DE10162886A1

DE10162886A1 - Multi-speed transmission

Info

Publication number: DE10162886A1
Application number: DE2001162886
Authority: DE
Inventors: Gerhard Gumpoltsberger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-24
Also published as: WO2003054421A1

Abstract

Das Mehrstufengetriebe umfasst eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, drei Einsteg-Planetensätze (P1, P2, P3), wobei der erste Einsteg-Planetensatz (P1) eine feste Eingangsübersetzung definiert, mindestens sechs drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6) sowie mindestens fünf Schaltelemente (03, 04, 13, 16, 45), sodass sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei die Antriebswelle (1) direkt mit dem Steg des ersten Planetensatzes (P1) verbunden ist, das Sonnenrad des ersten Planetensatzes (P1) mit dem Gehäuse verbunden ist, die Abtriebswelle (2) mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes (P2) und dem Steg des dritten Planetensatzes (P3) verbunden ist und wobei die Welle (3) ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes (P2) und dem Hohlrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden ist. Die Welle (4) ist ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden, wobei die Welle (5) ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes (P1) verbunden ist und wobei die Welle (6) ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden ist. Die Planetensätze (P1, P2, P3) sind mittels Wellen (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) und Schaltelementen (03, 04, 13, 16, 45) gekoppelt.The multi-stage transmission comprises an input shaft and an output shaft, three single-web planetary gear sets (P1, P2, P3), the first single-web planetary gear set (P1) defining a fixed input ratio, at least six rotatable shafts (1, 2, 3, 4, 5, 6) and at least five shift elements (03, 04, 13, 16, 45), so that six forward gears and one reverse gear can be realized, the drive shaft (1) being connected directly to the carrier of the first planetary gear set (P1), the sun gear of the first Planetary gear set (P1) is connected to the housing, the output shaft (2) is connected to the ring gear of the second planetary gear set (P2) and the web of the third planetary gear set (P3) and the shaft (3) is continuously connected to the web of the second planetary gear set ( P2) and the ring gear of the third planetary gear set (P3). The shaft (4) is permanently connected to the sun gear of the second planetary gear set (P2), the shaft (5) being continuously connected to the ring gear of the first planetary gear set (P1) and the shaft (6) is continuously connected to the sun gear of the third planetary gear set (P3) is connected. The planetary gear sets (P1, P2, P3) are coupled by means of shafts (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) and switching elements (03, 04, 13, 16, 45).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a Multi-stage gearbox in planetary design, especially one Automatic transmission for a motor vehicle according to the preamble of Claim 1.

Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik Planetensätze, die mittels Reibungs- bzw. Schaltelementen wie etwa Kupplungen und Bremsen geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anlaufelement wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung verbunden sind. Automatic transmission, in particular for motor vehicles, according to the prior art include planetary gear sets that by means of friction or switching elements such as clutches and Brakes are switched and usually with one Slippage underlying and optionally with a Bridging clutch provided starting element such as a hydrodynamic torque converter or one Flow coupling are connected.

Ein derartiges Getriebe geht aus der EP 0 434 525 A1 hervor. Es umfasst im wesentlichen eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, die parallel zueinander angeordnet sind, einen konzentrisch zur Abtriebswelle angeordneten Doppelplanetenradsatz und fünf Schaltelemente in der Form von drei Kupplungen und zwei Bremsen, deren wahlweise Sperrung jeweils paarweise die verschiedenen Gangübersetzungen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bestimmen. Such a gear is known from EP 0 434 525 A1 out. It essentially comprises a drive shaft and an output shaft arranged parallel to each other are arranged concentrically to the output shaft Double planetary gear set and five shift elements in the form of three clutches and two brakes, their optional Blocking the different gear ratios in pairs determine between the input shaft and the output shaft.

Des weiteren ist aus der DE 199 49 507 A1 der Anmelderin ein Mehrstufengetriebe bekannt, bei dem an der Antriebswelle zwei nicht schaltbare Vorschaltradsätze vorgesehen sind, die ausgangsseitig zwei Drehzahlen erzeugen, die neben der Drehzahl der Antriebswelle wahlweise auf einen auf die Abtriebswelle wirkenden, schaltbaren Doppelplanetenradsatz durch selektives Schließen der verwendeten Schaltelemente derart schaltbar sind, dass zum Umschalten von einem Gang in den jeweils nächst folgenden höheren oder niedrigeren Gang von den beiden gerade betätigten Schaltelementen jeweils nur ein Schaltelement zu- oder abgeschaltet werden muss. Furthermore, from DE 199 49 507 A1 Applicant known a multi-speed transmission, in which at the Drive shaft two non-switchable gear sets are provided which generate two speeds on the output side, which in addition to the speed of the drive shaft optionally a switchable acting on the output shaft Double planetary gear set by selectively closing the used ones Switching elements are switchable in such a way that for switching from one gear to the next higher or next lower gear from the two just operated Switching elements only one switching element to or must be switched off.

Außerdem wird im Rahmen der EP 0 434 525 A1 ein Mehrstufengetriebe offenbart, welches eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, die in einem Gehäuse angeordnet sind, einen mit der Abtriebswelle konzentrischen Planetensatz aus vier von einem ersten bis zu einem vierten in Drehzahlordnung bezeichneten Elementen, d. h. einem sogenannten doppelten Planetensatz sowie fünf Schaltelemente, nämlich drei Kupplungen und zwei Bremsen enthält, deren selektives paarweises Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebswelle und der Abtriebswelle bestimmt, wobei das Getriebe zwei Leistungswege aufweist, so dass durch das selektive paarweise Eingreifen der fünf Schaltelemente sechs Vorwärtsgänge erzielt werden. In addition, in the context of EP 0 434 525 A1 Multi-speed transmission discloses which a drive shaft and an output shaft, which are arranged in a housing, a planetary gear set concentric with the output shaft four from a first to a fourth in Speed order designated elements, d. H. a so-called double planetary set and five switching elements, namely three Contains clutches and two brakes, their selective intervention in pairs of different gear ratios determined between the input shaft and the output shaft, wherein the transmission has two power paths, so that through the selective intervention of the five switching elements in pairs six forward gears can be achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem der Bauaufwand optimiert wird und zudem der Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert wird. The present invention is based on the object a multi-speed transmission of the type mentioned to propose, in which the construction effort is optimized and also the efficiency in the main driving aisles in terms of Drag and gear losses are improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteile und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. This object is achieved by the features of claim 1 solved. Advantages and more advantageous embodiments emerge from the subclaims out.

Demnach umfasst das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, welche in einem Gehäuse angeordnet sind, mindestens drei Einsteg-Planetensätze, wobei der erste Einsteg-Planetensatz eine feste Eingangsübersetzung für den zweiten Planetensatz definiert, mindestens sechs drehbare Wellen sowie mindestens fünf Schaltelemente, vorzugsweise zwei Bremsen und drei Kupplungen, deren selektives paarweises Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, sodass vorzugsweise sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind. Accordingly, the invention comprises Multi-stage gearbox in planetary design, one drive shaft and one Output shaft, which are arranged in a housing, at least three single-planet planetary gear sets, the first Single-planet planetary gear set a fixed input translation for the second planetary gear set defined, at least six rotatable Shafts and at least five switching elements, preferably two brakes and three clutches, their selective intervention in pairs of different gear ratios between the input shaft and the output shaft, so preferably six forward gears and one reverse gear are realizable.

Hierbei ist die Antriebswelle direkt mit dem Steg des ersten Planetensatzes und das Sonnenrad des ersten Planetensatzes ständig direkt mit dem Gehäuse verbunden. Des weiteren ist die Abtriebswelle mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes und dem Steg des dritten Planetensatzes verbunden, wobei eine weitere Welle ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes und dem Hohlrad des dritten Planetensatzes verbunden ist, und eine weitere Welle ständig mit der Sonne des zweiten Planetensatzes verbunden ist. Ferner ist erfindungsgemäß eine weitere Welle ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes verbunden; eine weitere Welle ist ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes verbunden Hierbei sind die Planetensätze mittels Schaltelementen und/oder Wellen gekoppelt. Here, the drive shaft is directly with the web of the first planetary gear set and the sun gear of the first Planetary gear set permanently connected directly to the housing. Of Another is the output shaft with the ring gear of the second Planetary gear set and the web of the third planetary gear set connected, with another shaft constantly with the web of second planetary gear set and the ring gear of the third Planetary gear set is connected, and another wave constantly with the sun of the second planetary set is connected. Further is another wave according to the invention with the Ring gear of the first planetary gear set connected; another Wave is constantly with the third sun gear Planetary set connected Here, the planetary sets are linked by Switching elements and / or waves coupled.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ergeben sich geeignete Übersetzungen sowie eine erhebliche Erhöhung der Gesamtspreizung des Mehrstufengetriebes, was in erhöhtem Fahrkomfort und signifikanter Verbrauchsabsenkung resultiert. The construction according to the invention results appropriate translations and a significant increase in Total spread of the multi-speed transmission, which in increased Driving comfort and significant reduction in fuel consumption results.

Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe eignet sich für jedes Kraftfahrzeug, insbesondere für Personenkraftfahrzeuge und für Nutzkraftfahrzeuge, wie z. B. Lastkraftwagen, Busse, Baufahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Gleiskettenfahrzeuge und dergleichen. The multi-speed transmission according to the invention is suitable for every motor vehicle, especially for Passenger vehicles and for commercial vehicles, such as. B. Trucks, buses, construction vehicles, rail vehicles, Caterpillars and the like.

Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen, nämlich vorzugsweise durch nur drei Kupplungen und zwei Bremsen, der Bauaufwand erheblich reduziert. In addition, with the invention Multi-stage transmission through a small number of Switching elements, namely preferably by only three clutches and two brakes, construction costs are significantly reduced.

In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe möglich, ein Anfahren mit einem hydrodynamischen Wandler, einer externen Anfahrkupplung oder auch einem sonstige geeigneten externen Anfahrelement durchzuführen. Es ist auch denkbar, einen Anfahrvorgang mit einem im Getriebe integrierten Anfahrelement zu ermöglichen. Darüber hinaus ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste. It is advantageous with the Multi-speed transmission according to the invention possible, starting with a hydrodynamic converter, an external starting clutch or also another suitable external starting element perform. It is also conceivable to start with a starting element integrated in the transmission enable. In addition, in the case of the invention Multi-speed transmission a good efficiency in terms of Drag and gear losses.

Des weiteren liegen geringe Momente in den Schaltelementen und auch in den Planetensätzen vor. Dadurch wird der Verschleiß des Mehrstufengetriebes in besonders vorteilhafter Weise reduziert. Aufgrund der geringen Momente in den Schaltelementen und den Planetensätzen kann das Getriebe kleiner dimensioniert werden, was zu einer Bauraumoptimierung und zu einer Reduzierung der Kosten führt. Furthermore, there are few moments in the Switching elements and also in the planetary gear sets. This will make the Wear of the multi-speed transmission in particular advantageously reduced. Due to the low moments in the Switching elements and the planetary gear sets can be used in the transmission be dimensioned smaller, resulting in a Optimizing installation space and reducing costs.

Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird. In addition, the transmission according to the invention is such designed to be adaptable to different Drivetrain configurations both in the direction of power flow and is made possible in spatial terms.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen weiter erläutert. The invention is described below with reference to the drawings further explained.

In diesen stellen dar: In these represent:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

Fig. 2 ein Schaltschema für das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe gemäß Fig. 1 und Fig. 2 is a circuit diagram for the multi-speed transmission according to the invention according to Fig. 1 and

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes. Fig. 3 is a schematic view of another embodiment of the multi-speed transmission according to the invention.

Gemäß Fig. 1 weist das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise eine Antriebswelle 1 (An) und eine Abtriebswelle 2 (Ab), welche in einem Gehäuse angeordnet sind, sowie drei Einsteg-Planetensätze P1, P2 und P3 auf, wobei der erste Einsteg-Planetensatz P1 eine feste Eingangsübersetzung für den zweiten Planetensatz definiert und vorzugsweise als Plus-Planetensatz ausgebildet ist. Die Planetensätze P2 und P3 sind vorzugsweise als Minus-Planetensätze ausgebildet. Des weiteren sind sechs drehbare Wellen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 sowie fünf Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen 03, 04 und drei Kupplungen 13, 16, 45 vorgesehen, deren selektives paarweises Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, sodass sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind. Referring to FIG. 1 has multi-stage transmission according to the invention in planetary design a drive shaft 1 (An) and an output shaft 2 (Ab), which are arranged in a housing, and three single leg planetary gear trains P1, P2 and P3, wherein the first single leg planetary gear P1 defines a fixed input ratio for the second planetary gear set and is preferably designed as a plus planetary gear set. The planetary gear sets P2 and P3 are preferably designed as minus planetary gear sets. Furthermore, six rotatable shafts 1 , 2 , 3 , 4 , 5 and 6 and five shift elements, namely two brakes 03, 04 and three clutches 13 , 16 , 45 are provided, the selective engagement of which causes different transmission ratios between the drive shaft and the output shaft , so that six forward gears and one reverse gear can be achieved.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist die Antriebswelle 1 direkt mit dem Steg des ersten Planetensatzes P1 verbunden, und das Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1 ist ständig direkt mit dem Gehäuse verbunden (Welle 0). Die Abtriebswelle 2 ist erfindungsgemäß mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes P2 und dem Steg des dritten Planetensatzes P3 und die Welle 3 ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes P2 und dem Hohlrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden. Ferner ist die Welle 4 ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes P2 verbunden, wobei die Welle 5 ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes P1 verbunden ist und die Welle 6 ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden ist. As can be seen from FIG. 1, the drive shaft 1 is connected directly to the web of the first planetary gear set P1, and the sun gear of the first planetary gear set P1 is constantly connected directly to the housing (shaft 0). The output shaft 2 is connected according to the invention to the ring gear of the second planetary gear set P2 and the land of the third planetary gear set P3, and the shaft 3 is continuously connected to the land of the second planetary gear set P2 and the ring gear of the third planetary gear set P3. Furthermore, the shaft 4 is constantly connected to the sun gear of the second planetary gear set P2, the shaft 5 being continuously connected to the ring gear of the first planetary gear set P1 and the shaft 6 is continuously connected to the sun gear of the third planetary gear set P3.

Erfindungsgemäß sind die Wellen 3 und 4 durch die Bremsen 03 bzw. 04 an das Gehäuse ankoppelbar; die Kupplung 13 verbindet die Wellen 1 und 3 lösbar und die Kupplung 16 die Wellen 1 und 6 lösbar, wobei die Kupplung 45 die Wellen 4 und 5 lösbar verbindet. According to the invention, the shafts 3 and 4 can be coupled to the housing by the brakes 03 and 04; the coupling 13 releasably connects the shafts 1 and 3 and the coupling 16 releasably the shafts 1 and 6 , the coupling 45 releasably connecting the shafts 4 and 5 .

Das entsprechende Schaltschema des oben diskutierten Ausführungsbeispiels ist Gegenstand der Fig. 2, in der auch beispielhafte Übersetzungen i sowie die sich ergebenden Stufensprünge φ angegeben sind. The corresponding circuit diagram of the exemplary embodiment discussed above is the subject of FIG. 2, in which exemplary translations i and the resulting step increments φ are also given.

Demnach weist das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe eine progressive Gangabstufung auf. Zudem werden bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen vermieden, da zwei benachbarte Gangstufen jeweils ein Schaltelement gemeinsam benutzen. Des weiteren wird bei jeder beliebigen Schaltung zwischen dem ersten und dem vierten Gang und zwischen dem vierten und dem sechsten Gang jeweils nur ein Schaltelement betätigt. Für die Gänge 1 bis 4 ist die Kupplung 16 ständig aktiviert, diese Gänge ergeben sich durch die zusätzliche Aktivierung der Bremse 03 (erster Gang), der Bremse 04 (zweiter Gang), der Kupplung 45 (dritter Gang), der Kupplung 13 (vierter Gang). Für die Gänge 4 bis 6 bleibt die Kupplung 13 geschlossen und die Gänge ergeben sich durch zusätzliche Aktivierung der Kupplung 45 (fünfter Gang) und der Bremse 04 (sechster Gang). Erfindungsgemäß erfordert die Schaltung des Rückwärtsganges die Aktivierung der Bremse 03 und der Kupplung 45. Accordingly, the multi-speed transmission according to the invention has a progressive gear gradation. In addition, double shifts are avoided with sequential shifting, since two adjacent gear stages each share a shifting element. Furthermore, in any shift between the first and fourth gears and between the fourth and sixth gears, only one switching element is actuated. Clutch 16 is continuously activated for gears 1 to 4; these gears result from the additional activation of brake 03 (first gear), brake 04 (second gear), clutch 45 (third gear), clutch 13 (fourth Gear). For gears 4 to 6, clutch 13 remains closed and the gears result from additional activation of clutch 45 (fifth gear) and brake 04 (sixth gear). According to the invention, the shifting of the reverse gear requires the activation of the brake 03 and the clutch 45 .

Die feste Verbindung des Steges des ersten Planetensatzes P1 mit dem Gehäuse kann durch eine lösbare Verbindung z. B. mittels einer Bremse ersetzt werden. Dies ist beispielhaft in Fig. 3 gezeigt, welche der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entspricht, mit dem Unterschied, dass die Verbindung des Steges des ersten Planetensatzes P1 mit dem Gehäuse mittels einer Bremse 00 lösbar ausgebildet ist. The fixed connection of the web of the first planetary gear set P1 to the housing can be achieved by a releasable connection such. B. to be replaced by a brake. This is shown by way of example in FIG. 3, which corresponds to the embodiment according to FIG. 1, with the difference that the connection of the web of the first planetary gear set P1 to the housing is designed to be detachable by means of a brake 00.

Dadurch kann auf die mittels der Bremse 00 gelöste Welle 0 eine E-Maschine oder eine andere geeignete zusätzliche Antriebsquelle angeordnet werden. This means that the brake can be released 00 Wave 0 is an electric machine or another suitable one additional drive source can be arranged.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um eine Welle zu trennen bzw. zu verbinden. According to the invention it is possible to at any suitable position of the multi-speed transmission additional freewheels to provide, for example between a shaft and the Housing or to separate or connect a shaft.

Zudem ist es durch die erfindungsgemäße Bauweise möglich, Antrieb und Abtrieb sowohl auf der gleichen Seite des Getriebes bzw. des Gehäuses als auch entgegengesetzt anzuordnen. Auf der Antriebs- oder Abtriebsseite des Gehäuses kann zudem ein Achsdifferential oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden. In addition, it is due to the construction according to the invention possible drive and output both on the same side of the Gearbox or the housing as well as opposite to arrange. On the drive or driven side of the housing can also be an axle differential or a Distributor differential can be arranged.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Antriebswelle durch ein Kupplungselement von einem Antriebsmotor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung einsetzbar sind. As part of an advantageous development, the Drive shaft by a coupling element from one Drive motor to be separated as needed, being as Coupling element a hydrodynamic converter, a hydraulic clutch, a dry starting clutch, a wet one Starting clutch, a magnetic particle clutch or a Centrifugal clutch can be used.

Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle fest mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist. Das Anfahren kann gemäß der Erfindung auch mittels eines Schaltelementes des Getriebes erfolgen, vorzugsweise mittels der Bremse 04, der Bremse 03 oder der Kupplung 16. It is also possible to arrange such a starting element behind the transmission, in which case the drive shaft is firmly connected to the crankshaft of the engine. According to the invention, the starting can also take place by means of a shift element of the transmission, preferably by means of the brake 04, the brake 03 or the clutch 16 .

Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Motor und Getriebe. The multi-speed transmission according to the invention enables also the arrangement of a torsional vibration damper between engine and transmission.

Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, vorzugsweise auf der Antriebswelle oder der Abtriebswelle, eine verschleißfreie Bremse angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Auch kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle ein Nebenabtrieb vorgesehen sein. As part of another, not shown Embodiment of the invention can on any shaft, preferably on the input shaft or the output shaft, one wear-free brake can be arranged, which is particularly for use in commercial vehicles of particular importance is. Can also be used to drive additional units a power take-off is provided for each shaft.

Die eingesetzten Schaltelemente können als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein; Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen sind aber ebenfalls einsetzbar. Des weiteren können auch formschlüssige Bremsen und/oder Kupplungen, wie z. B. Synchronisierungen oder Klauenkupplungen eingesetzt werden. The switching elements can be used as load-switching clutches or brakes; Multi-disc clutches, band brakes and / or cone clutches are can also be used. Furthermore you can positive brakes and / or clutches, such as. B. Synchronizations or dog clutches are used.

Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Mehrstufengetriebes besteht darin, dass auf jeder Welle als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine eine elektrische Maschine anbringbar ist. Bezugszeichen 0 Welle
1 Welle
2 Welle
3 Welle
4 Welle
5 Welle
6 Welle
00 Bremse
03 Bremse
04 Bremse
13 Kupplung
16 Kupplung
45 Kupplung
P1 Planetensatz
P2 Planetensatz
P3 Planetensatz
An Antrieb
Ab Abtrieb
i Übersetzung
φ Stufensprung
Another advantage of the multi-speed transmission presented here is that an electric machine can be attached to each shaft as a generator and / or as an additional drive machine. Reference number 0 wave
1 wave
2 wave
3 wave
4 wave
5 wave
6 wave
00 brake
03 brake
04 brake
13 clutch
16 clutch
45 clutch
P1 planetary gear set
P2 planetary gear set
P3 planetary gear set
On drive
From downforce
i translation
φ increment

Claims

1. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, welche in einem Gehäuse angeordnet sind, drei Einsteg-Planetensätze (P1, P2, P3), wobei der erste Einsteg-Planetensatz (P1) eine feste Eingangsübersetzung für den zweiten Planetensatz (P2) definiert, mindestens sechs drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6) sowie mindestens fünf Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen (03, 04) und drei Kupplungen (13, 16, 45), deren selektives paarweises Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, sodass sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad des ersten Planetensatzes (P1) drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, dass die Antriebswelle (1) ständig direkt mit dem Steg des ersten Planetensatzes (P1) verbunden ist, dass der Abtrieb über eine Welle (2) erfolgt, welche mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes (P2) und dem Steg des dritten Planetensatzes (P3) verbunden ist, dass eine Welle (3) ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes (P2) und dem Hohlrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden ist, dass eine Welle (4) ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden ist, dass eine Welle (5) ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes (P1) verbunden ist, und dass eine Welle (6) ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden ist, wobei die Welle (3) durch eine Bremse (03) an das Gehäuse ankoppelbar ist, die Welle (4) durch eine Bremse (04) an das Gehäuse ankoppelbar ist, eine Kupplung (13) die Wellen (1) und (3) lösbar verbindet, eine Kupplung (16) die Wellen (1) und (6) lösbar verbindet und wobei eine Kupplung (45) die Wellen (4) und (5) lösbar verbindet. 1. Multi-stage transmission in planetary design, in particular automatic transmission for a motor vehicle, comprising an input shaft and an output shaft, which are arranged in a housing, three single-planet planetary gear sets (P1, P2, P3), the first single-planet planetary gear set (P1) having a fixed input ratio defined for the second planetary gear set (P2), at least six rotatable shafts ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) and at least five shifting elements, namely two brakes (03, 04) and three clutches ( 13 , 16 , 45 ), whose selective paired engagement causes different gear ratios between the drive shaft and the output shaft, so that six forward gears and one reverse gear can be achieved, characterized in that the sun gear of the first planetary gear set (P1) is connected to the housing in a rotationally fixed manner, that the drive shaft ( 1 ) is always directly connected to the web of the first planetary gear set (P1) that the output takes place via a shaft ( 2 ), we lche is connected to the ring gear of the second planetary gear set (P2) and the web of the third planetary gear set (P3) that a shaft ( 3 ) is permanently connected to the web of the second planetary gear set (P2) and the ring gear of the third planetary gear set (P3), that a shaft ( 4 ) is permanently connected to the sun gear of the second planetary gear set (P2), that a shaft ( 5 ) is continuously connected to the ring gear of the first planetary gear set (P1), and that a shaft ( 6 ) is continuously connected to the sun gear of the third planetary gear set (P3), the shaft ( 3 ) being connectable to the housing by a brake (03), the shaft ( 4 ) being connectable to the housing by a brake (04), a coupling ( 13 ) the shafts ( 1 ) and ( 3 ) releasably connects, a coupling ( 16 ) releasably connects the shafts ( 1 ) and ( 6 ) and a coupling ( 45 ) releasably connects the shafts ( 4 ) and ( 5 ).

2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetensatz (P1) als Plus-Planetensatz ausgebildet ist und dass die Planetensätze (P2) und (P3) als Minus-Planetensätze ausgebildet sind. 2. Multi-stage transmission according to claim 1, characterized characterized that the first Planet set (P1) is designed as a plus planet set and that the planetary gear sets (P2) and (P3) as minus planetary gear sets are trained.

3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Verbindung des Steges des ersten Planetensatzes (P1) mit dem Gehäuse durch eine lösbare Verbindung mittels einer Bremse (00) ersetzbar ist. 3. Multi-stage transmission according to claim 1 or 2, characterized characterized that the fixed connection the web of the first planetary gear set (P1) with the housing by a releasable connection by means of a brake (00) is replaceable.

4. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom Gehäuse gelösten Welle (0) eine E-Maschine oder eine andere geeignete zusätzliche Antriebsmaschine anordbar ist. 4. Multi-stage transmission according to claim 3, characterized marked that on the from the housing loosened shaft (0) an electric machine or another suitable additional drive machine can be arranged.

5. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder geeigneten Stelle des Getriebes Freiläufe einsetzbar sind. 5. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that at any suitable point on the gearbox freewheels can be used.

6. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiläufe zwischen den Wellen und dem Gehäuse einsetzbar sind. 6. Multi-speed transmission according to claim 5, characterized characterized that the freewheels between the Shafts and the housing can be used.

7. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb und Abtrieb auf der gleichen Seite des Gehäuses anordbar sind. 7. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that Drive and output on the same side of the housing can be arranged.

8. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb und Abtrieb auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses anordbar sind. 8. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that Drive and output on opposite sides of the Housing can be arranged.

9. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebs- oder auf der Abtriebsseite des Gehäuses ein Achs- oder ein Verteilerdifferential anordbar ist. 9. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that on the drive or on the driven side of the housing Axle or a distributor differential can be arranged.

10. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (1) durch ein Kupplungselement von einem Antriebsmotor trennbar ist. 10. Multi-stage transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 1 ) can be separated from a drive motor by a coupling element.

11. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine Trockenanfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung vorgesehen ist. 11. Multi-speed transmission according to claim 10, characterized characterized that as a coupling element a hydrodynamic converter, a hydraulic clutch, a dry start clutch, a wet start clutch, a Magnetic powder clutch or a centrifugal clutch is provided.

12. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Getriebe ein externes Anfahrelement, insbesondere nach Anspruch 11 anordbar ist, wobei die Antriebswelle (1) fest mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist. 12. Multi-stage transmission according to one of the preceding claims, characterized in that an external starting element, in particular according to claim 11, can be arranged behind the transmission, the drive shaft ( 1 ) being fixedly connected to the crankshaft of the drive motor.

13. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahren mittels eines Schaltelementes des Getriebes erfolgt, wobei die Kurbelwelle des Motors ständig mit der Antriebswelle (1) verbunden ist. 13. Multi-stage transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the starting takes place by means of a switching element of the transmission, the crankshaft of the engine being constantly connected to the drive shaft ( 1 ).

14. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelement die Bremse (04), die Bremse (03) oder die Kupplung (16) einsetzbar sind. 14. Multi-stage transmission according to claim 13, characterized in that the brake (04), the brake (03) or the clutch ( 16 ) can be used as the switching element.

15. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor und Getriebe ein Torsionsschwingungsdämpfer anordbar ist. 15. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that a torsional vibration damper between engine and transmission can be arranged.

16. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Welle eine verschleißfreie Bremse anordbar ist. 16. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that A wear-free brake can be arranged on each shaft.

17. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine verschleißfreie Bremse auf der Antriebswelle (1) oder der Abtriebswelle (2) anordbar ist. 17. Multi-stage transmission according to claim 16, characterized in that a wear-free brake on the drive shaft ( 1 ) or the output shaft ( 2 ) can be arranged.

18. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle ein Nebenabtrieb anordbar ist. 18. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that to drive additional units on each shaft Power take-off can be arranged.

19. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenabtrieb auf der Antriebswelle (1) oder der Abtriebswelle (2) anordbar ist. 19. Multi-stage transmission according to claim 18, characterized in that the power take-off on the drive shaft ( 1 ) or the output shaft ( 2 ) can be arranged.

20. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sind. 20. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that the switching elements as load-switching clutches or Brakes are formed.

21. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen einsetzbar sind. 21. Multi-speed transmission according to claim 20, characterized characterized that multi-plate clutches, Band brakes and / or cone clutches can be used.

22. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelemente formschlüssige Bremsen und/oder Kupplungen vorgesehen sind. 22. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that as switching elements positive brakes and / or Couplings are provided.

23. Mehrstufengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Welle als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine eine elektrische Maschine anbringbar ist. 23. Multi-speed transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that on each wave as a generator and / or as an additional one Drive machine is an electrical machine attachable.