DE102017219107B4 - Power-split continuously variable transmission device - Google Patents

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Gerhard Niederbrucker
Jens Moraw
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Abstract

Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung (100), umfassend eine als Antriebswelle (1) ausgebildete erste Welle und eine als Abtriebswelle (2) ausgebildete zweite Welle, einen ersten Planetenradsatz (RS1) der zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) angeordnet ist, einen mit dem ersten Planetenradsatz (RS1) verbundenen und zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) angeordneten zweiten Planetenradsatz (RS2), eine Variator-Einheit (10) die ausgebildet ist, stufenlos Leistung von der Antriebswelle (1) zum ersten Planetenradsatz (RS1) zu übertragen, wobei ein erstes Schaltelement (B1, B1', B1"), ein zweites Schaltelement (K1) und ein drittes Schaltelement (K2') vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen über die Variator-Einheit (10) und die Planetenradsätze (RS1, RS2) unter Bereitstellung eines ersten Fahrbereichs (V1), eines zweiten Fahrbereichs (V2) und eines dritten Fahrbereichs (R1) darstellbar sind,dadurch gekennzeichnet, dass- die Variator-Einheit (10) an einem drehfesten Bauteil (GG) festgesetzt ist, eine Primärseite (11) der Variator-Einheit (10) mit der Antriebswelle (1) und eine Sekundärseite (12) der Variator-Einheit (10) über eine dritte Welle (3) mit einem ersten Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbunden ist,- eine mit einem zweiten Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) und mit einem ersten Element (E21) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbundene vierte Welle (4) über das zweite Schaltelement (K1) mit der Antriebswelle (1) drehfest verbindbar ist,- ein drittes Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Abtriebswelle (2) drehfest verbunden ist,- ein zweites Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) an dem drehfesten Bauteil (GG) festgesetzt ist,- wobeii. das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) zudem über das erste Schaltelement (B1) an dem drehfesten Bauteil (GG) festsetzbar und das dritte Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) über das dritte Schaltelement (K2') mit der mit dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbundenen fünften Welle (5) drehfest verbindbar ist (Figur 1), oderii. das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) über das erste Schaltelement (B1') an dem drehfesten Bauteil (GG) festsetzbar und zudem über das dritte Schaltelement (K2') mit dem dritten Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbindbar ist (Figur 3), oderiii. das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) über das dritte Schaltelement (K2') mit dem dritten Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbindbar und zudem über das erste Schaltelement (B1") mit der vierten Welle (4) drehfest verbindbar ist (Figur 4), oderiv. das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) über das erste Schaltelement (B1) an dem drehfesten Bauteil (GG) festsetzbar und das erste Element (E21) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) über das dritte Schaltelement (K2') mit der vierten Welle (4) drehfest verbindbar ist (Figur 5).Power-split continuously variable transmission device (100), comprising a first shaft designed as an input shaft (1) and a second shaft designed as an output shaft (2), a first planetary gear set (RS1) which is arranged between the input shaft (1) and the output shaft (2), a second planetary gear set (RS2) connected to the first planetary gear set (RS1) and arranged between the input shaft (1) and the output shaft (2), a variator unit (10) which is designed to continuously transfer power from the input shaft (1) to the first To transfer planetary gear set (RS1), wherein a first shifting element (B1, B1', B1"), a second shifting element (K1) and a third shifting element (K2') are provided, through the selective actuation of which different power flow guides via the variator unit ( 10) and the planetary gear sets (RS1, RS2) can be represented with the provision of a first driving range (V1), a second driving range (V2) and a third driving range (R1), dad characterized in that the variator unit (10) is fixed to a non-rotatable component (GG), a primary side (11) of the variator unit (10) with the drive shaft (1) and a secondary side (12) of the variator unit (10) is non-rotatably connected via a third shaft (3) to a first element (E11) of the first planetary gear set (RS1), - one to a second element (E12) of the first planetary gear set (RS1) and to a first element (E21) of the second planetary gear set (RS2) non-rotatably connected fourth shaft (4) via the second switching element (K1) with the input shaft (1) non-rotatably connectable, - a third element (E13) of the first planetary gear set (RS1) non-rotatably with the output shaft (2). is connected, - a second element (E22) of the second planetary gear set (RS2) is fixed to the non-rotatable component (GG), - whereby i. the second element (E12) of the first planetary gearset (RS1) can also be fixed to the non-rotatable component (GG) via the first shifting element (B1) and the third element (E13) of the first planetary gearset (RS1) can be fixed via the third shifting element (K2'). the fifth shaft (5) which is non-rotatably connected to the second element (E22) of the second planetary gear set (RS2) can be non-rotatably connected (Figure 1), orii. the second element (E22) of the second planetary gearset (RS2) can be fixed to the non-rotatable component (GG) via the first shifting element (B1') and also via the third shifting element (K2') to the third element (E13) of the first planetary gearset (RS1 ) is non-rotatably connectable (Figure 3), oriii. the second element (E22) of the second planetary gearset (RS2) can be connected in a torque-proof manner to the third element (E13) of the first planetary gearset (RS1) via the third shifting element (K2') and also to the fourth shaft ( 4) can be connected in a torque-proof manner (Figure 4), oriv. the second element (E12) of the first planetary gear set (RS1) can be fixed via the first switching element (B1) on the torque-proof component (GG) and the first element (E21) of the second planetary gear set ( RS2) via the third switching element (K2 ') with the fourth shaft (4) is non-rotatably connected (Figure 5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung, insbesondere ein stufenloses Planetengetriebe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeugantriebstrang gemäß Anspruch 11.The present invention relates to a power-split continuously variable transmission device, in particular a continuously variable planetary transmission, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a motor vehicle drive train according to claim 11.

Aus der US20160109002A1 ist ein solches stufenlos verstellbares Getriebe bekannt, das als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird.From the US20160109002A1 such a continuously variable transmission is known, which is considered to be the closest prior art.

Aus der WO2014179717 ist zudem ein stufenlos verstellbares Getriebe bekannt, umfassend eine Variator-Einheit, einen Plus-Planetenradsatz, einen Minus-Planetenradsatz und eine Anordnung mehrerer Kupplungen, das zwei Vorwärtsfahrbereiche und einen Rückwärtsfahrbereich bereitstellt.From the WO2014179717 a continuously variable transmission is also known, comprising a variator unit, a positive planetary gear set, a negative planetary gear set and an arrangement of a plurality of clutches, which provides two forward driving ranges and one reverse driving range.

Stufenlose Getriebe, auch CVT-Getriebe (Continously Variable Transmission) genannt, können beispielsweise mit Hilfe eines so genannten Variators das Übersetzungsverhältnis zwischen der kürzesten und der längsten Übersetzung stufenlos geregelt werden. Anders als bei typischen Getrieben, bei denen eine Reihe von vorbestimmten (diskreten) Übersetzungsverhältnissen vorgesehen sind. CVT-Getriebe können als ein mechanisches stufenloses Getriebe beispielsweise in der Form eines Umschlingungsgetriebes oder eines als ein Kegelring- oder Toroidgetriebe ausgeführtes Wälzkörpergetriebe ausgebildet sein.Continuously variable transmissions, also known as CVT transmissions (Continuously Variable Transmission), can, for example, use a so-called variator to continuously control the transmission ratio between the shortest and the longest transmission. Unlike typical transmissions, where a series of predetermined (discrete) gear ratios are provided. CVT transmissions can be embodied as a mechanical continuously variable transmission, for example in the form of a belt transmission or a rolling element transmission designed as a cone ring or toroidal transmission.

Die grundlegenden Wirkprinzipien mechanischer stufenloser Getriebe sind unabhängig von ihrer baulichen Ausführung immer gleich. So erfolgt die Leistungsübertragung ohne Umwandlung der Energieform kraftschlüssig durch den reibschlüssigen Kontakt von zwei oder mehr sich relativ zueinander bewegenden Kontaktkörpern, üblicherweise eine Primär- und eine Sekundärscheibe auch Primär- und Sekundärseite genannt, wobei beide Scheiben aus paarweise angeordneten Kegelscheiben gebildet sind und mit einem momentenübertragenden Umschlingungselement versehen sind, das zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren umläuft.The basic operating principles of mechanical continuously variable transmissions are always the same, regardless of their structural design. Thus, the power transmission takes place without conversion of the form of energy through the frictional contact of two or more contact bodies that move relative to one another, usually a primary and a secondary disk, also called the primary and secondary side, with both disks being formed from conical disks arranged in pairs and with a torque-transmitting disk Wrapping element are provided, which rotates between the two pairs of conical pulleys.

Je nach Bauart sind hierbei sehr hohe Volllastwirkungsgrade möglich, welche jene der Hydrostatik deutlich übersteigen. Das Übersetzungsverhältnis von mechanischen CVT wird stets durch deren wirksames Reibradienverhältnis bestimmt, d.h. die aktuelle Übersetzung wird durch den Laufradius des Umschlingungselementes definiert, der wiederum eine Funktion der axialen Position der Kegelscheiben ist, und ist damit geometrischen Grenzen unterworfen, welche eine unmittelbare Realisierung des Anfahrvorgangs verhindern.Depending on the design, very high full-load efficiencies are possible, which significantly exceed those of hydrostatics. The transmission ratio of mechanical CVTs is always determined by their effective friction radius ratio, i.e. the current transmission ratio is defined by the running radius of the belt element, which in turn is a function of the axial position of the conical pulleys, and is therefore subject to geometric limits that prevent the starting process from being implemented immediately .

Um diese Spreizungslimitierungen mechanischer CVT aufzuheben, ist es zweckmäßig, diese in leistungsverzweigenden Getriebestrukturen zu betreiben, wie beispielsweise in einer Kombination eines oder mehrerer Planetengetriebe mit einem stufenlosen Getriebe. Ein solches Getriebe, auch IVT-Getriebe genannt (Infinitely Variable Transmission), kann zwischen einem festen Übersetzungswert in einer Übertragungsrichtung beliebig ins Langsame, d.h. unendlich, oder auch in die Gegenrichtung, d.h. negativ, untersetzen, so dass sich die angetriebene Welle dreht, während die abgetriebene Welle steht.In order to eliminate these spreading limitations of mechanical CVTs, it is expedient to operate them in power-split transmission structures, such as a combination of one or more planetary gears with a continuously variable transmission. Such a transmission, also known as an IVT transmission (Infinitely Variable Transmission), can reduce between a fixed transmission value in one transmission direction to any desired level, i.e. infinitely, or in the opposite direction, i.e. negatively, so that the driven shaft rotates while the driven shaft stops.

So kann mit diesen durch einen blindleistungsbehafteten Betrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten die Spreizung des Variators derart erweitert werden, dass eine unmittelbare Realisierung des Anfahrvorgangs möglich wird, d.h., das Fahrzeug kommt bei Übersetzung „unendlich“ im Stand, bei laufendem Motor, ohne zusätzliche Trennkupplung aus.With these, the spread of the variator can be extended by operation at low speeds, which is subject to reactive power, in such a way that the starting process can be implemented immediately, i.e. the vehicle manages with an “infinite” ratio when stationary, with the engine running, without an additional separating clutch.

Durch die Verwendung als Leistungsverzeigungsgetriebe kann der Leistungsfluss über einen oder mehrere Leistungspfade geführt werden. Zum Beispiel kann die Leistung entlang eines ersten Pfads durch den Variator oder entlang eines zweiten Pfades durch das Planetengetriebe geführt werden. Die Leistung kann auch in den Variator zurückgeführt werden, wodurch die Belastung des Variators während des Betriebes des stufenlosen Getriebes erhöht wird.By using it as a power-split transmission, the power flow can be routed via one or more power paths. For example, power may be routed along a first path through the variator or along a second path through the planetary gear. Power can also be fed back into the variator, increasing the load on the variator during operation of the continuously variable transmission.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative stufenlose Getriebevorrichtung bereitzustellen, die einen einfachen Aufbau und eine kompakte Bauweise aufweist.The object of the present invention is to provide an alternative continuously variable transmission device which has a simple structure and a compact design.

Gemäß der Erfindung umfasst die Getriebevorrichtung eine als Antriebswelle ausgebildete erste Welle und eine als Abtriebswelle ausgebildete zweite Welle, einen ersten Planetenradsatz der zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet ist, einen mit dem ersten Planetenradsatz verbundenen und zwischen der Antriebswelle und Abtriebswelle angeordneten zweiten Planetenradsatz, eine Variator-Einheit, die ausgebildet ist, stufenlos Leistung von der Antriebswelle zum ersten Planetenradsatz zu übertragen, wobei ein erstes, zweites und drittes Schaltelement vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen über die Variator-Einheit und die Planetenradsätze unter Bereitstellung eines ersten, zweiten und dritten Fahrbereichs darstellbar sind.According to the invention, the transmission device comprises a first shaft designed as an input shaft and a second shaft designed as an output shaft, a first planetary gear set which is arranged between the input shaft and the output shaft, a second planetary gear set which is connected to the first planetary gear set and arranged between the input shaft and the output shaft, a Variator unit, which is designed to continuously transfer power from the drive shaft to the first planetary gear set, wherein a first, second and third switching element are provided, through their selective actuation different power flow guides over the variator unit and the planetary gear sets to provide a first, second and third driving range can be displayed.

Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes bzw. der Getriebevorrichtung zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten 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 angebunden wird.A “shaft” in the sense of the invention is a rotatable component of the transmission or the transmission device, via which associated components of the transmission are axially and/or radially non-rotatably connected to one another or via which such a connection can be produced upon actuation of a corresponding switching element. The respective shaft can also be present as an intermediate piece, via which a respective component is connected radially, for example.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, die Variator-Einheit an einem drehfesten Bauteil festgesetzt ist, eine Primärseite der Variator-Einheit mit der Antriebswelle und eine Sekundärseite der Variator-Einheit über eine dritte Welle mit einem ersten Element des ersten Planetenradsatzes drehfest verbunden ist.The invention now includes the technical teaching that the variator unit is fixed to a non-rotatable component, a primary side of the variator unit is non-rotatably connected to the drive shaft and a secondary side of the variator unit is connected via a third shaft to a first element of the first planetary gear set.

Eine mit einem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes und mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbundene vierte Welle ist über das zweite Schaltelement mit der Antriebswelle drehfest verbindbar.A fourth shaft, which is non-rotatably connected to a second element of the first planetary gear set and to a first element of the second planetary gear set, can be non-rotatably connected to the drive shaft via the second shifting element.

Ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes ist mit der Abtriebswelle drehfest verbunden, ein zweites Element des zweiten Planetenradsatzes ist an dem drehfesten Bauteil festgesetzt.A third element of the first planetary gear set is non-rotatably connected to the output shaft, a second element of the second planetary gear set is fixed to the non-rotatable component.

Nun ist entweder das zweite Element des ersten Planetenradsatzes zudem über das erste Schaltelement an dem drehfesten Bauteil festsetzbar und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes über das dritte Schaltelement mit der mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbundenen fünften Welle drehfest verbindbar (1).Now either the second element of the first planetary gear set can also be fixed via the first shifting element on the non-rotatable component and the third element of the first planetary gear set can be connected non-rotatably via the third shifting element to the fifth shaft, which is non-rotatably connected to the second element of the second planetary gear set ( 1 ).

Oder, das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ist über das erste Schaltelement an dem drehfesten Bauteil festsetzbar und zudem über das dritte Schaltelement mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes drehfest verbindbar ( 3).Or, the second element of the second planetary gearset can be fixed to the non-rotatable component via the first shifting element and can also be non-rotatably connected to the third element of the first planetary gearset via the third shifting element ( 3 ).

Oder, das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ist über das dritte Schaltelement mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes drehfest verbindbar und zudem über das erste Schaltelement mit der vierten Welle drehfest verbindbar (4).Or, the second element of the second planetary gear set can be connected in a torque-proof manner to the third element of the first planetary gear set via the third shifting element and can also be connected in a torque-proof manner to the fourth shaft via the first shifting element ( 4 ).

Oder das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ist über das erste Schaltelement an dem drehfesten Bauteil festsetzbar und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ist über das dritte Schaltelement mit der vierten Welle drehfest verbindbar (5).Or the second element of the first planetary gearset can be fixed to the non-rotatable component via the first shifting element and the first element of the second planetary gearset can be connected to the fourth shaft in a torque-proof manner via the third shifting element ( 5 ).

Mit anderen Worten ist bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung die Antriebswelle mit der Variator-Einheit drehfest verbindbar, während die Abtriebswelle drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung steht. Je nach Ausführungsform kann das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und damit die Abtriebswelle mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbindbar oder drehfest verbunden sein.In other words, in the transmission device according to the invention, the input shaft can be connected in a torque-proof manner to the variator unit, while the output shaft is connected in a torque-proof manner to the third element of the first planetary gear set. Depending on the embodiment, the third element of the first planetary gear set, and thus the output shaft, can be non-rotatably connectable or non-rotatably connected to the second element of the second planetary gear set.

Bei Betätigung des ersten Schaltelements wird die vierte Welle der Getriebevorrichtung und damit das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes an einem drehfesten Bauteil festgesetzt und damit an einer Drehbewegung gehindert, der zweite Planetenradsatz wird sozusagen verblockt. Wohingegen bei Betätigung des dritten Schaltelements die fünfte Welle und damit das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und damit mit der Abtriebswelle drehfest verbunden wird. Bei Betätigung des zweiten Schaltelements wird die vierte Welle und damit sowohl das zweite Element des ersten Planetenradsatzes sowie das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden.When the first switching element is actuated, the fourth shaft of the transmission device and thus the second element of the first planetary gear set and the first element of the second planetary gear set are fixed to a non-rotatable component and thus prevented from rotating, the second planetary gear set is blocked, so to speak. On the other hand, when the third shifting element is actuated, the fifth shaft and thus the third element of the second planetary gear set are connected in a rotationally fixed manner to the third element of the first planetary gear set and thus to the output shaft. When the second switching element is actuated, the fourth shaft and thus both the second element of the first planetary gear set and the first element of the second planetary gear set are non-rotatably connected to the drive shaft.

Im Unterschied hierzu bewirkt gemäß der ersten Variante ein Betätigen des ersten Schaltelements eine Festlegung des zweiten Elements des zweiten Planetenradsatzes an einem drehfesten Bauteil. Durch betätigen des ersten Schaltelements wird der zweite Planetenradsatz verblockt, da zusätzlich zum festgelegten dritten Element nun auch das zweite Element am drehfesten Bauteil festgesetzt ist und damit an einer Drehung gehindert wird. Anders ausgedrückt besteht quasi eine drehfeste Verbindung zwischen zweitem und drittem Element des zweiten Planetenradsatzes.In contrast to this, according to the first variant, an actuation of the first shifting element causes the second element of the second planetary gear set to be fixed to a non-rotatable component. By actuating the first switching element, the second planetary gear set is blocked, since in addition to the fixed third element, the second element is now also fixed on the non-rotatable component and is thus prevented from rotating. In other words, there is a quasi-rotatable connection between the second and third elements of the second planetary gear set.

Im Unterschied hierzu bewirkt gemäß der zweiten Variante ein Betätigen des ersten Schaltelements eine drehfeste Verbindung zwischen zweitem und erstem Element des zweiten Planetenradsatzes, sodass der zweite Planetenradsatz festgesetzt ist.In contrast to this, according to the second variant, an actuation of the first switching element causes a non-rotatable connection between the second and first element of the second planetary gear set, so that the second planetary gear set is fixed.

In der dritten Variante bewirkt die Betätigung des dritten Schaltelements eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes.In the third variant, the actuation of the third switching element causes a non-rotatable connection between the first element of the second planetary gear set and the second element of the first planetary gear set.

Bei dem drehfesten Bauteil des Getriebes handelt es sich erfindungsgemäß um eine permanent stillstehende Komponente des Getriebes, bevorzugt um ein Getriebegehäuse oder einen Teil eines derartigen Getriebegehäuses.According to the invention, the non-rotatable component of the transmission is a permanently stationary component of the transmission, preferably a transmission housing or a part of such a transmission housing.

Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe liegen das zweite und dritte Schaltelement als Kupplung vor, welche bei Betätigung jeweils die je zugehörigen rotierbaren Komponenten der Getriebevorrichtung in ihren Drehbewegungen einander angleichen und im Folgenden drehfest miteinander verbinden. Das erste Schaltelement hingegen kann als Bremse oder als Kupplung gestaltet sein. Als Bremse gestaltet, bremst sie bei Ansteuerung jeweils die je zugehörige Komponente des Getriebes auf Stillstand ab und setzt sie am drehfesten Bauteil fest.In the transmission according to the invention, the second and third shifting elements are in the form of a clutch, which, when actuated, align the respective rotatable components of the transmission device with one another in terms of their rotational movements and in Connect the following non-rotatably to each other. The first switching element, on the other hand, can be designed as a brake or as a clutch. Designed as a brake, when it is actuated, it brakes the corresponding component of the transmission to a standstill and fixes it to the non-rotating component.

Eine jeweilige drehfeste Verbindung der rotierbaren Elemente der Planetenradsätze ist erfindungsgemäß bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen realisiert, die dabei bei räumlich dichter Lage der Elemente auch als kurze axiale und/oder radiale Zwischenstücke vorliegen können. Konkret können die permanent drehfest miteinander verbundenen Elemente der Planetenradsätze dabei jeweils entweder als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Im zweitgenannten Fall werden dann die jeweiligen Elemente und die ggf. vorhandene Welle durch ein gemeinsames Bauteil gebildet, wobei dies insbesondere eben dann realisiert wird, wenn die jeweiligen Elemente im Getriebe räumlich dicht beieinander liegen.A respective non-rotatable connection of the rotatable elements of the planetary gear sets is preferably realized according to the invention via one or more intermediate shafts, which can also be present as short axial and/or radial intermediate pieces when the elements are spatially close together. In concrete terms, the elements of the planetary gearsets that are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner can each be present either as individual components that are connected to one another in a rotationally fixed manner or also in one piece. In the second-mentioned case, the respective elements and the shaft that may be present are then formed by a common component, this being realized in particular when the respective elements in the transmission are spatially close together.

Bei Elementen der Planetenradsätze, die erst durch Betätigung eines jeweiligen Schaltelements drehfest miteinander verbunden werden, wird eine Verbindung ebenfalls bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen verwirklicht.In the case of elements of the planetary gear sets which are only connected to one another in a rotationally fixed manner by actuation of a respective shifting element, a connection is also preferably implemented via one or more intermediate shafts.

Es hat sich herausgesellt, dass durch die Erfindung eine Getriebevorrichtung bereitgestellt werden kann, die einen einfachen Aufbau mit nur zwei Planetenradsätzen und drei Schaltelementen und eine kompakte Bauweise aufweist und sich zudem durch nur geringe Getriebeverluste auszeichnet. Anders als im nächstliegenden Stand der Technik, wo die Variator-Einheit für einzelne Fahrbereiche überbrückt wird, ist erfindungsgemäß die Leistung stets zumindest teilweise über die Variator-Einheit darstellbar ist, d.h. die Variator-Einheit ist bei allen drei Fahrbereichen beteiligt. Zudem weist das Getriebe nur geringe Bauteilbelastungen und insbesondere eine geringe Variatorbelastung auf. Die Getriebevorrichtung eignet sich besonders als Fron-Quer- oder Heck-Quer-Anordnung mit seitlichem Abtrieb.It has been found that the invention makes it possible to provide a transmission device that has a simple structure with only two planetary gear sets and three shifting elements and a compact design and is also characterized by only low transmission losses. In contrast to the closest prior art, where the variator unit is bypassed for individual driving ranges, according to the invention the power can always be represented at least partially via the variator unit, i.e. the variator unit is involved in all three driving ranges. In addition, the transmission has only low component loads and in particular a low variator load. The transmission device is particularly suitable as a front-transverse or rear-transverse arrangement with lateral output.

Prinzipiell sind die gängigsten mechanischen, hydrostatischen oder elektrischen Variatoren denkbar. Ausführungsbeispiele für mechanische Variatoren sind Kegelring- und Planetenrollenvariator. Ein Ausführungsbeispiel für hydrostatische Variatoren sind zwei Hydrostaten. Ein Ausführungsbeispiel für elektrische Variatoren sind zwei Elektromaschinen.In principle, the most common mechanical, hydrostatic or electric variators are conceivable. Examples of mechanical variators are cone ring and planetary roller variators. An embodiment of hydrostatic variators are two hydrostats. An embodiment of electric variators are two electric machines.

Entsprechend einer Ausführungsform ist es jedoch bevorzugt, dass die Variator-Einheit eine mechanische Variator-Einheit, besonders bevorzugt als Planetenrollenvariator ausgebildet ist, da ein solcher keine Drehrichtungsumkehr zwischen seinen beiden Seiten aufweist.According to one embodiment, however, it is preferred that the variator unit is a mechanical variator unit, particularly preferably designed as a planetary roller variator, since such a variator does not have a reversal of the direction of rotation between its two sides.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, ausgehend von einer Anschlussstelle der Antriebswelle der Getriebevorrichtung, dass die zwei Planetenradsätze axial benachbart angeordnet sind. Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Achse gemeint, entlang welcher der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz koaxial zueinander liegend angeordnet sind.In addition, starting from a connection point of the drive shaft of the transmission device, it is preferred that the two planetary gear sets are arranged axially adjacent. For the purposes of the invention, “axial” means an orientation in the direction of an axis along which the first planetary gear set and the second planetary gear set are arranged lying coaxially with one another.

Es ist bevorzugt, dass der erste Planetenradsatz als ein Minus-Planetenradsatz und der erste Planetenradsatz als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist, wobei es sich bei dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes um einen Planetenradträger und bei dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt, wobei es sich bei dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Hohlrad und bei dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes um einen Planetenradträger handelt.It is preferred that the first planetary gear set is designed as a minus planetary gear set and the first planetary gear set as a positive planetary gear set, the first element of the first planetary gear set being a sun gear, the second element of the first planetary gear set being a planet gear carrier and the third member of the first planetary gear set is a ring gear, the first member of the second planetary gear set is a sun gear, the second member of the second planetary gear set is a ring gear, and the third member of the second planetary gear set is a planet carrier.

Der Minus-Planetenradsatz ist auch als einfacher Planetenradsatz bekannt. Ein Minus-Planetenradsatz weist bekanntlich an einem Planetenradträger bzw. Steg verdrehbar gelagerte Planetenräder auf, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad dieses Planetenradsatzes kämmen, so dass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung entgegengesetzter Richtung dreht.The minus planetary gear set is also known as a simple planetary gear set. A negative planetary gear set has, as is known, rotatably mounted planetary gears on a planetary gear carrier or carrier, which mesh with the sun gear and the ring gear of this planetary gear set, so that the ring gear rotates in the opposite direction to the direction of rotation of the sun gear when the planetary gear carrier is fixed and the sun gear is rotating.

Ein Plus-Planetenradsatz weist bekanntlich an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte und miteinander in Zahneingriff stehende innere und äußere Planetenräder auf, wobei das Sonnenrad dieses Planetenradsatzes mit den inneren Planetenrädern und das Hohlrad dieses Planetenradsatzes mit den äußeren Planetenrädern kämmen, so dass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung gleicher Richtung dreht.As is known, a plus planetary gear set has inner and outer planetary gears which are rotatably mounted on its planetary gear carrier and mesh with one another, with the sun gear of this planetary gear set meshing with the inner planetary gears and the ring gear of this planetary gear set with the outer planetary gears, so that the ring gear can be rotated when the planetary gear carrier is fixed and rotating sun gear rotates in the same direction as the sun gear rotation.

Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minus-Planetenradsatz in einen Plus-Planetenradsatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minus-Planetenradsatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plus-Planetensatz durch einen Minus-Planetenradsatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetenradsatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren.Where it is possible to connect the individual elements, a minus planetary gear set can be converted into a plus planetary gear set, in which case the ring gear and planetary carrier connection must be swapped over compared to the design as a minus planetary gear set, and a gear ratio increased by one. Conversely, a plus planetary gear set could also be replaced by a minus planetary gear set, provided the connection of the transmission elements allows this. Here would then be compared to to exchange the ring gear and the planet carrier connection with each other in the plus planetary gear set, as well as to reduce a gear ratio by one.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass bei geschlossenem dritten Schaltelement ein variabler erster Fahrbereich, insbesondere ein erster Vorwärtsfahrbereich realisiert wird, und/oder wobei bei geschlossenem zweiten Schaltelement ein leistungsverzweigter zweiter Fahrbereich, insbesondere ein zweiter Vorwärtsfahrbereich realisiert wird, und/oder wobei bei geschlossenem ersten Schaltelement ein variabler dritter Fahrbereich, insbesondere ein erster Rückwärtsfahrbereich realisiert wird.It is also preferred that when the third shifting element is closed, a variable first driving range, in particular a first forward driving range, is realized and/or wherein a power-split second driving range, in particular a second forward driving range, is realized when the second shifting element is closed, and/or wherein the first shifting element is closed a variable third driving range, in particular a first reverse driving range, is implemented.

Es hat sich gezeigt, dass im zweiten Fahrbereich eine geringe Variatorbelastung darstellbar ist.It has been shown that a low variator load can be achieved in the second driving range.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Elektromaschine vorgesehen, deren Rotor mit einem der rotierbaren Bauteile des Getriebes drehfest gekoppelt ist, also mit der Antriebswelle, der Abtriebswelle, einer der Wellen bzw. der einem der drei Elemente der Planetenradsätze. Bevorzugt ist, dass ein Stator der Elektromaschine drehfest mit dem drehfesten Bauteil des Getriebes verbunden ist. Zudem kann die Elektromaschine hierbei insbesondere elektromotorisch und/oder generatorisch betrieben werden, 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 Bauteil 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, wie einen Ketten- oder Riementrieb, realisiert sein kann.In a further development of the invention, an electric machine is provided whose rotor is coupled in a torque-proof manner to one of the rotatable components of the transmission, ie to the input shaft, the output shaft, one of the shafts or one of the three elements of the planetary gear sets. It is preferred that a stator of the electric machine is connected in a rotationally fixed manner to the rotationally fixed component of the transmission. In addition, the electric machine can be operated in particular as an electric motor and/or as a generator in order to implement different functions. In particular, purely electric driving, boosting via the electric machine, braking and recuperation and/or synchronization in the transmission via the electric machine can be carried out. The rotor of the electric machine can be coaxial to the respective component or arranged off-axis to it, in which case in the latter case a coupling via one or more intermediate transmission stages, for example in the form of spur gear stages, or also a traction drive, such as a chain or belt drive , can be realized.

Bevorzugt ist der Rotor der Elektromaschine aber mit der Antriebswelle 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. Als Alternative kann aber auch eine separate Anfahrkupplung zur Anwendung kommen, welche zwischen der Elektromaschine und der Variator-Einheit positioniert ist.However, the rotor of the electric machine is preferably coupled in a torque-proof manner to the drive shaft, with purely electric driving of the motor vehicle being represented in a suitable manner as a result. More preferably, one or more of the switching elements are used as internal starting elements for electric driving. As an alternative, however, a separate starting clutch can also be used, which is positioned between the electric machine and the variator unit.

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 possible embodiment of the invention, which is implemented in particular in combination with the aforementioned arrangement of an electric machine, a separating clutch is also provided, via which the drive shaft can be connected in a torque-proof manner to a connecting shaft. The connecting shaft is then used within a motor vehicle drive train to connect to the drive motor. The provision of the separating clutch has the advantage that in the course of purely electric driving, a connection to the drive motor can be interrupted, which means that it is not dragged along. The separating clutch is preferably designed as a non-positive shifting element, such as a multi-plate clutch, but can also be present as a form-locking shifting element, such as a claw clutch or locking synchronization.

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 other components of the drive train following in the direction of power flow to the drive wheels of the motor vehicle. The drive shaft of the transmission is either permanently coupled in a rotationally fixed manner to a crankshaft of the internal combustion engine or can be connected to it via an intermediate separating clutch or a starting element, with a torsional vibration damper also being able to be provided between the internal combustion engine and transmission. 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 there can also be a connection to a longitudinal differential, via which distribution to several driven axles of the motor vehicle takes place. The axle drive or the longitudinal differential can be arranged with the transmission in a common housing. A torsional vibration damper can also be integrated into this housing.

Dass zwei Bauteile des Getriebes drehfest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Verbindung dieser Bauteile, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauteilen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauteil des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauteile sind starr miteinander gekoppelt.The fact that two components of the transmission are “connected” or “coupled” in a torque-proof manner or “are connected to one another” in the sense of the invention means a permanent connection of these components so that they cannot rotate independently of one another. In this respect, no switching element is provided between these components, which can be elements of the planetary gear sets and/or shafts and/or a non-rotatable component of the transmission, but the corresponding components are rigidly coupled to one another.

Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauteilen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Bauteile nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements 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 angekoppelten Bauteile in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauteile unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauteilen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauteile über das Schaltelement bezeichnet.If, on the other hand, a shifting element is provided between two components of the transmission, then these components are not permanently coupled to one another in a rotationally fixed manner, but instead a rotationally fixed coupling is only effected by actuating the shifting element in between. In this case, an actuation of the switching element within the meaning of the invention means that the switching element in question in a is transferred to the closed state and as a result the components directly coupled thereto are adjusted to one another in their rotational movements. If the shifting element in question is designed as a positive shifting element, the components that are directly connected to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed, while in the case of a non-positive shifting element, there may be speed differences between the components even after it is actuated. Within the scope of the invention, this desired or also undesired state is nevertheless referred to as a non-rotatable 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 features of the main claim or the claims dependent thereon. In addition, there are possibilities of combining individual features with one another, even if they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. Reference of the claims to the drawings by the use of reference signs is not intended to limit the scope of the claims.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen

  • 1 eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in einer bevorzugten ersten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;
  • 2 eine Schaltmatrix der Getriebevorrichtung gem. 1;
  • 3 eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in einer bevorzugten zweiten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;
  • 4 eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in einer bevorzugten dritten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;
  • 5 eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in einer bevorzugten vierten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;
  • 6 eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in einer bevorzugten vierten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;
  • 7 eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in einer bevorzugten vierten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht; und
  • 8 eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in einer bevorzugten vierten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht.
The invention is explained in more detail with reference to the following figures. Show it
  • 1 a transmission device according to the invention in a preferred first embodiment in a schematic view;
  • 2 a switching matrix of the transmission device acc. 1 ;
  • 3 a transmission device according to the invention in a preferred second embodiment in a schematic view;
  • 4 a transmission device according to the invention in a preferred third embodiment in a schematic view;
  • 5 a transmission device according to the invention in a preferred fourth embodiment in a schematic view;
  • 6 a transmission device according to the invention in a preferred fourth embodiment in a schematic view;
  • 7 a transmission device according to the invention in a preferred fourth embodiment in a schematic view; and
  • 8th a transmission device according to the invention in a preferred fourth embodiment in a schematic view.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer leistungsverzweigten stufenlosen Getriebevorrichtung 100 in Form eines mechanischen IVT-Getriebes, das im Bereich einer Antriebswelle 1 mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine direkt, d.h. ohne Kopplungsvorrichtung in Wirkverbindung steht. Die Antriebsmaschine kann eine Brennkraftmaschine in Form einer Dieselbrennkraftmaschine oder eines Benzinmotors sein. 1 shows a schematic representation of a power-split continuously variable transmission device 100 in the form of a mechanical IVT transmission, which is directly operatively connected in the region of a drive shaft 1 to a drive machine (not shown), ie without a coupling device. The prime mover can be an internal combustion engine in the form of a diesel internal combustion engine or a gasoline engine.

Ein von der Antriebsmaschine zur Verfügung stehendes und im Bereich der Antriebswelle 1 anliegendes Drehmoment ist über mehrere Leistungspfade führbar, wobei eine Variator-Einheit 10 zum Variieren einer Übersetzung des jeweiligen Leistungspfads vorgesehen ist, womit die Gesamtübersetzung der Getriebevorrichtung 100 über die Variator-Einheit 10 in gewünschtem Umfang stufenlos veränderbar ist.A torque that is available from the drive machine and is applied in the area of the drive shaft 1 can be routed over a number of power paths, with a variator unit 10 being provided for varying a transmission ratio of the respective power path, whereby the overall transmission ratio of the transmission device 100 via the variator unit 10 in is infinitely variable to the desired extent.

Die über die Leistungspfade geführten Anteile des getriebeeingangsseitig im Bereich der Antriebswelle 1 anliegenden Drehmomentes werden in Richtung der Abtriebswelle 2 geführt.The portions of the torque present on the transmission input side in the area of the drive shaft 1 that are routed via the power paths are routed in the direction of the output shaft 2 .

Die Getriebevorrichtung 100 umfasst ferner drei Schaltelemente B1, K2' und K1 und einen mit der Variator-Einheit 10 verbundenen ersten Planetenradsatz RS1. Zudem umfasst die Getriebevorrichtung 100 einen mit dem ersten Planetenradsatz RS1 verbundenen zweiten Planetenradsatz RS2. Das Schaltelement B1 ist als Bremse, die Schaltelemente K2', K1 sind als Kupplung ausgeführt. Der erste Planetenradsatz RS1 ist als einfacher (Minus-) Planetenradsatz, der zweite Planetenradsatz RS2 ist als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet.The transmission device 100 also includes three shifting elements B1 , K2 ′ and K1 and a first planetary gearset RS1 connected to the variator unit 10 . In addition, the transmission device 100 comprises a second planetary gear set RS2 connected to the first planetary gear set RS1. The switching element B1 is designed as a brake, the switching elements K2', K1 are designed as a clutch. The first planetary gear set RS1 is designed as a simple (minus) planetary gear set, the second planetary gear set RS2 is designed as a plus planetary gear set.

Für einen Minus- Planetenradsatz gilt folgende Nomenklatur: das erste Element ist das Sonnenrad, das zweite Element ist der Planetenträger bzw. Steg und das dritte Element ist das Hohlrad.The following nomenclature applies to a minus planetary gear set: the first element is the sun gear, the second element is the planet carrier or carrier and the third element is the ring gear.

Für einen Plus-Planetenradsatz gilt folgende Nomenklatur: das erste Element ist das Sonnenrad, das zweite Element ist das Hohlrad und das dritte Element ist der Planetenträger bzw. Steg.The following nomenclature applies to a plus planetary gear set: the first element is the sun gear, the second element is the ring gear and the third element is the planet carrier or spider.

Die Variator-Einheit 10, die Schaltelemente B1, B2 und K1 sowie die zwei Planetenradsätze RS1, RS2 sind zwischen Antriebswelle 1 und Abtriebswelle 2 der Getriebevorrichtung 100 angeordnet.The variator unit 10, the switching elements B1, B2 and K1 and the two planetary gear sets RS1, RS2 are arranged between the input shaft 1 and the output shaft 2 of the transmission device 100.

Der erste Planetenradsatz RS1 umfasst ein erstes, zweites und drittes Element E11, E12 und E13, wobei das erste Element E11 einem Sonnenrad SO1, das zweite Element E12 einem Planetenradträger PT1 und das dritte Element E13 einem Hohlrad HO1 entspricht.The first planetary gear set RS1 comprises a first, second and third element E11, E12 and E13, the first element E11 corresponding to a sun gear SO1, the second element E12 to a planet carrier PT1 and the third element E13 to a ring gear HO1.

In bekannter Weise kämmen das Sonnenrad SO1 mit einem oder mehreren an dem Planetenradträger PT1 drehbar gelagerten Planetenrädern PR1, die ihrerseits mit dem Hohlrad HO1 kämmen, so dass sich das Hohlrad HO1 bei festgehaltenem Planetenradträger PT1 und drehendem Sonnenrad SO1 in zur Sonnenraddrehrichtung entgegengesetzter Richtung dreht. Der Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über das Schaltelement B1 an einem als Getriebegehäuse ausgebildeten drehfesten Bauteil GG festsetzbar.In a known manner, the sun gear SO1 meshes with one or more on the planet gear carrier PT1 rotatably mounted planetary gears PR1, which in turn mesh with the ring gear HO1, so that the ring gear HO1 rotates in the opposite direction to the direction of rotation of the sun gear when the planetary gear carrier PT1 is fixed and the sun gear SO1 is rotating. The planetary gear carrier PT1 of the first planetary gear set RS1 can be fixed via the shifting element B1 to a non-rotatable component GG designed as a transmission housing.

Der zweite Planetenradsatz RS2 umfasst erstes, zweites und drittes Element E21, E22 und E23, wobei das erste Element E21 einem Sonnenrad SO2, das zweite Element E22 einem Hohlrad HO2 und das dritte Element E23 einem Planetenradträger PT2 entspricht. Innere und äußere Planetenräder PR21 bzw. PR22 sind an dem Planetenradträger PT2 drehbar gelagert.The second planetary gear set RS2 comprises first, second and third elements E21, E22 and E23, the first element E21 corresponding to a sun gear SO2, the second element E22 to a ring gear HO2 and the third element E23 to a planet carrier PT2. Inner and outer planetary gears PR21 and PR22 are rotatably mounted on the planetary gear carrier PT2.

In bekannter Weise kämmt das Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit den inneren Planetenrädern PR21 und das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit den äußeren Planetenrädern PR22, so dass sich das Hohlrad HO2 bei festgehaltenem Planetenradträger PT2 und drehendem Sonnenrad SO2 in zur Sonnenraddrehrichtung gleicher Richtung dreht.In a known manner, the sun gear SO2 of the second planetary gearset RS2 meshes with the inner planetary gears PR21 and the ring gear HO2 of the second planetary gearset RS2 with the outer planetary gears PR22, so that the ring gear HO2 rotates in the same direction as the sun gear rotation when the planetary gear carrier PT2 is fixed and the sun gear SO2 is rotating .

Die Variator-Einheit 10 weist eine Primärseite 11 und eine Sekundärseite 12 auf und ist am drehfesten Bauteil GG festgelegt. Die Primärseite 11 ist mit der Antriebswelle 1 der Getriebevorrichtung 100 drehfest verbunden. Die Sekundärseite 12 der Variator-Einheit 10 ist über eine dritte Welle 3 mit dem Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 drehfest verbunden. Zudem ist die Antriebswelle 1 über das Schaltelement K1 mit der vierten Welle 4 drehfest verbindbar.The variator unit 10 has a primary side 11 and a secondary side 12 and is fixed to the non-rotatable component GG. The primary side 11 is non-rotatably connected to the drive shaft 1 of the transmission device 100 . The secondary side 12 of the variator unit 10 is non-rotatably connected to the sun gear SO1 of the first planetary gear set RS1 via a third shaft 3 . In addition, the drive shaft 1 can be connected in a torque-proof manner to the fourth shaft 4 via the shifting element K1.

Das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit der fünften Welle 5 drehfest verbunden. Die fünfte Welle 5 wiederum kann über das Schaltelement K2' mit der Abtriebswelle 2 bzw. mit dem Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 drehfest verbunden werden. Ist das Schaltelement K2' aktiviert, so drehen Hohlrad HO1 und Hohlrad HO2 mit derselben Drehzahl in dieselbe Drehrichtung.The ring gear HO2 of the second planetary gear set RS2 is connected to the fifth shaft 5 in a torque-proof manner. The fifth shaft 5, in turn, can be connected in a torque-proof manner to the output shaft 2 or to the ring gear HO1 of the first planetary gearset RS1 via the shifting element K2'. If the switching element K2' is activated, the ring gear HO1 and ring gear HO2 rotate at the same speed in the same direction of rotation.

Der Steg PT2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist am drehfesten Bauteil GG festgesetzt. Dargestellt ist dies, durch eine Welle 0, die den Planetenradträger PT2 mit dem drehfesten Bauteil GG verbindet.The web PT2 of the second planetary gear set RS2 is fixed to the non-rotatable component GG. This is represented by a shaft 0, which connects the planet carrier PT2 with the non-rotating component GG.

Der Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die vierte Welle 4 mit dem Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbunden, sodass bei geschlossenem Schaltelement K1 die Antriebswelle 1 mit dem Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und mit dem Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbunden ist.The planet carrier PT1 of the first planetary gear set RS1 is connected to the sun gear SO2 of the second planetary gear set RS2 via the fourth shaft 4 in a torque-proof manner, so that when the shifting element K1 is closed, the drive shaft 1 is rotationally fixed to the planet gear carrier PT1 of the first planetary gear set RS1 and to the sun gear SO2 of the second planetary gear set RS2 connected is.

Zudem kann die vierte Welle 4 über das Schaltelement B1 am drehfesten Bauteil GG festgesetzt werden. Ist das Schaltelement B1 aktiviert, so werden der Steg PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und das Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 an der Drehung gehindert.In addition, the fourth shaft 4 can be fixed on the non-rotatable component GG via the switching element B1. If the switching element B1 is activated, then the carrier PT1 of the first planetary gear set RS1 and the sun gear SO2 of the second planetary gear set RS2 are prevented from rotating.

So lassen sich vorliegend in der Getriebevorrichtung 100 durch selektives Schalten der Schaltelemente B1, K2' und K1 zwei Übersetzungsbereiche bzw. Fahrbereiche V1 und V2 für Vorwärtsfahrt und ein Übersetzungsbereich bzw. Fahrbereich R1 für Rückwärtsfahrt darstellen. Der Wechsel zwischen den Fahrbereichen geschieht durch das wechselseitige Öffnen und Schließen zweier Schaltelemente in einem Drehzahlsynchronpunkt.In the present case, two transmission ranges or driving ranges V1 and V2 for forward travel and one transmission range or driving range R1 for reverse travel can be represented in the transmission device 100 by selectively shifting the shifting elements B1, K2′ and K1. The change between the driving ranges takes place through the alternating opening and closing of two switching elements at a speed synchronization point.

Um die Getriebevorrichtung 100 in radialer Richtung bauraumgünstig ausführen zu können, sind die Planetenradsätze RS1 und RS2 axial benachbart angeordnet. Der erste Planetenradsatz RS1 ist axial zwischen der Variator-Einheit 10 und dem zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet.In order to be able to design the transmission device 100 in a space-efficient manner in the radial direction, the planetary gear sets RS1 and RS2 are arranged axially adjacent. The first planetary gear set RS1 is arranged axially between the variator unit 10 and the second planetary gear set RS2.

Durch die Wahl geeigneter Übersetzungen können Sonnenrad SO1 und Steg PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit gleicher, aber entgegengesetzter Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden, sodass das abtreibende Hohlrad HO1 steht, d.h. dessen Drehzahl gleich Null ist. Wird nun die Drehzahl des Sonnenrad SO1 durch eine Verstellung der Variatorübersetzung verändert, beginnt das Hohlrad HO1 zu drehen. Das Fahrzeug fährt an. So kann in vorteilhafter Weise auf eine Anfahrkupplung verzichtet werden.By choosing suitable transmission ratios, the sun gear SO1 and carrier PT1 of the first planetary gear set RS1 can be operated at the same but opposite circumferential speed, so that the output ring gear HO1 is stationary, i.e. its speed is zero. If the speed of the sun gear SO1 is changed by adjusting the variator ratio, the ring gear HO1 begins to rotate. The vehicle drives off. A starting clutch can thus be dispensed with in an advantageous manner.

2 zeigt ein tabellarisches Schaltschema der Getriebevorrichtung 100. Aus dem Schaltschema geht hervor, dass zur Darstellung des ersten Fahrbereichs V1 für Vorwärtsfahrt das dritte Schaltelement K2' zu schließen ist, während die anderen Schaltelemente B1 und K1 in geöffnetem Betriebszustand vorliegen. Liegt eine entsprechende Anforderung zur Darstellung des zweiten Fahrbereichs V2 für Vorwärtsfahrt vor, ist das dritte Schaltelement K2' bei aktuell eingelegtem ersten Fahrbereich V1 für Vorwärtsfahrt zu öffnen und das zweite Schaltelement K1 zu schließen, während das erste Schaltelement B1 in geöffnetem Betriebszustand belassen wird. Liegt wiederum eine entsprechende Anforderung zur Darstellung des dritten Fahrbereichs R1 für Rückwärtsfahrt vor, ist das erste Schaltelement B1 zu schließen, während die Schaltelemente K1 und K2' in geöffnetem Betriebszustand zu überführen bzw. zu halten sind. Wie oben bereits beschrieben, handelt es sich bei den Schaltelementen B1 um eine Bremse und bei den Schaltelementen K1 und K2' um eine Kupplung. 2 shows a tabular shift pattern of the transmission device 100. The shift pattern shows that to represent the first driving range V1 for forward travel, the third shifting element K2' is to be closed while the other shifting elements B1 and K1 are in the open operating state. If there is a corresponding request to display the second driving range V2 for forward travel, the third switching element K2' is to be opened when the first driving range V1 for forward travel is currently engaged and the second switching element K1 is to be closed, while the first switching element B1 is left in the open operating state. If, in turn, there is a corresponding request to represent the third driving range R1 for reversing, the first switching element B1 is to be closed, while the switching elements K1 and K2' are to be transferred or kept in the open operating state. As already described above, the switching elements B1 are one Brake and the switching elements K1 and K2 'by a clutch.

Bei eingelegtem Fahrbereich V1 für Vorwärtsfahrt wird das gesamte über die Antriebswelle 1 in die Getriebevorrichtung 100 eingeleitete Drehmoment über die Variator-Einheit 10 in Richtung der Abtriebswelle 2 ohne Leistungsverzweigung geführt, womit der erste Fahrbereich V1 einen sogenannten Direktfahrbereich darstellt, dessen Spreizung der Spreizung der Variator-Einheit 10 entspricht.When the driving range V1 for forward travel is selected, the entire torque introduced into the transmission device 100 via the drive shaft 1 is routed via the variator unit 10 in the direction of the output shaft 2 without power splitting, whereby the first driving range V1 represents a so-called direct driving range, the spread of which is the spread of the variator -Unit 10 equals.

Bei eingelegtem Fahrbereich V2 für Vorwärtsfahrt wird ein geringerer erster Teil des über die Antriebswelle 1 in die Getriebevorrichtung 100 eingeleiteten Drehmoments über die Variator-Einheit 10 in Richtung der Abtriebswelle 2 und ein größerer zweiter Teil des Drehmoments über das Schaltelement K1 und die vierte Welle 4 in den ersten und zweiten Planetenradsatz RS1, RS2 geführt. Somit erfolgt der Leistungsfluss im Fahrbereich V2 leistungsverzweigt.When the driving range V2 for forward travel is selected, a smaller first part of the torque introduced into the transmission device 100 via the input shaft 1 is transferred via the variator unit 10 in the direction of the output shaft 2 and a larger second part of the torque via the shifting element K1 and the fourth shaft 4 in led the first and second planetary gearset RS1, RS2. Thus, the power flow in driving range V2 is power-split.

Bei eingelegtem Fahrbereich R1 für Rückwärtsfahrt wird das gesamte über die Antriebswelle 1 in die Getriebevorrichtung 100 eingeleitete Drehmoment über die Variator-Einheit 10 in Richtung der Abtriebswelle 2 ohne Leistungsverzweigung geführt, womit der dritte Fahrbereich R1 ebenfalls einen sogenannten Direktfahrbereich darstellt, dessen Spreizung der Spreizung der Variator-Einheit 10 entspricht.When driving range R1 is selected for reverse travel, the entire torque introduced into transmission device 100 via drive shaft 1 is routed via variator unit 10 in the direction of output shaft 2 without power splitting, which means that the third driving range R1 also represents a so-called direct driving range, the spread of which corresponds to the spread of the Variator unit 10 corresponds.

Eine Übersetzung der Getriebevorrichtung 100 ist innerhalb der Fahrbereiche V1, V2 und R1 über die Variator-Einheit 10 jeweils stufenlos variierbar.A transmission ratio of the transmission device 100 can be continuously varied within the driving ranges V1, V2 and R1 via the variator unit 10.

3 zeigt die Getriebevorrichtung 100 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu 1 ist der Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 nicht mehr am drehfesten Bauteil GG festsetzbar. Stattdessen kann das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 über das Schaltelement B1' am drehfesten Bauteil GG festgesetzt werden. Bei geschlossenem Schaltelement B1' wird das mit der fünften Welle 5 drehfest verbundene Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 am drehfesten Bauteil GG festgesetzt. Dadurch ist, wie bei der Getriebevorrichtung 100 gemäß 1 der gesamte erste Planetenradsatz RS1 festgesetzt. 3 shows the transmission device 100 in a further embodiment. In contrast to 1 the planetary gear carrier PT1 of the first planetary gear set RS1 can no longer be fixed on the non-rotatable component GG. Instead, the ring gear HO2 of the second planetary gear set RS2 can be fixed on the non-rotatable component GG via the shifting element B1'. When the shifting element B1' is closed, the ring gear HO1 of the first planetary gear set RS1, which is connected in a rotationally fixed manner to the fifth shaft 5, is fixed to the rotationally fixed component GG. As a result, as in the case of the transmission device 100 according to FIG 1 the entire first planetary gear set RS1 fixed.

4 zeigt die Getriebevorrichtung 100 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu 1 ist der Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 nicht mehr am drehfesten Bauteil GG festsetzbar. Stattdessen kann das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 über ein Schaltelement B1" mit der mit dem Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbundenen vierten Welle 4 drehfest verbunden werden. Da der Planetenradträger PT2 festgesetzt ist, bewirkt das Schließen des Schaltelements B1", dass der gesamte zweite Planetenradsatz RS2 festgesetzt ist und damit verblockt wird. Bei dieser Ausführungsform sind alle drei Schaltelemente als Kupplungen ausgeführt. 4 shows the transmission device 100 in a further embodiment. In contrast to 1 the planetary gear carrier PT1 of the first planetary gear set RS1 can no longer be fixed on the non-rotatable component GG. Instead, the ring gear HO2 of the second planetary gearset RS2 can be connected via a shifting element B1" to the fourth shaft 4, which is non-rotatably connected to the sun gear SO2 of the second planetary gearset RS2. Since the planetary gear carrier PT2 is fixed, closing the shifting element B1" causes the entire second planetary gear set RS2 is fixed and thus blocked. In this embodiment, all three switching elements are designed as clutches.

5 zeigt die Getriebevorrichtung 100 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu 1 ist das dritte Schaltelement nicht mehr am Hohlrad HO2 sondern am Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 angeordnet. Somit ist einerseits die Hohlrad-Hohlrad Verbindung nunmehr permanent drehfest ausgeführt. Anderseits kann das Sonnenrad SO2 über das Schaltelement K2' mit der vierten Welle 4 und damit mit dem Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 drehfest verbunden werden. 5 shows the transmission device 100 in a further embodiment. In contrast to 1 the third switching element is no longer arranged on the ring gear HO2 but on the sun gear SO2 of the second planetary gear set RS2. Thus, on the one hand, the ring gear-ring gear connection is now permanently non-rotatable. On the other hand, the sun gear SO2 can be connected in a torque-proof manner to the fourth shaft 4 and thus to the planetary gear carrier PT1 of the first planetary gearset RS1 via the shifting element K2'.

Für die Ausführungsformen gemäß der 3, 4 und 5 gilt das in 2 erläuterte Schaltschema, wobei bei 3 das Schaltelement B1 durch das Schaltelement B1' und bei 4 das Schaltelement B1 durch das Schaltelement B1" ersetzt wird.For the embodiments according to 3 , 4 and 5 does that apply in 2 explained circuit diagram, where at 3 the switching element B1 through the switching element B1 'and at 4 switching element B1 is replaced by switching element B1".

Die 6 bis 8 zeigen die Getriebevorrichtung 100 gemäß 1 in einer Hybridanwendung in drei Ausführungsformen. Für die Anbindung einer Elektromaschine EM eignet sich insbesondere die Antriebswelle 1.the 6 until 8th show the transmission device 100 according to FIG 1 in a hybrid application in three embodiments. Drive shaft 1 is particularly suitable for connecting an EM electric machine.

Nachfolgend ist in den 6 bis 8 erläutert, wie die jeweiligen Ausführungsformen der 1 und 3 bis 5 hybridisiert werden können. Die Hybridisierung wird am Beispiel der Ausführungsform gemäß 1 erläutert und ist sinngemäß auf die übrigen Ausführungsformen anzuwenden.Below is in the 6 until 8th explains how the respective embodiments of the 1 and 3 until 5 can be hybridized. The hybridization is exemplified according to the embodiment 1 explained and is to be applied mutatis mutandis to the other embodiments.

Das Getriebe gemäß 6 weist eine Elektromaschine EM auf, deren Stator S am drehfesten Bauteil GG festgesetzt ist, während ein Rotor R der Elektromaschine EM drehfest mit der Antriebswelle 1 verbunden ist. Des Weiteren kann die Antriebswelle 1 an der Anschlussstelle 1-A über eine zwischenliegende Trennkupplung K0, welche vorliegend als Lamellenschaltelement gestaltet ist, mit einer Anschlusswelle AN drehfest verbunden werden, welche wiederum mit einer Kurbelwelle der Antriebsmaschine verbunden ist (nicht dargestellt). Aufgrund der drehfesten Verbindung des Rotors R mit der Antriebswelle 1 ist die Elektromaschine EM koaxial zu der Antriebswelle 1 platziert.The gearbox according to 6 has an electric machine EM, the stator S of which is fixed to the non-rotatable component GG, while a rotor R of the electric machine EM is non-rotatably connected to the drive shaft 1 . Furthermore, the drive shaft 1 at the connection point 1-A can be connected in a rotationally fixed manner to a connecting shaft AN via an intermediate separating clutch K0, which is designed here as a multi-plate shifting element, which in turn is connected to a crankshaft of the drive engine (not shown). Due to the non-rotatable connection of the rotor R to the drive shaft 1, the electric machine EM is placed coaxially with the drive shaft 1.

Über die Elektromaschine EM kann dabei ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um die Antriebswelle 1 von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine nicht mitzuschleppen. Es können alle stufenlosen Fahrbereiche auch elektrisch genutzt werden. Ein Zustart in die verbrennungsmotorischen Fahrbereiche ist immer möglich. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 6 der Variante nach 1, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Purely electric driving can be implemented via the electric machine EM, in which case the separating clutch K0 is opened in order to decouple the drive shaft 1 from the connecting shaft AN and the internal combustion engine not to be carried along. All stepless driving ranges can also be used electrically. It is always possible to start in the combustion engine driving ranges. For the rest, the embodiment corresponds to 6 according to the variant 1 , so that reference is made to what has been described here.

Ferner zeigt 4 eine schematische Ansicht einer Getriebevorrichtung 100 gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche dabei weitestgehend der vorhergehenden Variante nach 3 entspricht. Unterschiedlich ist dabei, dass die Elektromaschine EM nicht koaxial, sondern achsversetzt zu der Antriebswelle 1 angeordnet ist. In der Folge sind auch ein - vorliegend nicht im Detail dargestellter - Rotor der Elektromaschine EM und die Antriebswelle 1 nicht drehfest miteinander verbunden, sondern über eine zwischenliegende Stirnradstufe SRS miteinander gekoppelt. Dabei ist ein Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS drehfest auf der Antriebswelle 1 platziert und kämmt mit einem Stirnrad SR2, das drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM angeordnet ist. Diese Eingangswelle EW stellt dann innerhalb der Elektromaschine EM die Verbindung zum Rotor her. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 4 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Furthermore shows 4 a schematic view of a transmission device 100 according to a further possible embodiment of the invention, which largely according to the previous variant 3 is equivalent to. The difference here is that the electric machine EM is not arranged coaxially but rather off-axis to the drive shaft 1 . As a result, a rotor—not shown in detail here—of the electric machine EM and the drive shaft 1 are not connected to one another in a torque-proof manner, but rather are coupled to one another via an intermediate spur gear stage SRS. A spur gear SR1 of the spur gear stage SRS is placed on the drive shaft 1 in a rotationally fixed manner and meshes with a spur gear SR2, which is arranged in a rotationally fixed manner on an input shaft EW of the electric machine EM. This input shaft EW then establishes the connection to the rotor within the electric machine EM. For the rest, the embodiment corresponds to 4 according to the variant 3 , so that reference is made to what has been described here.

Zudem ist in 5 eine schematische Darstellung einer Getriebevorrichtung 100 entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die ebenfalls wieder im Wesentlichen der Variante nach 3 entspricht. Wie schon bei der Ausgestaltung gemäß 4 ist dabei aber die Elektromaschine EM nicht koaxial, sondern achsversetzt zu der Antriebswelle 1 platziert. Eine drehfeste Koppelung zwischen der Antriebswelle 1 und einem - nicht dargestellten - Rotor der Elektromaschine EM ist dabei über einen Zugmitteltrieb ZT verwirklicht, der bevorzugt als Kettentrieb vorliegt. Dieser Zugmitteltrieb ZT koppelt dabei die Antriebswelle 1 mit einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM. Ansonsten entspricht die Variante nach 5 der Ausführungsform nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.In addition, 5 a schematic representation of a transmission device 100 is shown according to a further embodiment of the invention, which is also essentially the variant again 3 is equivalent to. As already in accordance with the design 4 However, the electric machine EM is not placed coaxially but rather off-axis to the drive shaft 1 . A non-rotatable coupling between the drive shaft 1 and a—not shown—rotor of the electric machine EM is implemented via a traction drive ZT, which is preferably present as a chain drive. This flexible drive ZT couples the drive shaft 1 to an input shaft EW of the electric machine EM. Otherwise, the variant corresponds to 5 according to the embodiment 3 , so that reference is made to what has been described here.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann eine Getriebevorrichtung 100 mit kompaktem Aufbau und einem guten Wirkungsgrad realisiert werden.A transmission device 100 with a compact structure and good efficiency can be realized by means of the configurations according to the invention.

BezugszeichenlisteReference List

11
Antriebswelledrive shaft
22
Abtriebswelleoutput shaft
33
dritte Wellethird wave
44
vierte Wellefourth wave
55
fünfte Wellefifth wave
1010
Variator-Einheitvariator unit
1111
Primärseiteprimary side
1212
Sekundärseitesecondary side
100100
Getriebevorrichtunggear device
AnAt
Anschlusswelleconnecting shaft
B1, B1', B1"B1, B1', B1"
erstes Schaltelementfirst switching element
E11E11
erstes Elementfirst item
E12E12
zweites Elementsecond element
E13E13
drittes Elementthird element
E21E21
erstes Elementfirst item
E22E22
zweites Elementsecond element
E23E23
drittes Elementthird element
EMEM
Elektromaschineelectric machine
EWEW
Eingangswelleinput shaft
GGGG
drehfestes Bauteilnon-rotatable component
HO1HO1
erstes Hohlradfirst ring gear
HO2HO2
zweites Hohlradsecond ring gear
K0K0
Trennkupplungdisconnect clutch
K1K1
zweites Schaltelementsecond switching element
K2'K2'
drittes Schaltelementthird switching element
RS1RS1
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
RS2RS2
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
SO1SO1
erstes Sonnenradfirst sun wheel
SO2SO2
zweites Sonnenradsecond sun wheel
PR1PR1
Planetenradplanet wheel
PR2PR2
Planetenradplanet wheel
PR21PR21
inneres Planetenradinner planet wheel
PR22PR22
äußeres Planetenradouter planet wheel
PT1PT1
erster Planetenradträgerfirst planet carrier
PT2PT2
zweiter Planetenradträgersecond planet carrier
R1R1
dritter Fahrbereichthird driving range
RR
Rotorrotor
SS
Statorstator
SRSSRS
Stirnradstufespur gear stage
SR1SR1
Stirnradspur gear
SR2SR2
Stirnradspur gear
ZTZT
Zugmitteltriebtraction drive
V1V1
erster Fahrbereichfirst driving area
V2v2
zweiter Fahrbereichsecond driving range

Claims (10)

Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung (100), umfassend eine als Antriebswelle (1) ausgebildete erste Welle und eine als Abtriebswelle (2) ausgebildete zweite Welle, einen ersten Planetenradsatz (RS1) der zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) angeordnet ist, einen mit dem ersten Planetenradsatz (RS1) verbundenen und zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) angeordneten zweiten Planetenradsatz (RS2), eine Variator-Einheit (10) die ausgebildet ist, stufenlos Leistung von der Antriebswelle (1) zum ersten Planetenradsatz (RS1) zu übertragen, wobei ein erstes Schaltelement (B1, B1', B1"), ein zweites Schaltelement (K1) und ein drittes Schaltelement (K2') vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen über die Variator-Einheit (10) und die Planetenradsätze (RS1, RS2) unter Bereitstellung eines ersten Fahrbereichs (V1), eines zweiten Fahrbereichs (V2) und eines dritten Fahrbereichs (R1) darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass - die Variator-Einheit (10) an einem drehfesten Bauteil (GG) festgesetzt ist, eine Primärseite (11) der Variator-Einheit (10) mit der Antriebswelle (1) und eine Sekundärseite (12) der Variator-Einheit (10) über eine dritte Welle (3) mit einem ersten Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbunden ist, - eine mit einem zweiten Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) und mit einem ersten Element (E21) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbundene vierte Welle (4) über das zweite Schaltelement (K1) mit der Antriebswelle (1) drehfest verbindbar ist, - ein drittes Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Abtriebswelle (2) drehfest verbunden ist, - ein zweites Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) an dem drehfesten Bauteil (GG) festgesetzt ist, - wobei i. das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) zudem über das erste Schaltelement (B1) an dem drehfesten Bauteil (GG) festsetzbar und das dritte Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) über das dritte Schaltelement (K2') mit der mit dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbundenen fünften Welle (5) drehfest verbindbar ist ( 1), oder ii. das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) über das erste Schaltelement (B1') an dem drehfesten Bauteil (GG) festsetzbar und zudem über das dritte Schaltelement (K2') mit dem dritten Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbindbar ist (3), oder iii. das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) über das dritte Schaltelement (K2') mit dem dritten Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbindbar und zudem über das erste Schaltelement (B1") mit der vierten Welle (4) drehfest verbindbar ist (4), oder iv. das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) über das erste Schaltelement (B1) an dem drehfesten Bauteil (GG) festsetzbar und das erste Element (E21) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) über das dritte Schaltelement (K2') mit der vierten Welle (4) drehfest verbindbar ist (5).Power-split continuously variable transmission device (100), comprising a first shaft designed as an input shaft (1) and a second shaft designed as an output shaft (2), a first planetary gear set (RS1) which is arranged between the input shaft (1) and the output shaft (2), a second planetary gear set (RS2) connected to the first planetary gear set (RS1) and arranged between the input shaft (1) and the output shaft (2), a variator unit (10) which is designed to continuously transfer power from the input shaft (1) to the first To transfer planetary gear set (RS1), wherein a first shifting element (B1, B1', B1"), a second shifting element (K1) and a third shifting element (K2') are provided, through the selective actuation of which different power flow guides via the variator unit ( 10) and the planetary gear sets (RS1, RS2) can be represented with the provision of a first driving range (V1), a second driving range (V2) and a third driving range (R1), since characterized in that - the variator unit (10) is fixed to a non-rotatable component (GG), a primary side (11) of the variator unit (10) with the drive shaft (1) and a secondary side (12) of the variator unit (10) via a third shaft (3) with a first element (E11) of the first planetary gear set (RS1) is connected in a torque-proof manner, - one with a second element (E12) of the first planetary gear set (RS1) and with a first element (E21) of the second planetary gear set (RS2) non-rotatably connected fourth shaft (4) via the second switching element (K1) to the input shaft (1) non-rotatably connected, - a third element (E13) of the first planetary gear set (RS1) non-rotatably to the output shaft (2). is connected, - a second element (E22) of the second planetary gear set (RS2) is fixed to the non-rotatable component (GG), - wherein i. the second element (E12) of the first planetary gearset (RS1) can also be fixed to the non-rotatable component (GG) via the first shifting element (B1) and the third element (E13) of the first planetary gearset (RS1) can be fixed via the third shifting element (K2'). the fifth shaft (5), which is non-rotatably connected to the second element (E22) of the second planetary gear set (RS2), can be non-rotatably connected ( 1 ), or ii. the second element (E22) of the second planetary gearset (RS2) can be fixed to the non-rotatable component (GG) via the first shifting element (B1') and also via the third shifting element (K2') to the third element (E13) of the first planetary gearset (RS1 ) is non-rotatably connectable ( 3 ), or iii. the second element (E22) of the second planetary gear set (RS2) can be connected in a torque-proof manner to the third element (E13) of the first planetary gear set (RS1) via the third shift element (K2') and also to the fourth shaft ( 4) is non-rotatably connectable ( 4 ), or iv. the second element (E12) of the first planetary gearset (RS1) can be fixed to the non-rotatable component (GG) via the first shifting element (B1) and the first element (E21) of the second planetary gearset (RS2) can be fixed via the third shifting element (K2') to the fourth shaft (4) can be connected in a torque-proof manner ( 5 ). Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Variator-Einheit (10) als mechanische Variator-Einheit (10) ausgebildet ist.Transmission device (100) after claim 1 , wherein the variator unit (10) is designed as a mechanical variator unit (10). Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zwei Planetenradsätze (RS1, RS2) axial benachbart angeordnet sind.Transmission device (100) after claim 1 or 2 , wherein the two planetary gear sets (RS1, RS2) are arranged axially adjacent. Getriebevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Planetenradsatz (RS1) als ein Minus-Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz (RS2) als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist, wobei - es sich bei dem ersten Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (RS1) um ein Sonnenrad (SO2), - bei dem zweiten Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) um einen Planetenradträger (PT1) und - bei dem dritten Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (RS1) um ein Hohlrad (HO1) handelt, wobei - es sich bei dem ersten Element (E21) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) um ein Sonnenrad (SO1), - bei dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) um ein Hohlrad (HO2) und - bei dem dritten Element (E23) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) um einen Planetenradträger (PT2) handelt.Transmission device (100) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the first planetary gear set (RS1) is designed as a minus planetary gear set and the second planetary gear set (RS2) is designed as a plus planetary gear set, with - the first element (E11) of the first planetary gear set (RS1) being a sun gear (SO2 ), - the second element (E12) of the first planetary gear set (RS1) is a planet carrier (PT1) and - the third element (E13) of the first planetary gear set (RS1) is a ring gear (HO1), where - it is at the first element (E21) of the second planetary gear set (RS2) by a sun gear (SO1), - in the second element (E22) of the second planetary gear set (RS2) by a ring gear (HO2) and - in the third element (E23) of the second Planetary gear set (RS2) is a planet carrier (PT2). Getriebevorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - bei geschlossenem dritten Schaltelement (K2') ein variabler erster Fahrbereich (V1) realisiert wird, und/oder - wobei bei geschlossenem zweiten Schaltelement (K1) ein leistungsverzweigter zweiter Fahrbereich (V2) realisiert wird, und/oder - wobei bei geschlossenem ersten Schaltelement (B1, B1', B1") ein variabler dritter Fahrbereich (R1) realisiert wird.Transmission device (100) according to any one of the preceding claims, wherein - When the third switching element (K2') is closed, a variable first driving range (V1) is implemented, and/or - A power-split second driving range (V2) being implemented when the second switching element (K1) is closed, and/or - A variable third driving range (R1) being implemented when the first switching element (B1, B1', B1") is closed. Getriebevorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Elektromaschine (EM) vorgesehen ist, deren Rotor (R) mit der Antriebswelle (1), mit einer der Wellen (3 bis 5), mit einer der Elemente (E11, E12, E13, E21, E22, E23) der Planetenradsätze (RS1, RS2), oder mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist.Transmission device (100) according to one of the preceding claims, in which an electric machine (EM) is provided, the rotor (R) of which is connected to the drive shaft (1), to one of the shafts (3 to 5), to one of the elements (E11, E12, E13, E21, E22, E23) of the planetary gear sets (RS1, RS2), or with the output shaft (2). Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei eine Trennkupplung (K0) vorgesehen ist, über welche die Antriebswelle (1) mit einer Anschlusswelle (An) drehfest verbindbar ist.Transmission device (100) after claim 6 , A separating clutch (K0) being provided, via which the drive shaft (1) can be connected in a torque-proof manner to a connecting shaft (An). Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Elektromaschine (EM) koaxial zur Antriebswelle (1) angeordnet ist.Transmission device (100) after claim 6 or 7 , wherein the electric machine (EM) is arranged coaxially to the drive shaft (1). Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Elektromaschine (EM) achsparallel zur Antriebswelle (1) angeordnet ist.Transmission device (100) after claim 6 or 7 , wherein the electric machine (EM) is arranged axially parallel to the drive shaft (1). Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend eine Getriebevorrichtung (100) nach einem oder auch mehreren der Ansprüche 1 bis 9.Motor vehicle drive train, comprising a transmission device (100) according to one or more of Claims 1 until 9 .
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