged on each shaft of the transmission.
In Weiterbildung der Erfindung ist zudem eine Planetenstufe als Konstantstufe vorgesehen, von deren Elementen Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg ein erstes Element mit der Abtriebswelle gekoppelt ist, während ein zweites Element der Planetenstufe permanent festgesetzt und ein drittes Element der Planetenstufe mit einem Abtrieb des Getriebes drehfest verbunden ist. Das Nachschalten einer Konstantstufe ermöglicht eine Modifikation der Übersetzung hin zu einer geeigneten Gesamtübersetzung. Eine als Planetenstufe ausgeführte Konstantstufe kann dabei auf kompakte Art und Weise angeordnet werden, wobei im Sinne der Erfindung prinzipiell auch eine Ausführung als Stirnradstufe denkbar wäre. Bevorzugt ist die Konstantstufe dabei mit in das Getriebe integriert, also innerhalb eines Getriebegehäuses liegend angeordnet. Alternativ dazu könnte die Konstantstufe dem Getriebe aber auch als separate Einheit innerhalb eines Antriebsstranges nachgeschaltet sein. In a further development of the invention, a planetary stage is also provided as a constant stage, of which elements sun gear, ring gear and planetary gear a first element is coupled to the output shaft, while a second element of the planetary stage permanently fixed and rotatably connected to a third element of the planetary stage with an output of the transmission is. The subsequent switching of a constant stage allows a modification of the translation to a suitable overall translation. A constant stage embodied as a planetary stage can be arranged in a compact manner, and in principle a design as a spur gear stage would also be conceivable within the meaning of the invention. In this case, the constant stage is preferably integrated into the transmission, that is to say lying inside a transmission housing. Alternatively, the constant level could also be connected downstream of the transmission as a separate unit within a drive train.
Weiter bevorzugt ist die Abtriebswelle über eine Zwischenwelle mit dem ersten Element der Konstantstufe gekoppelt, wobei die Zwischenwelle zwei Stirnräder trägt, von denen ein Stirnrad mit einem Stirnrad auf der Abtriebswelle und ein Stirnrad mit einem mit dem ersten Element der Konstantstufe drehfest verbundenen Stirnrad kämmt. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Element der Konstantstufe dabei um das Sonnenrad der Planetenstufe, während das zweite Element als Hohlrad und das dritte Element als Planetensteg vorliegt. Das dritte Element der Konstantstufe kann dann direkt drehfest mit einer Antriebsseite eines nachfolgenden Differentials verbunden sein. So kann das dritte Element der Konstantstufe mit einem Differentialkorb des als Quer- oder Längsdifferential gestalteten Differentials verbunden sein. More preferably, the output shaft is coupled via an intermediate shaft to the first element of the constant stage, wherein the intermediate shaft carries two spur gears, of which a spur gear meshes with a spur gear on the output shaft and a spur gear with a non-rotatably connected to the first element of the constant gear spur gear. In particular, the first element of the constant stage is the sun gear of the planetary stage, while the second element is a ring gear and the third element is a planetary land. The third element of the constant stage can then be directly connected in a rotationally fixed manner to a drive side of a subsequent differential. Thus, the third element of the constant stage may be connected to a differential cage of the differential designed as a transverse or longitudinal differential.
Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges und ist dann zwischen einer insbesondere als Brennkraftmaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist die Antriebswelle des Getriebes entweder permanent drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe zudem ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann bevorzugt mit einem Achsgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebene Achsen des Kraftfahrzeuges stattfindet. Das Achsgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ebenso kann auch ein Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein. The transmission according to the invention is in particular part of a motor vehicle drive train and is then arranged between a drive motor of the motor vehicle designed in particular as an internal combustion engine and further components of the drive train following in the direction of power flow to drive wheels of the motor vehicle. Here, the drive shaft of the transmission is either permanently non-rotatably coupled to a crankshaft of the internal combustion engine or connected via an intermediate disconnect clutch or a starting element with this, between the engine and transmission also a torsional vibration damper can be provided. On the output side, the transmission within the motor vehicle drive train is then preferably coupled to an axle drive of a drive axle of the motor vehicle, although here also a connection to a longitudinal differential may be present, via which a distribution takes place on a plurality of driven axles of the motor vehicle. The axle or the longitudinal differential can be arranged with the transmission in a common housing. Likewise, a torsional vibration damper can also be integrated into this housing.
Dass zwei Bauelemente des Getriebes „verbunden“ sind bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze oder auch Wellen oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind starr miteinander gekoppelt. The fact that two components of the transmission are "connected" or "coupled" or "communicate with one another" means in the context of the invention a permanent coupling of these components, so that they can not rotate independently of one another. In this respect, no switching element is provided between these components, in which it may be elements of the planetary gear sets or shafts or a non-rotatable component of the transmission, but the corresponding components are rigidly coupled together.
Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erst über das zwischenliegende Schaltelement vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar anknüpfenden Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet. If, on the other hand, a switching element is provided between two components of the transmission, these components are not permanently coupled to one another in a rotationally fixed manner, but a rotationally fixed coupling is only performed via the intermediate switching element. In this case, an actuation of the switching element in the sense of the invention means that the relevant switching element is transferred into a closed state and, as a result, the components directly connected thereto in their rotational movements equal to one another. In the case of an embodiment of the relevant switching element as a form-locking switching element over this rotatably interconnected components are running at the same speed, while in the case of a non-positive switching element can also exist after pressing desselbigen speed differences between the components. This intentional or unwanted state is still referred to in the context of the invention as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken. The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim or the claims dependent thereon. It also results in ways to combine individual features, even if they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings by use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt: Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:
Aus
Die Planetenradsätze P2 und P3 sind vorliegend also jeweils als Minusplanetensätze gestaltet, bei welchen der jeweilige Planetensteg ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und auch mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff stehen. Der erste Planetenradsatz P1 liegt hingegen als Plusplanetensatz vor, bei welchem der Planetensteg mindestens ein Planetenradpaar trägt, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder des Radpaares untereinander kämmen. The planetary gear sets P2 and P3 are thus in each case designed as a minus planetary sets, in which the respective planetary web, but preferably several planet gears rotatably mounted, which are in detail with the radially inner sun gear and with the surrounding ring gear in meshing engagement. The first planetary gear set P1, however, exists as a positive planetary set, in which the planetary gear carries at least one pair of planetary gears of the planetary gears a planetary gear with the radially inner sun gear and a planet gear with the radially surrounding ring gear meshing, and the planet gears of the pair of wheels mesh with each other.
Dort wo es die Anbindung zulässt, könnten aber auch einzelne oder auch beide Planetenradsätze P2, P3 als Plusplanetensätze ausgeführt werden. Umgekehrt könnte auch der erste Planetenradsatz P1, sofern es die Anbindung ermöglicht, als Minusplanetensatz realisiert sein. Im Vergleich zu einer jeweiligen Ausführung als Minusplanetensatz müsste bei einem Plusplanetensatz dann das jeweilige zweite Element E22 bzw. E23 durch das jeweilige Hohlrad und das jeweilige dritte Element E32 bzw. E33 durch den jeweiligen Planetensteg gebildet und zudem eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins erhöht werden. Hingegen wäre bei einer Ausführung des Plusplanetensatzes als Minusplanetensatz das zweite Element E21 als Planetensteg und das dritte Element E31 als Hohlrad auszuführen und die Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Wherever it allows the connection, but also single or both planetary gear sets P2, P3 could be executed as plus planetary gear sets. Conversely, the first planetary gear set could also be used P1, if the connection allows it, to be implemented as a minus planetary set. Compared to a respective embodiment as a minus planetary set would then in a Plusplanetensatz the respective second element E22 or E23 formed by the respective ring gear and the respective third element E32 or E33 through the respective planetary web and also a respective Getriebestandübersetzung be increased by one. By contrast, in an embodiment of the Plusplanetensatzes as Minusplanetensatz the second element E21 should be designed as a planetary land and the third element E31 as a ring gear and reduce the Getriebestandübersetzung by one.
Wie in
Eine Antriebswelle GW1 des Getriebes G ist drehfest mit dem zweiten Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden und kann zum einen über das fünfte Schaltelement K2 mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 und zum anderen mittels des ersten Schaltelements K1 mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest in Verbindung gebracht werden. Abgesehen von der drehfesten Koppelbarkeit mit der Antriebswelle GW1 kann das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 noch über das zweite Schaltelement B1 an einem drehfesten Bauelement GG festgesetzt werden, bei welchem es sich um das Getriebegehäuse des Getriebes G oder einen Teil des Getriebegehäuses handeln kann. A drive shaft GW1 of the transmission G is non-rotatably connected to the second element E23 of the third planetary gear set P3 and can on the one hand via the fifth switching element K2 with the first element E12 of the second planetary gear P2 and on the other hand by means of the first switching element K1 with the first element E11 of first planetary gearset P1 rotatably connected. Apart from the rotationally fixed coupling with the drive shaft GW1, the first element E11 of the first planetary gear set P1 can still be fixed via the second switching element B1 on a non-rotatable component GG, which may be the transmission housing of the transmission G or a part of the transmission housing.
Wie des Weiteren in
Die Planetenradsätze P1, P2 und P3 sind axial in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2 und dritter Planetenradsatz P3 angeordnet, wobei das erste Schaltelement K1, das zweite Schaltelement B1 und das fünfte Schaltelement K2 axial auf einer dem zweiten Planetenradsatz P2 abgewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1 platziert sind, auf welcher auch eine Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 liegt. Dabei könnte eine Versorgung des ersten Schaltelements K1, des zweiten Schaltelements B2 und des fünften Schaltelement K2 ggf. über eine gemeinsame Leitung erfolgen. Zudem sind das ersten Schaltelement K1 und das fünfte Schaltelement K2 bevorzugt unmittelbar nebeneinanderliegend angeordnet. The planetary gear sets P1, P2 and P3 are arranged axially in the order of the first planetary gear set P1, second planetary gear set P2 and third planetary gear set P3, wherein the first switching element K1, the second switching element B1 and the fifth switching element K2 axially on a side facing away from the second planetary gear set P2 of the first planetary gear set P1 are placed, on which also a connection point GW1-A of the drive shaft GW1 is located. In this case, a supply of the first switching element K1, the second switching element B2 and the fifth switching element K2 could possibly take place via a common line. In addition, the first switching element K1 and the fifth switching element K2 are preferably arranged directly next to one another.
Hingegen ist das vierte Schaltelement B3 an einem hierzu entgegengesetzt liegenden axialen Ende des Getriebes G angeordnet und liegt damit auf einer dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 abgewandt liegenden Seite des dritten Planetenradsatzes P3. Schließlich ist das dritte Schaltelement B2 axial auf Höhe und radial umliegend zum ersten Planetenradsatz P1 vorgesehen. On the other hand, the fourth switching element B3 is disposed at an axially opposite end of the transmission G and thus lies on a side facing away from the first planetary gear P1 and the second planetary gear P2 side of the third planetary gear set P3. Finally, the third switching element B2 is provided axially at the height and radially surrounding the first planetary gear set P1.
Koaxial zur Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 ist zudem eine Anschlussstelle GW2-A der Abtriebswelle GW2 ausgebildet, welche dabei an demselben axialen Ende des Getriebes wie die Anschlussstelle GW1-A und axial zwischen dem zweiten Schaltelement B1 und dem dritten Schaltelement B2 liegt. Die Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 dient im Kraftfahrzeugantriebsstrang aus
Aus
In
Über die Elektromaschine EM kann dabei ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um die Antriebswelle GW1 von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach
Aus
Zudem kann die Antriebswelle GW1 an ihrer Anschlussstelle GW1-A erneut über eine zwischenliegende und als Lamellenschaltelement gestaltete Trennkupplung K0 mit einer Anschlusswelle AN drehfest verbunden werden, welche mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine VKM mittels des zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfers TS verbunden ist. Die Elektromaschine EM kann ein rein elektrisches Fahren realisieren, wobei dabei die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um die Antriebswelle GW1 von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach
Ferner geht aus
In
Über die Elektromaschine EM kann dabei ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um die Antriebswelle GW1 von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach
Aus
Des Weiteren ist die Antriebswelle GW1 an ihrer Anschlussstelle GW1-A erneut mit einer als Lamellenschaltelement gestalteten Trennkupplung K0 verbunden, über welche die Antriebswelle GW1 mit einer Anschlusswelle AN drehfest verbunden werden kann. Die Anschlusswelle AN ist innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann über den zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer TS mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine VKM verbunden. Über die Elektromaschine EM kann ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei dabei die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um die Antriebswelle GW1 von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach
In
Des Weiteren zeigt
Konkret ist das zweite Element E2 der Planetenstufe PS permanent festgesetzt, während das dritte Element E3 der Planetenstufe drehfest mit einem Abtrieb AB in Form eines Differentialkorbes DK des nachfolgenden Achsgetriebes AG verbunden ist. Das erste Element E1 der Planetenstufe PS ist mit der Abtriebswelle GW2 gekoppelt, wobei dies über zwei zwischenliegende Stirnradstufen SS1 und SS2 realisiert ist. So ist die Abtriebswelle GW2 an ihrer Anschlussstelle GW2-A mit einem Stirnrad SR1 versehen, welches mit einem drehfest auf einer Zwischenwelle ZW vorgesehenen Stirnrad SR2 im Zahneingriff steht. Die beiden Stirnräder SR1 und SR2 bilden gemeinsam die erste Stirnradstufe SS1. Ebenfalls auf der Zwischenwelle ZW ist ein Stirnrad SR3 platziert, das mit einem Stirnrad SR4 kämmt. Das Stirnrad SR4 ist dann drehfest mit dem ersten Element E1 der Planetenstufe PS verbunden. Die Stirnräder SR3 und SR4 bilden gemeinsam die zweite Stirnradstufe SS2. Specifically, the second element E2 of the planetary stage PS is permanently fixed, while the third element E3 of the planetary stage is rotatably connected to an output AB in the form of a differential cage DK of the following axle drive AG. The first element E1 of the planetary stage PS is coupled to the output shaft GW2, this being realized via two intermediate spur gear stages SS1 and SS2. Thus, the output shaft GW2 is provided at its junction GW2-A with a spur gear SR1, which is provided with a non-rotatably provided on an intermediate shaft ZW spur gear SR2 in meshing engagement. The two spur gears SR1 and SR2 together form the first spur gear SS1. Also placed on the intermediate shaft ZW is a spur gear SR3 which meshes with a spur gear SR4. The spur gear SR4 is then rotatably connected to the first element E1 of the planetary stage PS. The spur gears SR3 and SR4 together form the second spur gear SS2.
Die Planetenstufe PS weist vorliegend insbesondere eine Übersetzung ins Kurze auf, um eine geeignete Nachübersetzung beim Getriebe G zu realisieren, welches bevorzugt eine sehr lange Getriebeübersetzung im ersten Vorwärtsgang aufweist. Die Planetenstufe PS ist vorliegend dabei mit in das Getriebe G integriert, wobei das zweite Element E2 der Planetenstufe PS dabei an dem drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Prinzipiell könnte die Konstantstufe KS in Form der Planetenstufe PS aber auch separat zum Getriebe G vorliegen. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach
Schließlich ist in
In
Wie in
Der Rückwärtsgang R1, in welchem eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges auch bei Antrieb über die Verbrennungskraftmaschine VKM realisiert werden kann, wird hingegen durch Schließen des ersten Schaltelements K1 und des dritten Schaltelements B2 geschaltet. The reverse gear R1, in which a reverse drive of the motor vehicle can be realized even when driven by the internal combustion engine VKM, however, is switched by closing the first switching element K1 and the third switching element B2.
Wie in den
Die in
Schließlich kann das in
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und einem guten Wirkungsgrad realisiert werden. By means of the embodiments according to the invention, a transmission with a compact design and a good efficiency can be realized.
Bezugszeichen reference numeral
-
- GG
- Getriebe transmission
- GGGG
- Drehfestes Bauelement Non-rotating component
- P1P1
- Erster Planetenradsatz First planetary gear set
- E11E11
- Erstes Element des ersten Planetenradsatzes First element of the first planetary gear set
- E21E21
- Zweites Element des ersten Planetenradsatzes Second element of the first planetary gear set
- E31E31
- Drittes Element des ersten Planetenradsatzes Third element of the first planetary gear set
- P2P2
- Zweiter Planetenradsatz Second planetary gear set
- E12E12
- Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes First element of the second planetary gear set
- E22E22
- Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes Second element of the second planetary gear set
- E32E32
- Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes Third element of the second planetary gear set
- P3P3
- Dritter Planetenradsatz Third planetary gear set
- E13E13
- Erstes Element des dritten Planetenradsatzes First element of the third planetary gear set
- E23E23
- Zweites Element des dritten Planetenradsatzes Second element of the third planetary gear set
- E33E33
- Drittes Element des dritten Planetenradsatzes Third element of the third planetary gear set
- ER1ER1
- Element element
- ER2ER2
- Element element
- K1K1
- Erstes Schaltelement First switching element
- B1 B1
- Zweites Schaltelement Second switching element
- B2B2
- Drittes Schaltelement Third switching element
- B3B3
- Viertes Schaltelement Fourth switching element
- K2K2
- Fünftes Schaltelement Fifth switching element
- K3K3
- Viertes Schaltelement Fourth switching element
- 11
- Erster Vorwärtsgang First forward
- 22
- Zweiter Vorwärtsgang Second forward speed
- 33
- Dritter Vorwärtsgang Third forward
- 44
- Vierter Vorwärtsgang Fourth forward
- 55
- Fünfter Vorwärtsgang Fifth forward speed
- 66
- Sechster Vorwärtsgang Sixth forward
- R1R1
- Rückwärtsgang reverse gear
- GW1LV1
- Antriebswelle drive shaft
- GW1-ALevel 1-A
- Äußere Schnittstelle der Antriebswelle External interface of the drive shaft
- GW2GW2
- Abtriebswelle output shaft
- GW2-AGW2-A
- Äußere Schnittstelle der Abtriebswelle External interface of the output shaft
- EMEM
- Elektromaschine electric machine
- SS
- Stator stator
- RR
- Rotor rotor
- ANAT
- Anschlusswelle connecting shaft
- K0K0
- Trennkupplung separating clutch
- VKMVKM
- Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
- TSTS
- Torsionsschwingungsdämpfer torsional vibration damper
- AGAG
- Achsgetriebe transaxles
- DWDW
- Antriebsräder drive wheels
- KSKS
- Konstantstufe constant level
- PSPS
- Planetenstufe planetary stage
- E1E1
- erstes Element Planetenstufe first element planetary stage
- E2E2
- zweites Element Planetenstufe second element planetary stage
- E3E3
- drittes Element Planetenstufe third element planetary stage
- ABFROM
- Abtrieb output
- DKDK
- Differentialkorb differential carrier
- SS1SS1
- erste Stirnradstufe first spur gear
- SS2SS2
- zweite Stirnradstufe second spur gear
- SR1SR1
- Stirnrad spur gear
- SR2SR2
- Stirnrad spur gear
- SR3SR3
- Stirnrad spur gear
- SR4SR4
- Stirnrad spur gear
- ZWZW
- Zwischenwelle intermediate shaft
- PSPS
- Planetensteg planet spider
- HOHO
- Hohlrad ring gear
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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