DE102015213664A1

DE102015213664A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015213664A1
Application number: DE102015213664.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beck; Michael Wechs; Martin Brehmer; Johannes Kaltenbach; Eckehard Münch; Viktor Warth; Julian King; Jens Moraw; Stephan Scharr; Matthias Horn; Uwe Griesmeier; Peter Ziemer; Juri Pawlakowitsch; Bernd Knöpke; Gerhard Niederbrucker; Raffael Kuberczyk
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-01-26
Anticipated expiration: 2035-07-22
Also published as: CN107850190B; US20180202520A1; DE102015213664B4; US10570995B2; CN107850190A; WO2017012808A1

Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (P1, P2), sowie ein erstes, zweites, drittes, viertes und fünftes Schaltelement (04, 13, 14, 26, 36) aufweist, wobei durch selektives paarweises Schließen der fünf Schaltelemente (04, 13, 14, 26, 36) und drehfeste Festsetzung des Sonnenrads (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) sechs Vorwärtsgänge (1–6) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug. Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen zwei Wellen des Getriebes, durch Schaltelemente vorzugsweise automatisch schaltbar sind. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen.
Die noch unveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2014 222 153.6 der Anmelderin beschreibt ein solches Getriebe, welches drei Planetenradsätze und vier Schaltelemente aufweist. Durch selektives paarweises Schließen der vier Schaltelemente sind fünf Vorwärtsgänge zwischen einer Eingangswelle und einer Abtriebswelle schaltbar.
Durch eine hohe Zahl an Vorwärtsgängen ist es möglich, bei vergleichbarer oder sogar höherer Gesamtspreizung des Getriebes kleinere Gangsprünge bereitzustellen, welche einen kraftstoff-effizienten Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor begünstigen. Allerdings steigt mit erhöhter Zahl der Vorwärtsgänge auch der Bauaufwand des Getriebes, und somit auch Gewicht und Herstellungskosten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Getriebe bereitzustellen, welches zumindest sechs Vorwärtsgänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle bereitstellen kann, und dabei einen vergleichsweise geringen Bauaufwand aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Das erfindungsgemäße Getriebe weist eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, zwei Planetenradsätze sowie fünf Schaltelemente auf. Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, einen Steg und ein Hohlrad. An dem Steg drehbar gelagert sind Planetenräder, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder mit der Verzahnung des Hohlrads kämmen. Ein Minus-Radsatz bezeichnet einen Planetenradsatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. Ein Plus-Radsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Radsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren.
Erfindungsgemäß ist ein Steg des ersten Planetenradsatzes ist mit einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden. Die Abtriebswelle ist mit einem Steg des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden. Durch Schließen des ersten Schaltelements ist der Steg des ersten Planetenradsatzes drehfest festsetzbar, und damit auch das mit diesem Steg verbundene Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes. Durch Schließen des zweiten Schaltelements ist die Antriebswelle mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. Durch Schließen des dritten Planetenradsatzes ist die Antriebswelle mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes verbindbar, und damit auch mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes. Durch Schließen des vierten Planetenradsatzes ist ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle verbindbar, und damit auch mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes. Durch Schließen des fünften Schaltelements ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. Ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ist entweder ständig drehfest festgesetzt, oder schaltbar drehfest festsetzbar.
Ein Getriebe mit dieser erfindungsgemäßen Zuordnung der einzelnen Getriebeelemente weist eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen sowie einen guten Verzahnungswirkungsgrad auf. Durch den Einsatz von nur zwei Planetenradsätzen ist der Bauaufwand für ein Getriebe mit sechs Vorwärtsgängen zudem gering.
Durch selektives Schließen von zwei der fünf Schaltelemente sind zumindest sechs Vorwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle darstellbar. Der erste Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements gebildet. Der zweite Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements und des vierten Schaltelements gebildet. Der dritte Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements und des fünften Schaltelements gebildet. Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements und des dritten Schaltelements gebildet. Der fünfte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements und des fünften Schaltelements gebildet. Der sechste Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements gebildet. Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ist in jedem der sechs Vorwärtsgänge drehfest festzusetzen. Dadurch wird, bei geeigneter Wahl der Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze, eine für die Anwendung im Kraftfahrzeug gut geeignete Übersetzungsreihe erzielt. Zudem weisen zwei benachbarte Vorwärtsgänge stets ein Schaltelement auf, das in beiden diesen Gängen geschlossen ist. Dies vereinfacht den Schaltvorgang und verkürzt die Schaltdauer zwischen benachbarten Vorwärtsgängen. Da das zweite Schaltelement im ersten bis vierten Vorwärtsgang geschlossen ist, ermöglicht das Schaltschema einen derart vereinfachten Schaltvorgang zwischen jedem der ersten vier Vorwärtsgänge. Dies gilt auch für einen Schaltvorgang zwischen den Vorwärtsgängen vier und sechs, da in diesen Gängen das dritte Schaltelement geschlossen ist.
Prinzipiell kann jedes der fünf Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement, also beispielsweise als Klauenkupplung, oder als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein, also beispielsweise als Lamellenkupplung. Vorzugsweise sind das erste und/oder das zweite Schaltelement als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Formschlüssige Schaltelemente stellen im geschlossenen Zustand die Verbindung durch Formschluss her, und zeichnen sich im geöffneten Zustand durch geringere Schleppverluste als kraftschlüssige Schaltelemente aus. Durch die im geöffneten Zustand geringen Schleppverluste wird der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert, besonders da das erste Schaltelement lediglich im ersten der sechs Vorwärtsgänge geschlossen ist. Das erste Schaltelement ist daher bei Betrieb des Getriebes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs überwiegend geöffnet.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind äußere Schnittstellen der Antriebswelle und der Abtriebswelle koaxial zueinander und an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes angeordnet. Von den zwei Planetenradsätzen weist dabei der zweite Planetenradsatz den größeren axialen Abstand zur äußeren Schnittstelle der Antriebswelle auf. Eine solche Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug mit parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform sind äußere Schnittstellen der Antriebswelle und Abtriebswelle koaxial zueinander und am selben axialen Ende des Getriebes angeordnet. Von den zwei Planetenradsätzen weist dabei der zweite Planetenradsatz den kürzeren axialen Abstand zur äußeren Schnittstelle der Antriebswelle auf. Die äußere Schnittstelle der Abtriebswelle weist eine Verzahnung auf, welche mit einer Verzahnung einer zur Hauptachse des Getriebes achsparallel angeordneten Welle kämmt. Auf dieser Welle kann beispielsweise das Achsdifferential eines Antriebsstrangs angeordnet sein. Eine solche Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug mit quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist das Getriebe eine elektrische Maschine mit einem drehbaren Rotor und einem drehfesten Stator auf. Der Rotor ist dabei entweder mit der Antriebswelle oder mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden. Das Getriebe kann dadurch Funktionen wie Boosten oder Rekuperieren in einem Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs übernehmen.
Ist der Rotor mit der Antriebswelle verbunden, so ist vorzugsweise eine Trennkupplung zwischen der Antriebswelle und einer getriebeexternen Antriebseinheit anzuordnen. Das Getriebe kann dazu eine Anschlusswelle aufweisen, die mit der getriebeexternen Antriebseinheit vorzugsweise drehelastisch über einen Torsionsschwingungsdämpfer verbunden ist. Anschlusswelle und Trennkupplung können auch außerhalb des Getriebes angeordnet sein. Die Anschlusswelle ist über die Trennkupplung mit der Antriebswelle verbindbar. Dadurch kann die elektrische Maschine des Getriebes bei geöffneter Trennkupplung die Abtriebswelle antreiben, ohne die getriebeexterne Antriebseinheit mitzuschleppen. Es wird somit ein rein elektrischer Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht, und zwar in sämtlichen Vorwärtsgängen des Getriebes. Die Trennkupplung kann als kraftschlüssiges oder als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Bei geöffneter Trennkupplung und Betrieb der elektrischen Maschine entgegen einer Vorzugsdrehrichtung der Antriebswelle und eingelegtem Vorwärtsgang kann eine Rückwärtsdrehung der Abtriebswelle realisiert werden. Ein separater Rückwärtsgang kann somit entfallen.
Ist der Rotor mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden, so ist keine Trennkupplung zwischen der Antriebswelle und der getriebeexternen Antriebseinheit erforderlich. Denn durch Öffnen des zweiten Schaltelements ist der Rotor von der Antriebswelle getrennt. Ein Überlagerungs-Betriebsmodus ergibt sich dabei durch Schließen des dritten Schaltelements. Die übrigen Schaltelemente sind dabei geöffnet, und das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes muss drehfest festgesetzt sein. Dadurch kann die Abtriebsdrehzahl bei vorgegebener Drehzahl der Antriebswelle und Variation der Rotordrehzahl stufenlos verändert werden. Somit kann bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeugantriebsstrang auch ein Anfahrvorgang dargestellt werden, ohne ein Schaltelement des Getriebes als Anfahrelement im Schlupfbetrieb zu halten. Somit kann eine aufwändige Kühlung des Anfahrelements entfallen.
Ist der Rotor mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden, und sind das zweite und dritte Schaltelement als kraftschlüssige Schaltelemente ausgebildet, so lässt sich während des elektrischen Fahrbetriebs ein entkoppelter Schleppstart einer mit der Antriebswelle verbundenen Verbrennungskraftmaschine durchführen. Dazu wird das zweite Schaltelement zumindest schlupfend geschlossen, um die Verbrennungskraftmaschine aus dem Stillstand auf eine Startdrehzahl zu beschleunigen. Die beim Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine eingeleiteten Drehmomentstörungen können durch Schlupfbetrieb des dritten Schaltelements von der Abtriebswelle entkoppelt werden, so dass der Schleppstart am Abtrieb nicht spürbar ist. Dadurch kann ein separater Starter der Verbrennungskraftmaschine entfallen.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist das Getriebe ein sechstes und siebentes Schaltelement auf. Durch Schließen des sechsten Schaltelements ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes drehfest festsetzbar. Durch Schließen des siebenten Schaltelements ist die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbindbar, welches daher nicht ständig drehfest festgesetzt, sondern schaltbar drehfest festsetzbar ist. Dadurch wird die Ausbildung von zumindest einem mechanischen Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ermöglicht.
Vorzugsweise sind das sechste und siebente Schaltelement als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet, welche durch einen gemeinsamen Betätigungsmechanismus betätigbar sind. Während in den Vorwärtsgängen stets das sechste Schaltelement geschlossen und das siebente Schaltelement geöffnet ist, ist im zumindest einen Rückwärtsgang das siebente Schaltelement geschlossen und das sechste Schaltelement geöffnet. Somit kann für beide Schaltelemente ein einziger Aktuator verwendet werden. In einer ersten Stellung des Aktuators ist daher das sechste Schaltelement geschlossen, und das siebente Schaltelement geöffnet. In einer zweiten Stellung des Aktuators ist das siebente Schaltelement geschlossen, und das sechste Schaltelement geöffnet. Optional kann eine dritte Stellung des Aktuators vorgesehen sein, in der weder das sechste und siebente Schaltelement geschlossen sind. Diese dritte Stellung, welche sich zwischen der ersten und zweiten Stellung befindet, ermöglicht eine Neutral-Position, und vereinfacht den Umschaltvorgang zwischen erster und zweiter Position. Die Ausbildung als formschlüssige Schaltelemente verbessert den Wirkungsgrad des Getriebes. Ein Umschaltvorgang findet dabei vorzugsweise bei Stillstand der Abtriebswelle statt, oder zumindest bei nur geringer Abtriebsdrehzahl. Die beiden Schaltelemente können zur Erleichterung des Umschaltvorgangs bei geringer Abtriebsdrehzahl eine Synchronisiereinrichtung aufweisen.
Ein erster Rückwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten Schaltelements, des siebenten Schaltelements und des fünften Schaltelements. Ergänzend oder optional dazu ergibt sich ein zweiter Rückwärtsgang durch Schließen des ersten Schaltelements, des siebenten Schaltelements und des vierten Schaltelements. Dabei weist der erste Rückwärtsgang eine für den Rückwärts-Anfahrvorgang besser geeignete kurze Übersetzung auf.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist der erste Planetenradsatz als ein Stufenplanetenradsatz ausgebildet, dessen Planetenräder zwei unterschiedlich große Wirkdurchmesser aufweisen. Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes kämmt dabei mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder, während das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder kämmt. Dadurch kann die Spreizung des Getriebes, also das Verhältnis der Übersetzungen zwischen kleinstem und größtem Vorwärtsgang, auf einfache Weise vergrößert werden, ohne die radialen Abmessungen des Getriebes zu vergrößern. Bei entsprechender Anpassung der Standgetriebeübersetzung des zweiten Planetenradsatzes kann dabei die Übersetzung des ersten Vorwärtsganges verkürzt werden, wodurch die Steigfähigkeit des Kraftfahrzeugs beim Anfahrvorgang am Hang verbessert wird.
Vorzugsweise ist am als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz ein zusätzliches Sonnenrad angeordnet, welches mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder kämmt. Das zusätzliche Sonnenrad ist über ein Zusatzschaltelement mit der Antriebswelle verbindbar. Dadurch kann auch bei ständig drehfest festgesetztem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes, welches mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder kämmt, zumindest ein mechanischer Rückwärtsgang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bereitgestellt werden, und zwar durch Schließen des Zusatzschaltelements und des zweiten, des fünften oder des vierten Schaltelements.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist am als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz ein zusätzliches Hohlrad angeordnet, welches mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder kämmt. Das zusätzliche Hohlrad ist über ein weiteres Zusatzschaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar, und damit auch mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes. Dadurch ist die Bildung zweier zusätzlicher Vorwärtsgänge möglich, welche in der Übersetzungsreihe zwischen dem ursprünglichen zweiten und dritten, sowie zwischen dem ursprünglichen fünften und sechsten Vorwärtsgang gereiht sind. Das Getriebe kann somit auf einfache Weise zu einem Achtgang-Getriebe erweitert werden. Der neue dritte Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements und des weiteren Zusatzschaltelements gebildet. Der neue siebente Gang wird durch Schließen des dritten Schaltelements und des weiteren Zusatzschaltelements gebildet. In allen übrigen Gängen ist das weitere Zusatzschaltelement geöffnet.
Dem Getriebe kann in bekannter Weise ein Anfahrelement vorgeschalten werden, beispielsweise eine nasse oder trockene Anfahrkupplung oder ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, um beim Anfahrvorgang einen Drehzahlausgleich zwischen der getriebeexternen Antriebseinheit und der Antriebswelle zu ermöglichen. Alternativ dazu kann ein getriebeinternes Schaltelement als Anfahrelement vorgesehen sein, welches als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein muss. Vorzugsweise wird dazu das erste Schaltelement verwendet, da das erste Schaltelement im ersten Vorwärtsgang und gegebenenfalls auch im ersten Rückwärtsgang geschlossen ist. Alternativ dazu kann auch das das zweite oder gegebenenfalls das sechste Schaltelement als Anfahrelement für das Anfahren in Vorwärtsrichtung herangezogen werden. Als Anfahrelement für das Anfahren in Rückwärtsrichtung kann in diesem Fall das vierte oder fünfte Schaltelement, oder gegebenenfalls das siebente Schaltelement oder das Zusatzschaltelement herangezogen werden.
Eine ständige Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht. Derart ständig verbundene Elemente drehen stets mit der gleichen Abhängigkeit zwischen deren Drehzahlen. In einer ständigen Verbindung zwischen zwei Elementen kann sich kein Schaltelement befinden. Eine ständige Verbindung ist daher von einer schaltbaren Verbindung zu unterscheiden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
1 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
2 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
4 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
5 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
6 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
7 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
8 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
9 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines siebenten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
10 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel.
11 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines achten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
12 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel.
13 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines neunten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
14 zeigt einen Ausschnitt eines Getriebes entsprechend eines zehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
15 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines elften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
16 zeigt einen Ausschnitt eines Getriebes entsprechend eines zwölften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
17 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines dreizehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
18 zeigt einen Ausschnitt eines Getriebes entsprechend eines vierzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
19 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines fünfzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
20 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel.
21 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines sechzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
22 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines siebzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
23 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel.
24 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eines achtzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
25 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
1 zeigt ein Getriebe G entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Getriebe G weist einen ersten Planetenradsatz P1 und einen zweiten Planetenradsatz P2 auf, welche beide als Minus-Radsätze ausgebildet sind. Das Getriebe G weist ferner ein erstes Schaltelement 04, ein zweites Schaltelement 13, ein drittes Schaltelement 14, ein viertes Schaltelement 26 und ein fünftes Schaltelement 36 auf. Ein Steg E21 des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit einem Hohlrad E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden. Eine Abtriebswelle GW2 ist mit einem Steg E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig verbunden. Eine Antriebswelle GW1 ist über das zweite Schaltelement 13 mit einem Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 und über das dritte Schaltelement 14 mit dem Steg E21 des ersten Planetenradsatzes P1 verbindbar. Ein Hohlrad E31 des ersten Planetenradsatzes P1 ist über das vierte Schaltelement 26 mit der Abtriebswelle GW2 und über das fünfte Schaltelement 36 mit dem Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbindbar. Durch Schließen des ersten Schaltelements 04 ist der Steg E21 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest festsetzbar, indem der Steg E21 in einem Gehäuse GG des Getriebes G oder mit einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes G verbindbar ist.
Das Getriebe G gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist ferner ein sechstes Schaltelement 05 und ein siebtes Schaltelement 15 auf. Das sechste und siebte Schaltelement 05, 15 sind einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung zugeordnet. Wird die Betätigungseinrichtung in Bildrichtung nach links verschoben, so wird das siebte Schaltelement 15 geschlossen, wodurch die Antriebswelle GW1 mit einem Sonnenrad E11 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden wird. Wird die Betätigungseinrichtung in Bildrichtung nach rechts verschoben, so wird das sechste Schaltelement 05 geschlossen, wodurch das Sonnenrad E11 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest festgesetzt wird. In einer Mittelstellung der Betätigungseinrichtung ist sowohl das sechste Schaltelement 05 als auch das siebente Schaltelement 15 geöffnet. Diese Neutralposition erleichtert den Umschaltvorgang zwischen der rechten und linken Schaltstellung.
Äußere Schnittstellen GW1-A, GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 sind koaxial zueinander und an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes G angeordnet. Die äußere Schnittstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 ist zum Anschluss eines Anfahrelements eingerichtet, beispielsweise eines Drehmomentwandlers oder einer Reibkupplung. Über die äußere Schnittstelle GW1-A ist Leistung von einer getriebeexternen Antriebseinheit dem Getriebe G zuführbar. Die äußere Schnittstelle GW2-A der Abtriebswelle GW2 ist zum Anschluss an einen Abtrieb eines Kraftfahrzeugs eingerichtet.
2 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe G gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In den Zeilen des Schaltschemas sind sechs Vorwärtsgänge 1 bis 6 sowie zwei Rückwärtsgänge R1, R2 angeführt. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche Schaltelemente 04, 05, 13, 14, 15, 26, 36 in welchem Gang geschlossen sind. Die Vorwärtsgänge 1 bis 6 sowie die Rückwärtsgänge R1, R2 beziehen sich auf Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2. Der zweite Rückwärtsgang R2 ist ergänzend oder alternativ zum ersten Rückwärtsgang R1 vorgesehen.
3 zeigt ein Getriebe G gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Es wurde lediglich die geometrische Anordnung der einzelnen Getriebekomponenten zueinander verändert, so dass die äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 koaxial zueinander und am selben axialen Ende des Getriebes G angeordnet sind. Der zweite Planetenradsatz P2 ist dabei in axialer Richtung näher an den äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A angeordnet als der erste Planetenradsatz P1. Das sechste und siebte Schaltelement 05, 15 sowie die dazugehörige Betätigungseinrichtung sind nun an jenem axialen Ende des Getriebes G angeordnet, welches den äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A gegenüber liegt. Die äußere Schnittstelle GW2-A der Abtriebswelle GW2 weist eine Verzahnung auf, welche dazu eingerichtet ist, mit einer Verzahnung einer nicht dargestellten achsparallelen Welle zu kämmen. Das Getriebe G gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist somit für den Einsatz im Kraftfahrzeug mit quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnetem Antriebsstrang geeignet.
4 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches in seiner Anordnung im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Das Getriebe G weist nun eine elektrische Maschine EM mit einem drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R auf. Der drehbare Rotor R ist mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden. Darüber hinaus weist das Getriebe G nun eine Anschlusswelle AN auf, welche über eine Trennkupplung K0 mit der Antriebswelle GW1 verbindbar ist. Das sechste und siebte Schaltelement 05, 15 sind nun nicht mehr im Getriebe G enthalten. Dadurch weist das Getriebe G gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel keinen mechanischen Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 auf. Eine Rückwärtsdrehung der Abtriebswelle GW2 wird vielmehr durch Öffnen der Trennkupplung K0 und Betrieb der elektrischen Maschine EM entgegen einer Vorzugsdrehrichtung ermöglicht, so dass bei eingelegtem Vorwärtsgang die Abtriebswelle GW2 rückwärts dreht. Das Sonnenrad E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ist ständig drehfest festgesetzt.
5 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe G gemäß dem dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Durch die ständige drehfeste Festsetzung des Sonnenrads E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und den entsprechenden Entfall des sechsten und siebenten Schaltelements 05, 15 weist das Getriebe G gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel keinen mechanischen Rückwärtsgang R1, R2 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 mehr auf. Die Bildung der Vorwärtsgänge 1 bis 6 ändert sich dadurch nicht.
6 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die geometrische Anordnung der Getriebekomponenten wurde verändert, so dass die äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 im Bereich desselben axialen Endes des Getriebes G angeordnet sind. Der zweite Planetenradsatz P2 ist in axialer Richtung näher an den äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A angeordnet als der erste Planetenradsatz P1.
7 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das Getriebe G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Getriebe G gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, ergänzt um das sechste Schaltelement 05 und das siebte Schaltelement 15. Diese sind axial zwischen der Anbindung des Rotors R an die Antriebswelle GW1 und dem ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Dadurch weist das Getriebe G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zumindest einen mechanischen Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 auf.
8 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem vierten Ausführungsbeispiel entspricht, ergänzt um das sechste Schaltelement 05 und das siebte Schaltelement 15.
Für das in 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel, das in 7 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel und das in 8 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 2 anzuwenden. Für das in 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel und das in 6 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 5 anzuwenden.
9 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines siebten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Rotor R der elektrischen Maschine EM ist nun nicht mehr mit der Antriebswelle GW1, sondern mit dem Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden. Um dennoch eine koaxiale Anordnung der äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes G zu ermöglichen, ist das Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 in zwei einzelne Sonnenradsegmente geteilt. Zwischen diesen beiden Sonnenradsegmenten ist eine Anbindung von der Abtriebswelle GW2 an den Steg E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 möglich. Die beiden Sonnenradsegmente weisen denselben Wirkdurchmesser auf. Daher sind die Drehzahlen an beiden Sonnenradsegmenten identisch. Die Anordnung des Rotors R an das Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 erlaubt einen Überlagerungs-Betriebsmodus EDA, in welchem durch Schließen des dritten Schaltelements 14 die Antriebswelle GW1 mit dem Hohlrad E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden ist, die elektrische Maschine EM mit dem Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden ist und der Steg E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Abtriebswelle GW2 verbunden ist. Somit ist die elektrische Maschine EM, eine mit der Antriebswelle GW1 verbundene getriebeexterne Antriebseinheit und der Abtrieb GW2 mit je einem Element des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden. Bringt die elektrische Maschine EM dabei kein Moment auf oder gibt kein Moment ab, so kann keine Leistung von der Antriebswelle GW1 zur Abtriebswelle GW2 übertragen werden. Erst durch Aufbringen eines Stützmoments mittels der elektrischen Maschine EM ist im Überlagerungs-Betriebsmodus EDA eine Leistungsübertragung über den zweiten Planetenradsatz P2 möglich. Durch Variation der Drehzahl des Rotors R und gegebener Drehzahl der Antriebswelle GW1 ist somit ein Anfahrvorgang darstellbar.
10 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe G gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel. Darin sind in den Zeilen des Schaltschemas neben den sechs Vorwärtsgängen 1 bis 6 und dem Überlagerungs-Betriebsmodus EDA drei elektrische Gänge E1, E2, E3 angegeben, welche drei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Rotor R und der Abtriebswelle GW2 darstellen. In diesen elektrischen Gängen E1, E2, E3 findet keine Leistungsübertragung vom Rotor R zur Antriebswelle GW1 statt. Eine Trennkupplung K0 zwischen der äußeren Schnittstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 und einer getriebeexternen Antriebsquelle kann somit entfallen.
11 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines achten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 9 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel entspricht, ergänzt um das sechste und siebte Schaltelement 05, 15. Somit weist das Getriebe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel zumindest einen mechanischen Rückwärtsgang R1, R2 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 auf, wie dem in 12 dargestellten Schaltschema zu entnehmen ist.
13 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines neunten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 9 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die relative Anordnung der Getriebekomponenten zueinander wurde verändert, so dass die äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A nun im Bereich desselben axialen Endes des Getriebes G angeordnet sind. Der Rotor R der elektrischen Maschine EM ist weiterhin mit dem Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden. Eine Auftrennung des Sonnenrads E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist bei dieser Anordnung nun nicht mehr erforderlich. Das Sonnenrad E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ist ständig drehfest festgesetzt.
14 zeigt einen Ausschnitt eines Getriebes G entsprechend eines zehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 13 dargestellten neunten Ausführungsbeispiel entspricht. Das Getriebe G gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel wurde lediglich durch das sechste und siebte Schaltelement 05, 15 ergänzt. Dadurch erhält das Getriebe G gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel zumindest einen mechanischen Rückwärtsgang R1, R2 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2. Für das Getriebe G entsprechend dem zehnten Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 12 anzuwenden, für das Getriebe G gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 10 anzuwenden.
15 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines elften Ausführungsbeispiels der Erfindung. Darin ist der erste Planetenradsatz P1 als ein Stufenplanetenradsatz ausgebildet, dessen Planetenräder PL1 zwei unterschiedlich große Wirkdurchmesser aufweisen. Das Sonnenrad E11 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1 und ist ständig drehfest festgesetzt. Das Hohlrad E31 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1. Durch Ausbildung als Stufenplanetenradsatz kann die Standgetriebeübersetzung des ersten Planetenradsatzes P1 deutlich erhöht werden, ohne den radialen Bauaufwand des ersten Planetenradsatzes P1 zu vergrößern.
16 zeigt einen Ausschnitt eines Getriebes G entsprechend eines zwölften Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 15 dargestellten elften Ausführungsbeispiel entspricht. Darin ist das Sonnenrad E11 des ersten Planetenradsatzes P1 nun nicht mehr ständig drehfest festgesetzt, sondern über das sechste Schaltelement 05 drehfest festsetzbar. Durch Schließen des siebten Schaltelements 15 ist die Antriebswelle GW1 mit dem Sonnenrad E11 des ersten Planetenradsatzes P1 verbindbar.
In den Getrieben G gemäß dem elften und zwölften Ausführungsbeispiel ist der Rotor R der elektrischen Maschine EM mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Das Getriebe G könnte auch ohne die elektrische Maschine EM ausgeführt sein und weiterhin einen als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz P1 aufweisen. Auch eine Anbindung der elektrischen Maschine EM an das Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist möglich. Für das in 15 dargestellte elfte Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 5 anzuwenden. Für das in 16 dargestellte zwölfte Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 2 anzuwenden.
17 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines dreizehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 15 dargestellten elften Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die relative Anordnung der Getriebekomponenten zueinander wurde verändert, so dass die äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 nun an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes G angeordnet sind. Für das in 17 dargestellte dreizehnte Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 5 anzuwenden. Das Getriebe G gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel könnte auch ohne die elektrische Maschine EM ausgeführt sein und weiterhin einen als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz P1 aufweisen. Auch eine Anbindung der elektrischen Maschine EM an das Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist möglich.
18 zeigt einen Ausschnitt eines Getriebes G entsprechend eines vierzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 17 dargestellten dreizehnten Ausführungsbeispiel entspricht. Das Getriebe G weist nun das sechste Schaltelement 05 und das siebte Schaltelement 15 auf, welche gemeinsam mit der zugeordneten Betätigungseinrichtung zwischen der Anbindung des Rotors R an die Antriebswelle GW1 und dem als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatzes P1 angeordnet sind. Für das in 18 dargestellte vierzehnte Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 2 anzuwenden.
19 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines fünfzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 15 dargestellten elften Ausführungsbeispiel entspricht. Darin weist der als Stufenplanetenradsatz ausgebildete erste Planetenradsatz P1 ein zusätzliches Sonnenrad E112 auf, welches über ein Zusatzschaltelement 15b mit der Antriebswelle GW1 verbindbar ist. Das zusätzliche Sonnenrad E112 kämmt mit dem größeren Durchmesser der Planetenräder PL1. Das Sonnenrad E11 des ersten Planetenradsatzes P1, welches mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1 kämmt, ist ständig drehfest festgesetzt. Das Getriebe G gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel könnte auch ohne die elektrische Maschine EM ausgeführt sein und weiterhin einen als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz P1 aufweisen. Auch eine Anbindung der elektrischen Maschine EM an das Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist möglich.
Aus dem in 20 dargestellten Schaltschema geht hervor, dass das Zusatzschaltelement 15b die Bildung von drei Rückwärtsgängen R1b, R2b, R3b zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 ermöglicht.
21 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines sechzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 19 dargestellten fünfzehnten Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die relative Anordnung der Getriebekomponenten zueinander wurde verändert, so dass die äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 nun an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes G angeordnet sind. Für das Getriebe G gemäß dem sechzehnten Ausführungsbeispiel ist das Schaltschema gemäß 20 anzuwenden.
22 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines siebzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 19 dargestellten fünfzehnten Ausführungsbeispiel entspricht. Dem als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz P1 wurde ein zusätzliches Hohlrad E312 hinzugefügt, welches mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1 kämmt. Das zusätzliche Hohlrad E312 des ersten Planetenradsatzes P1 ist über eine weiteres Zusatzschaltelement 27 mit der Abtriebswelle GW2 verbindbar. Dadurch erhält das Getriebe G gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel zwei zusätzliche Vorwärtsgänge, welche in der Übersetzungsreihe der ursprünglichen sechs Vorwärtsgänge zwischen dem ursprünglich zweiten und dritten Vorwärtsgang 2, 3, beziehungsweise zwischen dem ursprünglichen fünften und sechsten Vorwärtsgang 5, 6, angeordnet sind. Das Getriebe G gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel könnte auch ohne die elektrische Maschine EM ausgeführt sein und weiterhin einen als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz P1 aufweisen. Auch eine Anbindung der elektrischen Maschine EM an das Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist möglich.
Wie dem in 23 dargestellten Schaltschema zu entnehmen ist, ist das weitere Zusatzschaltelement 27 in den neuen Vorwärtsgängen 3b und 7b geschlossen. In den übrigen Vorwärtsgängen 1b, 2b, 4b, 5b, 6b, 8b, ist das weitere Zusatzschaltelement 27 geöffnet. In den Rückwärtsgängen R1b, R2b, R3b ist das weitere Zusatzschaltelement 27 ebenso geöffnet. Das Getriebe G könnte auch das Zusatzschaltelement 15b und das zusätzliche Sonnenrad E112 des ersten Planetenradsatzes P1 ausgebildet sein. Für die Bildung von zumindest einem Rückwärtsgang R1, R2 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 wäre die ständige drehfeste Festsetzung der Sonnenrads E11 des ersten Planetenradsatzes P1 aufzulösen und in eine schaltbare drehfeste Festsetzung in Form des sechsten Schaltelements 05 umzuwandeln, wobei die Antriebswelle GW1 über das siebte Schaltelement 15 mit dem Sonnenrad E11 zu verbinden wäre.
24 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines achtzehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 22 dargestellten siebzehnten Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die relative Anordnung der Komponenten zueinander wurde verändert, so dass nun die äußeren Schnittstellen GW1-A, GW2-A der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes G angeordnet sind. Für das Getriebe G gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel gilt das Schaltschema gemäß 23. Das Getriebe G gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel könnte auch ohne die elektrische Maschine EM ausgeführt sein und weiterhin einen als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz P1 aufweisen. Auch eine Anbindung der elektrischen Maschine EM an das Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist möglich.
25 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe G gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Der Antriebsstrang könnte mit jedem der angeführten Ausführungsbeispiele des Getriebes G ausgeführt sein. Der Antriebsstrang weist eine Verbrennungskraftmaschine VKM auf, die über einen Torsionsschwingungsdämpfer TS mit der Anschlusswelle AN des Getriebes G verbunden ist. Weist das Getriebe G keine elektrische Maschine EM auf, so wäre der Torsionsschwingungsdämpfer TS entweder direkt mit der Antriebswelle GW1 oder über ein Anfahrelement mit der Antriebswelle GW1 verbunden. Bei Ausführungsbeispielen des Getriebes G, bei denen der Rotor R der elektrischen Maschine EM mit dem Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden ist, so wäre der Torsionsschwingungsdämpfer TS vorzugsweise direkt mit der Antriebswelle GW1 des Getriebes G verbunden. Die Abtriebswelle GW2 der Getriebes G ist mit einem Achsgetriebe AG antriebswirkverbunden. Vom Achsgetriebe AG ausgehend wird die Leistung, die an der Abtriebswelle GW2 anliegt, auf Räder DW des Kraftfahrzeugs verteilt. Ist die Trennkupplung K0 geschlossen, so kann das Kraftfahrzeug durch Betrieb der Verbrennungskraftmaschine VKM angetrieben werden. Die elektrische Maschine EM kann dazu ebenfalls Leistung abgeben oder aufnehmen. Ist die Trennkupplung K0 geöffnet, so ist ein rein elektrischer Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs möglich.
Bezugszeichenliste

G: Getriebe
GG: Gehäuse
GW1: Antriebswelle
GW2: Abtriebswelle
GW1-A: Äußere Schnittstelle der Antriebswelle
GW2-A: Äußere Schnittstelle der Abtriebswelle
P1: Erster Planetenradsatz
E11: Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
E21: Steg des ersten Planetenradsatzes
E31: Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
E112: Zusätzliches Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
E312: Zusätzliches Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
PL1: Planetenräder des ersten Planetenradsatzes
P2: Zweiter Planetenradsatz
E12: Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
E22: Steg des zweiten Planetenradsatzes
E32: Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
04: Erstes Schaltelement
13: Zweites Schaltelement
14: Drittes Schaltelement
26: Viertes Schaltelement
36: Fünftes Schaltelement
05: Sechstes Schaltelement
15: Siebtes Schaltelement
15b: Zusatzschaltelement
27: Zusatzschaltelement
EM: Elektrische Maschine
R: Rotor der elektrischen Maschine
S: Stator der elektrischen Maschine
AN: Anschlusswelle
K0: Trennkupplung
1–6: Erster bis sechster Vorwärtsgang
1b–8b: Erster bis achter Vorwärtsgang
E1–E3: Erster bis dritter elektrischer Gang
R1: Erster Rückwärtsgang
R2: Zweiter Rückwärtsgang
R1b–R3b: Rückwärtsgänge
EDA: Überlagerungs-Betriebsmodus
VKM: Verbrennungskraftmaschine
DW: Räder
AG: Achsgetriebe
TS: Torsionsschwingungsdämpfer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014222153 [0002]

Claims

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (P1, P2), sowie ein erstes, zweites, drittes, viertes und fünftes Schaltelement (04, 13, 14, 26, 36) aufweist, – wobei ein Steg (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Hohlrad (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist, – wobei die Abtriebswelle (GW2) mit einem Steg (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist, – wobei durch Schließen des ersten Schaltelements (04) der Steg (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) drehfest festsetzbar ist, – wobei durch Schließen des zweiten Schaltelements (13) die Antriebswelle (GW1) mit einem Sonnenrad (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist, – wobei durch Schließen des dritten Schaltelements (14) die Antriebswelle (GW1) mit dem Steg (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) verbindbar ist, – wobei durch Schließen des vierten Schaltelements (26) ein Hohlrad (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der Abtriebswelle (GW2) verbindbar ist, – wobei durch Schließen des fünften Schaltelements (36) das Hohlrad (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Sonnenrad (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist, und – wobei ein Sonnenrad (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) entweder ständig drehfest festgesetzt oder schaltbar drehfest festsetzbar ist.
Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch selektives paarweises Schließen der fünf Schaltelemente (04, 13, 14, 26, 36) und drehfeste Festsetzung des Sonnenrads (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) sechs Vorwärtsgänge (1–6) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar sind, wobei sich – der erste Vorwärtsgang (1) durch Schließen des ersten Schaltelements (04) und des zweiten Schaltelements (13), – der zweite Vorwärtsgang (2) durch Schließen des zweiten Schaltelements (13) und des vierten Schaltelements (26), – der dritte Vorwärtsgang (3) durch Schließen des zweiten Schaltelements (13) und des fünften Schaltelements (36), – der vierte Vorwärtsgang (4) durch Schließen des zweiten Schaltelements (13) und des dritten Schaltelements (14), – der fünfte Vorwärtsgang (5) durch Schließen des dritten Schaltelements (14) und des fünften Schaltelements (36), und – der sechste Vorwärtsgang (6) sich durch Schließen des dritten Schaltelements (14) und des vierten Schaltelements (26) ergibt.
Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (04) und/oder das zweite Schaltelement (13) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind.
Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass äußere Schnittstellen (GW1-A, GW2-A) der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) koaxial zueinander und an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes (G) angeordnet sind, wobei von den zwei Planetenradsätzen (P1, P2) der zweite Planetenradsatz (P2) den größeren axialen Abstand zur äußeren Schnittstelle (GW1-A) der Antriebswelle (GW1) aufweist.
Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass äußere Schnittstellen (GW1-A, GW2-A) der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) koaxial zueinander und am selben axialen Enden des Getriebes (G) angeordnet sind, wobei von den zwei Planetenradsätzen (P1, P2) der zweite Planetenradsatz (P2) den kürzeren axialen Abstand zur äußeren Schnittstelle (GW1-A) der Antriebswelle (GW1) aufweist.
Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine elektrische Maschine (EM) mit einem drehfesten Stator (S) und einem drehbaren Rotor (R) aufweist, wobei der Rotor (R) entweder mit der Antriebswelle (GW1) oder mit dem Sonnenrad (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist.
Getriebe (G) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) mit dem Sonnenrad (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist, wobei sich ein Überlagerungs-Betriebsmodus (EDA) durch Schließen des dritten Schaltelements (14) und durch drehfeste Festsetzung des Sonnenrad (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) ergibt.
Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) ein sechstes und ein siebentes Schaltelement (05, 15) aufweist, wobei durch Schließen des sechsten Schaltelements (05) das Sonnenrad (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) drehfest festsetzbar ist, und wobei durch Schließen des siebenten Schaltelements (15) die Antriebswelle (GW1) mit dem Sonnenrad (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) verbindbar ist.
Getriebe (G) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das sechste und siebente Schaltelement (05, 15) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind, welche durch einen gemeinsamen Betätigungsmechanismus betätigbar sind.
Getriebe (G) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Rückwärtsgang (R1) zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) durch Schließen des ersten Schaltelements (04), des siebenten Schaltelements (15) und des fünften Schaltelements (36) ergibt, und dass sich ergänzend oder optional dazu ein zweiter Rückwärtsgang (R2) durch Schließen des ersten Schaltelements (04), des siebenten Schaltelements (15) und des vierten Schaltelements (26) ergibt.
Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) als Stufenplanetenradsatz ausgebildet ist, dessen Planetenräder (PL1) zwei unterschiedlich große Wirkdurchmesser aufweisen, wobei das Sonnenrad (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) kämmt und das Hohlrad (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) kämmt.
Getriebe (G) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Sonnenrad (E112) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) kämmt, wobei durch Schließen eines Zusatzschaltelements (15b) die Antriebswelle (GW1) mit dem zusätzlichen Sonnenrad (E112) verbindbar ist.
Getriebe (G) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schließen des Zusatzschaltelements (15b) und des zweiten, fünften oder vierten Schaltelements (13, 36, 26) ein Rückwärtsgang (R1b, R2b, R3b) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) bildbar ist.
Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Hohlrad (E312) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) kämmt, wobei durch Schließen eines weiteren Zusatzschaltelements (27) die Abtriebswelle (GW2) mit dem zusätzlichen Hohlrad (E312) verbindbar ist.
Getriebe (G) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch selektives paarweises Schließen des ersten bis fünften Schaltelements (04, 13, 14, 26, 36) und des weiteren Zusatzschaltelements (27) acht Vorwärtsgänge (1b–8b) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar sind, wobei sich – der erste Vorwärtsgang (1b) durch Schließen des ersten Schaltelements (04) und des zweiten Schaltelements (13), – der zweite Vorwärtsgang (2b) durch Schließen des zweiten Schaltelements (13) und des vierten Schaltelements (26), – der dritte Vorwärtsgang (3b) durch Schließen des zweiten Schaltelements (13) und des weiteren Zusatzschaltelements (27), – der vierte Vorwärtsgang (4b) durch Schließen des zweiten Schaltelements (13) und des fünften Schaltelements (36), – der fünfte Vorwärtsgang (5b) durch Schließen des zweiten Schaltelements (13) und des dritten Schaltelements (14), – der sechste Vorwärtsgang (6b) durch Schließen des dritten Schaltelements (14) und des fünften Schaltelements (36), – der siebente Vorwärtsgang (7b) durch Schließen des dritten Schaltelements (14) und des weiteren Zusatzschaltelements (27) ergibt, und – der achte Vorwärtsgang (8b) sich durch Schließen des dritten Schaltelements (14) und des vierten Schaltelements (26) ergibt.