DE102016212223A1 - 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) einen Getriebeeingang (GW1-A), einen Getriebeausgang (GW2-A), ein Planetenradsatzsystem (PS) mit vier Wellen (W1, W2, W3, W4) und einen zusätzlichen Planetenradsatz (P1) sowie fünf Schaltelemente (B1, K1, K2, B2, B3) aufweist, wobei durch selektives Betätigen der fünf Schaltelemente (B1, K1, K2, B2, B3) sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang zwischen dem Getriebeeingang (GW1-A) und dem Getriebeausgang (GW2-A) 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) has a transmission input (GW1-A), a transmission output (GW2-A), a planetary gearset system (PS) with four shafts (W1, W2, W3, W4 ) and an additional planetary gear set (P1) and five switching elements (B1, K1, K2, B2, B3), wherein by selectively operating the five switching elements (B1, K1, K2, B2, B3) six forward gears and one reverse gear between the transmission input (GW1-A) and the transmission output (GW2-A) are switchable, and drive train for a motor vehicle with such a 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 zwischen einem Getriebeeingang und einem Getriebeausgang bereitzustellen. It is the object of the present invention to provide an alternate embodiment to the prior art six forward speed transmission between a transmission input and a transmission output.
Diese Aufgabe wird jeweils ausgehend vom jeweiligen Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1, 2 und auch 3 in Verbindung mit deren jeweils 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 15. This object is achieved in each case starting from the respective preamble of the
Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe einen Getriebeeingang und einen Getriebeausgang, sowie ein Planetenradsatzsystem mit vier Wellen und einen zusätzlichen Planetenradsatz. Das Planetenradsatzsystem und der zusätzliche Planetenradsatz dienen dabei dem Führen eines Kraftflusses von dem Getriebeeingang zum Getriebeausgang. Zudem sind ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen, durch deren selektive Betätigung das Planetenradsatzsystem und der zusätzliche Planetenradsatz unter Schaltung unterschiedlicher Gänge zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang untereinander koppelbar sind. According to the invention, a transmission comprises a transmission input and a transmission output, as well as a planetary gearset system with four shafts and an additional planetary gearset. The planetary gear set system and the additional planetary gear set serve to guide a flow of power from the transmission input to the transmission output. In addition, a first, a second, a third, a fourth and a fifth switching element are provided by the selective actuation of the Planetenradsatzsystem and the additional planetary gear set can be coupled to each other by switching different gears between the transmission input and transmission output.
Dabei steht die erste Welle des Planetenradsatzsystems drehfest mit dem Getriebeausgang in Verbindung, während die zweite Welle des Planetenradsatzsystems einerseits über das erste Schaltelement an einem drehfesten Bauelement festgesetzt und andererseits mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit dem Getriebeeingang verbunden wird. Der Getriebeeingang ist zudem über das dritte Schaltelement drehfest mit der dritten Welle des Planetenradsatzsystems verbindbar, welche mittels des vierten Schaltelements am drehfesten Bauelement festgesetzt werden kann. In this case, the first shaft of the Planetenradsatzsystems rotatably connected to the transmission output in connection, while the second shaft of the Planetenradsatzsystems one hand via the first switching element fixed to a non-rotatable component and on the other hand by means of the second switching element rotatably connected to the transmission input. The transmission input is also rotatably connected via the third switching element with the third shaft of the Planetenradsatzsystems, which can be fixed by means of the fourth switching element on the non-rotatable component.
Mit anderen Worten ist also die erste Welle des Planetenradsatzsystems permanent drehfest mit dem Getriebeausgang verbunden. Zudem wird die zweite Welle des Planetenradsatzsystems durch Schließen des ersten Schaltelements am drehfest Bauelement festgesetzt, bei welchem es sich bevorzugt um ein Getriebegehäuse oder einen Teil eines Getriebegehäuses handelt, wohingegen eine Betätigung des zweiten Schaltelements eine drehfeste Verbindung der ersten Welle mit dem Getriebeeingang nach sich zieht. Letzterer kann durch Schließen des dritten Schaltelements zudem drehfest mit der dritten Welle des Planetenradsatzsystems verbunden werden, welche bei Betätigung des vierten Schaltelements am drehfesten Bauelement festgesetzt wird. In other words, therefore, the first shaft of the planetary gear set is permanently connected in a rotationally fixed manner to the transmission output. In addition, the second shaft of the planetary gear set system is fixed by closing the first switching element on the rotationally fixed component, which is preferably a transmission housing or part of a transmission housing, whereas an actuation of the second switching element pulls a rotationally fixed connection of the first shaft with the transmission input by itself , The latter can also be connected in rotation with the third shaft of the Planetenradsatzsystems by closing the third switching element, which is fixed upon actuation of the fourth switching element on the rotationally fixed component.
Folglich sind das zweite und das dritte Schaltelement als Kupplungen gestaltet, welche bei Betätigung jeweils rotierbare Komponenten des Getriebes in ihren Drehbewegungen einander angleichen, während das erste und das vierte Schaltelement als Bremsen vorliegen, die bei Ansteuerung die jeweilige rotierbare Komponente des Getriebes auf Stillstand abbremsen und am drehfesten Bauelement festsetzen. Consequently, the second and the third switching element are designed as clutches, which in operation each rotatable components of the transmission in their rotational movements match each other, while the first and the fourth switching element are present as brakes that slow down when driven the respective rotatable component of the transmission to a standstill and attach to the non-rotatable component.
Bevorzugt sind das erste, das zweite, das dritte und das vierte Schaltelement axial auf einer dem Getriebeeingang abgewandten Seite des Planetenradsatzsystems angeordnet und sind damit gut zugänglich. Zudem könnten das erste und das vierte Schaltelement und auch das zweite und das dritte Schaltelement ggf. über je eine gemeinsame Versorgungsleitung versorgt werden. Preferably, the first, the second, the third and the fourth switching element are arranged axially on a side remote from the transmission input side of the Planetenradsatzsystems and are thus easily accessible. In addition, the first and the fourth switching element and also the second and the third switching element could possibly be supplied via a respective common supply line.
Im Rahmen der Erfindung ist der Getriebeeingang insbesondere an einem Ende einer Antriebswelle ausgestaltet, welche die Verbindung zu den mit dem Getriebeeingang verbundenen Komponenten des Getriebes herstellt bzw. mit den mit dem Getriebeeingang koppelbaren Komponenten des Getriebes verbindbar ist. Ebenso kann auch der Getriebeausgang an einem Ende einer Abtriebswelle definiert sein, wobei alternativ dazu auch eine Ausbildung des Getriebeausgangs an einer Verzahnung einer Komponenten des Getriebes denkbar wäre, an welcher eine getriebeausgangsseitige Drehbewegung abgreifbar ist. In the context of the invention, the transmission input is configured in particular at one end of a drive shaft, which establishes the connection to the components of the transmission connected to the transmission input or can be connected to the components of the transmission which can be coupled to the transmission input. Likewise, the transmission output can be defined at one end of an output shaft, alternatively, a training of the Transmission output to a toothing of a component of the transmission would be conceivable, on which a gearbox output rotary motion can be tapped.
Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches jeweils Komponenten, insbesondere Zahnräder, des Getriebes axial und/oder radial drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements herstellbar ist. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial mit dem Getriebeausgang verbunden wird. In the context of the invention, a "shaft" is understood to mean a rotatable component of the transmission via which components, in particular gears, of the transmission are connected to one another in an axially and / or rotationally fixed manner or via which such a connection can be produced upon actuation of a corresponding switching element , Thus, the respective shaft can also be present as an intermediate piece, via which a respective component is connected, for example, radially to the transmission output.
Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 1 umfasst die Erfindung die technische Lehre, dass der Getriebeeingang ferner mit einem ersten Element des zusätzlichen Planetenradsatzes drehfest verbunden ist, dessen zweites Element drehfest mit der vierten Welle des Planetenradsatzsystems in Verbindung steht und dessen drittes Element über das fünfte Schaltelement am drehfesten Bauelement festsetzbar ist. In diesem Fall ist also das erste Element des zusätzlichen Planetenradsatzes permanent drehfest mit dem Getriebeeingang verbunden, während das zweite Element des zusätzlichen Planetenradsatzes starr mit der vierten Welle des Planetenradsatzsystems in Verbindung steht. Das noch verbleibende dritte Element des zusätzlichen Planetenradsatzes kann über das fünfte Schaltelement am drehfesten Bauelement festgesetzt werden. According to the
Das fünfte Schaltelement ist in diesem Fall also als Bremse gestaltet, welche bei Betätigung das dritte Element des zusätzlichen Schaltelements am drehfesten Bauelement festsetzt. Dabei ist das fünfte Schaltelement bevorzugt axial im Wesentlichen auf Höhe von und radial umliegend zum zusätzlichen Planetenradsatz angeordnet. The fifth switching element is thus designed as a brake in this case, which sets the third element of the additional switching element on the rotationally fixed component when actuated. In this case, the fifth switching element is preferably arranged axially substantially at the level of and radially surrounding the additional planetary gear set.
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.
Entsprechend der technischen Lehre des nebengeordneten Anspruchs 2 ist der Getriebeeingang ferner drehfest mit einem als Sonnenrad ausgeführten ersten Element des zusätzlichen Planetenradsatzes verbunden, dessen zweites als Planetensteg vorliegendes Element mittels des fünften Schaltelements drehfest mit der vierten Welle des Planetenradsatzsystems gekoppelt werden kann. Des Weiteren ist das als Hohlrad ausgeführte dritte Element des zusätzlichen Planetenradsatzes am drehfesten Bauelement festgesetzt. In diesem Fall ist das erste Element des zusätzlichen Planetenradsatzes also permanent drehfest mit dem Getriebeeingang verbunden, während das dritte Element des zusätzlichen Planetenradsatzes dauerhaft am drehfesten Bauelement festgesetzt ist. Zudem kann das zweite Element des zusätzlichen Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement drehfest mit der vierten Welle des Planetenradsatzsystems verbunden werden. Das erste Element des zusätzlichen Planetenradsatzes liegt dabei als Sonnenrad vor, während es sich bei dem zweiten Element des zusätzlichen Planetenradsatzes um einen Planetensteg und bei dem dritten Element des zusätzlichen Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt. According to the technical teaching of the
Vorliegend ist fünfte Schaltelement als Kupplung realisiert, welche bei Betätigung das zweite Element des zusätzlichen Schaltelements drehfest mit der vierten Welle des Planetenradsatzsystems verbindet. Dabei ist das fünfte Schaltelement bevorzugt axial zwischen dem zusätzlichen Planetenradsatz und dem Planetenradsatzsystem angeordnet. In the present case, the fifth shift element is realized as a clutch which, when actuated, connects the second element of the additional shift element in a torque-proof manner to the fourth shaft of the planetary gearset system. In this case, the fifth shifting element is preferably arranged axially between the additional planetary gearset and the planetary gearset system.
Auch ein gemäß dem nebengeordneten Anspruch 2 gestaltetes Getriebe zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen und einen guten Verzahnungswirkungsgrad aus. A designed according to the
Weiter alternativ zu den beiden vorgenannten Varianten umfasst die Erfindung entsprechend dem nebengeordneten Anspruch 3 die technische Lehre, dass der Getriebeeingang ferner über das fünfte Schaltelement mit einem ersten Element des zusätzlichen Planetenradsatzes drehfest verbindbar ist, dessen zweites Element drehfest mit der vierten Welle des Planetenradsatzsystems in Verbindung steht und dessen drittes Element am drehfesten Bauelement festgesetzt ist. Das zweite Element des zusätzlichen Planetenradsatzes ist also starr mit der vierten Welle des Planetenradsatzsystems verbunden, wohingegen das dritte Element des ersten Planetenradsatzes permanent am drehfesten Bauelement festgesetzt ist. Dagegen wird das erste Element des zusätzlichen Planetenradsatzes erst durch Betätigung des fünften Schaltelements drehfest mit dem Getriebeeingang verbunden. Next alternatively to the two aforementioned variants, the invention according to the
Auch in diesem Fall ist das fünfte Schaltelement also als Kupplung realisiert, welche bei Betätigung das erste Element des zusätzlichen Schaltelements drehfest mit dem Getriebeeingang verbindet. Dabei ist das fünfte Schaltelement bevorzugt axial auf einer dem Getriebeeingang zugewandt liegenden Seite des zusätzlichen Planetenradsatzes angeordnet und liegt damit auf einer Antriebsseite des Getriebes. Also in this case, the fifth switching element is thus realized as a coupling which, when actuated, rotatably connects the first element of the additional switching element to the transmission input. In this case, the fifth switching element is preferably arranged axially on a side facing the transmission input side of the additional planetary gear set and thus lies on a drive side of the transmission.
Ein gemäß dem nebengeordneten Anspruch 3 gestaltetes Getriebe zeichnet sich ebenfalls durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen und einen guten Verzahnungswirkungsgrad aus. A designed according to the
Bei jeder der vorgenannten Varianten eines erfindungsgemäßen Getriebes können sechs Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang realisiert werden. Dabei wird ein erster Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten und des fünften Schaltelements geschaltet, während ein zweiter Vorwärtsgang durch Schließen des vierten und des fünften Schaltelements gebildet wird. Des Weiteren ergibt sich ein dritter Vorwärtsgang durch Betätigen des dritten und des fünften Schaltelements, wohingegen ein vierter Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten und des fünften Schaltelements schaltbar ist. Ferner kann ein fünfter Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten und des dritten Schaltelements dargestellt werden, wobei für die Schaltung eines sechsten Vorwärtsganges das zweite und das vierte Schaltelement 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 first and the fifth shift element, while a second forward gear is formed by closing the fourth and the fifth shift element. Further, a third forward speed results by operating the third and fifth shift elements, whereas a fourth forward speed is switchable by operating the second and fifth shift elements. Further, a fifth forward speed can be represented by closing the second and the third shift element, wherein the second and the fourth shift element are to be operated 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 ist das Planetenradsatzsystem als Ravigneaux-Radsatz gestaltet, bei welchem ein erster und ein zweiter Planetenradsatz zusammengefasst sind. Dabei ist ein Hohlrad des Ravigneaux-Radsatzes, zu welchem ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes und ein drittes Element des zweiten Planetenradsatzes zusammengefasst sind, drehfest mit der ersten Welle und ein Planetensteg des Ravigneaux-Radsatzes, zu welchem ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes und ein zweites Element des zweiten Planetenradsatzes zusammengefasst sind, drehfest mit der zweiten Welle verbunden. Ferner steht die dritte Welle mit einem ersten Sonnenrad drehfest in Verbindung, welches ein erstes Element des zweiten Planetenradsatzes bildet, wohingegen die vierte Welle mit einem zweiten Sonnenrad drehfest verbunden ist, das ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes bildet. Das als Ravigneaux-Radsatz gestaltete Planetenradsatzsystem vereint also in diesem Fall zwei Planetenradsätze, welche sich gemeinsame Komponenten in Form des Hohlrades und des Planetensteges teilen. Die Verwendung eines Ravigneaux-Radsatzes ermöglicht einen kompakten axialen Aufbau des Getriebes und einen niedrigen Herstellungsaufwand. In a further development of the invention, the Planetenradsatzsystem is designed as Ravigneaux wheelset, in which a first and a second planetary gear are combined. In this case, a ring gear of the Ravigneaux wheel set, to which a second element of the first planetary gear and a third element of the second planetary gear are combined, rotatably connected to the first shaft and a planetary ridge of the Ravigneaux wheel set, to which a third element of the first planetary gear and a second element of the second planetary gear are combined, rotatably connected to the second shaft. Further, the third shaft rotatably in communication with a first sun gear, which forms a first element of the second planetary gear set, whereas the fourth shaft is rotatably connected to a second sun gear, which forms a first element of the first planetary gear set. The designed as Ravigneaux wheel set planetary gear set combines so in this case, two planetary gear sets, which share common components in the form of the ring gear and the planetary ridge. The use of a Ravigneaux wheel set allows a compact axial construction of the transmission and a low production cost.
Alternativ zu der vorgenannten Weiterbildung setzt sich das Planetenradsatzsystem aus einem ersten und einem zweiten Planetenradsatz zusammen, wobei die erste Welle ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes und ein drittes Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet, wohingegen durch die zweite Welle ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes und ein zweites Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung stehen. Zudem ist die dritte Welle drehfest mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und die vierte Welle drehfest mit einem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden. Auch hierdurch lässt sich ein kompakter axialer Aufbau des Getriebes erzielen. As an alternative to the aforementioned refinement, the planetary gearset system is composed of a first and a second planetary gear set, with the first shaft non-rotatably connecting a second element of the first planetary gear set and a third element of the second planetary gear set, whereas a second element of the first planetary gear set is connected by the second shaft and a second member of the second planetary gear rotatably connected to each other. In addition, the third shaft is non-rotatably connected to a first element of the second planetary gear set and the fourth shaft rotatably connected to a first element of the first planetary gear set. This also makes it possible to achieve a compact axial construction of the transmission.
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 Planetenradsätzen sind dann ein oder mehrere Planetenradsätze als derartige Minusplanetensätze gestaltet. Besonders bevorzugt liegen aber der zusätzliche Planetenradsatz und einer der Planetenradsätze des Planetenradsatzsystems 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 planetary gear sets then one or more planetary gear sets are designed as such Minusplanetensätze. However, the additional planetary gearset and one of the planetary gear sets of the planetary gearset system 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 einem der Planetenradsätze des Planetenradsatzsystems 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. At a Plus planetary set are also the elements sun gear, ring gear and planetary ridge 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 one of the planetary gear sets of the 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. Bevorzugt sind aber der zusätzliche Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems als Minusplanetensätze ausgeführt, während der erste Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems insbesondere als Plusplanetensatz vorliegt. Besonders bevorzugt weist der zusätzliche Planetenradsatz dabei eine Standübersetzung von –1,700 auf, während diese bei dem ersten Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems insbesondere 2,000 und beim zweiten Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems –3,800 beträgt. 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. Preferably, however, the additional planetary gear set and the second planetary gearset of the planetary gearset system are designed as minus planetary gear sets, while the first planetary gearset of the planetary gearset system is present in particular as a plus planetary gearset. In this case, the additional planetary gearset particularly preferably has a stand ratio of -1.700, whereas in the case of the first planetary gearset of the planetary gearset system it is especially 2.000 and for the second planetary gearset of the planetary gearset system -3.800.
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 erste Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement jeweils als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation. Denn das erste Schaltelement ist an dem ersten Vorwärtsgang und dem Rückwärtsgang beteiligt, so dass bei einer aufeinanderfolgenden Hochschaltung der Gänge hier nur ein Öffnen des ersten Schaltelements zu vollziehen ist. Das fünfte Schaltelement ist an der Schaltung der ersten 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. Non-positive switching elements have the advantage that they can be switched under load, so that a change between the courses without interruption of traction is enforceable. But particularly preferably, the first switching element and / or the fifth switching element is in each case designed as a form-locking switching element, such as a dog clutch or lock synchronization. For the first switching element is involved in the first forward gear and the reverse gear, so that in a successive upshifting of the gears here only an opening of the first switching element is to be completed. The fifth switching element is involved in the circuit of the first 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 der Getriebeeingang und der Getriebeausgang koaxial zueinander. Hierbei ist der Getriebeeingang bevorzugt an einem axialen Ende des Getriebes vorgesehen, während der Getriebeausgang insbesondere an demselben axialen Ende ausgestaltet ist. Besonders bevorzugt liegt der Getriebeausgang dabei axial zwischen dem zusätzlichen Planetenradsatz und dem Planetenradsatzsystem. Weiter bevorzugt ist der Getriebeausgang an einer Verzahnung ausgebildet, 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, the transmission input and the transmission output are coaxial with one another. Here, the transmission input is preferably provided at an axial end of the transmission, while the transmission output is configured in particular at the same axial end. Particularly preferably, the transmission output is axially between the additional planetary gear and the Planetenradsatzsystem. More preferably, the transmission output is formed on a toothing, which meshes with a toothing of a shaft arranged parallel to the axis of the drive shaft of the transmission shaft. 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 oder mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen, beispielsweise in Form von Stirnradstufen, 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 off-axis to this, in the latter case then a coupling via one or more intermediate gear ratios, for example in the form of spur gears, or a traction drive can be realized.
Bevorzugt ist der Rotor der Elektromaschine dabei mit dem Getriebeeingang drehfest gekoppelt, wobei hierdurch ein rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeuges auf geeignete Art und Weise dargestellt wird. Weiter bevorzugt werden eines oder mehrere der Schaltelemente als interne Anfahrelemente für das elektrische Fahren verwendet. So kann dies vorliegend über das erste Schaltelement sowohl für eine elektrische Vorwärts- als auch eine elektrische Rückwärtsfahrt dargestellt werden. Alternativ dazu können aber auch das dritte und das fünfte Schaltelement als interne Anfahrelemente verwendet werden, wobei das dritte Schaltelement dabei als Anfahrelement für eine elektrische Rückwärtsfahrt und das fünfte Schaltelement als Anfahrelement für eine elektrische Vorwärtsfahrt fungiert. Als weitere Alternative kann aber auch eine separate Anfahrkupplung zur Anwendung kommen, welche zwischen der Elektromaschine und dem Getrieberadsatz positioniert ist. Preferably, the rotor of the electric machine is rotatably coupled to the transmission input, thereby a purely electric driving the motor vehicle is shown in a suitable manner. More preferably, one or more of the switching elements are used as internal starting elements for electric driving. Thus, this can be represented in the present case via the first switching element both for an electric forward and an electric reverse drive. Alternatively, however, the third and the fifth switching element can be used as internal starting elements, wherein the third switching element acts as a starting element for an electric reverse drive and the fifth switching element as a starting element for an electric forward drive. As a further alternative but can also be a separate startup for Application, which is positioned between the electric machine and the gear set.
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 der Getriebeeingang 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 of the invention, which is realized in particular in combination with the aforementioned arrangement of an electric machine, a separating clutch is also provided, via which the transmission input to a connecting shaft is 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 dem Getriebeeingang 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 transmission input of the transmission. In this case, one of the switching elements of the transmission or the possibly existing separating clutch can be designed as such a starting element 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 dem Getriebeausgang gekoppelt ist, während ein zweites Element der Planetenstufe permanent festgesetzt und ein drittes Element der Planetenstufe mit einem Abtrieb 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 des Antriebsstranges nachgeschaltet sein. In a further development of the invention, a planetary stage is also provided as a constant level, of the elements sun gear, ring gear and planetary gear a first element is coupled to the transmission output, while a second element of the planetary stage permanently fixed and a third element of the planetary stage is rotatably connected to an output. 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 the drive train.
Weiter bevorzugt ist der Getriebeausgang über eine Zwischenwelle mit dem ersten Element der Konstantstufe gekoppelt, wobei die Zwischenwelle zwei Stirnräder trägt, von denen ein Stirnrad mit einem mit dem Getriebeausgang verbundenen Stirnrad 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 dem Abtrieb in Form 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 transmission output is coupled via an intermediate shaft with the first element of the constant stage, wherein the intermediate shaft carries two spur gears, of which a spur gear meshes with a gear connected to the spur gear 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 connected directly to the output in the form of a drive side of a subsequent differential directly rotatable. 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 der Getriebeeingang 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 transmission input 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. That two components of the transmission are "connected" or "coupled" or "together in the sense of the invention means a permanent coupling of these components so that they can not rotate independently of each other. 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 unmittelbar 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 on this directly 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 der nebengeordneten oder der hiervon jeweils 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 independent or the respective dependent claims. 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 P1 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 P2 des Planetenradsatzsystems PS 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. Eine Getriebestandübersetzung des zusätzlichen Planetenradsatzes P1 beträgt dabei vorzugsweise –1,700, während beim Planetenradsatzsystem PS bevorzugt der erste Planetenradsatz P2 eine Standübersetzung in Höhe von 2,000 und der zweite Planetenradsatz P3 eine Standübersetzung in Höhe von –3,800 aufweist. The planetary gear sets P1 and P3 are thus present in each case designed as Minusplanetensätze 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 P2 of Planetenradsatzsystems PS is, however, in front of Plusplanetensatz in which the planet carrier carries at least one pair of planetary gears of the planetary gears with a radially inner sun gear and a planet gear with the radially surrounding ring gear meshing, and the planetary gears of the pair of wheels with each other comb. A gear ratio of the additional planetary P1 is preferably -1.700, while the planetary gearset PS preferably the first planetary gear P2 has a stationary gear ratio of 2.000 and the second planetary gear P3 a stand ratio in the amount of -3.800.
Dort wo es die Anbindung zulässt, könnten aber auch einzelne oder auch beide Planetenradsätze P1, P3 als Plusplanetensätze ausgeführt werden. Umgekehrt könnte auch der erste Planetenradsatz P2 des Planetenradsatzsystems PS, sofern es die Anbindung ermöglicht, als Minusplanetensatz realisiert sein. Im Vergleich zu einer jeweiligen Ausführung als Minusplanetensatz müsste bei einem Plusplanetensatz Wherever it allows the connection, but also single or both planetary gear sets P1, P3 could be performed as plus planetary gear sets. Conversely, the first planetary gear P2 of the planetary gear set PS, if it allows the connection could be realized as a minus planetary set. Compared to a respective version as a minus planetary set would have a plus planetary set
dann das jeweilige zweite Element E21 bzw. E23 durch das jeweilige Hohlrad und das jeweilige dritte Element E31 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 E22 als Planetensteg und das dritte Element E32 als Hohlrad auszuführen und die Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. then the respective second element E21 or E23 formed by the respective ring gear and the respective third element E31 or E33 by the respective planetary web and also a respective transmission gear ratio can be increased by one. By contrast, in one embodiment of the Plusplanetensatzes as Minusplanetensatz the second element E22 would be designed as a planetary bridge and the third element E32 as a ring gear and reduce the Getriebestandübersetzung by one.
Wie in
Dem Planetenradsatzsystem PS sind vier Wellen W1, W2, W3 und W4 zugeordnet, von welchen die erste Welle W1 innerhalb des Planetenradsatzsystems PS das zweite Element E22 des ersten Planetenradsatzes P2 mit dem dritten Element E33 des zweiten Planetenradsatzes P3 drehfest verbindet. Ebenfalls innerhalb des Planetenradsatzsystems PS werden über die zweite Welle W2 das dritte Element E32 des ersten Planetenradsatzes P2 und das zweite Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P3 drehfest miteinander verbunden. Hingegen ist an der dritten Welle W3 das erste Element E13 des zweiten Planetenradsatzes P3 drehfest angebunden, während dies im Falle der vierten Welle W4 das erste Element E12 des ersten Planetenradsatzes P2 ist. The planetary gear set PS four shafts W1, W2, W3 and W4 are assigned, of which the first shaft W1 within the Planetenradsatzsystems PS rotatably connects the second element E22 of the first planetary gear set P2 with the third element E33 of the second planetary gear set P3. Also within the planetary gearset PS, the third element E32 of the first planetary gear set P2 and the second element E23 of the second planetary gear set P3 are rotatably connected to each other via the second shaft W2. On the other hand, the first element E13 of the second planetary gear set P3 is rotatably connected to the third shaft W3, while in the case of the fourth wave W4, this is the first element E12 of the first planetary gear set P2.
Außerhalb des Planetenradsatzsystems PS kann die zweite Welle W2 einerseits über das erste Schaltelement B1 an einem drehfesten Bauelement GG des Getriebes G festgesetzt werden, bei welchem es sich bevorzugt um das Getriebegehäuse oder einen Teil des Getriebegehäuses handelt. Andererseits ist die zweite Welle W2 noch mittels des zweiten Schaltelements K1 drehfest mit einer Antriebswelle GW1 des Getriebes G verbindbar, an deren Ende ein Getriebeeingang GW1-A des Getriebes ausgebildet ist und welche zudem drehfest mit dem ersten Element E11 des zusätzlichen Planetenradsatzes P1 in Verbindung steht. Abgesehen davon kann die Antriebswelle GW1 durch Betätigen des dritten Schaltelements K2 drehfest mit der dritten Welle W3 des Planetenradsatzsystems PS verbunden werden, die zudem mittels des vierten Schaltelements B2 am drehfesten Bauelement GG festsetzbar ist. Outside the planetary gear set PS, the second shaft W2 can be fixed on the one hand via the first switching element B1 to a non-rotatable component GG of the transmission G, which is preferably the transmission housing or a part of the transmission housing. On the other hand, the second shaft W2 is still non-rotatably connected by means of the second switching element K1 with a drive shaft GW1 of the transmission G, at the end of a transmission input GW1-A of the transmission is formed and which is also rotatably connected to the first element E11 of the additional planetary P1 , Apart from that, the drive shaft GW1 by pressing the third switching element K2 rotatably connected to the third shaft W3 of the Planetenradsatzsystems PS, which is also fixed by means of the fourth switching element B2 on the rotationally fixed component GG.
Wie zudem in
Die Planetenradsätze P1, P2 und P3 sind axial in der Reihenfolge zusätzlicher Planetenradsatz P1, erster Planetenradsatz P2 und zweiter Planetenradsatz P3 des Planetenradsatzsystems PS angeordnet, wobei das erste Schaltelement B1, das zweite Schaltelement K1, das dritte Schaltelement K2 und auch das vierte Schaltelement B2 axial auf einer dem zusätzlichen Planetenradsatz P1 abgewandt liegenden Seite des Planetenradsatzsystems PS platziert sind. Zudem sind das zweite Schaltelement K1 und das dritte Schaltelement K2 dabei radial ineinander geschachtelt, indem das zweite Schaltelement K1 und das dritte Schaltelement K2 unmittelbar nebeneinander platziert sind und das zweite Schaltelement K1 radial innenliegend zum dritten Schaltelement K2 angeordnet ist. Zudem liegen das erste Schaltelement B1 und das vierte Schaltelement B2 axial nebeneinander. Aufgrund der Anordnung in demselben Bereich könnte eine gemeinsame Versorgung der Schaltelemente B1, K1, K2 und B2 realisiert werden. The planetary gear sets P1, P2, and P3 are axially in the order of additional planetary gear set P1, first planetary gear set P2, and second planetary gear set P3 of the planetary gear set system PS arranged, wherein the first switching element B1, the second switching element K1, the third switching element K2 and also the fourth switching element B2 are placed axially on a side facing away from the additional planetary gear P1 side of the planetary gear set PS. In addition, the second switching element K1 and the third switching element K2 are nested radially by the second switching element K1 and the third switching element K2 are placed directly next to each other and the second switching element K1 is arranged radially inwardly of the third switching element K2. In addition, the first switching element B1 and the fourth switching element B2 are axially adjacent. Due to the arrangement in the same area, a common supply of the switching elements B1, K1, K2 and B2 could be realized.
Hingegen ist das fünfte Schaltelement B3 an einem hierzu entgegengesetzt liegenden axialen Ende des Getriebes G angeordnet und liegt axial im Wesentlichen auf Höhe von und radial umliegend zum zusätzlichen Planetenradsatz P1. On the other hand, the fifth switching element B3 is arranged at an axially opposite end of the transmission G and lies axially substantially at the level of and radially surrounding the additional planetary P1.
Der Getriebeeingang GW1-A dient innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus
Aus
Die Planetenräder PR1 und PR2 sind dabei gemeinsam drehbar in einem Planetensteg PT gelagert, zu welchem das dritte Element E32 des ersten Planetenradsatzes P2 und das zweite Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P3 zusammengefasst sind und der drehfest mit der zweiten Welle W2 verbunden ist. Schließlich The planetary gears PR1 and PR2 are rotatably mounted together in a planetary gear PT, to which the third element E32 of the first planetary gear set P2 and the second element E23 of the second planetary gear set P3 are combined and which is non-rotatably connected to the second shaft W2. After all
steht das mindestens eine Planetenrad PR2 noch radial innen mit einem zweiten Sonnenrad SO2 im Zahneingriff, das mit der vierten Welle W4 drehfest in Verbindung steht und das erste Element E12 des ersten Planetenradsatzes P2 bildet. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach
In
Des Weiteren geht aus
Getriebeeingang GW1-A verbunden, sondern wird erst durch Schließen eines fünften Schaltelements K3 drehfest mit der Antriebswelle GW1 und dem Getriebeeingang GW1-A in Verbindung gebracht. Das fünfte Schaltelement K3, welches als Kupplung und hierbei insbesondere als Lamellenkupplung ausgeführt ist, liegt dabei axial auf einer dem Getriebeeingang GW1-A zugewandten Seite des zusätzlichen Planetenradsatzes P1. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach
In
Über die Elektromaschine EM kann dabei ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um den Getriebeeingang GW1-A von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen. Als internes Anfahrelement für elektrische Vorwärts- und Rückwärtsfahrt kann dabei das erste Schaltelement B1 herangezogen werden, wobei dies alternativ dazu für eine elektrische Rückwärtsfahrt auch über das dritte Schaltelement K2 und für eine elektrische Vorwärtsfahrt auch über das fünfte Schaltelement B3 darstellbar wäre. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach
Schließlich zeigt
Konkret ist das zweite Element E2 der Planetenstufe P 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 P ist mit dem Getriebeausgang GW2-A gekoppelt, wobei dies über zwei zwischenliegende Stirnradstufen SS1 und SS2 realisiert ist. Hierzu ist die Abtriebswelle GW2 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 P verbunden. Die Stirnräder SR3 und SR4 bilden gemeinsam die zweite Stirnradstufe SS2. Specifically, the second element E2 of the planetary stage P 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 P is coupled to the transmission output GW2-A, this being realized via two intermediate spur gear stages SS1 and SS2. For this purpose, the output shaft GW2 is provided with a spur gear SR1, which is in meshing engagement with a spur gear SR2 rotatably provided on an intermediate shaft ZW. 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 P. The spur gears SR3 and SR4 together form the second spur gear SS2.
Die Planetenstufe P ist vorliegend dabei mit in das Getriebe G integriert, wobei das zweite Element E2 der Planetenstufe P dabei an dem drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Prinzipiell könnte die Konstantstufe KS in Form der Planetenstufe P aber auch separat zum Getriebe G vorliegen. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach
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 B1 und des dritten Schaltelements K2 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 B1 and the third switching element K2.
Wie in den
Die in
Schließlich kann die 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.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- G G
- Getriebe transmission
- GG GG
- Drehfestes Bauelement Non-rotating component
- PS PS
- Planetenradsatzsystem Planetenradsatzsystem
- P1 P1
- Zusätzlicher Planetenradsatz Additional planetary gear set
- E11 E11
- Erstes Element des zusätzlichen Planetenradsatzes First element of the additional planetary gear set
- E21 E21
- Zweites Element des zusätzlichen Planetenradsatzes Second element of the additional planetary gear set
- E31 E31
- Drittes Element des zusätzlichen Planetenradsatzes Third element of the additional planetary gear set
- P2 P2
- Erster Planetenradsatz First planetary gear set
- E12 E12
- Erstes Element des ersten Planetenradsatzes First element of the first planetary gear set
- E22 E22
- Zweites Element des ersten Planetenradsatzes Second element of the first planetary gear set
- E32 E32
- Drittes Element des ersten Planetenradsatzes Third element of the first planetary gear set
- P3 P3
- Zweiter Planetenradsatz Second planetary gear set
- E13 E13
- Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes First element of the second planetary gear set
- E23 E23
- Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes Second element of the second planetary gear set
- E33 E33
- Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes Third element of the second planetary gear set
- RG RG
- Ravigneaux-Radsatz Ravigneaux gearset
- HO HO
- Hohlrad ring gear
- PR1 PR1
- Planetenrad planet
- PR2 PR2
- Planetenrad planet
- SO1 SO1
- Sonnenrad sun
- SO2 SO2
- Sonnenrad sun
- PT PT
- Planetensteg planet spider
- B1 B1
- Erstes Schaltelement First switching element
- K1 K1
- Zweites Schaltelement Second switching element
- K2 K2
- Drittes Schaltelement Third switching element
- B2 B2
- Viertes Schaltelement Fourth switching element
- B3 B3
- Fünftes Schaltelement Fifth switching element
- K3 K3
- Fünftes Schaltelement Fifth switching element
- 1 1
- Erster Vorwärtsgang First forward
- 2 2
- Zweiter Vorwärtsgang Second forward speed
- 3 3
- Dritter Vorwärtsgang Third forward
- 4 4
- Vierter Vorwärtsgang Fourth forward
- 5 5
- Fünfter Vorwärtsgang Fifth forward speed
- 6 6
- Sechster Vorwärtsgang Sixth forward
- R1 R1
- Rückwärtsgang reverse gear
- GW1 LV1
- Antriebswelle drive shaft
- GW1-A Level 1-A
- Getriebeeingang transmission input
- GW2 GW2
- Abtriebswelle output shaft
- GW2-A GW2-A
- Getriebeausgang transmission output
- EM EM
- Elektromaschine electric machine
- S S
- Stator stator
- R R
- Rotor rotor
- AN AT
- Anschlusswelle connecting shaft
- K0 K0
- Trennkupplung separating clutch
- VKM VKM
- Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
- TS TS
- Torsionsschwingungsdämpfer torsional vibration damper
- AG AG
- Achsgetriebe transaxles
- DW DW
- Antriebsräder drive wheels
- KS KS
- Konstantstufe constant level
- P P
- Planetenstufe planetary stage
- E1 E1
- erstes Element Planetenstufe first element planetary stage
- E2 E2
- zweites Element Planetenstufe second element planetary stage
- E3 E3
- drittes Element Planetenstufe third element planetary stage
- AB FROM
- Abtrieb output
- DK DK
- Differentialkorb differential carrier
- SS1 SS1
- erste Stirnradstufe first spur gear
- SS2 SS2
- zweite Stirnradstufe second spur gear
- SR1 SR1
- Stirnrad spur gear
- SR2 SR2
- Stirnrad spur gear
- SR3 SR3
- Stirnrad spur gear
- SR4 SR4
- Stirnrad spur gear
- ZW ZW
- Zwischenwelle intermediate shaft
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 2004092858 A [0002] JP 2004092858 A [0002]
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016212223.1A DE102016212223A1 (en) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | Transmission for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102016212223.1A DE102016212223A1 (en) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | Transmission for a motor vehicle |
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DE (1) | DE102016212223A1 (en) |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
JP2004092858A (en) | 2002-09-03 | 2004-03-25 | Aisin Aw Co Ltd | Automatic transmission |
-
2016
- 2016-07-05 DE DE102016212223.1A patent/DE102016212223A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004092858A (en) | 2002-09-03 | 2004-03-25 | Aisin Aw Co Ltd | Automatic transmission |
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