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Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
US 6,551,208 ist bereits ein Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug mit drei entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordneten Planetenradgetrieben, mit einer Getriebeeingangswelle zur Anbindung eines Verbrennungsmotors, mit einer Getriebeausgangswelle zur Anbindung eines Achsantriebs, mit einer ersten Zwischenwelle zur Anbindung eines ersten Elektromotors, mit einer zweiten Zwischenwelle zur Anbindung eines zweiten Elektromotors und mit zumindest vier Schalteinheiten bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Mehrstufengetriebe zur Ausbildung eines Hybridantriebsmoduls mit hoher Flexibilität und hohem Wirkungsgrad bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einem Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest drei, einem ersten, einem zweiten und einem dritten, wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradgetrieben, mit einer Getriebeeingangswelle zur Anbindung eines Verbrennungsmotors, mit einer Getriebeausgangswelle zur Anbindung von zumindest einem Achsantrieb, mit einer ersten Zwischenwelle zur Anbindung eines ersten Elektromotors, mit einer zweiten Zwischenwelle zur Anbindung eines zweiten Elektromotors und mit fünf Schalteinheiten, die jeweils zwei Kopplungselemente zur Verbindung der Planetenradgetriebe miteinander aufweisen und die konstruktiv zur Schaltung von zumindest fünf verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen, zumindest vier elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen und zumindest zwei, vorzugsweise zumindest sieben, EVT-Fahrbereichen vorgesehen sind.
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Es wird vorgeschlagen, dass eine der Schalteinheiten dazu vorgesehen ist, das zweite Planetenradgetriebe zu verblocken. Dadurch kann ein Mehrstufengetriebe mit einer sehr hohen Flexibilität bereitgestellt werden, da zum einen eine hohe Lastschaltbarkeit und zum anderen ein hoher Wirkungsgrad, insbesondere auch in Verbindung mit den Elektromotoren, erreicht werden kann. Zudem können durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung Übersetzungsverhältnisse insbesondere in den EVT-Fahrbereichen und den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen besser dargestellt werden. Bauteilbelastungen in dem Mehrstufengetriebe können durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung zumindest teilweise gesenkt werden, wodurch insbesondere ein Leichtbau vereinfacht werden kann. Zudem können Belastungen für die Elektromotoren durch die verbesserten Übersetzungsverhältnisse reduziert werden, wodurch kleinere Elektromotoren verwendet werden können. Dadurch können insbesondere Kosten reduziert werden. Weiter kann durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung insbesondere bei einer leistungsneutralen Fahrt ein geringer Leistungsfluss zwischen den beiden Elektromotoren erreicht werden, wodurch elektrische Übertragungsverluste gesenkt und somit der Wirkungsgrad weiter verbessert werden können.
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Unter einer „Schalteinheit” soll dabei im Folgenden insbesondere sowohl eine Kupplungseinheit als auch eine Bremseinheit verstanden werden. Unter einer „Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Kraftfluss zwischen zwei der Planetenradgetriebe angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer „Bremseinheit” soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Kraftfluss zwischen einem der Planetenradgetriebe und einem Gehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement in einem geschlossenen Zustand mit ihrem feststehenden Kopplungselement zu verbinden, wobei das feststehende Kopplungselement drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden und/oder einstückig mit dem Getriebegehäuse ausgeführt sein kann. Unter einer „Schalteinheit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine in einem Kraftfluss vor oder nach den Planetenradgetrieben angeordnete Kupplung verstanden werden.
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Unter „konstruktiv zur Schaltung eines Getriebegangs vorgesehen” soll insbesondere verstanden werden, dass mittels der Schalteinheiten mechanisch ein entsprechender Getriebegang grundsätzlich bildbar ist, unabhängig davon, ob im Rahmen einer Schaltstrategie auf die Schaltung des Getriebegangs verzichtet wird oder nicht. Beispielsweise sind bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Schalteinheiten konstruktiv zur Schaltung von mehr EVT-Fahrbereichen vorgesehen, als es sinnvoll sein kann, sie im Rahmen einer Betriebsstrategie für das Mehrstufengetriebe vorzusehen. Beispielsweise ist es denkbar, in einer Betriebsstrategie lediglich zwei oder sogar nur einen der konstruktiv schaltbaren EVT-Fahrbereiche zu nutzen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind dabei zumindest zwei der Schalteinheiten als rein formschlüssig schließende Schalteinheit ausbildbar. Dadurch kann ein Leistungsverlust innerhalb des Mehrstufengetriebes vorteilhaft verringert werden. Unter einer „formschlüssig schließenden Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Kopplung formschlüssig ineinander greifen, wie insbesondere eine über eine Schiebemuffe schaltbare Klauenschalteinheit.
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Unter „einem ersten, einem zweiten und einem dritten Planetenradgetriebe” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Anordnung von drei Planetenradgetrieben verstanden werden, die zur Schaltung der Getriebegänge wirkungsmäßig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind die Planetenradgetriebe entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordnet, wobei vorteilhafterweise das erste Planetenradgetriebe der Getriebeeingangswelle zugewandt ist. Grundsätzlich ist aber auch eine räumliche Anordnung der Planetenradgetriebe, beispielsweise in einer gestapelten Anordnung, denkbar.
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Zur Vereinfachung sollen weiter unter einem „ersten, zweiten oder dritten Planetenradträger” ein dem ersten, zweiten oder dritten Planetenradgetriebe zugeordneter Planetenradträger verstanden werden. Entsprechend soll unter einem „ersten, zweiten oder dritten Sonnenrad” und einem „ersten, zweiten oder dritten Hohlrad” ein dem ersten, zweiten oder dritten Planetenradgetriebe zugeordnetes Sonnenrad oder ein dem ersten, zweiten oder dritten Planetenradgetriebe zugeordnetes Hohlrad verstanden werden. Beispielsweise soll unter dem ersten Planetenradträger ein Planetenradträger des ersten Planetenradgetriebes verstanden werden.
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Weitere Ausgestaltungen und weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 ein Getriebeschema eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes,
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2 ein Schaltschema für das Mehrstufengetriebe,
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3 ein Getriebeschema einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes, und
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4 ein Getriebeschema einer dritten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe, das als ein Kraftfahrzeuggetriebe ausgestaltet ist. Das Mehrstufengetriebe weist genau drei Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a auf. Das erste Planetenradgetriebe P1a, das zweite Planetenradgetriebe P2a und das dritte Planetenradgetriebe P3a sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordnet. Sämtliche Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a des Mehrstufengetriebes weisen in dieser Ausgestaltung einen Einfachplanetenradsatz auf.
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Das Mehrstufengetriebe ist zur Anbindung von zwei Elektromotoren EM1a, EM2a vorgesehen. In Verbindung mit den zwei Elektromotoren EM1a, EM2a und einem Verbrennungsmotor bildet das Mehrstufengetriebe ein Hybridantriebsmodul, das unterschiedliche Fahrmodi aufweist, in denen Leistungsflüsse aus dem Verbrennungsmotor und/oder den Elektromotoren EM1a, EM2a unterschiedlich kombiniert oder geleitet werden. Zur Schaltung der Fahrmodi und zur Schaltung von unterschiedlichen Getriebegängen oder Fahrbereichen in den Fahrmodi weist das Mehrstufengetriebe genau fünf Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S3a, S4a auf, die innerhalb eines durch die Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet sind. Diese sind konstruktiv dazu vorgesehen, fünf verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a zu schalten. Zudem sind mittels der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a konstruktiv vier elektromotorische Vorwärtsgetriebegänge E1a, E2a, E3a, E4a schaltbar. Außerdem sind mittels der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a konstruktiv sieben leistungsverzweigte EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a schaltbar. Ein Rückwärtsgetriebegang ist mittels eines der EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a oder mittels eines der elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge E1a, E2a, E3a, E4a darstellbar. Eine Anzahl der tatsächlich schaltbaren verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, der tatsächlich schaltbaren elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge E1a, E2a, E3a, E4a und der tatsächlich schaltbaren leistungsverzweigten EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a kann dabei, beispielsweise elektronisch durch eine entsprechend programmierte Steuer- und Regeleinheit, in Abhängigkeit von einer Betriebsstrategie eingeschränkt sein.
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Die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a sind untereinander vollständig sequentiell lastschaltbar. Von einem der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a kann lastunterbrechungsfrei in den benachbarten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegang V1a, V2a, V3a, V4a, V5a geschalten werden. Weitere zusätzliche Getriebegangpaarungen mit jeweils zwei untereinander lastschaltbaren verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a, V3a, V4a, V5a ergeben sich unmittelbar aus dem in 2 dargestellten Schaltschema.
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Die elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge E1a, E2a, E3a, E4a sind untereinander teilweise sequentiell lastschaltbar. Weitere zusätzliche Getriebegangpaarungen mit jeweils zwei untereinander lastschaltbaren elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a, E3a, E4a ergeben sich unmittelbar aus dem in 2 dargestellten Schaltschema.
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Die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a sind grundsätzlich lediglich teilweise sequentiell lastschaltbar. Beispielsweise sind die ersten vier EVT-Fahrbereich EVT1a, EVT2a, EVT3a, EVT4a untereinander lastschaltbar. Weitere zusätzliche Fachbereichspaarungen mit jeweils zwei untereinander lastschaltbaren EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT7a ergeben sich unmittelbar aus dem in 2 dargestellten Schaltschema. Zudem ergeben sich aus dem in 2 dargestellten Schaltschema und/oder dem in 1 dargestellten Getriebeschema noch weitere mögliche Lastschaltungen jeweils zwischen den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a, E3a, E4a und den EVT-Fahrbereichen EVT1a, EVT2a, EVT3a, EVT4a.
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Das Mehrstufengetriebe ist dazu vorgesehen, den nicht näher dargestellten Verbrennungsmotor und die Elektromotoren EM1a, EM2a mit zumindest einem nicht näher dargestellten Achsantrieb für einen Antrieb von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Mittels der Mehrstufengetriebe kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor, den Elektromotoren EM1a, EM2a und dem Achsantrieb eingestellt werden.
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Das Mehrstufengetriebe weist eine Getriebeeingangswelle 11a auf, die dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment in das Mehrstufengetriebe einzuleiten. Zwischen der Getriebeeingangswelle 11a und dem ersten Planetenradgetriebe P1a kann grundsätzlich ein nicht näher dargestelltes Modul angeordnet sein, beispielsweise um eine Anfahrfunktionalität bereitzustellen und/oder die Brennkraftmaschine von den Planetenradgetrieben P1a, P2a, P3a abzutrennen. Als vorgeschaltete Module sind beispielsweise ein Wandler, eine nasse Anfahrkupplung oder eine Trennkupplung denkbar. In der dargestellten Ausgestaltung wird auf ein vorgeschaltetes Modul verzichtet.
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Zur Anbindung des Verbrennungsmotors umfasst das Mehrstufengetriebe ein Kurbelwellenanbindungselement 10a, das zur permanent drehfesten Verbindung mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Die Getriebeeingangswelle 11a ist über das Kurbelwellenanbindungselement 10a permanent drehfest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Zur Anbindung der Elektromotoren EM1a, EM2a umfasst das Mehrstufengetriebe zwei Rotoranbindungselemente 17a, 18a, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils permanent drehfest mit einem Rotor des entsprechenden Elektromotors EM1a, EM2a verbunden sind oder zumindest teilweise einstückig mit dem Rotor ausgebildet sind. Die Rotoranbindungselemente 17a, 18a können auch abkoppelbar ausgestaltet sein. Grundsätzlich ist es weiter denkbar, dass an das Mehrstufengetriebe lediglich ein einzelner Elektromotor angebunden ist oder dass auf eine Anbindung von Elektromotoren verzichtet wird.
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Weiter weist das Mehrstufengetriebe eine Getriebeausgangswelle 12a auf, die dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment aus dem Mehrstufengetriebe auszuleiten. Die Getriebeausgangswelle 12a ist permanent drehfest mit dem Achsantrieb des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Getriebeausgangswelle 12a können unterschiedliche Module nachgeschaltet werden, mittels deren das aus dem Mehrstufengetriebe ausgeleitete Moment auf die Antriebsräder verteilt werden kann, wie beispielsweise ein Differentialgetriebe, das für einen Drehzahlausgleich zwischen den Antriebsrädern vorgesehen ist, oder ein Allradantriebsmodul, das das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. Die Getriebeeingangswelle 11a und die Getriebeausgangswelle 12a können grundsätzlich beliebig zueinander angeordnet sein. Dabei ist insbesondere eine koaxiale Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten des Mehrstufengetriebes vorteilhaft. Aber auch eine Anordnung auf der gleichen Seite des Mehrstufengetriebes ist denkbar. Zudem kann durch eine Umordnung das Mehrstufengetriebe für einen Front-Quer-Einbau vorgesehen werden, bei dem ein Abtrieb zwischen den einzelnen Planetenradgetrieben P1a, P2a, P3a liegt.
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Das erste Planetenradgetriebe P1a ist entlang der Hauptrotationsachse eingangsseitig angeordnet. Das erste Planetenradgetriebe P1a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Der Einfachplanetenradsatz umfasst ein erstes Sonnenrad P11a, ein erstes Hohlrad P13a und einen ersten Planetenradträger P12a. Der Planetenradträger P12a führt Planetenräder P14a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14a kämmen mit dem Sonnenrad P11a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert.
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Das zweite Planetenradgetriebe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse mittig angeordnet. Das zweite Planetenradgetriebe P2a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Der Einfachplanetenradsatz umfasst ein zweites Sonnenrad P21a, ein zweites Hohlrad P23a und einen zweiten Planetenradträger P22a. Der Planetenradträger P22a führt Planetenräder P24a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P24a kämmen mit dem Sonnenrad P21a und mit dem Hohlrad P23a. Die Planetenräder P24a sind drehbar auf dem Planetenradträger P22a gelagert.
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Das dritte Planetenradgetriebe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse ausgangsseitig angeordnet. Das dritte Planetenradgetriebe P3a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Der Einfachplanetenradsatz umfasst ein drittes Sonnenrad P31a, ein drittes Hohlrad P33a und einen dritten Planetenradträger P32a. Der Planetenradträger P32a führt Planetenräder P34a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P34a kämmen mit dem Sonnenrad P31a und mit dem Hohlrad P33a. Die Planetenräder P34a sind drehbar auf dem Planetenradträger P32a gelagert.
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Die drei Schalteinheiten S1a, S3a, S4a sind als Kupplungen ausgebildet. Sie weisen jeweils ein erstes drehbares Kopplungselement S11a, S31a, S41a und ein zweites drehbares Kopplungselement S12a, S32a, S42a auf. Die drei Schalteinheiten S1a, S3a, S4a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente S11a, S12a, S31a, S32a, S41a, S42a drehfest miteinander zu verbinden.
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Die zwei Schalteinheiten S2a, S5a sind als Bremsen ausgebildet. Sie weisen jeweils nur ein drehbares Kopplungselement S21a, S51a auf. Ein zweites Kopplungselement S22a, S52a der Schalteinheiten S2a, S5a ist permanent drehfest mit einem Getriebegehäuse 13a verbunden. Die Schalteinheiten S2a, S5a sind dazu vorgesehen, ihr drehbares Kopplungselement S21a, S51a zu fixieren, indem sie es drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a verbinden.
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Die Schalteinheiten S2a, S3a, S4a sind reibschlüssig ausgeführt. Sie weisen jeweils ein nicht näher dargestelltes Kupplungslamellenpaket auf, das zur Herstellung der drehfesten Verbindung zwischen den beiden Kopplungselementen S21a, S22a, S31a, S32a, S41a, S42 der entsprechenden Schalteinheit S2a, S3a, S4a vorgesehen ist. Die Schalteinheiten S1a, S4a sind rein formschlüssig ausgeführt. Sie umfassen jeweils eine nicht näher dargestellte Schiebemuffe, die zur Herstellung der drehfesten Verbindung zwischen den beiden Kopplungselementen S11a, S12a, S51a, S52a der entsprechenden Schalteinheit S1a, S4a vorgesehen ist. Die zwei Schalteinheiten S1a, S5a sind dabei unsynchronisiert ausgeführt. Grundsätzlich können die Schalteinheiten S1a, S5a aber auch reibschlüssig oder synchronisiert ausgeführt werden. Die Schalteinheit S2a kann ebenfalls rein formschlüssig ausgeführt werden.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schalteinheit S1a in axialer Richtung zwischen dem ersten Planetenradgetriebe P1a und dem zweiten Planetenradgetriebe P2a angeordnet. Die Schalteinheit S2a ist in Höhe des zweiten Planetenradgetriebes P2a angeordnet. Die Schalteinheiten S3a, S4a sind zwischen dem zweiten Planetenradgetriebe P2a und dem dritten Planetenradgetriebe P3a angeordnet. Die Schalteinheit S5a ist in Höhe des dritten Planetenradgetriebes P3a angeordnet. Sämtliche Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a sind außenliegend ausgeführt.
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Die Getriebeeingangswelle 11a ist drehfest mit dem ersten Hohlrad P13a verbunden. Die Getriebeausgangswelle 12a ist drehfest mit dem dritten Planetenradträger P32a verbunden. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe drei Zwischenwellen 14a, 15a, 16a, mittels derer die Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a und die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a wirkungsmäßig miteinander verbunden bzw. verbindbar sind.
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Die Getriebeeingangswelle 11a verbindet das Kurbelwellenanbindungselement 10a permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad P13a. Die Getriebeausgangswelle 12a bindet den dritten Planetenradträger P32a an den Achsantrieb an. Die erste Zwischenwelle 14a verbindet das erste Sonnenrad P11a, das Rotoranbindungselement 17a für den ersten Elektromotor EM1a und das erste Kopplungselement S11a der ersten Schalteinheit S1a permanent drehfest miteinander. Die zweite Zwischenwelle 15a verbindet das zweite Sonnenrad P21a, das Rotoranbindungselement 18a für den zweiten Elektromotor EM2a, das erste Kopplungselement S31a der dritten Schalteinheit S3a und das erste Kopplungselement S41a der vierten Schalteinheit S4a permanent drehfest miteinander. Die dritte Zwischenwelle 16a verbindet den ersten Planetenradträger P12a, den zweiten Planetenradträger P22a, das zweite Kopplungselement S32a der dritten Schalteinheit S3a und das dritte Sonnenrad P31a permanent drehfest miteinander. Das zweite Kopplungselement S12a der ersten Schalteinheit S1a und das erste Kopplungselement S21a der ersten Schalteinheit S2a sind direkt permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad P23a verbunden. Das zweite Kopplungselement S42a der vierten Schalteinheit S4a und das erste Kopplungselement S51a der fünften Schalteinheit S5a sind direkt permanent drehfest mit dem dritten Hohlrad P33a verbunden.
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Die Getriebeeingangswelle 11a ist eingangsseitig an das erste Hohlrad P13a angebunden. Die erste Zwischenwelle 14a ist zur Anbindung des Rotoranbindungselements 17a für den ersten Elektromotor EM1a und des Kopplungselements S11a axial zwischen dem ersten Planetenradgetriebe P1a und dem zweiten Planetenradgetriebe P2a radial nach außen geführt. Die zweite Zwischenwelle 15a ist zur Anbindung des Rotoranbindungselements 18a für den zweiten Elektromotor EM2a und des Kopplungselements S41a axial zwischen dem zweiten Planetenradgetriebe P2a und dem dritten Planetenradgetriebe P3a radial nach außen geführt. Die dritte Zwischenwelle 16a ist eingangsseitig des ersten Planetenradgetriebes P1a an den ersten Planetenradträger P12a angebunden. Zur Anbindung des zweiten Planetenradträgers P22a durchsetzt die Zwischenwelle 16a das erste Planetenradgetriebe P1a. Zur Anbindung des dritten Sonnenrads P31 durchsetzt die Zwischenwelle 16a das zweite Planetenradgetriebe P2a. Die Getriebeausgangswelle 12a ist ausgangsseitig des dritten Planetenradgetriebes P3a an den dritten Planetenradträger P32a angebunden.
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Die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a werden mittels der vier Schalteinheiten S2a, S3a, S4a, S5a geschaltet. Die Schalteinheit S1a ist in sämtlichen verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a, V3a, V4a, V5a geschlossen. Die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a werden durch Schließen von jeweils zwei der vier Schalteinheiten S2a, S3a, S4a, S5a gebildet.
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Die elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge E1a, E2a, E3a, E4a werden ebenfalls mittels der vier Schalteinheiten S2a, S3a, S4a, S5a geschaltet. Die Schalteinheit S1a ist in sämtlichen elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a, E3a, E4a geöffnet. Die elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a können jeweils durch Schließen von jeweils höchstens zwei der fünf Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a gebildet werden.
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Die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a werden mittels aller fünf Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a geschaltet. Die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a werden jeweils durch Schließen von höchsten zwei der fünf Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a gebildet.
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In einem geschlossenen Zustand verbindet die Schalteinheit S2a das zweite Hohlrad P23a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a. Die Schalteinheit S5a verbindet in geschlossenem Zustand das dritte Hohlrad P33a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a. Die Schalteinheit S3a verbindet in einem geschlossenen Zustand das zweite Sonnenrad P21a und den zweiten Planetenradträger P22a miteinander. Die Schalteinheit S1a verbindet in einem geschlossenen Zustand das erste Sonnenrad P11a, das erste Rotoranbindungselement 17a und das zweite Hohlrad P23a drehfest miteinander. Die Schalteinheit S4a verbindet in einem geschlossenen Zustand das zweite Sonnenrad P21a, das zweite Rotoranbindungselement 18a und das dritte Hohlrad P33a drehfest miteinander.
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Indem die dritte Schalteinheit S3a dazu vorgesehen ist, das zweite Sonnenrad P21a und den zweiten Planetenradträger P22a drehfest miteinander zu verbinden, ist die Schalteinheit S3a dazu vorgesehen, das zweite Planetenradgetriebe P2a zu verblocken. Ist die Schalteinheit S3a geschlossen, rotieren das zweite Sonnenrad P21a, der zweite Planetenradträger P22a und das zweite Hohlrad P23a gemeinsam mit einer Drehzahl um die Hauptrotationsachse.
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Sind die Schalteinheiten S1a, S2a gleichzeitig geschlossen, ist das erste Sonnenrad P11a über die Schalteinheiten S1a, S2a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a verbunden. Sind die Schalteinheiten S4a, S5a gleichzeitig geschlossen, ist das zweite Sonnenrad P21a über die Schalteinheiten S4a, S5a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a verbunden.
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In den im Folgenden beschrieben verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a, E3a, E4a und den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT7a sind Drehzahlen und Leistungsflüsse beispielhaft für einen Betriebspunkt beschrieben. Insbesondere in den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT7a können sich in Abhängigkeit von einer Leistung, die von den Elektromotoren EM1a, EM2a abgegeben oder aufgenommen wird, grundsätzlich auch andere Drehzahlen oder Leistungsflüsse einstellen. In den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a, V3a, V4a, V5a sind die Elektromotoren EM1a, EM2a für eine Boost-Funktion und eine Rekuperation vorgesehen. Weiter ist in den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a, V3a, V4a, V5a eine rein verbrennungsmotorische Fahrt möglich.
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Der erste verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegang V1a wird gebildet, indem die drei Schalteinheiten S1a, S2a, S5a geschlossen werden. Das erste Hohlrad P13a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Getriebeeingangswelle 11a. Das erste Sonnenrad P11a ist fixiert. Eine Drehzahl des ersten Planetenradträgers P12a ist somit durch die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11a und das Standübersetzungsverhältnis des ersten Planetenradgetriebes P1a definiert. Das dritte Hohlrad P33a ist fixiert. Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit der gleichen Drehzahl wie der erste Planetenradträger P12a. Eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a ist somit durch die Drehzahl des ersten Planetenradträgers P12a und das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a definiert.
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Der zweite verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegang V2a wird gebildet, indem die drei Schalteinheiten S1a, S3a, S5a geschlossen werden. Das erste Sonnenrad P11a ist drehfest mit dem zweiten Hohlrad P23a verbunden. Das zweite Planetenradgetriebe P2a ist verblockt. Durch die Verbindung mit dem zweiten Planetenradträger weist somit auch der erste Planetenradträger P12a die gleiche Drehzahl auf wie die Getriebeeingangswelle 11a. Somit rotiert das dritte Sonnenrad P31a mit der gleichen Drehzahl wie die Getriebeeingangswelle 11a. Das dritte Hohlrad P33a ist fixiert. Eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a ist somit durch die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11a und das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a definiert.
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Der dritte verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegang V3a wird gebildet, indem die drei Schalteinheiten S1a, S4a, S5a geschlossen werden. Das erste Hohlrad P13a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Getriebeeingangswelle 11a. Das zweite Hohlrad P23a weist eine gleiche Drehzahl auf wie das erste Sonnenrad P11a. Der erste Planetenradträger P12a und der zweite Planetenradträger P22a weisen ebenfalls eine gleiche Drehzahl auf. Das zweite Sonnenrad P21a ist fixiert. Ein Drehzahlverhältnis zwischen dem zweiten Planetenradträger P22a und dem zweiten Hohlrad P23a und somit auch das Drehzahlverhältnis zwischen dem ersten Planetenradträger P12a und dem ersten Sonnenrad P11a sind damit durch das Standübersetzungsverhältnis des zweiten Planetenradgetriebes P2a definiert. Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie der erste Planetenradträger P12a. Das dritte Hohlrad P33a ist fixiert. Eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a ist somit durch das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a und die Drehzahl des ersten Planetenradträgers P12a definiert.
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Der vierte verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegang V4a wird gebildet, indem die drei Schalteinheiten S1a, S3a, S4a geschlossen werden. Das zweite Planetenradgetriebe P2a ist verblockt. Da das erste Sonnenrad P11a mit einer gleichen Drehzahl wie das zweite Hohlrad P23a und der erste Planetenradträger P12a mit einer gleichen Drehzahl wie der zweite Planetenradträger P12a rotieren, ist das erste Planetenradgetriebe P1a ebenfalls verblockt. Das dritte Hohlrad P33a rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das zweite Sonnenrad P21a. Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit der gleichen Drehzahl wie der zweite Planetenradträger P22a. Das dritte Planetenradgetriebe P3a ist ebenfalls verblockt. Die Getriebeausgangswelle 12a weist somit die gleiche Drehzahl auf wie die Getriebeeingangswelle 11a.
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Der fünfte verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegang V5a wird gebildet, indem die drei Schalteinheiten S1a, S2a, S4a geschlossen werden. Das erste Hohlrad P13a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Getriebeeingangswelle 11a. Das erste Sonnenrad P11a ist fixiert. Eine Drehzahl des ersten Planetenradträgers P12a ist somit durch die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11a und das Standübersetzungsverhältnis des ersten Planetenradgetriebes P1a definiert. Der zweite Planetenradträger P22a rotiert mit der gleichen Drehzahl wie der erste Planetenradträger P12a. Das zweite Hohlrad P23a ist fixiert. Eine Drehzahl des zweiten Sonnenrads P21a ist somit durch die Drehzahl des ersten Planetenradträgers P12a und das Standübersetzungsverhältnis des zweiten Planetenradgetriebes P2a definiert. Das dritte Hohlrad P33a weist die gleiche Drehzahl auf wie das zweite Sonnenrad P21a. Das dritte Sonnenrad P31a weist die gleiche Drehzahl auf wie der erste Planetenradträger P12a. Eine Drehzahl des dritten Planetenradträgers P32a und damit die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a sind somit durch die Drehzahl des ersten Planetenradträgers P12a und die Drehzahl des zweiten Sonnenrads P21a definiert.
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In den elektrischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a, E3a, E4a ist der zweite Elektromotor EM2a als Antriebsmotor vorgesehen. Um in den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a, E3a, E4a den ersten Elektromotor EM1a für eine Boost-Funktion zu nutzen, ist es notwendig, den Verbrennungsmotor von dem Mehrstufengetriebe zu entkoppeln. Insbesondere für die Boost-Funktion kann damit in einer nicht näher dargestellten Ausgestaltung eine Kupplung als Trennkupplung zwischen der Getriebeeingangswelle 11a und dem Kurbelwellenanbindungselement 10a angeordnet werden.
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In den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a, E3a, E4a ist ein Start des Verbrennungsmotors möglich, insbesondere auch in der Ausgestaltung ohne Trennkupplung. Der Start des Verbrennungsmotors kann in den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a, E3a, E4a rückwirkungsfrei erfolgen, indem lediglich ein Teil der von dem oder den Elektromotoren EM1a, EM2a abgegebenen Leistung an den Verbrennungsmotor geleitet wird.
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Der erste elektromotorische Vorwärtsgetriebegang E1a wird gebildet, indem die zwei Schalteinheiten S2a, S5a geschlossen werden. Das zweite Hohlrad P23a ist fixiert. Das zweite Sonnenrad P21a weist eine gleiche Drehzahl auf wie das Rotoranbindungselement 18a. Eine Drehzahl des zweiten Planetenradträgers P22a ist durch das Standübersetzungsverhältnis des zweiten Planetenradgetriebes P2a definiert. Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit der gleichen Drehzahl wie der zweite Planetenradträger P22a. Das dritte Hohlrad P33a ist fixiert. Eine Drehzahl des dritten Planetenradträgers P32a und damit die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a sind somit durch die Drehzahl des zweiten Planetenradträgers P22a und das dritte Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a definiert.
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Der zweite elektromotorische Vorwärtsgetriebegang E2a wird gebildet, indem die zwei Schalteinheiten S3a, S5a geschlossen werden. Das zweite Planetenradgetriebe P2a ist verblockt. Das zweite Sonnenrad P21a, der zweite Planetenradträger P22a und somit auch das dritte Sonnenrad P31a weisen eine gleiche Drehzahl auf wie das Rotoranbindungselement 18a. Das dritte Hohlrad P33a ist fixiert. Eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a ist durch das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a definiert.
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Der dritte elektromotorische Vorwärtsgetriebegang E3a wird gebildet, indem die zwei Schalteinheiten S2a, S4a geschlossen werden. Das zweite Sonnenrad P21a weist eine gleiche Drehzahl auf wie das Rotoranbindungselement 18a. Das zweite Hohlrad P23a ist fixiert. Eine Drehzahl des zweiten Planetenradträgers P22a ist somit durch das Standübersetzungsverhältnis des zweiten Planetenradgetriebes P2a und die Drehzahl des Rotoranbindungselements 18a definiert. Das dritte Sonnenrad P31a weist die gleiche Drehzahl auf wie der zweite Planetenradträger P22a. Das dritte Hohlrad P33a weist die gleiche Drehzahl auf wie das Rotoranbindungselement 18a. Eine Drehzahl des dritten Planetenradträgers P32a ist somit durch die Drehzahl des zweiten Planetenradträgers P22a und die Drehzahl des Rotoranbindungselements 18a definiert. Die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a ist somit durch das Standübersetzungsverhältnis des zweiten Planetenradgetriebes P2a und ein Drehzahlverhältnis zwischen dem Rotoranbindungselement 18a und dem zweiten Planetenradträger P22a definiert.
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Der vierte elektromotorische Vorwärtsgetriebegang E4a wird gebildet, indem die zwei Schalteinheiten S3a, S4a geschlossen werden. Das zweite Planetenradgetriebe P2a ist somit verblockt. Das dritte Hohlrad P33a weist eine gleiche Drehzahl wie das Rotoranbindungselement 18a auf. Das dritte Sonnenrad P31a weist eine gleiche Drehzahl auf wie der zweite Planetenradträger P22a, der mit einer Drehzahl des Rotoranbindungselements 18a rotiert. Die Getriebeausgangswelle 12a weist somit eine gleiche Drehzahl auf wie das Rotoranbindungselement 18a.
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In den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT7a ist ein Drehzahlverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle 11a und der Getriebeausgangswelle 12a mittels den Elektromotoren EM1a, EM2a zumindest in Teilbereichen stufenlos verstellbar. Dazu wird in den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT7a vorzugsweise jeweils einer der Elektromotoren EM1a, EM2a als Generator betrieben, während der andere Elektromotor EM1a, EM2a eine Antriebsleistung bereitstellt. In den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT7a wird je nach Betriebszustand eine elektrische Leistung aus einer Batterie entnommen oder es wird der Batterie elektrische Leistung zugeführt. Die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a ermöglichen zudem zumindest teilweise ein Anfahren aus einem Fahrzeugstillstand, d. h. bei geeigneter Drehzahl der Rotoranbindungselemente 17a, 18a weist die Getriebeeingangswelle 11a eine Drehzahl ungleich Null auf, während gleichzeitig die Getriebeausgangswelle 12a eine Drehzahl von Null aufweist. Durch eine Veränderung von Drehzahlen der Rotoranbindungselemente 17a, 18a kann dann die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a verändert werden. Zudem sind die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a zumindest teilweise für eine leistungsneutrale Fahrt vorgesehen, d. h. einer der Elektromotoren EM1a, EM2a läuft in einem Generatorbetrieb und stellt dabei eine Leistung, die von dem anderen der Elektromotoren EM1a, EM2a aufgenommen wird, vollständig bereit.
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Der EVT-Fahrbereich EVT1a wird analog zu dem ersten elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E1a geschaltet, indem die Schalteinheiten S2a, S5a geschlossen werden. Der EVT-Fahrbereich EVT2a wird geschaltet, indem die Schalteinheiten S1a, S5a geschlossen werden. Der EVT-Fahrbereich EVT3a wird geschaltet, indem die Schalteinheiten S1a, S4a geschlossen werden. Der EVT-Fahrbereich EVT4a wird analog zu dem dritten elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang V3a geschaltet, indem die Schalteinheiten S2a, S4a geschlossen werden. Der EVT-Fahrbereich EVT5a wird analog zu dem zweiten elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E2a geschaltet, indem die Schalteinheiten S3a, S5a geschlossen werden. Der EVT-Fahrbereich EVT6a wird analog zu dem vierten elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E4a geschaltet, indem die Schalteinheiten S3a, S4a geschlossen werden. Der EVT-Fahrbereich EVT7a wird geschaltet, indem die Schalteinheiten S4a, S5a geschlossen werden. In den EVT-Fahrbereichen wird jeweils eine von dem Verbrennungsmotor bereitgestellte Leistung aufgesplittet. Ein Teil der Leistung des Verbrennungsmotors wird insbesondere von dem ersten Elektromotor EM1a in elektrische Leistung umgewandelt. Ein weiterer Teil der Leistung des Verbrennungsmotors wird über die Getriebeausgangswelle 12a ausgeleitet, wobei eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12a davon abhängt, welche der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a geschlossen sind und mit welchen Drehzahlen die Elektromotoren EM1a, EM2a betrieben werden.
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Diese EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a sind zumindest teilweise untereinander sequentiell lastschaltbar. Die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT7a sind dabei zum Teil insbesondere ohne Drehzahlsprünge und/oder Leistungssprünge schaltbar, was sich positiv auf einen Schaltkomfort auswirkt.
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Weiter ist es denkbar, zusätzlich oder alternativ eine Kupplung zwischen dem Kurbelwellenanbindungselement 10a und dem ersten Planetenradträger P12a anzuordnen, wodurch weitere verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegänge geschaltet werden könnten. Eine zusätzliche Anordnung ist in 1 gestrichelt dargestellt. Die weiteren nicht näher dargestellten Ausgestaltungen zur Verbindung der Getriebeeingangswelle 11a mit dem ersten Planetenradgetriebe P1a entsprechen den in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen.
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In den 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 3 und 4 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes. Das Mehrstufengetriebe weist genau drei Planetenradgetriebe P1b, P2b, P3b auf. Das erste Planetenradgetriebe P1b umfasst ein erstes Sonnenrad P11b, ein erstes Hohlrad P13b und einen ersten Planetenradträger P12b, der Planetenräder P14b trägt, die mit dem Sonnenrad Pub und dem Hohlrad P13b kämmen. Das zweite Planetenradgetriebe P2b umfasst ein zweites Sonnenrad P21b, ein zweites Hohlrad P23b und einen zweiten Planetenradträger P22b, der Planetenräder P24b trägt, die mit dem Sonnenrad P21b und dem Hohlrad P23b kämmen. Das dritte Planetenradgetriebe P3b umfasst ein drittes Sonnenrad P31 b, ein drittes Hohlrad P33b und einen dritten Planetenradträger P32b, der Planetenräder P34b trägt, die mit dem Sonnenrad P31b und dem Hohlrad P33b kämmen.
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Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe fünf Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, die insbesondere zur Verbindung der Planetenradgetriebe P1b, P2b, P3b untereinander vorgesehen sind. Die Schalteinheiten S1b–S5b weisen jeweils zwei Kopplungselementen S11b, S12b, S21b, S22b, S31b, S32b, S41b, S42b, S51b, S52. Die zwei Schalteinheiten S2b, S5b sind als Bremseinheiten zur Fixierung des zweiten Hohlrads P23b und des dritten Hohlrads P33b gegenüber einem Getriebegehäuse 13b ausgebildet. Die restlichen Schalteinheiten S1b, S3b, S4b sind als Kupplungseinheiten ausgebildet.
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Zur Anbindung an eine Brennkraftmaschine umfasst das Mehrstufengetriebe ein Kurbelwellenanbindungselement 10b und eine Getriebeeingangswelle 11b. Zur Anbindung von zumindest einem Achsantrieb umfasst das Mehrstufengetriebe eine Getriebeausgangswelle 12b. Außerdem umfasst das Mehrstufengetriebe drei Zwischenwellen 14b, 15b, 16b. Die Zwischenwellen 14b, 15b sind jeweils permanent drehfest mit einem Rotoranbindungselement 17b, 18b zur Anbindung von Elektromotoren EM1b, EM2b verbunden.
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Im Unterschied zum vorangegangen Ausführungsbeispiel ist die Schalteinheit S3b, die zur Verblockung des zweiten Planetenradgetriebes P2b vorgesehen ist, wirkungsmäßig zwischen dem Sonnenrad P21b und dem Hohlrad P23b des zweiten Planetenradgetriebes P2b angeordnet. Bezüglich einer Schaltlogik entspricht damit das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel einer kinematisch äquivalenten Ausgestaltung, wodurch sich dieselbe Schaltlogik ergibt.
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Weiter ist im Unterschied zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel zwischen der Getriebeeingangswelle 11b und dem ersten Hohlrad P13a eine Kupplung S6b als Trennkupplung angeordnet. Die Getriebeeingangswelle 11a ist damit nicht permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad P13a verbunden, sondern lediglich mit dem ersten Hohlrad P13a verbindbar. Grundsätzlich kann alternativ zu der Kupplung S6b oder im Kraftfluss parallel zu der Kupplung S6b eine weitere Kupplung angeordnet werden, die das Kurbelwellenanbindungselement 10b schaltbar mit dem ersten Planetenradträger P12b verbindet. Auf die Kupplung S6b kann grundsätzlich aber auch, analog zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel, vollständig verzichtet werden.
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4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes. Das Mehrstufengetriebe weist genau drei Planetenradgetriebe P1c, P2c, P3c auf. Das erste Planetenradgetriebe P1c umfasst ein erstes Sonnenrad P11c, ein erstes Hohlrad P13c und einen ersten Planetenradträger P12c, der Planetenräder P14c trägt, die mit dem Sonnenrad P11c und dem Hohlrad P13c kämmen. Das zweite Planetenradgetriebe P2c umfasst ein zweites Sonnenrad P21c, ein zweites Hohlrad P23c und einen zweiten Planetenradträger P22c, der Planetenräder P24c trägt, die mit dem Sonnenrad P21c und dem Hohlrad P23c kämmen. Das dritte Planetenradgetriebe P3c umfasst ein drittes Sonnenrad P31 c, ein drittes Hohlrad P33c und einen dritten Planetenradträger P32c, der Planetenräder P34c trägt, die mit dem Sonnenrad P31c und dem Hohlrad P33c kämmen.
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Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe fünf Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c, die insbesondere zur Verbindung der Planetenradgetriebe P1c, P2c, P3c untereinander vorgesehen sind. Die Schalteinheiten S1c–S5c weisen jeweils zwei Kopplungselementen S11c, S12c, S21c, S22c, S31c, S32c, S41c, S42c, S51c, S52. Die zwei Schalteinheiten S2c, S5c sind als Bremseinheiten zur Fixierung des zweiten Hohlrads P23c und des dritten Hohlrads P33c gegenüber einem Getriebegehäuse 13c ausgebildet. Die restlichen Schalteinheiten S1c, S3c, S4c sind als Kupplungseinheiten ausgebildet.
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Zur Anbindung an eine Brennkraftmaschine umfasst das Mehrstufengetriebe ein Kurbelwellenanbindungselement 10c und eine Getriebeeingangswelle 11c. Zur Anbindung von zumindest einem Achsantrieb umfasst das Mehrstufengetriebe eine Getriebeausgangswelle 12c. Außerdem umfasst das Mehrstufengetriebe drei Zwischenwellen 14c, 15c, 16c. Die Zwischenwellen 14c, 15c sind jeweils permanent drehfest mit einem Rotoranbindungselement 17c, 18c zur Anbindung von Elektromotoren EM1b, EM2b verbunden.
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Im Unterschied zum vorangegangen Ausführungsbeispiel ist die Schalteinheit S3c, die zur Verblockung des zweiten Planetenradgetriebes P2c vorgesehen ist, wirkungsmäßig zwischen dem Planetenradträger P22c und dem Hohlrad P23c des zweiten Planetenradgetriebes P2c angeordnet. Bezüglich einer Schaltlogik entspricht damit das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel kinematisch der in 1 gezeigten Ausgestaltung, wodurch sich dieselbe Schaltlogik ergibt.
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Analog zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist zwischen der Getriebeeingangswelle 11c und dem ersten Hohlrad P13a eine Kupplung S6c als Trennkupplung angeordnet. Die Kupplung S6c ist wirkungsmäßig zwischen dem Kurbelwellenanbindungselement 10c und dem ersten Hohlrad P13c angeordnet. Weiter ist im Kraftfluss parallel zu der Kupplung S6c eine zusätzliche Kupplung S7c angeordnet, die das Kurbelwellenanbindungselement 10c schaltbar mit dem ersten Planetenradträger P12c verbindet. Auf eine oder beide der Kupplungen S6c, S7c kann grundsätzlich aber auch verzichtet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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