WO2017108310A1 - Getriebe für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2017108310A1
WO2017108310A1 PCT/EP2016/078454 EP2016078454W WO2017108310A1 WO 2017108310 A1 WO2017108310 A1 WO 2017108310A1 EP 2016078454 W EP2016078454 W EP 2016078454W WO 2017108310 A1 WO2017108310 A1 WO 2017108310A1
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planetary gear
gear set
switching element
transmission
operating
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PCT/EP2016/078454
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Inventor
Viktor Warth
Uwe Griesmeier
Martin Brehmer
Peter Ziemer
Johannes Kaltenbach
Stefan Beck
Raffael Kuberczyk
Michael Wechs
Stephan Scharr
Eckehard MÜNCH
Bernd Knöpke
Matthias Horn
Jens Moraw
Julian KING
Juri Pawlakowitsch
Gerhard Niederbrucker
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a motor vehicle, as well as a motor vehicle drive train with such a transmission.
  • a transmission refers to a multi-speed transmission, i. H.
  • Such transmissions are predominantly used in motor vehicles in order to represent a suitable driving range of the respective motor vehicle.
  • From DE 10 2004 030 115 A1 discloses a transmission for a motor vehicle, in which a plurality of planetary gear sets are provided between a drive shaft and an output shaft, which each consist of a sun gear, a ring gear and a respective planet web. Further, a plurality of switching elements are provided by the selective actuation of the planetary gear sets are coupled to each other to define different gears between the input and the output shaft. Overall, seven forward gears between the drive shaft and the output shaft can be switched.
  • a transmission comprises a drive shaft and an output shaft, and a first, a second and a third planetary gear set.
  • the planetary gear sets each comprise a plurality of elements each in the form of a sun gear, depending a ring gear and a respective planet web, wherein the planetary gear sets serve to guide a flow of power from the drive shaft to the output shaft.
  • a first, a second, a third, a fourth and a fifth switching element are provided by the selective actuation of the planetary gear sets under different forward gears between input and output shaft are coupled to each other.
  • the first element of the first planetary gear set is permanently fixed against rotation and thus permanently prevented from rotating, whereas the second element of the first planetary gear set is rotatably connected to the drive shaft.
  • the third element of the first planetary gear set can be rotatably coupled to the first element of the second planetary gear set, which is also rotatably fixable by means of the first switching element to a housing of the transmission.
  • the third element of the second planetary gear set can be connected in a rotationally fixed manner via the second shift element to the drive shaft and secondly by means of the third shift element to the second element of the third planetary gear set, which is non-rotatably coupled to the output shaft.
  • the first element of the third planetary gear set is rotatably connected to the drive shaft and the second planetary gear via the fifth switching element blockable.
  • the first element of the first planetary gear set fixed to a housing and thus permanently prevented from rotating, while the second element of the first planetary gear and the first element of the third planetary gear is permanently rotatably coupled to the drive shaft. Furthermore, the second element of the third planetary gear set is rotationally fixed to the output shaft is in communication.
  • the third element of the first planetary gear set By closing the fourth switching element, the third element of the first planetary gear set rotatably coupled to the first element of the second planetary gear set, while an actuation of the first switching element pulls a setting of the first element of the second planetary gearset on the housing.
  • Closing of the fifth switching element leads to a blocking of the second tarpaulin. tenradsatzes, whereas the second switching element when driving the third element of the second planetary gear rotatably coupled to the drive shaft.
  • the third element of the second planetary gear set can also be rotatably connected via the third switching element in its operation with the second element of the third planetary gear set and thus with the output shaft.
  • the second, the third, the fourth and the fifth switching element are each designed as clutches, which in operation rotatable components of the transmission in their rotational movements match each other, while the first switching element is present as a brake that when driven the respective rotatable component of the transmission Stops standstill and locks on the housing.
  • An inventively ausgestaltetes transmission is characterized by a compact design, low component loads and a good gear efficiency.
  • the second element of the second planetary gear set is permanently non-rotatably connected to the third element of the third planetary gear set.
  • seven forward gears between the drive shaft and the output shaft can be represented by selectively closing each of two of the five shift elements.
  • a first forward gear is switched by operating the first and the fifth switching element, while a second forward gear is formed by closing the first and the third switching element.
  • a third forward speed results by operating the first and second shift elements, while a fourth forward speed is switchable by operating the second and third shift elements.
  • the fourth forward speed may also be represented by closing the second and fifth shift elements or by operating the third and fifth shift elements.
  • a fifth forward speed is formed by operating the second and fourth switching elements.
  • a sixth forward speed by closing the third and the fourth switching element and a seventh forward gear by operating the fourth and the fifth switching element connected.
  • a sixth switching element and a seventh switching element are also provided, wherein the second element of the second planetary gear set on the one hand via the sixth switching element rotatably connected to the third element of the third planetary gear set and on the other hand by means of the seventh switching element on the housing can be fixed.
  • the second element of the second planetary gear set is not permanently connected to the third element of the third planetary gear set, but can be rotatably coupled via the sixth switching element with this or fixed by means of the seventh switching element on the housing.
  • the sixth and the seventh switching element can be combined to form a double switching element, since they are not operated at the same time. As a result, a compact structure in this area can be achieved.
  • seven forward gears between the drive shaft and the output shaft can be represented by selectively closing three each of the then seven switching elements.
  • a first forward gear is switched by operating the first, the fifth and the sixth switching element, while a second forward gear through Closing the first, the third and the sixth switching element is formed.
  • a third forward speed results by operating the first, second and sixth shift elements
  • a fourth forward speed is switchable by operating the second, third and sixth shift elements.
  • the fourth forward speed may also be represented by closing the second, fifth and sixth shifting elements or by actuating the third, fifth and sixth shifting elements.
  • a fifth forward speed is formed by operating the second, the fourth and the sixth switching element.
  • a sixth forward speed is switched by closing the third, fourth and sixth shifting elements and a seventh forward speed by operating the fourth, fifth and sixth shifting elements.
  • a reverse gear can be displayed by operating the third, the fourth and the seventh switching element.
  • a reverse gear can thus be realized for a drive via the drive machine preceding the transmission.
  • This can be realized as an alternative or as a supplement to an arrangement of an electric machine in order to be able to realize a reverse drive of the motor vehicle in the event of a failure of the electric machine.
  • a blocking of the second planetary gear set is represented by the fifth switching element by the first element and the second element of the second planetary gear set or alternatively the first element and the third element of the second planetary gear set or alternatively the second element and the third element of the second planetary gear rotatably coupled to each other. In all three cases in each case the required blocking of the second planetary gear set is achieved.
  • an electric machine whose rotor is rotatably coupled to one of the elements of the planetary gear sets.
  • a stator of the electric machine is rotatably connected to the housing of the transmission, wherein the electric machine in this case can be operated by electric motor and / or also as a generator to realize different functions.
  • the electric machine in this case can be operated by electric motor and / or also as a generator to realize different functions.
  • the electric machine in this case can be operated by electric motor and / or also as a generator to realize different functions.
  • purely electric driving, boosting via the electric machine, braking and recuperation and / or synchronization in the transmission via the electric machine can be performed.
  • the rotor of the electric machine is preferably coupled to the third element of the first planetary gear set, whereby a purely electrical reverse drive of the motor vehicle is represented in a suitable manner.
  • the first forward gear is engaged in the transmission and introduced via the electric machine, an opposite rotational movement, so that the reverse movement of the motor vehicle takes place in the ratio of the first forward gear.
  • the gear ratio of the first forward gear can be used for both the forward and the reverse.
  • the first element of the first planetary gear set is fixed permanently rotatably and the second element of the first planetary gear is constantly connected to the drive shaft, regardless of the respective gear is a fixed ratio between the drive shaft and the third element of the first planetary gear set.
  • the rotor of the electric machine rotates in each gear at a higher speed than the drive shaft, so that the electric machine can be designed for higher speeds and lower torque, whereby the electric machine is smaller and cheaper to manufacture.
  • the first planetary gear is involved in the formation of the gears. Thus, no additional planetary gear set is required to form the pretranslation for the electric machine.
  • the third element of the first planetary gear set also has a speed in each gear. The gearbox therefore allows in each gear both a power output and a power consumption by means of the electric machine.
  • a separating clutch is provided, via which the drive shaft with a connecting shaft rotatably connected.
  • the connecting shaft then serves within a motor vehicle drive train of the connection to the drive machine.
  • the provision of the separating clutch has the advantage that in the course of purely electric driving, a connection to the drive machine is interrupted. can, so that this is not dragged.
  • the separating clutch is preferred as a form-locking switching element, such as designed as a jaw clutch or locking synchronization, but may also just as well as non-positive switching element, such as a multi-plate clutch present.
  • the transmission can in principle be preceded by a starting element, for example a hydrodynamic torque converter or a friction clutch.
  • This starting element can then also be part of the transmission and serves to design a start-up process by allowing a slip speed between the internal combustion engine and the drive shaft of the transmission.
  • one of the switching elements of the transmission or the possibly existing separating clutch may be formed as such a starting element by it or they as
  • Friction switching element is present.
  • the respective planetary gear set is present as a minus planetary gear set, wherein each of the respective first element of the respective planetary gear is a respective sun gear, in the respective second element of the respective planetary gear set to a respective planet web and the respective third element of the respective planetary gear set is a respective ring gear.
  • a minus planetary set is composed in a manner known in principle to the person skilled in the art from the elements sun gear, planet carrier and ring gear, the planet carrier guiding at least one but preferably several planetary gears, which in each case mesh both with the sun gear and with the surrounding ring gear.
  • the second and the third planetary gear set then one or more planetary gear sets are designed as such Minusplaneten accounts.
  • all three planetary gear sets are available as minus planetary gear sets, which makes it possible to realize a particularly compact design.
  • the respective planetary gear set is in the form of a positive planetary gear set, the respective first element of the respective planetary gear set then being a respective sun gear, the respective second element of the respective planetary gear set being a respective ring gear and the respective ring gear third element of each planetary gear set is about a respective planetary web.
  • the elements sun gear, ring gear and planetary bridge are also present, the latter at least one pair of planetary leads, in which one planetary gear with the inner sun gear and a planet gear with the surrounding ring gear meshing, and the planetary gears mesh with each other.
  • one or more planetary gear sets can be designed as such positive planetary gear sets.
  • a minus planetary set can be replaced by a Plusplanetensatz, in which case compared to the execution as Minusplanetensatz the Hohlrad- and the Planetensteganitati to swap with each other, as well as a gearbox ratio is increased by one.
  • all planetary gear sets are designed as Minusplaneten accounts.
  • one or more switching elements are each realized as non-positive switching elements.
  • Non-positive switching elements have the advantage that they can be switched under load, so that a change between the courses without interruption of traction is enforceable.
  • the first switching element and / or in the case of one embodiment of the invention each designed as a form-locking switching element, such as a dog clutch or lock synchronization.
  • a form-locking switching element such as a dog clutch or lock synchronization.
  • a form-fitting switching element has the advantage over a non-positive switching element that only slight drag torques occur in the opened state, so that a higher efficiency can be realized.
  • connection points of the input and output shafts are coaxial with one another.
  • the connection points the input and the output shaft to be realized at opposite axial ends of the transmission or at one and the same axial end.
  • the third planetary gear set has the greatest axial distance from the outer interface of the drive shaft, such an arrangement being particularly suitable for the application of the transmission in a motor vehicle with a drive train aligned parallel to the direction of travel of the motor vehicle.
  • the third planetary gear set In the arrangement of the interfaces of the input and output shafts at one axial end, the third planetary gear set then preferably has the shortest axial distance to the outer interface of the drive shaft, wherein the outer interface of the output shaft then preferably has a toothing, which with a toothing one to the drive shaft axis the gear axially parallel arranged shaft meshes.
  • the axle differential of a drive axle is then arranged on this shaft. This type of arrangement is then particularly suitable for use in a motor vehicle with a transversely oriented to the direction of travel of the motor vehicle drive train.
  • the transmission according to the invention is in particular part of a motor vehicle drive train and is then arranged between a drive motor of the motor vehicle designed in particular as an internal combustion engine and further components of the drive train following in the direction of power flow to drive wheels of the motor vehicle.
  • the drive shaft of the transmission is either permanently non-rotatably coupled to a crankshaft of the internal combustion engine or connected via an intermediate disconnect clutch or a starting element with this, between the engine and transmission also a torsional vibration damper can be provided.
  • the transmission within the motor vehicle drive train is then preferably coupled to an axle drive of a drive axle of the motor vehicle, although here also a connection to a longitudinal differential may be present, via which a distribution takes place on a plurality of driven axles of the motor vehicle.
  • a switching element is provided between two components of the transmission, these components are not permanently coupled to one another in a rotationally fixed manner, but a rotationally fixed coupling is first made via the intermediate switching element.
  • an actuation of the switching element in the sense of the invention means that the relevant switching element is transferred into a closed state and, as a result, the components connecting thereto are made to rotate in their rotational movements.
  • the relevant switching element as a form-locking switching element over this rotatably interconnected components are running at the same speed, while in the case of a non-positive switching element can also exist after pressing desselbigen speed differences between the components.
  • This intentional or unwanted state is still referred to in the context of the invention as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.
  • Fig. 1 is a schematic view of a motor vehicle drive train, in which a transmission according to the invention is used;
  • Fig. 2 is a schematic view of a transmission according to a first embodiment of the invention;
  • Fig. 3 is a schematic representation of a transmission according to a second
  • Fig. 4 is a schematic view of a transmission according to a third
  • Fig. 5 is a schematic representation of a transmission according to a fourth
  • Fig. 6 is a schematic view of a transmission according to a fifth
  • Fig. 7 is a schematic representation of a transmission according to a sixth
  • Fig. 8 is an exemplary circuit diagram of the transmission of Figs. 2 to 7;
  • Fig. 9 is a schematic view of a transmission according to a seventh embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is an exemplary circuit diagram of the transmission of FIG. 9.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a motor vehicle drive train in which an internal combustion engine VKM is connected to a transmission G via an intermediate torsional vibration damper TS.
  • the transmission G On the output side, the transmission G is followed by an axle drive AG, via which a drive power is distributed to drive wheels DW of a drive axle of the motor vehicle.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the transmission G according to a first embodiment of the invention.
  • the transmission G comprises a first planetary gear set P1, a second planetary gear set P2 and a third planetary gear set P3.
  • Each of the planetary gear P1, P2 and P3 each have a first element E11 or E12 or E13, depending on a second element E21 or E22 or E23 and a third element E31 or E32 or E33.
  • the respective first element E11 or E12 or E13 is always formed by a sun gear of the respective planetary P1 or P2 and P3, while the respective second element E21 or E22 or E23 of the respective planetary P1 or P2 and P3 than ever a planetary bridge is present.
  • the still remaining, third element E31 or E32 or E33 is then formed by a respective ring gear.
  • the Planetenrad arrangements P1, P2 and P3 are thus present in each case designed as Minusplaneten accounts in which the respective planetary web, but preferably rotatably mounted a plurality of planet gears, which are each in detail with the radially inner sun gear and with the surrounding ring gear in meshing engagement.
  • individual or all planetary P1, P2, P3 could be designed as a so-called Plus planetary sets, in which a respective planet web carries at least one planetary, from the planetary gears with a planetary gear with a radially inner sun gear and a planet a radially surrounding ring gear meshing, and the planet gears of the pair of wheels mesh with each other.
  • the transmission G comprises a total of five switching elements in the form of a first switching element B1, a second switching element K1, a third switching element K2, a fourth switching element K3 and a fifth
  • Switching element K4 which are each present as non-positive switching elements and are preferably designed as a lamellae switching elements.
  • the first switching element B1 sets when pressed the first element E12 of the second planetary gear set P2 on the housing GG, wherein the first element E12 also on the one hand via the fourth switching element K3 in its operation with the third element E31 of the first Planetary gear P1 and on the other by driving the fifth switching element K4 with the second element E22 of the second planetary gear P2 can be rotatably connected.
  • the latter leads to a blocking of the second planetary gear set P2.
  • the second element E22 of the second planetary gear set P2 is also permanently connected to the third element E33 of the third planetary gear set P3 rotationally fixed.
  • the first element E11 of the first planetary gear set P1 is permanently fixed to the housing GG, whereas the second element E21 of the first planetary gear P1 is rotatably connected to a drive shaft GW1 of the transmission G.
  • the drive shaft GW1 is still permanently non-rotatably connected to the first element E13 of the third planetary gear set P3 and can be rotatably coupled by actuation of the second switching element K1 with the third element E32 of the second planetary gear set P2.
  • the third element E32 of the second planetary gear set P2 is then also rotatably connected by actuation of the third switching element K2 with the second element E23 of the third planetary gear set P3, which is permanently non-rotatably connected to an output shaft GW2 of the transmission G in combination.
  • the three planetary gear sets P1, P2 and P3 are arranged axially in the order of the first planetary gear set P1, the second planetary gear set P2 and the third planetary gear set P3.
  • the drive shaft GW1 and the output shaft GW2 each have connection points GW1-A and GW2-A, which are provided coaxially with each other at opposite axial ends of the transmission G.
  • the first planetary gear set P1 is located immediately adjacent to the connection point GW1-A of the drive shaft GW1, while the third planetary gear set P3 thereof is furthest away and placed immediately adjacent to the connection point GW2-A of the output shaft GW2. While the output shaft GW2 within the motor vehicle drive train shown in Fig.
  • the gear G also has an electric machine EM, whose stator S is fixed to the gear housing GG, while a rotor R of the electric machine EM is rotatably connected to the third element E31 of the first planetary gear P1.
  • a purely electric driving can be realized via the electric machine EM, in which case the separating clutch K0 is opened in order to decouple the drive shaft GW1 from the connecting shaft AN and not to drag the internal combustion engine VKM along.
  • Fig. 3 shows a schematic view of a transmission G according to a second embodiment of the invention, which substantially corresponds to the variant shown in Fig. 2.
  • the arrangement of the three planetary gear sets P1, P2 and P3 has been changed and also the connection points GW1-A and GW2-A of the drive shaft GW1 and the output shaft GW2 are provided at one and the same axial end of the transmission G.
  • the third planetary gear set P3 is provided immediately adjacent to the two connection points GW1-A and GW2-A, in which case the second planetary gear set P2 and the first planetary gear set P1 follow.
  • connection point GW2- A has a toothing, which meshes in the installed state of the transmission G with an associated toothing of a shaft, not shown.
  • This shaft is then arranged axially parallel to the input and output shafts GW1 and GW2, it being possible for an axle drive to be arranged on this shaft.
  • the transmission G shown in Fig. 3 is suitable for use in a motor vehicle drive train, which is aligned transversely to the direction of travel of the motor vehicle.
  • the transmission G in FIG. 3 corresponds to the connection of the individual components of the previous variant according to FIG. 2, so that reference is made to the description described here.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a transmission G according to a third embodiment of the invention.
  • This corresponds largely to the variant of FIG. 2, in contrast to the fifth Switching element K4 is provided between the first element E12 of the second planetary gear P2 and the third element E32 of the second planetary gear P2 and the two elements E12 and E32 rotatably connected to each other when actuated. Accordingly, a blocking of the second planetary gearset is accordingly caused when closing the fifth switching element K4.
  • the embodiment according to FIG. 4 corresponds to the variant according to FIG. 2, so that reference is made to what is described here.
  • Fig. 5 shows a schematic view of a transmission G according to a fourth embodiment of the invention, which largely corresponds to the previous variant of FIG. 4.
  • the arrangement of the three planetary gear sets P1, P2 and P3 was changed and also the connection points GW1-A and GW2-A of the drive shaft GW1 and the output shaft GW2 at one and the same axial end of the transmission G. intended.
  • the third planetary gear set P3 is provided immediately adjacent to the two connection points GW1-A and GW2-A, in which case the second planetary gear set P2 and the first planetary gear set P1 follow.
  • connection point GW2-A again has a toothing, which meshes in the installed state of the transmission G with an associated toothing of a shaft, not shown.
  • This shaft is then arranged axially parallel to the input and output shafts GW1 and GW2, it being possible for an axle drive to be arranged on this shaft.
  • the transmission G shown in Fig. 5 is suitable for use in a motor vehicle drive train, which is again aligned transversely to the direction of travel of the motor vehicle. Otherwise, the gear G in FIG. 5 corresponds with regard to the connection of the individual components of the preceding variant according to FIG. 4, so that reference is made to the description described here.
  • FIG. 6 shows a transmission G according to a fifth embodiment of the invention, which likewise essentially corresponds to the variant from FIG. 2. It is different, however, that the fifth switching element K4 upon actuation of the second element E22 of the second planetary gear set P2 and the third element E32 of the second planetary wheel set rotatably connected to each other and thereby causes the blocking of the second planetary gear set P2.
  • the embodiment of FIG. 6 of the variant of FIG. 2 speaks, so that reference is made to the above-described.
  • Fig. 7 shows a schematic view of a transmission G according to a sixth embodiment of the invention.
  • the arrangement of the three planetary gear sets P1, P2 and P3 changed and also the connection points GW1-A and GW2-A of the drive shaft GW1 and the output shaft GW2 were provided at one and the same axial end of the transmission G.
  • the third planetary gear set P3 is provided immediately adjacent to the two connection points GW1-A and GW2-A, in which case the second planetary gear set P2 and the first planetary gear set P1 follow.
  • the connection point GW2-A again has a toothing, which meshes in the installed state of the transmission G with an associated toothing of a shaft, not shown.
  • the transmission G shown in Fig. 7 is suitable for use in a motor vehicle drive train, which is again aligned transversely to the direction of travel of the motor vehicle. Otherwise, the gear G in FIG. 7 corresponds with regard to the connection of the individual components of the preceding variant according to FIG. 6, so that reference is made to the description described here.
  • Fig. 8 is an exemplary circuit diagram for the respective gear G of FIGS. 2 to 7 shown in tabular form.
  • a total of seven forward gears 1 to 7 can be realized, wherein in the columns of the circuit diagram is marked with an X respectively, which of the switching elements B1, K1, K2, K3 and K4 in which of the forward gears 1 to 7 each is closed.
  • the switching elements B1, K1, K2, K3 and K4 in which of the forward gears 1 to 7 each is closed In each of the forward gears 1 to 7 are in each case two of the switching elements B1, K1, K2, K3, K4 closed, in a successive circuit of the forward gears 1 to 7, with the exception of a fourth forward gear 4.3, each one of the switching elements involved to open and another switching element is to be concluded in the following.
  • a first forward gear 1 is switched by actuating the first shift element B1 and the fifth shift element K4, a second forward gear 2 being formed therefrom by opening the fifth shift element K4 and subsequently the third shift element K2 is closed.
  • a third forward gear 3 by the third switching element K2 in turn opened and the second switching element K1 is closed.
  • a fourth forward gear 4.1 then results in a first variant by opening the first shift element B1 and closing the third shift element K2.
  • both the first switching element B1, and the second switching element K1 to open and to close the switching elements K2 and K4.
  • two switching elements must be opened and two other switching elements must be closed.
  • a fifth forward speed 5 is then switched by operating the second shift element K1 and the fourth shift element K3, starting from this, changing to a sixth forward speed 6 by opening the second shift element K1 and operating the third shift element K2. Finally, starting from the sixth forward gear 6 can be switched to a seventh forward gear 7 by the third switching element K2 is opened and the fifth switching element K4 is actuated.
  • the switching elements B1, K1, K2, K3, K4 are each designed as non-positive switching elements and in particular as a multi-plate switching elements.
  • the first switching element B1 could also be realized as a form-locking switching element, such as, for example, as a dog clutch or lock synchronization.
  • a reverse drive of the motor vehicle can not in the case of the transmission G of FIGS. 2 to 7 on the internal combustion engine VKM but only purely on the Electric machine EM can be realized, which for this purpose initiates a correspondingly oriented rotational movement, wherein in the transmission G then preferably also the first forward gear 1 is switched.
  • the separating clutch K0 In order not to drag along the internal combustion engine VKM, the separating clutch K0 must be opened accordingly.
  • FIG. 9 shows a seventh embodiment of a transmission G according to the invention, which in turn largely corresponds to the variant from FIG. 2.
  • a sixth switching element K5 and a seventh switching element B2 are still provided, wherein the second element E22 of the second planetary gear set P2 can be rotatably connected via the sixth switching element K5 with the third element E33 of the third planetary gear set P3, whereas an actuation of the seventh switching element B2 has a setting of the second element E22 on the housing GG result.
  • the sixth switching element K5 and the seventh switching element B2 are designed as positive switching elements and combined to form a double switching element.
  • the gear G in FIG. 9 corresponds with regard to the connection of the individual components of the variant according to FIG. 2, so that reference is made to what is described here.
  • FIG. 10 an exemplary circuit diagram of the transmission G from FIG. 9 is shown in tabular form in FIG. 10, a representation of seven forward gears 1 to 7 substantially corresponding to that described with reference to FIG. 8. The only difference here is that in the forward gears 1 to 7 each still the sixth switching element K5 is to be operated.
  • a reverse gear R1 can now also be switched during internal combustion engine driving by actuating the switching elements K2, K3 and B2.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1 ), eine Abtriebswelle (GW2), drei Planetenradsätze (P1, P2, P3) sowie zumindest fünf Schaltelemente (B1, K1, K2, K3, K4) aufweist, wobei durch selektives Betätigen der zumindest fünf Schaltelemente (B1, K1, K2, K3, K4) sieben Vorwärtsgänge (1 - 7) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar sind, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G).

Description

Getriebe für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem solchen Getriebe. Vorliegend bezeichnet ein Getriebe ein mehrgängiges Getriebe, d. h. es sind mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen einer An- und einer Abtriebsseite des Getriebes durch Betätigung entsprechender Schaltelemente schaltbar, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Je nach Anordnung der Schaltelemente handelt es sich bei diesen um Kupplungen oder auch um Bremsen. Derartige Getriebe kommen überwiegend in Kraftfahrzeugen zur Anwendung, um einen geeigneten Fahrbereich des jeweiligen Kraftfahrzeuges darstellen zu können.
Aus der DE 10 2004 030 115 A1 geht ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug hervor, bei welchem zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle mehrere Planetenradsätze vorgesehen sind, welche sich jeweils aus je einem Sonnenrad, je einem Hohlrad und je einem Planetensteg zusammensetzen. Ferner sind mehrere Schaltelemente vorgesehen, durch deren selektive Betätigung die Planetenradsätze untereinander koppelbar sind, um unterschiedliche Gänge zwischen der An- und der Abtriebswelle zu definieren. Insgesamt können dabei sieben Vorwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle geschaltet werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ausgestaltung zu dem im Stand der Technik bekannten Getriebe mit zumindest sieben Vorwärtsgängen zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, bei welchem ein vorgenanntes Getriebe zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 15.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, sowie einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetenradsatz. Die Planetenradsätze umfassen jeweils mehrere Elemente in Form je eines Sonnenrades, je eines Hohlrades und je eines Planetensteges, wobei die Planetenradsätze dem Führen eines Kraftflusses von der Antriebswelle zu der Abtriebswelle dienen. Dazu sind ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen, durch deren selektive Betätigung die Planeten radsätze unter Schaltung unterschiedlicher Vorwärtsgänge zwischen An- und Abtriebswelle untereinander koppelbar sind.
Dabei ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest festgesetzt und damit permanent an einer Drehbewegung gehindert, wohingegen das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist. Durch Schließen des vierten Schaltelements kann das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest gekoppelt werden, welches zudem mittels des ersten Schaltelements an einem Gehäuse des Getriebes drehfest festsetzbar ist. Ferner kann das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes zum einen über das zweite Schaltelement drehfest mit der Antriebswelle und zum anderen mittels des dritten Schaltelements mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden werden, welches drehfest mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Schließlich ist das erste Element des dritten Planetenradsatzes drehfest mit der Antriebswelle verbunden und der zweite Planetenradsatz über das fünfte Schaltelement verblockbar.
Mit anderen Worten ist also bei den Planetenradsätzen das erste Element des ersten Planetenradsatzes an einem Gehäuse festgesetzt und damit permanent an einer Drehbewegung gehindert, während das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und auch das erste Element des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Ferner steht das zweite Element des dritten Planeten radsatzes drehfest mit der Abtriebswelle in Verbindung steht.
Durch Schließen des vierten Schaltelements wird das dritte Element des ersten Planeten radsatzes drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt, während eine Betätigung des ersten Schaltelements ein Festsetzen des ersten Elements des zweiten Planetenradsatzes am Gehäuse nach sich zieht. Ein Schließen des fünften Schaltelements führt zu einem Verblocken des zweiten Plane- tenradsatzes, wohingegen das zweite Schaltelement bei Ansteuerung das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit der Antriebswelle koppelt. Das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes kann zudem über das dritte Schaltelement bei dessen Betätigung mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes und damit mit der Abtriebswelle drehfest verbunden werden.
Folglich sind das zweite, das dritte, das vierte und das fünfte Schaltelement jeweils als Kupplungen gestaltet, welche bei Betätigung rotierbare Komponenten des Getriebes in ihren Drehbewegungen einander angleichen, während das erste Schaltelement als Bremse vorliegt, das bei Ansteuerung die jeweilige rotierbare Komponente des Getriebes auf Stillstand abbremst und am Gehäuse festsetzt.
Ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Getriebe zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen und einen guten Verzahnungswirkungsgrad aus.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden. In Weiterbildung dieser Ausführungsform können dabei sieben Vorwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch selektives Schließen von je zwei der fünf Schaltelemente dargestellt werden.
Dabei wird ein erster Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten und des fünften Schaltelements geschaltet, während ein zweiter Vorwärtsgang durch Schließen des ersten und des dritten Schaltelements gebildet wird. Des Weiteren ergibt sich ein dritter Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten und des zweiten Schaltelements, während ein vierter Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten und des dritten Schaltelements schaltbar ist. Alternativ dazu kann der vierte Vorwärtsgang auch durch Schließen des zweiten und des fünften Schaltelements oder durch Betätigen des dritten und des fünften Schaltelements dargestellt werden. Zudem wird ein fünfter Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten und des vierten Schaltelements gebildet. Schließlich werden ein sechster Vorwärtsgang durch Schließen des dritten und des vierten Schaltelements und ein siebter Vorwärtsgang durch Betätigen des vierten und des fünften Schaltelements geschaltet.
Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeuges geeignete Übersetzungsreihe realisiert. Mit Ausnahme der dritten Variante für den vierten Vorwärtsgang ist für eine aufeinanderfolgende Schaltung der Vorwärtsgänge entsprechend ihrer Reihenfolge dabei stets der Zustand von je zwei Schaltelementen zu variieren, indem eines der am vorhergehenden Vorwärtsgang beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement zur Darstellung des nachfolgenden Vorwärtsganges zu schließen ist. Dies hat dann auch zur Folge, dass ein Schalten zwischen den Gängen sehr zügig ablaufen kann.
Alternativ zu der vorgenannten Ausführungsform sind zudem ein sechstes Schaltelement und ein siebtes Schaltelement vorgesehen sind, wobei das zweite Element des zweiten Planeten radsatzes einerseits über das sechste Schaltelement drehfest mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindbar und andererseits mittels des siebten Schaltelements am Gehäuse festsetzbar ist. In diesem Fall ist also das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes nicht permanent mit dem dritten Element des dritten Planeten radsatzes verbunden, sondern kann über das sechste Schaltelement drehfest mit diesem gekoppelt oder aber mittels des siebten Schaltelements am Gehäuse festgesetzt werden. Das sechste und das siebte Schaltelement können dabei zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein, da diese nicht zeitgleich zu betätigen sind. Hierdurch kann ein kompakter Aufbau in diesem Bereich erzielt werden.
Auch in Weiterbildung der vorgenannten alternativen Ausführungsform können sieben Vorwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch selektives Schließen von je drei der dann insgesamt sieben Schaltelemente dargestellt werden.
Hierbei wird ein erster Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten, des fünften und des sechsten Schaltelements geschaltet, während ein zweiter Vorwärtsgang durch Schließen des ersten, des dritten und des sechsten Schaltelements gebildet wird. Des Weiteren ergibt sich ein dritter Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten, des zweiten und des sechsten Schaltelements, während ein vierter Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten, des dritten und des sechsten Schaltelements schaltbar ist. Alternativ dazu kann der vierte Vorwärtsgang auch durch Schließen des zweiten, des fünften und des sechsten Schaltelements oder durch Betätigen des dritten, des fünften und des sechsten Schaltelements dargestellt werden. Zudem wird ein fünfter Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten, des vierten und des sechsten Schaltelements gebildet. Schließlich werden ein sechster Vorwärtsgang durch Schließen des dritten, des vierten und des sechsten Schaltelements und ein siebter Vorwärtsgang durch Betätigen des vierten, des fünften und des sechsten Schaltelements geschaltet. Zudem kann ein Rückwärtsgang durch Betätigen des dritten, des vierten und des siebten Schaltelements dargestellt werden.
Vorteilhafterweise kann bei der vorgenannten Ausführungsform somit ein Rückwärtsgang für einen Antrieb über die dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine realisiert werden. Dies kann dabei alternativ oder auch ergänzend zu einer Anordnung einer Elektromaschine verwirklicht sein, um im Falle eines Ausfalls der Elektroma- schine dennoch eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges verwirklichen zu können.
Erfindungsgemäß wird ein Verblocken des zweiten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement dargestellt, indem dieses bei Betätigung das erste Element und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes oder alternativ dazu das erste Element und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes oder alternativ dazu das zweite Element und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander koppelt. In allen drei Fällen wird jeweils das erforderliche Verblocken des zweiten Planetenradsatzes erreicht.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Elektromaschine vorgesehen, deren Rotor mit einem der Elemente der Planetenradsätze drehfest gekoppelt ist. Bevorzugt ist dann ein Stator der Elektromaschine drehfest mit dem Gehäuse des Getriebes verbunden, wobei die Elektromaschine hierbei elektromotorisch und/oder auch generatorisch betrieben werden kann, um unterschiedliche Funktionen zu realisieren. Insbesondere kann dabei ein rein elektrisches Fahren, ein Boosten über die Elektromaschine, ein Abbremsen und Rekuperieren und/oder ein Synchronisieren im Getriebe über die Elektromaschine vollzogen werden. Bevorzugt ist der Rotor der Elektromaschine dabei mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes gekoppelt, wobei hierdurch eine rein elektrische Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges auf geeignete Art und Weise dargestellt wird. Hierzu wird insbesondere der erste Vorwärtsgang im Getriebe geschaltet und über die Elektromaschine eine entgegengesetzte Drehbewegung eingeleitet, so dass die Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges im Übersetzungsverhältnis des ersten Vorwärtsganges stattfindet. In der Folge kann das Übersetzungsverhältnis des ersten Vorwärtsganges sowohl für die Vorwärts- als auch für die Rückwärtsfahrt genutzt werden.
Da das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest festgesetzt ist und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit der Antriebswelle verbunden ist, ergibt sich unabhängig von dem jeweils geschalteten Gang eine feste Übersetzung zwischen der Antriebswelle und dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes. Dabei dreht der Rotor der Elektromaschine in jedem Gang mit einer höheren Drehzahl als die Antriebswelle, so dass die Elektromaschine für höhere Drehzahlen und geringerem Drehmoment ausgelegt werden kann, wodurch die Elektromaschine kleiner und kostengünstiger herzustellen ist. Darüber hinaus ist der erste Planetenradsatz an der Bildung der Gänge beteiligt. Es ist also kein zusätzlicher Planetenradsatz zur Bildung der Vorübersetzung für die Elektromaschine erforderlich. Das dritte Element des ersten Planetenradsatzes weist zudem in jedem Gang eine Drehzahl auf. Das Getriebe ermöglicht daher in jedem Gang sowohl eine Leistungsabgabe als auch eine Leistungsaufnahme mittels der Elektromaschine.
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 wer- den kann, wodurch diese nicht mitgeschleppt wird. Die Trennkupplung ist dabei bevorzugt als formschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation ausgeführt, kann aber ebenso gut auch als kraftschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise als Lamellenkupplung, vorliegen.
Generell kann dem Getriebe prinzipiell ein Anfahrelement vorgeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes oder die evtl. vorhandene Trennkupplung als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es bzw. sie als
Reibschaltelement vorliegt.
Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass der jeweilige Planetenradsatz als Minusplanetenradsatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad handelt. Ein Minusplanetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein bevorzugt aber mehrere Planetenräder führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen. Von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Planetenradsatz sind dann ein oder auch mehrere Planetenradsätze als derartige Minusplanetensätze gestaltet. Besonders bevorzugt liegen alle drei Planetenradsätze als Minusplanetensätze vor, wodurch sich ein besonders kompakter Aufbau realisieren lässt.
Alternativ oder auch ergänzend dazu liegt der jeweilige Planetenradsatz als Plusplanetensatz vor, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg handelt. Bei einem Plusplanetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen. Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe können ein o- der auch mehrere Planetenradsätze als derartige Plusplanetensätze ausgeführt sein.
Wo möglich, kann ein Minusplanetensatz durch einen Plusplanetensatz ersetzt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minusplanetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Wie bereits erwähnt, sind aber bevorzugt alle Planetenradsätze als Minusplanetensätze ausgeführt.
In Weiterbildung der Erfindung sind ein oder mehrere Schaltelemente jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente realisiert. Kraftschlüssige Schaltelemente haben den Vorteil, dass sie auch unter Last geschaltet werden können, so dass ein Wechsel zwischen den Gängen ohne Zugkraftunterbrechung vollziehbar ist. Besonders bevorzugt ist aber das erste Schaltelement und/oder im Falle der einen Ausführungsform der Erfindung das sechste und/oder das siebte Schaltelement jeweils als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation. Denn das erste Schaltelement ist an den ersten drei Vorwärtsgängen beteiligt, so dass bei einer aufeinanderfolgenden Schaltung der Gänge hier nur ein Öffnen des betreffenden Schaltelements zu vollziehen ist. Im Falle des sechsten und des siebten Schaltelements wird ein Umschalten zwischen beiden Schaltelementen im Stillstand des Kraftfahrzeuges vollzogen, so dass auch hier kein Schaltvorgang unter Last zu vollziehen ist. Ein formschlüssiges Schaltelement hat gegenüber einem kraftschlüssigen Schaltelement den Vorteil, dass im geöffneten Zustand nur geringe Schleppmomente auftreten, so dass sich ein höherer Wirkungsgrad realisieren lässt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegen Anschlussstellen der An- und der Abtriebswelle koaxial zueinander. Hierbei können die Anschlussstellen der An- und der Abtriebswelle an gegenüberliegenden, axialen Enden des Getriebes oder aber auch an ein und demselben axialen Ende realisiert sein. Bei einer Anordnung der Anschlussstellen an gegenüberliegenden axialen Enden weist dabei der dritte Planetenradsatz den größten axialen Abstand zur äußeren Schnittstelle der Antriebswelle auf, wobei sich eine solche Anordnung besonders zur Anwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug mit parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang eignet. Bei der Anordnung der Schnittstellen von An- und Abtriebswelle an einem axialen Ende weist der dritte Planetenradsatz dann bevorzugt den kürzesten axialen Abstand zur äußeren Schnittstelle der Antriebswelle auf, wobei die äußere Schnittstelle der Abtriebswelle dann bevorzugt eine Verzahnung aufweist, welche mit einer Verzahnung einer zur Antriebswellenachse des Getriebes achsparallel angeordneten Welle kämmt. Besonders bevorzugt ist auf dieser Welle dann das Achsdifferential einer Antriebsachse angeordnet. Diese Art der Anordnung eignet sich dann besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.
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.
Dass zwei Komponenten des Getriebes„drehfest miteinander verbunden sind" meint im Sinne der Erfindung eine permanente Verbindung dieser Komponenten, so dass diese mit ein und derselben Drehzahl laufen. Insofern ist zwischen diesen Kompo- nenten, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze oder auch Wellen oder ein Gehäuse des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Komponenten sind starr miteinander verbunden.
Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Komponenten des Getriebes vorgesehen, so sind diese Komponenten nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erste über das zwischenliegende Schaltelement vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran anknüpfenden Komponenten in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber drehfest miteinander verbundenen Komponenten unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Komponenten bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Komponenten über das Schaltelement bezeichnet.
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 o- der 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.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, in welchem ein erfindungsgemäßes Getriebe zur Anwendung kommt; Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer zweiten
Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer dritten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer vierten
Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer fünften
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer sechsten
Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
Fig. 8 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den Fig. 2 bis 7;
Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 10 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus Fig. 9.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, in welchem eine Verbrennungskraftmaschine VKM über einen zwischenliegenden Torsi- onsschwingungsdämpfer TS mit einem Getriebe G verbunden ist. Dem Getriebe G ist abtriebsseitig ein Achsgetriebe AG nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder DW einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird.
Aus Fig. 2 geht eine schematische Darstellung des Getriebes G gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hervor. Wie zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G einen ersten Planetenradsatz P1 , einen zweiten Planetenradsatz P2 und einen dritten Planetenradsatz P3. Jeder der Planetenradsätze P1 , P2 und P3 weist je ein erstes Element E11 bzw. E12 bzw. E13, je ein zweites Element E21 bzw. E22 bzw. E23 und je ein drittes Element E31 bzw. E32 bzw. E33 auf. Das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 bzw. E13 ist dabei stets durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 gebildet, während das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 als je ein Planetensteg vorliegt. Das jeweils noch verbleibende, dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 wird dann durch ein jeweiliges Hohlrad gebildet.
Die Planetenradsätze P1 , P2 und P3 sind vorliegend also jeweils als Minusplanetensätze gestaltet, bei welchen der jeweilige Planetensteg ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die jeweils im Einzelnen mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und auch mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff stehen. Dort wo es die Anbindung zulässt, könnten aber auch einzelne oder auch alle Planetenradsätze P1 , P2, P3 als sogenannte Plusplanetensätze ausgeführt werden, bei welchem ein jeweiliger Planetensteg mindestens ein Planetenradpaar trägt, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit einem radial innenliegenden Sonnenrad und ein Planetenrad mit einem radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff stehen, sowie die Planetenräder des Radpaares untereinander kämmen. Im Vergleich zu einer jeweiligen Ausführung als Minusplanetensatz müsste dann das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 durch das jeweilige Hohlrad und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 durch den jeweiligen Planetensteg gebildet und zudem eine Getriebestandübersetzung um eins erhöht werden.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G insgesamt fünf Schaltelemente in Form eines ersten Schaltelements B1 , eines zweiten Schaltelements K1 , eines dritten Schaltelements K2, eines vierten Schaltelements K3 und eines fünften
Schaltelements K4, welche jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente vorliegen und bevorzugt als Lamellenschaltelemente ausgeführt sind. Das erste Schaltelement B1 setzt dabei bei Betätigung das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 am Gehäuse GG fest, wobei das erste Element E12 zudem zum einen über das vierte Schaltelement K3 bei dessen Betätigung mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und zum anderen durch Ansteuerung des fünften Schaltelements K4 mit dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest verbunden werden kann. Letzteres führt zu einem Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2. Das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist ferner mit dem dritten Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 permanent drehfest verbunden.
Des Weiteren ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 permanent am Gehäuse GG festgesetzt, wohingegen das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest mit einer Antriebswelle GW1 des Getriebes G verbunden ist. Abgesehen von dem zweiten Element E21 ist die Antriebswelle GW1 noch permanent drehfest mit dem ersten Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden und kann durch Betätigung des zweiten Schaltelements K1 drehfest mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 gekoppelt werden. Das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist dann noch zudem durch Betätigung des dritten Schaltelements K2 drehfest mit dem zweiten Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 verbindbar, welches permanent drehfest mit einer Abtriebswelle GW2 des Getriebes G in Verbindung steht.
Die drei Planetenradsätze P1 , P2 und P3 sind axial in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1 , zweiter Planetenradsatz P2 und dritter Planetenradsatz P3 angeordnet. Die Antriebswelle GW1 und die Abtriebswelle GW2 weisen jeweils Anschlussstellen GW1-A bzw. GW2-A auf, die koaxial zueinander liegend an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes G vorgesehen sind. Hierbei liegt der erste Planetenradsatz P1 unmittelbar benachbart zur Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 , während der dritte Planetenradsatz P3 hiervon am weitesten entfernt und unmittelbar benachbart zu der Anschlussstelle GW2-A der Abtriebswelle GW2 platziert ist. Während die Abtriebswelle GW2 innerhalb des in Fig. 1 dargestellten Kraftfahrzeugantriebsstranges an der Anschlussstelle GW2-A drehfest mit einer Antriebsseite des nachfolgenden Achsgetriebes AG verbunden ist, kann die Antriebswelle GW1 an ihrer Anschlussstelle GW1-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 Verbrennungs- kraftmaschine VKM mittels des zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfers TS verbunden ist.
Das Getriebe G verfügt zudem über eine Elektromaschine EM, dessen Stator S am Getriebegehäuse GG festgesetzt ist, während ein Rotor R der Elektromaschine EM drehfest mit dem dritten Element E31 der ersten Planetenradstufe P1 verbunden ist. Über die Elektromaschine EM kann dabei ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um die Antriebswelle GW1 von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche im Wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten Variante entspricht. Im Unterschied zu der Variante nach Fig. 2 wurde die Anordnung der drei Planetenradsätze P1 , P2 und P3 verändert und zudem die Anschlussstellen GW1-A und GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 an ein und demselben axialen Ende des Getriebes G vorgesehen. Dabei ist der dritte Planetenradsatz P3 unmittelbar benachbart zu den beiden Anschlussstellen GW1-A und GW2-A vorgesehen, wobei dann auf diesen der zweite Planetenradsatz P2 und der erste Planetenradsatz P1 folgen. Zudem weist die Anschlussstelle GW2- A eine Verzahnung auf, welche im verbauten Zustand des Getriebes G mit einer zugehörigen Verzahnung einer nicht dargestellten Welle kämmt. Diese Welle ist dann achsparallel zu der An- und der Abtriebswelle GW1 und GW2 angeordnet, wobei auf dieser Welle dann ein Achsgetriebe angeordnet sein kann. Insofern ist das in Fig. 3 dargestellte Getriebe G für die Anwendung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang geeignet, welcher quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet ist. Im Übrigen entspricht das Getriebe G in Fig. 3 hinsichtlich der Anbindung der einzelnen Komponenten der vorhergehenden Variante nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Des Weiteren geht aus Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung hervor. Dieses entspricht dabei weitestgehend der Variante nach Fig. 2, wobei im Unterschied dazu das fünfte Schaltelement K4 zwischen dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 vorgesehen ist und die beiden Elemente E12 und E32 bei Betätigung drehfest miteinander verbindet. Erneut wird dementsprechend beim Schließen des fünften Schaltelements K4 ein Verblocken des zweiten Planetenradsatzes hervorgerufen. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach Fig. 4 der Variante nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einer vierten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, die dabei weitestgehend der vorhergehenden Variante nach Fig. 4 entspricht. Wie schon bei der Ausführungsform nach Fig. 3, wurde dabei die Anordnung der drei Planetenradsätze P1 , P2 und P3 verändert und zudem die Anschlussstellen GW1-A und GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 an ein und demselben axialen Ende des Getriebes G vorgesehen. Wiederum ist der dritte Planetenradsatz P3 unmittelbar benachbart zu den beiden Anschlussstellen GW1-A und GW2-A vorgesehen, wobei dann auf diesen der zweite Planetenradsatz P2 und der erste Planetenradsatz P1 folgen. Auch die Anschlussstelle GW2-A weist erneut eine Verzahnung auf, welche im verbauten Zustand des Getriebes G mit einer zugehörigen Verzahnung einer nicht dargestellten Welle kämmt. Diese Welle ist dann achsparallel zu der An- und der Abtriebswelle GW1 und GW2 angeordnet, wobei auf dieser Welle dann ein Achsgetriebe angeordnet sein kann. Dementsprechend ist das in Fig. 5 dargestellte Getriebe G für die Anwendung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang geeignet, welcher erneut quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet ist. Im Übrigen entspricht das Getriebe G in Fig. 5 hinsichtlich der Anbindung der einzelnen Komponenten der vorhergehenden Variante nach Fig. 4, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
In Fig. 6 ist ein Getriebe G entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welches ebenfalls im Wesentlichen der Variante aus Fig. 2 entspricht. Unterschiedlich ist dabei aber, dass das fünfte Schaltelement K4 bei Betätigung das zweite Element E22 des zweiten Planeten radsatzes P2 und das dritte Element E32 des zweiten Planeten radsatzes drehfest miteinander verbindet und hierdurch das Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2 hervorruft. Im Übrigen ent- spricht die Ausführungsform nach Fig. 6 der Variante nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Des Weiteren zeigt Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einer sechsten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung. Diese entspricht dabei weitestgehend der vorhergehenden Variante nach Fig. 6, wobei dabei , wie schon bei der Ausführungsform nach Fig. 3, die Anordnung der drei Planetenradsätze P1 , P2 und P3 verändert und zudem die Anschlussstellen GW1-A und GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 an ein und demselben axialen Ende des Getriebes G vorgesehen wurden. Erneut ist der dritte Planetenradsatz P3 unmittelbar benachbart zu den beiden Anschlussstellen GW1-A und GW2-A vorgesehen, wobei dann auf diesen der zweite Planetenradsatz P2 und der erste Planetenradsatz P1 folgen. Auch die Anschlussstelle GW2-A weist erneut eine Verzahnung auf, welche im verbauten Zustand des Getriebes G mit einer zugehörigen Verzahnung einer nicht dargestellten Welle kämmt. Diese Welle ist dann achsparallel zu der An- und der Abtriebswelle GW1 und GW2 angeordnet, wobei auf dieser Welle dann ein Achsgetriebe angeordnet sein kann. Dementsprechend ist das in Fig. 7 dargestellte Getriebe G für die Anwendung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang geeignet, welcher erneut quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet ist. Im Übrigen entspricht das Getriebe G in Fig. 7 hinsichtlich der Anbindung der einzelnen Komponenten der vorhergehenden Variante nach Fig. 6, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
In Fig. 8 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die jeweiligen Getriebe G aus den Fig. 2 bis 7 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei jeweils insgesamt sieben Vorwärtsgänge 1 bis 7 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente B1 , K1 , K2, K3 und K4 in welchem der der Vorwärtsgänge 1 bis 7 jeweils geschlossen ist. In jedem der Vorwärtsgänge 1 bis 7 sind dabei jeweils zwei der Schaltelemente B1 , K1 , K2, K3, K4 geschlossen, wobei bei einer aufeinanderfolgenden Schaltung der Vorwärtsgänge 1 bis 7, mit Ausnahme eines vierten Vorwärtsganges 4.3, je eines der beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement im Folgenden zu schließen ist. Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, wird ein erster Vorwärtsgang 1 durch Betätigen des ersten Schaltelements B1 und des fünften Schaltelements K4 geschaltet, wobei hiervon ausgehend ein zweiter Vorwärtsgang 2 gebildet wird, indem das fünfte Schaltelement K4 geöffnet und im Folgenden das dritte Schaltelement K2 geschlossen wird. Im Weiteren kann dann in einen dritten Vorwärtsgang 3 geschaltet werden, indem das dritte Schaltelement K2 wiederum geöffnet und das zweite Schaltelement K1 geschlossen wird. Ausgehend davon ergibt sich dann in einer ersten Variante ein vierter Vorwärtsgang 4.1 durch Öffnen des ersten Schaltelements B1 und Schließen des dritten Schaltelements K2. Alternativ dazu ist für das Schalten in einen vierten Vorwärtsgang 4.2 das erste Schaltelement B1 zu öffnen und das fünfte Schaltelement K4 zu schließen, weiter alternativ dazu sind für die Darstellung eines vierten Vorwärtsganges 4.3 sowohl das erste Schaltelement B1 , als auch das zweite Schaltelement K1 zu öffnen und die Schaltelemente K2 und K4 zu schließen. Im letztgenannten Fall müssen also abweichend von der sonstigen Schaltung zwei Schaltelemente geöffnet und zwei andere Schaltelemente geschlossen werden.
Ein fünfter Vorwärtsgang 5 wird dann durch Betätigen des zweiten Schaltelements K1 und des vierten Schaltelements K3 geschaltet, wobei hiervon ausgehend in einen sechsten Vorwärtsgang 6 gewechselt wird, indem das zweite Schaltelement K1 geöffnet und das dritte Schaltelement K2 betätigt wird. Schließlich kann ausgehend vom sechsten Vorwärtsgang 6 in einen siebten Vorwärtsgang 7 geschaltet werden, indem das dritte Schaltelement K2 geöffnet und das fünfte Schaltelement K4 betätigt wird.
Wie in den Fig. 2 bis 7 dargestellt ist, sind die Schaltelemente B1 , K1 , K2, K3, K4 jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente und dabei insbesondere als Lamellen- schaltelemente ausgeführt. Jedoch könnten das erste Schaltelement B1 dabei auch als formschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation, realisiert sein.
Eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges kann im Falle der Getriebe G aus den Fig. 2 bis 7 nicht über die Verbrennungskraftmaschine VKM sondern nur rein über die Elektromaschine EM realisiert werden, welche hierzu eine entsprechend orientierte Drehbewegung einleitet, wobei im Getriebe G dann bevorzugt zudem der erste Vorwärtsgang 1 geschaltet wird. Um dabei dann nicht die Verbrennungskraftmaschine VKM mitzuschleppen, ist die Trennkupplung K0 entsprechend zu öffnen.
Fig. 9 zeigt eine siebte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes G, welches dabei wiederum weitestgehend der Variante aus Fig. 2 entspricht. Im Unterschied dazu sind noch ein sechstes Schaltelement K5 und ein siebtes Schaltelement B2 vorgesehen, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 über das sechste Schaltelement K5 drehfest mit dem dritten Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden werden kann, wohingegen eine Betätigung des siebten Schaltelements B2 ein Festsetzen des zweiten Elements E22 am Gehäuse GG zur Folge hat. Das sechste Schaltelement K5 und das siebte Schaltelement B2 sind dabei als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt und zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Im Übrigen entspricht das Getriebe G in Fig. 9 hinsichtlich der Anbindung der einzelnen Komponenten der Variante nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Schließlich ist in Fig. 10 noch ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes G aus Fig. 9 tabellarisch dargestellt, wobei eine Darstellung von sieben Vorwärtsgängen 1 bis 7 dabei im Wesentlichen dem zu Fig. 8 Beschriebenen entspricht. Unterschiedlich ist hierbei lediglich, dass in den Vorwärtsgängen 1 bis 7 jeweils noch das sechste Schaltelement K5 zu betätigen ist. Zudem kann nun auch ein Rückwärtsgang R1 beim verbrennungsmotorischen Fahren durch Betätigen der Schaltelemente K2, K3 und B2 geschaltet werden.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und einem guten Wirkungsgrad realisiert werden. Bezuqszeichen
G Getriebe
GG Drehfestes Bauelement
P1 Erster Planetenradsatz
E11 Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
E21 Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
E31 Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
P2 Zweiter Planetenradsatz
E12 Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
E22 Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
E32 Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
P3 Dritter Planetenradsatz
E13 Erstes Element des dritten Planetenradsatzes
E23 Zweites Element des dritten Planetenradsatzes
E33 Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
B1 Erstes Schaltelement
K1 Zweites Schaltelement
K2 Drittes Schaltelement
K3 Viertes Schaltelement
K4 Fünftes Schaltelement
K5 Sechstes Schaltelement
B2 Siebtes Schaltelement
1 Erster Vorwärtsgang
2 Zweiter Vorwärtsgang
3 Dritter Vorwärtsgang
4.1 Vierter Vorwärtsgang
4.2 Vierter Vorwärtsgang
4.3 Vierter Vorwärtsgang
5 Fünfter Vorwärtsgang
6 Sechster Vorwärtsgang
7 Siebter Vorwärtsgang
R1 Rückwärtsgang GW1 Antriebswelle
GW1-A Äußere Schnittstelle der Antriebswelle
GW2 Abtriebswelle
GW2-A Äußere Schnittstelle der Abtriebswelle
EM Elektromaschine
S Stator
R Rotor
AN Anschlusswelle
KO Trennkupplung
VKM Verbrennungskraftmaschine
TS Torsionsschwingungsdämpfer
AG Achsgetriebe
DW Antriebsräder

Claims

Patentansprüche
1. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (GW1) und eine Abtriebswelle (GW2), sowie einen ersten (P1 ), einen zweiten (P2) und einen dritten Planetenradsatz (P3), wobei die Planetenradsätze (P1 , P2, P3) jeweils mehrere Elemente (E1 1 , E12, E13, E21 , E22, E23, E31 , E32, E33) in Form je eines Sonnenrades, je eines Hohlrades und je eines Planetensteges umfassen und dem Führen eines Kraftflusses von der Antriebswelle (GW1 ) zu der Abtriebswelle (GW2) dienen, wobei ein erstes (B1 ), ein zweites (K1 ), ein drittes (K2), ein viertes (K3) und ein fünftes Schaltelement (K4) vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung die Planetenradsätze (P1 , P2, P3) unter Schaltung unterschiedlicher Vorwärtsgänge (1 bis 7) zwischen An- (GW1 ) und Abtriebswelle (GW2) untereinander koppelbar sind, wobei das erste Element (E1 1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) ständig drehfest festgesetzt ist, wohingegen das zweite Element (E21 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der Antriebswelle (GW1 ) verbunden ist,
wobei das dritte Element (E31 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) über das vierte Schaltelement (K3) mit dem ersten Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest verbindbar ist, welches zudem mittels des ersten Schaltelements (B1 ) an einem Gehäuse (GG) des Getriebes (G) drehfest festsetzbar ist,
wobei der zweite Planetenradsatz (P2) über das fünfte Schaltelement (K4) verblockbar ist,
wobei das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) zum einen über das zweite Schaltelement (K1 ) drehfest mit der Antriebswelle (GW1 ) und zum anderen mittels des dritten Schaltelements (K2) mit dem zweiten Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) verbindbar ist, welches drehfest mit der Abtriebswelle (GW2) gekoppelt ist,
und wobei das erste Element (E13) des dritten Planetenradsatzes (P3) drehfest mit der Antriebswelle (GW1 ) verbunden ist.
2. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) permanent drehfest mit dem dritten Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden ist.
3. Getriebe (G) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Vorwärtsgang (1 ) durch Betätigen des ersten (B1 ) und des fünften Schaltelements (K4), ein zweiter Vorwärtsgang (2) durch Betätigen des ersten (B1 ) und des dritten Schaltelements (K2), ein dritter Vorwärtsgang (3) durch Betätigen des ersten (B1 ) und des zweiten Schaltelements (K1 ), ein vierter Vorwärtsgang (4.1 ; 4.2; 4.3) durch Betätigen des zweiten (K1 ) und des dritten Schaltelements (K2) oder alternativ dazu durch Betätigen des zweiten (K1 ) und des fünften Schaltelements (K4) oder alternativ dazu durch Betätigen des dritten (K2) und des fünften Schaltelements (K4), ein fünfter Vorwärtsgang (5) durch Betätigen des zweiten (K1 ) und des vierten Schaltelements (K3), ein sechster Vorwärtsgang (6) durch Betätigen des dritten (K2) und des vierten Schaltelements (K3), sowie ein siebter Vorwärtsgang (7) durch Betätigen des vierten (K3) und des fünften Schaltelements (K4) schaltbar ist.
4. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zudem ein sechstes Schaltelement (K5) und ein siebtes Schaltelement (B2) vorgesehen sind, wobei das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) einerseits über das sechste Schaltelement (K5) drehfest mit dem dritten Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) verbindbar und andererseits mittels des siebten Schaltelements (B2) am Gehäuse (GG) festsetzbar ist.
5. Getriebe (G) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Vorwärtsgang (1 ) durch Betätigen des ersten (B1 ), des fünften (K4) und des sechsten Schaltelements (K5), ein zweiter Vorwärtsgang (2) durch Betätigen des ersten (B1 ), des dritten (K2) und des sechsten Schaltelements (K5), ein dritter Vorwärtsgang (3) durch Betätigen des ersten (B1 ), des zweiten (K1 ) und des sechsten Schaltelements (K5), ein vierter Vorwärtsgang (4.1 ; 4.2; 4.3) durch Betätigen des zweiten (K1 ), des dritten (K2) und des sechsten Schaltelements (K5) oder alternativ dazu durch Betätigen des zweiten (K1 ), des fünften (K4) und des sechsten Schaltelements (K5) oder alternativ dazu durch Betätigen des dritten (K2), des fünften (K4) und des sechsten Schaltelements (K5), ein fünfter Vorwärtsgang (5) durch Betätigen des zweiten (K1 ), des vierten (K3) und des sechsten Schaltelements (K5), ein sechster Vorwärtsgang (6) durch Betätigen des dritten (K2), des vierten (K3) und des sechsten Schaltelements (K5), ein siebter Vorwärtsgang (7) durch Betätigen des vierten (K3), des fünften (K4) und des sechsten Schaltelements (K5), sowie ein Rückwärtsgang (R1 ) durch Betätigen des dritten (K2), des vierten (K3) und des siebten Schaltelements (B2) schaltbar ist.
6. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte Schaltelement (K4) bei Betätigung das erste Element (E12) und das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) oder alternativ dazu das erste Element (E12) und das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) oder alternativ dazu das zweite Element (E22) und das dritte Element (E32) des zweiten Planeten radsatzes (P2) drehfest miteinander koppelt.
7. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektromaschine (EM) vorgesehen ist, deren Rotor (R) mit einem der Elemente (E11 , E12, E13, E21 , E22, E23, E31 , E32, E33) der Planeten radsätze (P1 , P2, P3) drehfest gekoppelt ist.
8. Getriebe (G) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) mit dem dritten Element (E31 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) gekoppelt ist.
9. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine Trennkupplung (K0) vorgesehen ist, über welche die Antriebswelle (GW1) mit einer Anschlusswelle (AN) drehfest verbindbar ist.
10. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Planetenradsatz (P1 , P2, P3) als Minus-Planetensatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element (E11 , E12. E13) des jeweiligen Planeten radsatzes (P1 , P2, P3) um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element (E21 , E22, E23) des jeweiligen Planeten radsatzes (P1 , P2, P3) um einen jeweiligen Planetensteg und bei dem jeweiligen dritten Element (E31 , E32, E33) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3) um ein jeweiliges Hohlrad handelt.
11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Planetenradsatz als Plus-Planetensatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planeten radsatzes um einen jeweiligen Planetensteg handelt.
12. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Schaltelemente (B1 , K1 , K2, K3, K4) jeweils als kraftschlüssiges Schaltelement realisiert sind.
13. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (B1) als formschlüssiges Schaltelement realisiert ist.
14. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussstellen (GW1-A, GW2-A) der An- (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) koaxial zueinander liegen.
15. Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend ein Getriebe (G) nach einem oder auch mehreren der Ansprüche 1 bis 14.
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