DE102015226284A1

DE102015226284A1 - Power-shiftable multi-speed transmission in Planetenradbauweise, in particular for an internal combustion engine and / or electric motor drive of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015226284A1
Application number: DE102015226284.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beck; Marc Seeberger; Michael Wechs; Wolfgang Rieger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe (100; 100‘) in Planetenradbauweise, insbesondere für einen verbrennungsmotorischen und/oder elektromotorischen Antrieb eines Kraftfahrzeuges, mit Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang und aufweisend • eine Antriebswelle (1) als erste Welle und eine Abtriebswelle (2) als zweite Welle, • zwei miteinander gekoppelte oder koppelbare Planetenradsätze (RS1, RS2), welche jeweils wenigstens drei Getriebeglieder als 1. Getriebeglied (1.1; 2.1), 2. Getriebeglied (1.2; 2.2) und 3. Getriebeglied (1.3; 2.3) haben, und • mehrere den Planetenradsätzen (RS1, RS2) zugeordnete Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten ein den jeweiligen Gangstufen zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt. Es ist vorgesehen, dass eines der Getriebeglieder (1.1, 1.2, 1.3) des ersten Planetenradsatzes (RS1) und eines der Getriebeglieder (2.1, 2.2, 2.3) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit einer gemeinsamen Welle (7) drehfest verbunden sind, welche über wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) wirkverbindbar ist.The invention relates to a power-shiftable multistage transmission (100, 100 ') in Planetenradbauweise, in particular for an internal combustion engine and / or electric motor drive a motor vehicle, with gears for several forward gears and a reverse gear and having • a drive shaft (1) as a first shaft and an output shaft ( 2) as a second shaft, • two planetary gear sets (RS1, RS2) which are coupled or can be coupled to one another, each of which has at least three transmission elements as 1st gear element (1.1, 2.1), 2nd gear element (1.2, 2.2) and 3rd gear element (1.3, 2.3 ), and • a plurality of the planetary gear sets (RS1, RS2) associated switching elements (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), the selective switching of the respective gear ratios zukommendes transmission ratio between the drive shaft (1) and the output shaft ( 2) causes. It is envisaged that one of the gear members (1.1, 1.2, 1.3) of the first planetary gear set (RS1) and one of the gear members (2.1, 2.2, 2.3) of the second planetary gear set (RS2) are rotatably connected to a common shaft (7), which via at least one of the switching elements (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) with a housing-fixed component (G) is operatively connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere für einen verbrennungsmotorischen und/oder elektromotorischen Antrieb eines Kraftfahrzeuges. The invention relates to a power-shiftable multi-speed transmission in planetary design, in particular for an internal combustion engine and / or electric motor drive of a motor vehicle.

Ein derartiges Mehrstufengetriebe wird üblicherweise auch als Automatikgetriebe oder Automatgetriebe bezeichnet. Es wird beispielsweise im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen eingesetzt und ermöglicht eine automatisierte Schaltung seiner Gänge. Bei Kraftfahrzeugen kommen solche Mehrstufengetriebe bisher vorrangig im Premiumsegment zum Einsatz. Die Mehrstufengetriebe weisen mittlerweile eine relativ große Anzahl an Gangstufen auf, um der Anforderung eines verminderten CO2-Ausstoßes des Kraftfahrzeuges gerecht zu werden. Die Mehrstufengetriebe sind dadurch räumlich relativ aufbauend. Auch sind die zugrunde liegenden Getriebekonzepte dadurch relativ komplex und somit aufwändig und teuer. Such a multi-speed transmission is usually referred to as an automatic transmission or automatic transmission. It is used for example in the drive train of motor vehicles and allows an automated circuit of its gears. In motor vehicles, such multi-speed transmissions have hitherto been used primarily in the premium segment. The multi-speed transmissions meanwhile have a relatively large number of gear ratios in order to meet the requirement of reduced CO2 emissions of the motor vehicle. The multi-stage transmissions are thus spatially relatively constructive. Also, the underlying transmission concepts are relatively complex and therefore complicated and expensive.

Einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art bereit zu stellen, welches kompakt baut, sich leicht ansteuern lässt und einfach und kostengünstig zu realisieren ist, beispielsweise um es in Klein- und/oder Kompaktwagen einsetzen zu können. An embodiment of the invention has for its object to provide a multi-step transmission of the type mentioned, which is compact, easy to drive and easy and inexpensive to implement, for example, to use it in small and / or compact cars.

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

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenradbauweise mit Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang, insbesondere mechanischen Gangstufen, vorgesehen. Insbesondere ist das Mehrstufengetriebe für einen verbrennungsmotorischen und/oder elektromotorischen Antrieb beispielsweise eines Kraftfahrzeuges geeignet. Beispielsweise ist das Mehrstufengetriebe für eine Anbindung an eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine Elektromaschine ausgebildet. Insofern kann das Mehrstufengetriebe Bestandteil eines reinen verbrennungsmotorischen Antriebes oder eines reinen elektromotorischen Antriebes sein oder das Getriebe eines Hybridantriebes sein. According to one embodiment of the invention, a powershiftable multi-speed transmission in Planetenradbauweise with gears for several forward gears and one reverse gear, in particular mechanical gear ratios, is provided. In particular, the multistage transmission is suitable for an internal combustion engine and / or electric motor drive, for example, of a motor vehicle. For example, the multistage transmission is designed for connection to an internal combustion engine and / or an electric machine. In this respect, the multi-speed transmission may be part of a pure internal combustion engine drive or a pure electric motor drive or be the transmission of a hybrid drive.

Das Mehrstufengetriebe weist eine Antriebswelle als erste Welle und eine Abtriebswelle als zweite Welle auf. Ferner weist das Mehrstufengetriebe zwei miteinander gekoppelte oder koppelbare Planetenradsätze mit jeweils wenigstens drei Getriebegliedern als 1. Getriebeglied, 2. Getriebeglied und 3. Getriebeglied auf. Darüber hinaus weist das Mehrstufengetriebe mehrere den Planetenradsätzen zugeordnete Schaltelemente auf, deren selektives Schalten ein den jeweiligen Gangstufen zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt. The multistage transmission has a drive shaft as a first shaft and an output shaft as a second shaft. Furthermore, the multi-speed transmission has two planetary gear sets coupled or coupleable with each other, each having at least three gear members as 1st gear member, 2nd gear member and 3rd gear member. In addition, the multi-speed transmission has a plurality of the planetary gear sets associated switching elements, the selective switching causes the respective gear ratios zukommendes transmission ratio between the drive shaft and the output shaft.

Es ist vorgesehen, dass eines der Getriebeglieder des ersten Planetenradsatzes und eines der Getriebeglieder des zweiten Planetenradsatzes mit einer gemeinsamen Welle drehfest verbunden sind, welche über wenigstens eines der Schaltelemente mit einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Dadurch ist eine Bauteilintegration realisiert, da ein Festhalten der beiden Getriebeglieder gegen das gehäusefeste Bauteil über lediglich die eine gemeinsame Welle und nicht über jeweils eine mit einem der beiden Getriebeglieder fest verbundene Welle erfolgt. Insofern ist eine Welle eingespart, wodurch sich ein Platz- und Kostenvorteil ergibt und das Mehrstufengetriebe insgesamt in seinem Aufbau vereinfach ist. It is envisaged that one of the gear members of the first planetary gear set and one of the gear members of the second planetary gear set are rotatably connected to a common shaft which is operatively connected via at least one of the switching elements with a housing-fixed component, in particular rotatably connected. As a result, a component integration is realized, since a holding of the two gear members against the housing-fixed component via only the one common shaft and not via in each case one firmly connected to one of the two gear members shaft. In this respect, a wave is saved, resulting in a space and cost advantage and the multi-stage transmission is simplified in its overall structure.

Darüber hinaus lässt sich das wenigstens eine vorgesehene Schaltelement in konstruktiv und technisch einfacher Art und Weise ansteuern, denn Betriebsmittel führende Leitungen zum Betätigen des Schaltelementes können vom Gehäuse kommend angeordnet werden. Die Betriebsmittelleitungen können dadurch zumindest teilweise auf kurzem Wege aus dem Gehäuse des Mehrstufengetriebes herausgeführt werden. Auch ist die Betriebsmittelversorgung für das Schaltelement von außen leicht zugänglich. In addition, the at least one switching element provided can be actuated in a structurally and technically simple way, since operating-medium-conducting lines for actuating the switching element can be arranged coming from the housing. The equipment lines can be led out of the housing of the multi-speed transmission at least partially by a short path. Also, the resource supply for the switching element from the outside is easily accessible.

Durch die Maßnahme, dass für die Gangstufen zwei Planetenradsätze, insbesondere nur zwei Planetenradsätze, vorgesehen sind, ist ein einfacher Aufbau des Mehrstufengetriebes erreicht. Die Planetenradsätze selbst ermöglichen zudem eine kompakte Bauweise des Getriebes. By the measure that two planetary gear sets, in particular only two planetary gear sets are provided for the gear ratios, a simple construction of the multi-speed transmission is achieved. The planetary gear sets themselves also allow a compact design of the transmission.

Das gehäusefeste Bauteil kann ein Teil des Gehäuses des Mehrstufengetriebes sein, beispielsweise indem es an dem Gehäuse angeformt ist. Auch kann das gehäusefeste Bauteil ein separates Bauteil sein, welches mit dem Gehäuse des Mehrstufengetriebes gehäusefest verbunden ist, beispielsweise lösbar verbunden ist. Unter Getriebeglieder des Mehrstufengetriebes, welche mit einer der Wellen des Mehrstufengetriebes drehfest verbunden sind, ist insbesondere zu verstehen, dass eine feste Verbindung, beispielsweise eine dauerhaft feste Verbindung besteht, vorzugsweise ohne Zwischenschaltung eines Schaltelementes. The housing-fixed component may be a part of the housing of the multi-speed transmission, for example by being integrally formed on the housing. Also, the housing-fixed component may be a separate component, which is fixed to the housing with the housing of the multi-speed transmission, for example, is releasably connected. Under gear members of the multi-speed transmission, which are rotatably connected to one of the shafts of the multi-speed transmission, is to be understood in particular that a fixed connection, for example, a permanently fixed connection, preferably without the interposition of a switching element.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das 1. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes und das 3. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes mit der gemeinsamen Welle drehfest verbunden sind, welche über das wenigstens eine der Schaltelemente mit dem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar ist. Dadurch können die beiden Getriebeglieder in einem gemeinsamen Bauteil realisiert sein, denn beide Getriebeglieder sind in ihrer Drehzahl identisch zueinander, weisen also im Betrieb des Mehrstufengetriebes keinen Drehzahlunterschied relativ zueinander auf. Durch das gemeinsame Bauteil wiederum ist eine Bauteil- und Kosteneinsparung erreicht. Auch ergibt sich ein Bauraumvorteil. According to one embodiment of the invention, it is provided that the 1st gear member of the first planetary gear and the 3rd gear member of the second planetary gear set are rotatably connected to the common shaft, which via the at least one of the switching elements with the housing-fixed component is operatively connected. As a result, the two gear members can be realized in a common component, because both gear members are identical in their rotational speed to each other, so have no speed difference relative to each other during operation of the multi-speed transmission. By the common component in turn a component and cost savings is achieved. Also results in a space advantage.

Es bietet sich an, dass das wenigstens eine Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere Klauenschaltelement, ausgebildet ist. Dadurch ist das Schaltelement technisch relativ einfach und kostengünstig zu realisieren. Darüber hinaus kann das Schaltelement relativ kompakt ausgeführt werden, beispielsweise wenn es als Klauenschaltelement vorliegt und beispielsweise relativ kleine Durchmesser zu realisieren sind. It is advisable that the at least one switching element as a form-locking switching element, in particular jaw switching element, is formed. As a result, the switching element is technically relatively simple and inexpensive to implement. In addition, the switching element can be made relatively compact, for example, if it is present as a claw switching element and, for example, relatively small diameter can be realized.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens drei der Schaltelemente als Bremse ausgebildet, mittels welchen das 1. Getriebeglied oder das 2. Getriebeglied oder das 3. Getriebeglied der Planetenradsätze mit dem gehäusefesten Bauteil oder einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, beispielsweise gegen das gehäusefeste Bauteil direkt oder indirekt abbremsbar ist. Dadurch lassen sich zumindest diese Schaltelemente in konstruktiv und technisch einfacher Art und Weise ansteuern, denn Betriebsmittel führende Leitungen zum Betätigen dieser Schaltelemente können vom Gehäuse kommend angeordnet werden. Die Betriebsmittelleitungen können dadurch zumindest teilweise auf kurzem Wege aus dem Gehäuse des Mehrstufengetriebes herausgeführt werden. According to a further embodiment of the invention, at least three of the switching elements are designed as a brake, by means of which the 1st gear member or the 2nd gear member or the 3rd gear member of the Planetenradsätze with the housing-fixed component or a housing-fixed component is operatively connected, in particular rotatably connected, for example can be braked directly or indirectly against the housing-fixed component. As a result, at least these switching elements can be controlled in a structurally and technically simple manner, because operating-medium-conducting lines for actuating these switching elements can be arranged coming from the housing. The equipment lines can be led out of the housing of the multi-speed transmission at least partially by a short path.

Auch ist dadurch die Betriebsmittelversorgung für das Schaltelement von außen leicht zugänglich. Darüber hinaus ist durch die relativ hohe Anzahl an Schaltelementen, welche als Bremse ausgebildet sind, das Mehrstufengetriebe zumindest in axialer Richtung hinsichtlich des Bauraumes relativ kompakt zu realisieren. Unter einem als Bremse ausgebildeten Schaltelement ist insbesondere ein Schaltelement zu verstehen, welches gegen ein feststehendes Bauteil, wie beispielsweise das gehäusefeste Bauteil, wirkt. Also, this is the resource supply for the switching element easily accessible from the outside. In addition, due to the relatively high number of switching elements, which are designed as a brake, the multi-speed transmission, at least in the axial direction with respect to the space to realize relatively compact. A trained as a brake switching element is in particular a switching element to understand, which acts against a fixed component, such as the housing-fixed component.

Es bietet sich an, dass wenigstens zwei der Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere Klauenschaltelement, ausgebildet sind. Dadurch ist das Schaltelement relativ kostengünstig zu realisieren. Darüber hinaus können formschlüssige Schaltelemente relativ kompakt ausgeführt werden, beispielsweise wenn die Schaltelemente als Klauenschaltelement vorliegen und beispielsweise relativ kleine Durchmesser zu realisieren sind. Es ist dadurch zumindest in axialer Richtung ein kompakter Aufbau des Mehrstufengetriebes möglich, insbesondere wenn das Mehrstufengetriebe auf einem relativ kleinen Durchmesser aufgebaut werden soll. It is advisable that at least two of the switching elements as a form-locking switching element, in particular jaw switching element, are formed. As a result, the switching element is relatively inexpensive to implement. In addition, positive-locking switching elements can be made relatively compact, for example, when the switching elements are present as a claw switching element and, for example, relatively small diameter can be realized. It is thereby possible, at least in the axial direction, a compact construction of the multistage transmission, in particular if the multistage transmission is to be constructed on a relatively small diameter.

Durch die Ausgestaltung zumindest eines Teiles der Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement und/oder Bremse ist bei den zwei vorgesehenen Planetenradstufen für die Gangstufen eine hohe Lastschaltfähigkeit erreicht. Darüber hinaus kann für die jeweilige Gangstufe eine optimale Übersetzung realisiert werden, so dass sich insgesamt eine relativ harmonische Übersetzungsreihe ergibt. Due to the design of at least a portion of the switching elements as a form-locking switching element and / or brake a high load switching capability is achieved in the two provided Planetenradstufen for the gear ratios. In addition, for each gear ratio optimal translation can be realized, so that overall results in a relatively harmonious translation series.

Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der formschlüssigen Schaltelemente das als Bremse ausgebildete Schaltelement bildet, mittels welchem das 1. Getriebeglied oder das 2. Getriebeglied oder das 3. Getriebeglied der Planetenradsätze mit dem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, beispielsweise gegen das gehäusefeste Bauteil direkt oder indirekt abbremsbar ist. Auch diese Maßnahme zielt darauf ab, das Mehrstufengetriebe möglichst kompakt und in technisch einfacher Weise zu realisieren. It can be provided that at least one of the form-locking switching elements forms the switching element designed as a brake, by means of which the 1st gear member or the 2nd gear member or the 3rd gear member of the planetary gear is operatively connected to the housing-fixed component, in particular rotatably connected, for example against the housing-fixed component is directly or indirectly braked. This measure also aims to realize the multi-stage transmission as compact as possible and in a technically simple manner.

Alternativ zur Ausführung als formschlüssiges Schaltelement kann wenigstens eines der Schaltelemente als reibschlüssiges, aber nicht reibleistungsfähiges Schaltelement ausgebildet sein, insbesondere um dadurch dynamisch geringen Beanspruchungen Stand zu halten. Ein solches Schaltelement kann eine Bandbremse oder eine Trockenkupplung oder dergleichen Schaltelement sein, beispielsweise indem eine Stahl auf Stahl Reibpaarung in Wirkkontakt gegeneinander gebracht wird. Auch hierdurch ist eine kompakte Bauweise des Mehrstufengetriebes begünstigt. As an alternative to the embodiment as a form-locking switching element, at least one of the switching elements can be designed as a frictional, but non-frictionable switching element, in particular to thereby withstand dynamic low stresses stand. Such a switching element may be a band brake or a dry clutch or the like switching element, for example by a steel to steel friction pair is brought into operative contact against each other. This also favors a compact design of the multi-speed transmission.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in den Gangstufen jeweils drei der Schaltelemente geschlossen sind. Durch die relativ hohe Anzahl gleichzeitig geschlossener Schaltelemente ist es erreicht, dass das Mehrstufengetriebe einen hohen Getriebewirkungsgrad hat. According to a further embodiment of the invention, it is provided that in the gear stages in each case three of the switching elements are closed. Due to the relatively high number of simultaneously closed switching elements, it is achieved that the multi-speed transmission has a high transmission efficiency.

Ein möglicher mechanischer Aufbau des Mehrstufengetriebes besteht darin, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes das 1. Getriebeglied mit einer vierten Welle, das 2. Getriebeglied mit einer fünften Welle und das 3. Getriebeglied mit einer sechsten Welle drehfest verbunden sind, und bezüglich des zweiten Planetenradsatzes das 1. Getriebeglied mit einer dritten Welle, das 2. Getriebeglied mit der Abtriebswelle und das 3. Getriebeglied mit der vierten Welle drehfest verbunden sind. Es ist dadurch ein mechanisch relativ einfacher Systemaufbau mit den zwei Planetenradsätzen realisiert. A possible mechanical structure of the multi-speed transmission is that with respect to the first planetary gear, the 1st gear member with a fourth shaft, the 2nd gear member with a fifth shaft and the 3rd gear member are rotatably connected to a sixth shaft, and with respect to the second planetary gear 1. gear member with a third shaft, the 2nd gear member with the output shaft and the 3rd gear member with the fourth shaft are rotatably connected. It is thereby realized a mechanically relatively simple system structure with the two planetary gear sets.

Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Mehrstufengetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die vierte Welle über ein erstes Schaltelement, die fünfte Welle über ein zweites Schaltelement und die sechste Welle über ein drittes Schaltelement jeweils mit dem gehäusefesten Bauteil oder einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Beispielsweise bilden das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement die vorstehend beschriebenen Schaltelemente, welche als Bremse dienen bzw. ausgebildet sind. A possible interconnection of the components of the multi-speed transmission can be realized according to an embodiment of the invention such that the fourth shaft via a first switching element, the fifth shaft via a second switching element and the sixth shaft via a third switching element each with the housing-fixed component or a housing-fixed component are operatively connected, in particular rotatably connected. For example, the first switching element, the second switching element and the third switching element form the switching elements described above, which serve as a brake or are formed.

Es bietet sich bei dieser möglichen Verschaltung an, dass die Antriebswelle über ein viertes Schaltelement mit der fünften Welle und/oder über ein fünftes Schaltelement mit der sechsten Welle und die dritte Welle über ein sechstes Schaltelement mit der fünften Welle und/oder über ein siebtes Schaltelement mit der sechsten Welle wirkverbindbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement, das sechste Schaltelement und das siebte Schaltelement wirken somit gegenüber drehbaren Bauteilen und dienen insofern als Kupplung. It makes sense in this possible interconnection, that the drive shaft via a fourth switching element with the fifth shaft and / or a fifth switching element with the sixth shaft and the third shaft via a sixth switching element with the fifth shaft and / or a seventh switching element are operatively connected to the sixth shaft, in particular rotatably connected. The fourth switching element, the fifth switching element, the sixth switching element and the seventh switching element thus act with respect to rotatable components and serve insofar as a coupling.

Durch eine solche Verschaltung und Anordnung der Schaltelemente ist es möglich, dass sechs Vorwärtsgänge, insbesondere mechanische Vorwärtsgänge, wahlweise schaltbar sind. Auch ist es dadurch möglich, dass ein Rückwärtsgang, insbesondere mechanischer Rückwärtsgang, wahlweise schaltbar ist. By such an interconnection and arrangement of the switching elements, it is possible that six forward gears, in particular mechanical forward gears, are selectively switchable. It is also possible that a reverse gear, in particular mechanical reverse gear, is selectively switchable.

Die wahlweise schaltbaren Vorwärtsgänge sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in einem 1. Vorwärtsgang das erste Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement geschlossen sind, in einem 2. Vorwärtsgang das erste Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 3. Vorwärtsgang das erste Schaltelement, das vierte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 4. Vorwärtsgang das vierte Schaltelement, das sechste Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 5. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind und in einem 6. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement und das sechste Schaltelement geschlossen sind. Dadurch lassen sich die Gangstufen für die Vorwärtsfahrt mit einer harmonischen Übersetzungsreihe verwirklichen. Ferner kann ein hoher Fahrkomfort mit geringem Kraftstoffverbrauch und hoher Antriebsleistung erreicht werden. Beispielsweise ist der 4. Vorwärtsgang ein Direktgang. The selectively switchable forward gears are realized according to one embodiment of the invention that in a first forward gear, the first switching element, the fifth switching element and the sixth switching element are closed, the first switching element, the fifth switching element and the seventh switching element closed in a second forward gear are in a 3rd forward the first switching element, the fourth switching element and the seventh switching element are closed, in a fourth forward the fourth switching element, the sixth switching element and the seventh switching element are closed, in a 5th forward the third switching element, the fourth switching element and the seventh switching element are closed and in a sixth forward gear, the third switching element, the fourth switching element and the sixth switching element are closed. As a result, the gear ratios for forward travel can be realized with a harmonic series of translations. Furthermore, a high ride comfort can be achieved with low fuel consumption and high drive power. For example, the 4th forward gear is a direct gear.

Der wahlweise schaltbare Rückwärtsgang ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in dem Rückwärtsgang das zweite Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind. Dadurch ist der Rückwärtsgang mit einer Übersetzung zu realisieren, welche für einen Einsatz des Mehrstufengetriebes bei Klein- und/oder Kompaktwagen geeignet ist. The selectively switchable reverse gear is realized according to a further embodiment of the invention in that in the reverse gear, the second switching element, the fifth switching element and the seventh switching element are closed. As a result, the reverse gear is to be realized with a translation which is suitable for use of the multi-speed transmission in small and / or compact cars.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere Klauenschaltelement, ausgebildet sind. Dadurch ist das Schaltelement relativ kostengünstig zu realisieren. Darüber hinaus können formschlüssige Schaltelemente relativ kompakt ausgeführt werden, beispielsweise wenn die Schaltelemente als Klauenschaltelement vorliegen und beispielsweise relativ kleine Durchmesser zu realisieren sind. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the first switching element and / or the second switching element and / or the fifth switching element as a form-locking switching element, in particular jaw switching element, are formed. As a result, the switching element is relatively inexpensive to implement. In addition, positive-locking switching elements can be made relatively compact, for example, when the switching elements are present as a claw switching element and, for example, relatively small diameter can be realized.

Alternativ können das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement als reibschlüssiges, aber nicht reibleistungsfähiges Schaltelement ausgebildet sein, insbesondere um dadurch dynamisch geringen Beanspruchungen Stand zu halten. Ein solches Schaltelement kann eine Bandbremse oder eine Trockenkupplung oder dergleichen Schaltelement sein, beispielsweise indem eine Stahl auf Stahl Reibpaarung in Wirkkontakt gegeneinander gebracht wird. Auch hierdurch ist eine kompakte Bauweise des Mehrstufengetriebes begünstigt. Alternatively, the first switching element and / or the second switching element and / or the fifth switching element may be formed as a frictional, but not friction-able switching element, in particular to thereby dynamically low stresses stand up. Such a switching element may be a band brake or a dry clutch or the like switching element, for example by a steel to steel friction pair is brought into operative contact against each other. This also favors a compact design of the multi-speed transmission.

Es kann vorgesehen sein, dass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement Bestandteil eines gemeinsamen Doppelschaltelementes, insbesondere formschlüssigen Doppelschaltelementes, sind. Dadurch ist zum Betätigen beider Schaltelemente nur ein Aktuator notwendig. Es bietet sich an, dass das Doppelschaltelement zumindest zwei Schaltstellungen beziehungsweise Schaltpositionen aufweist, wobei in der einen Schaltstellung des eine Schaltelement geschlossen und das andere Schaltelement geöffnet ist und in der anderen Schaltstellung in umgekehrter Weise das eine Schaltelement geöffnet und das andere Schaltelement geschlossen ist. Dadurch ist das Doppelschaltelement in technisch einfacher Weise zu realisieren. It can be provided that the first switching element and the second switching element are part of a common double switching element, in particular positive double switching element. As a result, only one actuator is required to operate both switching elements. It is advisable that the double switching element has at least two switching positions or switching positions, wherein closed in one switching position of a switching element and the other switching element is open and in the other switching position in the reverse manner, the one switching element open and the other switching element is closed. As a result, the double switching element can be realized in a technically simple manner.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Doppelschaltelement eine Neutralstellung aufweist, in welcher beide einzelnen Schaltelemente geöffnet sind. Das Doppelschaltelement weist dann beispielsweise drei Schaltpositionen auf: eine erste Schaltposition zum Schließen des einen Schaltelementes, eine zweite Schaltposition zum Schließen des anderen Schaltelementes, wobei das vorhergehende Schaltelement wiederum geöffnet wird, und eine dritte Schaltposition, welche durch die Neutralstellung gebildet ist. Auch diese Maßnahme zielt darauf ab, eine möglichst kompakte Ausführung des Mehrstufengetriebes zu erreichen. Durch die Reduzierung auf ein Doppelschaltelement wird wenigstens ein separates Schaltelement eingespart. It can also be provided that the double switching element has a neutral position in which both individual switching elements are opened. The double switching element then has, for example, three switching positions: a first switching position for closing the one switching element, a second switching position for closing the other switching element, wherein the preceding Switching element is in turn opened, and a third switching position, which is formed by the neutral position. This measure also aims to achieve a compact design of the multi-speed transmission. By reducing to a double switching element at least a separate switching element is saved.

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

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

Es kann die Antriebswelle als Getriebeeingangswelle getriebeeingangsseitig und die Abtriebswelle als Getriebeausgangswelle getriebeausgangsseitig vorgesehen sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Antriebswelle als Getriebeeingangswelle zum drehfesten Anbinden an eine Abtriebswelle eines Motors und die Abtriebswelle als Getriebeausgangswelle zum drehfesten Anbinden an einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sind. It can be provided on the transmission output side of the drive shaft as a transmission input shaft gear input side and the output shaft as transmission output shaft. Further, it can be provided that the drive shaft are designed as a transmission input shaft for rotationally fixed connection to an output shaft of an engine and the output shaft as a transmission output shaft for rotationally fixed connection to a drive train of a motor vehicle.

Um eine für einen Front-Quer-Einbau oder einen Heck-Quer-Einbau in ein Fahrzeug geeignete Anordnung zu erreichen, können die Antriebswelle und die Abtriebswelle achsversetzt zueinander liegen. Dazu bietet es sich an, dass in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle und von der Antriebswelle ausgehend, die Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz vorgesehen ist, wenn die Antriebswelle als Getriebeeingangswelle getriebeeingangsseitig vorgesehen ist und zum drehfesten Anbinden an einen Motor ausgebildet ist. In order to achieve a suitable arrangement for a front-transverse installation or a rear-transverse installation in a vehicle arrangement, the drive shaft and the output shaft may be offset from each other. For this purpose, it makes sense that starting in the axial direction with respect to the drive shaft and from the drive shaft, the order of the first planetary gear set, second planetary gear set is provided when the drive shaft is provided as a transmission input shaft gear input side and is designed for rotationally fixed connection to a motor.

Es bietet sich ferner an, dass von der dritten Welle, der vierten Welle, der fünften Welle und der sechsten Welle wenigstens eine Welle koaxial bezüglich der Antriebswelle angeordnet ist. Dadurch ist ein kompakter Aufbau des Mehrstufengetriebes quer zur Längsrichtung der Antriebswelle begünstigt. It is also advisable that at least one shaft of the third shaft, the fourth shaft, the fifth shaft and the sixth shaft is arranged coaxially with respect to the drive shaft. As a result, a compact structure of the multi-speed transmission is favored transversely to the longitudinal direction of the drive shaft.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Anfahrelement vorgesehen. Dadurch ist ein Anfahren eines Kraftfahrzeuges erleichtert. Es kann vorgesehen sein, dass das Anfahrelement separat ist und beispielsweise den Planetenradsätzen vorgeschaltet ist. Das Anfahrelement kann dazu durch einen Drehmomentwandler, eine trockene Kupplung oder nasse Kupplung gebildet sein oder aufweisen. According to a further embodiment of the invention, a starting element is provided. This makes it easier to start a motor vehicle. It can be provided that the starting element is separate and, for example, upstream of the planetary gear sets. The starting element may be formed by a torque converter, a dry clutch or wet clutch or have.

Alternativ kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Schaltelemente des Mehrstufengetriebes als Anfahrelement nutzbar ist. Dadurch kann ein zusätzliches Anfahrelement eingespart werden, so dass sich Vorteile hinsichtlich Kosten und Bauraumbedarf ergeben. Es bietet sich an, dass das als Anfahrelement nutzbare Schaltelement als reibschlüssiges Schaltelement, insbesondere Reibkupplung, ausgebildet ist. Beispielsweise ist für eine angestrebte Vorwärtsfahrt das fünfte Schaltelement als Anfahrelement nutzbar. Dies bietet sich an, da das fünfte Schaltelement für den 1. Vorwärtsgang sowieso geschlossen wird bzw. geschlossen werden kann. Insbesondere ist für eine angestrebte Rückwärtsfahrt ebenfalls das fünfte Schaltelement als Anfahrelement nutzbar. Auch dies bietet sich an, da das fünfte Schaltelement für den Rückwärtsgang sowieso geschlossen wird bzw. geschlossen werden kann. Alternatively, it may be provided that at least one of the switching elements of the multi-speed transmission is usable as a starting element. As a result, an additional starting element can be saved, so that there are advantages in terms of cost and space requirements. It makes sense that the switching element which can be used as a starting element is designed as a frictionally engaged switching element, in particular a friction clutch. For example, the fifth switching element can be used as a starting element for a desired forward travel. This lends itself to the fact that the fifth shift element for the 1st forward gear is anyway closed or can be closed. In particular, the fifth switching element can also be used as a starting element for a desired reverse drive. This also makes sense, since the fifth shift element for reverse is anyway closed or can be closed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die dritte Welle oder die vierte Welle oder die fünfte Welle oder die sechste Welle als weitere Antriebswelle nutzbar ist, welche beispielsweise über eine Trennkupplung mit einem weiteren Antrieb wirkverbindbar ist. Der weitere Antrieb kann eine Elektromaschine sein. Dadurch ist mittels des Mehrstufengetriebes in technisch einfacher Weise ein Hybridantrieb realisierbar. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the third shaft or the fourth shaft or the fifth shaft or the sixth shaft is usable as a further drive shaft which is operatively connected, for example via a separating clutch with another drive. The further drive can be an electric machine. As a result, by means of the multi-speed transmission in a technically simple manner, a hybrid drive can be realized.

Die weitere Antriebswelle kann auch durch die Antriebswelle selbst gebildet sein. Sofern beispielsweise die Antriebswelle über eine Trennkupplung mit einer Verbrennungsmaschine wirkverbindbar ist und als weiterer Antrieb eine Elektromaschine vorgesehen ist, wird der weitere Antrieb bzw. die Elektromaschine mitgeschleppt, wenn die Verbrennungsmaschine über eine Trennkupplung mit der Antriebswelle eingekoppelt ist. The further drive shaft can also be formed by the drive shaft itself. If, for example, the drive shaft is operatively connected via a separating clutch with an internal combustion engine and an electric motor is provided as a further drive, the further drive or the electric machine is entrained when the internal combustion engine is coupled via a separating clutch with the drive shaft.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass eine Drehschwingungs-Entkopplungseinheit vorgesehen ist, welche den Planetenradsätzen vorgeschaltet ist. Dadurch ist ein Drehschwingungsentkopplung des Antriebs von dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges in einfacher Weise zu realisieren. A further embodiment of the invention is that a torsional vibration decoupling unit is provided, which is connected upstream of the planetary gear sets. As a result, a torsional vibration decoupling of the drive from the drive train of a motor vehicle can be realized in a simple manner.

Durch die Erfindung wird ein Mehrstufengetriebe mit einem einfachen Aufbau und relativ wenigen mechanischen Komponenten vorgeschlagen, welches beispielsweise nur zwei Planetenradsätze für insgesamt sieben Gangstufen benötigt. Dazu können sieben Schaltelemente vorgesehen sein, von denen drei Schaltelemente pro Gangstufe geschaltet sind. Das Mehrstufengetriebe weist eine gute Übersetzungsreihe, einen guten Verzahnungswirkungsgrad bei geringen Getriebeverlusten und geringer Bauteilbelastung auf. The invention proposes a multistage transmission with a simple construction and relatively few mechanical components, which requires, for example, only two planetary gear sets for a total of seven gear stages. For this purpose, seven switching elements may be provided, of which three switching elements are connected per gear stage. The multi-speed transmission has a good gear ratio, good gear efficiency with low transmission losses and low component load.

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

Es zeigen: Show it:

1 eine Ausführungsform eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes, beispielsweise für einen verbrennungsmotorischen und/oder elektromotorischen Antrieb eines Kraftfahrzeuges, mit zwei Minus-Planetenradsätzen und einer achsversetzt zu einer Antriebswelle liegenden Abtriebswelle in schematischer Darstellung, 1 an embodiment of a power-shiftable multi-speed transmission, for example, for an internal combustion engine and / or electric motor drive a motor vehicle, with two minus planetary gear sets and an off-axis to a drive shaft output shaft in a schematic representation,

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

3 eine Abwandlung des Mehrstufengetriebes gemäß der 1, bei der der zweite Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist, in einer schematischen Darstellung. 3 a modification of the multi-speed transmission according to the 1 in which the second planetary gear set is designed as a plus planetary gear set, in a schematic representation.

1 zeigt – in schematischer Darstellung – eine mögliche Ausführungsform eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes 100, welches beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommen kann. Das Mehrstufengetriebe 100 hat eine Antriebswelle 1 als erste Welle und eine Abtriebswelle 2 als zweite Welle. Die Antriebswelle 1 ist getriebeeingangsseitig angeordnet und bildet eine Getriebeeingangswelle. Die Abtriebswelle 2 ist getriebeausgangsseitig angeordnet und bildet eine Getriebeausgangswelle. 1 shows - in a schematic representation - a possible embodiment of a power-shiftable multi-speed transmission 100 which can be used for example in a drive train of a motor vehicle. The multistage transmission 100 has a drive shaft 1 as a first shaft and an output shaft 2 as a second wave. The drive shaft 1 is arranged on the input side and forms a transmission input shaft. The output shaft 2 is arranged gear output side and forms a transmission output shaft.

Die Antriebswelle 1 kann mit einer (in der 1 nicht dargestellten) Antriebsmaschine, wie einer Verbrennungskraftmaschine oder einer Elektromaschine, triebverbunden oder triebverbindbar sein, beispielsweise mit einer Abtriebswelle der Antriebsmaschine drehfest verbunden werden oder drehfest verbunden sein. Auch kann die Antriebsmaschine einen Hybridantrieb mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Elektromaschine aufweisen, wobei die Verbrennungskraftmaschine und die Elektromaschine mit der Antriebswelle 1 triebverbindbar ist. Die sich durch die Ankopplung der Antriebsmaschine an die Antriebswelle 1 ergebende Wirkrichtung für den in das Mehrstufengetriebe 100 eingehenden Kraftfluss und den aus dem Mehrstufengetriebe 100 herausgehenden Kraftfluss ist durch die Pfeile A und B angedeutet. The drive shaft 1 can with a (in the 1 not shown) drive machine, such as an internal combustion engine or an electric machine, drive connected or be drive connected, for example, be rotatably connected to an output shaft of the prime mover or rotatably connected. Also, the prime mover may comprise a hybrid drive with an internal combustion engine and an electric machine, wherein the internal combustion engine and the electric machine with the drive shaft 1 is drivverbindverbindbar. The result of the coupling of the drive machine to the drive shaft 1 resulting effective direction for the in the multi-step transmission 100 incoming power flow and from the multi-speed transmission 100 Outgoing power flow is indicated by the arrows A and B.

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

Das Mehrstufengetriebe 100 hat sieben, vorzugsweise insgesamt sieben Schaltelemente, nämlich ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30, ein viertes Schaltelement 40, ein fünftes Schaltelement 50, ein sechstes Schaltelement 60 und ein siebtes Schaltelement 70, deren selektives Schalten ein den jeweiligen Gangstufen zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 2 bewirkt. The multistage transmission 100 has seven, preferably a total of seven switching elements, namely a first switching element 10 , a second switching element 20 , a third switching element 30 , a fourth switching element 40 , a fifth switching element 50 , a sixth switching element 60 and a seventh switching element 70 , the selective switching of the respective gear ratios zukommendes transmission ratio between the drive shaft 1 and the output shaft 2 causes.

Die Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60 und 70 sowie die Planetenradsätze RS1 und RS2 sind zueinander wie folgt angeordnet: Bezüglich des ersten Planetenradsatzes RS1 sind das 1. Getriebeglied 1.1 mit einer vierten Welle 4, das 2. Getriebeglied 1.2 mit einer fünften Welle 5 und das 3. Getriebeglied 1.3 mit einer sechsten Welle 6 drehfest verbunden. Bezüglich des zweiten Planetenradsatzes RS2 sind das 1. Getriebeglied 2.1 mit einer dritten Welle 3, das 2. Getriebeglied 2.2 mit der Abtriebswelle 2 und das 3. Getriebeglied 2.3 mit der vierten Welle 4 drehfest verbunden. Die vierte Welle 4 bildet somit eine gemeinsame Welle 7, mit welcher sowohl das 1. Getriebeglied 1.1 des ersten Planetenradsatzes RS1 als auch das 3. Getriebeglied 2.3 des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbunden sind. The switching elements 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 and 70 as well as the planetary gear sets RS1 and RS2 are arranged to each other as follows: With respect to the first planetary gear set RS1 are the 1st gear member 1.1 with a fourth wave 4 , the 2nd gear member 1.2 with a fifth wave 5 and the 3rd gear member 1.3 with a sixth wave 6 rotatably connected. With respect to the second planetary gear set RS2 are the 1st gear member 2.1 with a third wave 3 , the 2nd gear member 2.2 with the output shaft 2 and the 3rd gear member 2.3 with the fourth wave 4 rotatably connected. The fourth wave 4 thus forms a common wave 7 , with which both the 1st gear member 1.1 of the first planetary gear set RS1 as well as the 3rd transmission member 2.3 of the second planetary gearset RS2 are rotatably connected.

Um die sieben Gangstufen zu realisieren, sind drei der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, nämlich das erste Schaltelement 10, das zweite Schaltelement 20 und das dritte Schaltelement 30 jeweils als Bremse ausgebildet, mittels welchen das 1. Getriebeglied 1.1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und/oder das 2. Getriebeglied 1.2 des ersten Planetenradsatzes RS1 und/oder 3. Getriebeglied 1.3 des ersten Planetenradsatzes RS1 und/oder das 3. Getriebeglied 2.3 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit einem gehäusefesten Bauteil G wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar sind. Hierzu sind die vierte Welle 4 über das erste Schaltelement 10, die fünfte Welle 5 über das zweite Schaltelement 20 und die sechste Welle 6 über das dritte Schaltelement 30 jeweils mit dem gehäusefesten Bauteil G wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Bevorzugt ist das gehäusefeste Bauteil G ein fest mit dem Gehäuse des Mehrstufengetriebes verbundenes Bauteil oder ein integraler Bestandteil des Gehäuses selbst. To realize the seven speed steps, three of the switching elements 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 namely, the first switching element 10 , the second switching element 20 and the third switching element 30 each formed as a brake, by means of which the 1st gear member 1.1 of the first planetary gear set RS1 and / or the 2nd gear member 1.2 of the first planetary gear set RS1 and / or 3rd gear member 1.3 of the first planetary gear set RS1 and / or the 3rd gear member 2.3 of the second planetary gear set RS2 with a housing-fixed component G operatively connected, in particular rotatably connected. These are the fourth wave 4 over the first switching element 10 , the fifth wave 5 over the second switching element 20 and the sixth wave 6 over the third switching element 30 each operatively connected to the housing-fixed component G, in particular rotatably connected. Preferably, the housing-fixed component G is a permanently connected to the housing of the multi-speed transmission component or an integral part of the housing itself.

Darüber hinaus ist die Antriebswelle 1 über das vierte Schaltelement 40 mit der fünften Welle 5 und/oder über das fünfte Schaltelement 50 mit der sechsten Welle 6 wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Ferner ist die dritte Welle 3 über das sechste Schaltelement 60 mit der fünften Welle 5 und/oder über das siebte Schaltelement 70 mit der sechsten Welle 6 wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Das vierte Schaltelement 40, das fünfte Schaltelement 50, das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 wirken somit jeweils gegenüber drehbaren Bauteilen und dienen insofern als Kupplung. In addition, the drive shaft 1 over the fourth switching element 40 with the fifth wave 5 and / or via the fifth switching element 50 with the sixth wave 6 operatively connected, in particular rotatably connected. Further, the third wave 3 via the sixth switching element 60 with the fifth wave 5 and / or via the seventh switching element 70 with the sixth wave 6 operatively connected, in particular rotatably connected. The fourth switching element 40 , the fifth switching element 50 , the sixth switching element 60 and the seventh switching element 70 thus each act against rotatable components and serve insofar as a clutch.

Bevorzugt sind das erste Schaltelement 10 und/oder das zweite Schaltelement 20 und/oder das fünfte Schaltelement 50 als formschlüssiges Schaltelement, beispielsweise in Klauenausführung, oder als dynamisch gering beanspruchtes Schaltelement, wie beispielsweise als Bandbremse, ausgebildet. Als dynamisch gering beanspruchtes Schaltelement ist grundsätzlich jedes reibschlüssige Schaltelement möglich, welches nicht reibleistungsfähig ist. Insofern kann das Schaltelement auch eine Trockenkupplung sein, welche beispielsweise eine Stahl-auf-Stahl Reibpaarung aufweist. Preferably, the first switching element 10 and / or the second switching element 20 and / or the fifth switching element 50 as a form-locking switching element, for example in claw design, or as a dynamically low stressed switching element, such as a band brake trained. As a dynamically low-stressed switching element basically any frictional switching element is possible, which is not frictionable. In this respect, the switching element may also be a dry clutch, which has, for example, a steel-on-steel friction pairing.

Das erste Schaltelement 10 und das zweite Schaltelement 20 können durch ein gemeinsames Doppelschaltelement ausgebildet sein. Durch Betätigung des Doppelschaltelementes kann entweder das erste Schaltelement 10 geschlossen werden oder das zweite Schaltelement 20 geschlossen werden. Bevorzugt weist das Doppelschaltelement auch eine Neutralstellung auf, in welcher dann weder das erste Schaltelement 10 noch das zweite Schaltelement 20 geschlossen ist. The first switching element 10 and the second switching element 20 can be formed by a common double switching element. By actuating the double switching element, either the first switching element 10 be closed or the second switching element 20 getting closed. Preferably, the double switching element also has a neutral position, in which then neither the first switching element 10 nor the second switching element 20 closed is.

Das fünfte Schaltelement 50 kann als Anfahrelement genutzt werden. Alternativ kann ein zusätzliches Anfahrelement separat vorgesehen sein, beispielsweise in Art eines Drehmomentwandlers, einer Trockenkupplung oder einer Nasskupplung, welche den Planetenradsätzen RS1, RS2 vorgeschaltet ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass den Planetenradsätzen RS1 und RS2 ein Hybridkopf vorgeschaltet ist, welcher beispielsweise durch eine Trennkupplung mit einer der Planetenradsätzen RS1 bzw. RS2 wirkverbindbar ist. Der Hybridkopf kann durch eine Elektromaschine oder einen sonstigen anderen Antrieb als eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein. The fifth switching element 50 can be used as a starting element. Alternatively, an additional starting element may be provided separately, for example in the manner of a torque converter, a dry clutch or a wet clutch, which is connected upstream of the planetary gear sets RS1, RS2. It may also be provided that the planetary gear sets RS1 and RS2 is preceded by a hybrid head, which is operatively connected, for example, by a separating clutch with one of the planetary gear sets RS1 and RS2. The hybrid head may be provided by an electric machine or other drive than an internal combustion engine.

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

Ferner ist das Mehrstufengetriebe 100 für einen Front-Quer-Einbau oder Heck-Quer-Einbau in einem Kraftfahrzeug geeignet. Hierzu liegen die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 2 achsversetzt zueinander. Bevorzugt ist die Anordnung der Planetenradsätze RS1 und RS2 zueinander in der Weise, dass in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle 1 und von der Antriebswelle 1 ausgehend, die Reihenfolge erster Planetenradsatz RS1, zweiter Planetenradsatz RS2 vorgesehen ist. Furthermore, the multi-step transmission 100 suitable for a front-transverse installation or rear-transverse installation in a motor vehicle. For this purpose are the drive shaft 1 and the output shaft 2 off-axis to each other. Preferably, the arrangement of the planetary gear sets RS1 and RS2 to each other in such a way that in the axial direction with respect to the drive shaft 1 and from the drive shaft 1 starting, the order of the first planetary gearset RS1, second planetary gear set RS2 is provided.

2 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mit dem Mehrstufengetriebe 100 wahlweise schaltbar sind, und der dazu ausführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60 und des siebten Schaltelementes 70. Danach können von den sieben zur Verfügung stehenden Gangstufen sechs Gangstufen als Vorwärtsgänge und eine Gangstufe als Rückwärtsgang wahlweise geschaltet werden. 2 shows a tabular overview of possible gears, which with the multi-speed transmission 100 are selectively switchable, and the exporting switching combinations with respect to the first switching element 10 , the second switching element 20 , the third switching element 30 , the fourth switching element 40 , the fifth switching element 50 , the sixth switching element 60 and the seventh switching element 70 , Then, of the seven available gear stages, six gear stages can be selectively shifted as forward gears and one gear stage as reverse gear.

Die Gänge bzw. Gangstufen sind in der ersten Spalte der Übersicht angegeben. Die Vorwärtsgänge sind mit „1“, „2“, „3“, „4“, „5“, „6“ und der Rückwärtsgang mit „R“ gekennzeichnet. In sich daran anschließenden Spalten ist die zu jedem Gang gehörige Stellung des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60 und des siebten Schaltelementes 70 angegeben, wobei jedem Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 eine separate Spalte zugeordnet ist. Durch Kreuze ist angegeben, dass das jeweils zugehörige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. The gears or gear steps are indicated in the first column of the overview. The forward gears are marked with "1", "2", "3", "4", "5", "6" and the reverse gear with "R". In adjoining columns is the belonging to each gear position of the first switching element 10 , the second switching element 20 , the third switching element 30 , the fourth switching element 40 , the fifth switching element 50 , the sixth switching element 60 and the seventh switching element 70 indicated, each switching element 10 respectively. 20 respectively. 30 respectively. 40 respectively. 50 respectively. 60 respectively. 70 a separate column is assigned. By crosses is indicated that the respective associated switching element 10 respectively. 20 respectively. 30 respectively. 40 respectively. 50 respectively. 60 respectively. 70 is present in a closed switch position.

Wie aus der 2 ersichtlich ist, sind in einer jeweiligen Gangstufe jeweils drei der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 geschlossen. Der 1. Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des fünften Schaltelementes 50 und des sechsten Schaltelementes 60, der 2. Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des fünften Schaltelementes 50 und des siebten Schaltelementes 70, der 3. Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des vierten Schaltelementes 40 und des siebten Schaltelementes 70, der 4. Vorwärtsgang wird durch Schließen des vierten Schaltelementes 40, des sechsten Schaltelementes 60 und des siebten Schaltelementes 70, der 5. Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40 und des siebten Schaltelementes 70 sowie der 6. Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40 und des sechsten Schaltelementes 60 geschaltet. Der Rückwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20, des fünften Schaltelementes 50 und des siebten Schaltelementes 70 geschaltet. Like from the 2 it can be seen, three of the switching elements in each gear stage 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 closed. The 1st forward gear is by closing the first switching element 10 , the fifth switching element 50 and the sixth switching element 60 , the 2nd forward speed is by closing the first switching element 10 , the fifth switching element 50 and the seventh switching element 70 , the 3rd forward speed is achieved by closing the first switching element 10 , the fourth switching element 40 and the seventh switching element 70 , the fourth forward speed is achieved by closing the fourth switching element 40 , the sixth switching element 60 and the seventh switching element 70 , the 5th forward speed is by closing the third switching element 30 , the fourth switching element 40 and the seventh switching element 70 and the sixth forward speed is achieved by closing the third switching element 30 , the fourth switching element 40 and the sixth switching element 60 connected. The reverse gear is by closing the second switching element 20 , the fifth switching element 50 and the seventh switching element 70 connected.

3 zeigt ein von dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 abgewandeltes Mehrstufengetriebe 100‘. Die Abwandlung besteht darin, dass das Mehrstufengetriebe 100‘ gemäß der 3 einen Planetenradsatz aufweist, welcher als Plusgetriebe bzw. Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist. Bei dem Mehrstufengetriebe 100‘ gemäß der 3 ist der zweite Planetenradsatz RS2 als Plusgetriebe ausgebildet. In diesem Fall ist das 1. Getriebeglied 2.1 ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied 2.2 ein Hohlrad und das 3. Getriebeglied 2.3 ein Planetenradträger, insbesondere Steg. Der erste Planetenradsatz RS1 ist – wie bei dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 – als Minusgetriebe ausgebildet. Dort ist jeweils das 1. Getriebeglied 1.1 ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied 1.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das 3. Getriebeglied 1.3 ein Hohlrad. 3 shows one of the multi-speed transmission 100 according to the 1 modified multi-step transmission 100 ' , The modification is that the multi-step transmission 100 ' according to the 3 has a planetary gear, which is designed as a plus or plus planetary gear. In the multi-stage transmission 100 ' according to the 3 the second planetary gearset RS2 is designed as a plus transmission. In this case, the 1st gear member 2.1 a sun gear, the 2nd gear member 2.2 a ring gear and the 3rd gear member 2.3 a planet carrier, in particular web. The first planetary gear set RS1 is - as with the multi-speed transmission 100 according to the 1 - Designed as a negative gear. There each is the 1st gear member 1.1 a sun gear, the 2nd gear member 1.2 a planet carrier, in particular web, and the 3rd gear member 1.3 a ring gear.

Das Mehrstufengetriebe 100‘ kann nach der Schaltmatrix gemäß der 2 und wie vorstehend zu der 1 beschrieben, betrieben werden. The multistage transmission 100 ' can according to the switching matrix according to the 2 and as above to the 1 described, operated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Antriebswelle (erste Welle) Drive shaft (first shaft)
2 2: Abtriebswelle (zweite Welle) Output shaft (second shaft)
3 3: dritte Welle third wave
4 4: vierte Welle fourth wave
5 5: fünfte Welle fifth wave
6 6: sechste Welle sixth wave
7 7: gemeinsame Welle common wave
RS1 RS1: erster Planetenradsatz first planetary gear set
RS2 RS2: zweiter Planetenradsatz second planetary gear set
1.1 1.1: 1. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes 1st gear member of the first planetary gear set
1.2 1.2: 2. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes 2nd gear member of the first planetary gear set
1.3 1.3: 3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes 3. Gear member of the first planetary gear set
2.1 2.1: 1. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes 1st gear member of the second planetary gear set
2.2 2.2: 2. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes 2nd gear member of the second planetary gear set
2.3 2.3: 3. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes 3. Gear member of the second planetary gear set
10 10: erstes Schaltelement first switching element
20 20: zweites Schaltelement second switching element
30 30: drittes Schaltelement third switching element
40 40: viertes Schaltelement fourth switching element
50 50: fünftes Schaltelement fifth switching element
60 60: sechstes Schaltelement sixth switching element
70 70: siebtes Schaltelement seventh switching element
100 100: Mehrstufengetriebe Multi-speed transmission
100‘ 100 ': Mehrstufengetriebe Multi-speed transmission
G G: Gehäuse, gehäusefestes Bauteil Housing, housing-fixed component
A A: Pfeil arrow
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Claims

Power-shiftable multistage transmission ( 100 ; 100 ' ) in Planetenradbauweise, in particular for an internal combustion engine and / or electric motor drive of a motor vehicle, with gears for several forward gears and a reverse gear and comprising • a drive shaft ( 1 ) as a first shaft and an output shaft ( 2 ) as a second shaft, • two coupled or connectable planetary gear sets (RS1, RS2) each having at least three gear members as 1st gear member ( 1.1 ; 2.1 ), Gear member ( 1.2 ; 2.2 ) and 3rd gear member ( 1.3 ; 2.3 ), and • a plurality of switching elements (RS1, RS2) associated with the planetary gear sets (RS1, RS2) ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 ), the selective switching of which a respective gear ratio zukommendes transmission ratio between the drive shaft ( 1 ) and the output shaft ( 2 ), wherein one of the transmission elements ( 1.1 . 1.2 . 1.3 ) of the first planetary gear set (RS1) and one of the gear members ( 2.1 . 2.2 . 2.3 ) of the second planetary gear set (RS2) with a common shaft ( 7 ), which via at least one of the switching elements ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 ) is operatively connected to a housing-fixed component (G).

Multi-step transmission according to claim 1, characterized in that the transmission element ( 1.1 ) of the first planetary gear set (RS1) and the third gear element ( 2.3 ) of the second planetary gear set (RS2) with the common shaft ( 7 ), which are connected via the at least one of the switching elements ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 ) is operatively connected to the housing-fixed component (G), wherein the at least one switching element ( 10 ) as form-fitting Switching element, in particular jaw switching element, is formed.

Multi-step transmission according to claim 1 or 2, characterized in that at least three of the switching elements ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 ) are formed as a brake, by means of which the 1st gear member ( 1.1 ; 2.1 ) or the 2nd gear member ( 1.2 ; 2.2 ) or the 3rd gear member ( 1.3 ; 2.3 ) of the planetary gear sets (RS1, RS2) with the housing-fixed component (G) is operatively connected.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that at least two of the switching elements ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 ) are formed as a form-locking switching element, in particular claw switching element.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that in the gear stages in each case three of the switching elements ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 ) are closed.

Multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized in that with respect to the first planetary gear set (RS1), the 1st transmission element ( 1.1 ) with a fourth wave ( 4 ), the 2nd gear member ( 1.2 ) with a fifth wave ( 5 ) and the 3rd gear member ( 1.3 ) with a sixth wave ( 6 ) are rotatably connected, and with respect to the second planetary gear set (RS2), the 1st gear member ( 2.1 ) with a third wave ( 3 ), the 2nd gear member ( 2.2 ) with the output shaft ( 2 ) and the 3rd gear member ( 2.3 ) with the fourth wave ( 4 ) are rotatably connected.

Multi-step transmission according to claim 6, characterized in that the fourth shaft ( 4 ) via a first switching element ( 10 ), the fifth wave ( 5 ) via a second switching element ( 20 ) and the sixth wave ( 6 ) via a third switching element ( 30 ) are each operatively connected to the housing-fixed component (G), and the drive shaft ( 1 ) via a fourth switching element ( 40 ) with the fifth wave ( 5 ) and / or via a fifth switching element ( 50 ) with the sixth wave ( 6 ) is operable, and the third wave ( 3 ) via a sixth switching element ( 60 ) with the fifth wave ( 5 ) and / or via a seventh switching element ( 70 ) with the sixth wave ( 6 ) is operatively connected.

Multi-speed transmission according to claim 7, characterized in that six forward gears are selectively switchable, wherein in a first forward gear, the first switching element ( 10 ), the fifth switching element ( 50 ) and the sixth switching element ( 60 ) are closed, in a second forward gear, the first switching element ( 10 ), the fifth switching element ( 50 ) and the seventh switching element ( 70 ) are closed, in a third forward gear, the first switching element ( 10 ), the fourth switching element ( 40 ) and the seventh switching element ( 70 ) are closed, in a fourth forward gear, the fourth switching element ( 40 ), the sixth switching element ( 60 ) and the seventh switching element ( 70 ) are closed, in a fifth forward gear, the third switching element ( 30 ), the fourth switching element ( 40 ) and the seventh switching element ( 70 ) are closed and in a sixth forward gear, the third switching element ( 30 ), the fourth switching element ( 40 ) and the sixth switching element ( 60 ) are closed.

Multi-speed transmission according to claim 7 or 8, characterized in that a reverse gear is selectively switchable, wherein in the reverse gear, the second switching element ( 20 ), the fifth switching element ( 50 ) and the seventh switching element ( 70 ) are closed.

Multi-step transmission according to one of claims 7 to 9, characterized in that the first switching element ( 10 ) and / or the second switching element ( 20 ) and / or the fifth switching element ( 50 ) is designed as a form-locking switching element, in particular claw switching element.

Multi-step transmission according to one of claims 7 to 10, characterized in that the first switching element ( 10 ) and the second switching element ( 20 ) Are part of a common form-fitting double switching element.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the 1st transmission element ( 1.1 . 2.1 ) a sun gear, the gear member ( 1.2 . 2.2 ) a planet carrier and the 3rd gear member ( 1.3 . 2.3 ) is a ring gear.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the planetary gear sets (RS1, RS2) is designed as a plus transmission.

Multi-speed transmission according to claim 13, characterized in that the second planetary gear set (RS2) is designed as a plus transmission whose 1st transmission element ( 2.1 ) a sun gear whose 2nd gear member ( 2.2 ) a ring gear and its 3rd gear member ( 2.3 ) is a planet carrier.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the switching elements ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 ), in particular the fifth switching element ( 50 ), is usable as a starting element.

Multi-step transmission according to one of claims 6 to 15, characterized in that the third shaft ( 3 ) or the fourth wave ( 4 ) or the fifth wave ( 5 ) or the sixth wave ( 6 ) is usable as a further drive shaft, which, for example, over a separating clutch with a further drive is operatively connected.