DE102015218583A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Stefan Beck
Viktor Warth
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Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2) sowie eine Mehrzahl von Planetenradsätzen (P1, P2) aufweist, wobei die Planetenradsätze (P1, P2) zusammen zumindest fünf in Drehzahlordnung als erste Welle (W1), zweite Welle (W2), dritte Welle (W3), vierte Welle (W4) und fünfte Welle (W5) bezeichnete Wellen (W1 bis W6) aufweisen, wobei die Antriebswelle (GW1) mit einer der zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) ständig verbunden ist, wobei die Abtriebswelle (GW2) mit keiner der zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) ständig verbunden ist, wobei durch Schließen eines als Bremse wirkenden Schaltelements (03, 04, 05; 03b, 05b, 07b; 03c, 06c, 07c), welche dazu eingerichtet ist eine der zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) drehfest festzusetzen, eine feste Drehzahlbeziehung zwischen den zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) herstellbar ist, und wobei durch Schließen eines als Kupplung wirkenden Schaltelements (23, 24, 26; 24b, 24b, 26b; 23c, 24c, 25c) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und einer der zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) herstellbar ist, sowie Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe (G).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe. Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle 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 Patentanmeldung DE 31 31 138 A1 der Anmelderin beschreibt ein lastschaltbares Planetenrad-Wechselgetriebe mit mehreren gekoppelten Planetenradsätzen. Darin wird ein Stufenplanetensatz verwendet, auf dessen Steg Planetenräder mit unterschiedlichen Wirkdurchmessern angeordnet sind. In der Ausführungsform gemäß 11 kämmt ein inneres Zentralrad mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder und zwei äußere Zentralräder mit dem je einem der beiden Wirkdurchmesser der Planetenräder des Stufenplanetensatzes. Der Stufenplanetensatz weist somit insgesamt vier Wellen in Drehzahlordnung auf. In weiterer Folge ist eines der beiden äußeren Zentralräder mit einem inneren Zentralrad eines als Plus-Radsatz ausgebildeten zweiten Planetenradsatzes verbunden.
  • Die Patentanmeldung DE 10 2008 041 192 A1 der Anmelderin beschreibt ein Mehrstufengetriebe, wobei ein erster und vierter Planetenradsatz in einer gemeinsamen Radsatzebene angeordnet sind. Das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes ist dabei mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes fest verbunden. Die beiden Stege des ersten und vierten Planetenradsatzes sind ebenso fest miteinander verbunden. Der erste und vierte Planetenradsatz weisen somit zusammen insgesamt vier Wellen in Drehzahlordnung auf.
  • Im Stand der Technik sind darüber hinaus eine Vielzahl von Fahrzeuggetriebe bekannt, bei denen die Gangbildung durch feste Drehzahlbeziehungen der Wellen eines mehrfach gekoppelten Planetenradsatzsystems erfolgt, welche eine Drehzahlordnung zueinander aufweisen. Beispielhaft sei das Patent US 5,106,352 A genannt, bei dem zwei verschieden große Drehzahlpfade an einen zweifach gekoppelten Planetenradsatz übermittelt werden, welcher vier Wellen in Drehzahlordnung aufweist.
  • Das Gangwechselgetriebe gemäß 1 der Patentschrift DE 38 18 710 C1 umfasst sogar sechs Wellen in Drehzahlordnung. Dazu sind Zweifach-Planetenrädern eines Planetenradsatzes insgesamt zwei Sonnenräder und zwei Hohlräder zugeordnet. Ein Sonnenrad eines weiteren, als Minus-Radsatz ausgebildeten Einzelplanetenradsatzes ist mit jenem Sonnenrad fest verbunden, welches mit dem kleineren Durchmesser der Zweifach-Planetenräder kämmt. Der Steg, auf dem die Zweifach-Planetenräder drehbar gelagert sind, ist mit dem Steg des weiteren Einzelplanetenradsatzes fest verbunden. Der weitere Einzelplanetenradsatz ist axial neben den Zweifach-Planetenrädern angeordnet, wodurch die axiale Baulänge des Getriebes erhöht wird. Durch insgesamt vier Vorwärtsschaltkupplungen und einer Rückwärtsgangkupplung sind vier Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle schaltbar. Für ein Getriebe mit vier Vorwärtsgängen ist der Bauaufwand aber sehr hoch. Zudem besteht in der modernen Kraftfahrzeugtechnik der Bedarf nach einer höheren Gangzahl, um einen mit dem Getriebe verbundenen Verbrennungsmotor einfacher in einem kraftstoffeffizienten Betriebsbereich betreiben zu können.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches sich durch eine alternative Gangbildung zu den im Stand der Technik bekannten Getrieben auszeichnet. Mit einem solcherart ausgebildeten Getriebe soll die Bildung mehrerer Vorwärtsgänge mit vergleichsweise geringem Bauaufwand möglich sein.
  • 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 sowie eine Mehrzahl von Planetenradsätzen auf. Die Planetenradsätze weisen zusammen wenigstens fünf in der Reihenfolge ihrer Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Welle bezeichnete Wellen auf. Diese wenigstens fünf Wellen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlen dieser Wellen in der genannten Reihenfolge linear ansteigen, abnehmen oder gleich sind. In anderen Worten ist die Drehzahl der ersten Welle kleiner gleich der Drehzahl der zweiten Welle. Die Drehzahl der zweiten Welle ist wiederum kleiner gleich der Drehzahl der dritten Welle. Die Drehzahl der dritten Welle ist kleiner gleich der Drehzahl der vierten Welle. Die Drehzahl der vierten Welle ist kleiner gleich der Drehzahl der fünften Welle. Diese Reihenfolge ist auch reversibel, sodass die fünfte Welle die kleinste Drehzahl aufweist, während die erste Welle eine Drehzahl annimmt die größer oder gleich groß wie die Drehzahl der fünften Welle ist. Zwischen den Drehzahlen aller fünf Wellen besteht dabei stets ein linearer Zusammenhang. Die Drehzahl einer oder mehrerer der fünf Wellen kann dabei auch negative Werte, oder auch den Wert Null annehmen. Die Drehzahlordnung ist daher stets auf den vorzeichenbehafteten Wert der Drehzahlen zu beziehen, und nicht auf deren Betrag.
  • Die Antriebswelle ist mit einer der wenigstens fünf Wellen ständig verbunden. Durch Schließen eines als Bremse wirkenden Schaltelements, welche dazu eingerichtet ist eine der wenigstens fünf Wellen drehfest festzusetzen, wird eine feste Drehzahlbeziehung zwischen den wenigstens fünf Wellen hergestellt. Die Abtriebswelle ist mit keiner der wenigstens fünf Wellen ständig verbunden. Durch Schließen eines als Kupplung wirkenden Schaltelements ist eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und einem der wenigstens fünf Wellen herstellbar. Im Unterschied zum Stand der Technik erfolgt die Gangbildung demnach nicht durch Herstellen einer festen Drehzahlbeziehung zwischen den in Drehzahlordnung gereihten Wellen der Planetenradsätze, wobei die Abtriebswelle in ständiger Verbindung mit einer dieser Wellen steht. Stattdessen kann die feste Drehzahlbeziehung zwischen den in Drehzahlordnung gereihten Wellen bereits durch Schließen eines als Bremse wirkenden Schaltelements hergestellt werden, wobei je nach dem gewünschten Übersetzungsverhältnis eine drehmomentführende Verbindung zwischen einer der Wellen und der Abtriebswelle mittels einem als Kupplung ausgebildeten Schaltelement hergestellt wird. Durch die wenigstens fünf in Drehzahlordnung gereihten Wellen ist für die Gangbildung ein hoher Freiheitsgrad verfügbar, wodurch eine für die Anwendung im Kraftfahrzeug geeignete Übersetzungsreihe erreicht werden kann.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform weist das Getriebe zumindest zwei als Bremse wirkende Schaltelemente und zwei als Kupplung wirkende Schaltelemente auf. Die Antriebswelle ist dabei mit der in Drehzahlordnung zweiten Welle ständig verbunden. Durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird die in Drehzahlordnung fünfte Welle drehfest festgesetzt. Durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird die in Drehzahlordnung erste Welle drehfest festgesetzt. Durch Schließen des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der in Drehzahlordnung dritten Welle hergestellt. Durch Schließen des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der in Drehzahlordnung vierten Welle hergestellt. Ein Getriebe mit dieser Zuordnung der einzelnen Getriebeelemente ermöglicht die Bildung von zumindest fünf Vorwärtsgängen, wie nachfolgend detailliert beschrieben wird.
  • Durch selektives paarweises Schließen der Schaltelemente sind fünf Vorwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ausbildbar. Der erste Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der zweite Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der dritte Vorwärtsgang wird durch Schließen von zwei der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der fünfte Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Dadurch wird, bei geeigneter Wahl der Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze, eine für die Anwendung im Kraftfahrzeug geeignete Übersetzungsreihe erzielt. Zudem weisen zwei benachbarte Vorwärtsgänge ein Schaltelement auf, das in beiden diesen Gängen geschlossen ist. Dies vereinfacht den Schaltvorgang und verkürzt die Schaltdauer zwischen benachbarten Vorwärtsgängen.
  • Vorzugsweise weist das Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform ein drittes als Kupplung wirkendes Schaltelement auf. Durch Schließen dieser dritten Kupplung wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der in Drehzahlordnung fünften Welle hergestellt. Dadurch kann ein zusätzlicher Vorwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bereitgestellt werden, welcher in der Übersetzungsreihe als sechster Vorwärtsgang einzuordnen ist. Dieser zusätzliche Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente gebildet.
  • Vorzugsweise weist das Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform ein drittes als Bremse wirkendes Schaltelement auf. Durch Schließen dieser dritten Bremse ist die in Drehzahlordnung dritte Welle drehfest festsetzbar. Dadurch kann ein Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bereitgestellt werden. Ein Rückwärtsgang ist in einem Kraftfahrzeuggetriebe nicht mehr zwingend erforderlich, da eine Rückwärtsdrehung der Abtriebswelle auch über eine elektrische Maschine bewirkt werden kann. Steht die Funktionalität der elektrischen Maschine jedoch nicht zur Verfügung, so ist ein mechanisch ausbildbarer Rückwärtsgang vorteilhaft. Der Rückwärtsgang ist vorzugsweise durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente auszubilden. Bei einem Schaltvorgang zwischen dem ersten Vorwärtsgang und dem Rückwärtsgang bleibt das zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente geschlossen, wodurch der Umschaltvorgang zwischen erstem Vorwärtsgang und Rückwärtsgang erleichtert wird. Ergänzend oder alternativ dazu kann ein weiterer Rückwärtsgang durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet werden.
  • Prinzipiell kann jedes der als Kupplung oder Bremse wirkenden Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement, also beispielsweise als Klauenschaltelement, oder als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein, also beispielsweise als Lamellenschaltelement. Vorzugsweise ist das erste der als Bremse wirkenden Schaltelemente als ein formschlüssiges Schaltelement 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 der als Bremse wirkenden Schaltelemente lediglich in den ersten zwei Vorwärtsgängen geschlossen sein muss. Bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang ist die erste Bremse daher überwiegend geöffnet. Der mechanische Wirkungsgrad des Kraftfahrzeug-Antriebsstranges kann somit verbessert werden. Weist das Getriebe auch das dritte als Bremse wirkende Schaltelement auf, so kann auch diese Bremse als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein.
  • Dem Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform kann in bekannter Weise ein Anfahrelement vorangeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Ein solches Anfahrelement kann auch integraler Bestandteil des Getriebes sein. Das Anfahrelement ermöglicht bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang einen Anfahrvorgang, indem es einen Schlupf zwischen Verbrennungsmotor und Abtriebswelle ermöglicht. Besonders bevorzugt bildet die zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente das Anfahrelement, welches in diesem Fall als Reibschaltelement auszubilden ist. Durch Schlupfbetrieb des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente ist ein Anfahrvorgang im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang möglich.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist das Getriebe zumindest zwei als Bremse wirkende Schaltelemente und zumindest drei als Kupplung wirkende Schaltelemente auf. Die Antriebswelle ist dabei mit der in Drehzahlordnung fünften Welle ständig verbunden. Durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird die in Drehzahlordnung erste Welle drehfest festgesetzt. Durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird die in Drehzahlordnung zweite Welle drehfest festgesetzt. Durch Schließen des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der in Drehzahlordnung vierten Welle hergestellt. Durch Schließen des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der in Drehzahlordnung dritten Welle hergestellt. Durch Schließen der dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und einer in Drehzahlordnung sechsten Welle der Planetenradsätze hergestellt. Ein Getriebe mit dieser Zuordnung der einzelnen Getriebeelemente ermöglicht die Bildung von zumindest sechs Vorwärtsgängen, wie nachfolgend detailliert beschrieben wird.
  • Durch selektives paarweises Schließen der Schaltelemente sind sechs Vorwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ausbildbar. Der erste Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der zweite Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der dritte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen von zwei der als Kupplungen wirkenden Schaltelemente gebildet. Demnach stehen drei Varianten zur Bildung des vierten Vorwärtsganges zur Verfügung. Vorzugsweise wird der vierte Vorwärtsgang durch Schließen des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente und des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der fünfte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten der als Bremsen wirkenden Schaltelemente und des dritten der als Kupplungen wirkenden Schaltelemente gebildet. Der sechste Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Dadurch wird, bei geeigneter Wahl der Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze, eine für die Anwendung im Kraftfahrzeug geeignete Übersetzungsreihe erzielt. Zudem weisen zwei benachbarte Vorwärtsgänge ein Schaltelement auf, das in beiden diesen Gängen geschlossen ist. Dies vereinfacht den Schaltvorgang und verkürzt die Schaltdauer zwischen benachbarten Vorwärtsgängen. Ein solch vereinfachter Schaltvorgang ist auch zwischen dem zweiten und vierten Vorwärtsgang, sowie zwischen dem vierten und sechsten Vorwärtsgang möglich.
  • Vorzugsweise weist das Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform ein drittes als Bremse wirkendes Schaltelement auf. Durch Schließen dieser dritten Bremse ist die in Drehzahlordnung vierte Welle drehfest festsetzbar. Dadurch kann ein zusätzlicher Vorwärtsgang sowie ein Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle gebildet werden, wie nachfolgend detailliert beschrieben wird. Durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird der zusätzliche Vorwärtsgang gebildet, welcher in der Übersetzungsreihe als siebenter Vorwärtsgang einzuordnen ist. Durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird der Rückwärtsgang gebildet. Bei einem Schaltvorgang zwischen dem ersten Vorwärtsgang und dem Rückwärtsgang bleibt das zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente geschlossen, wodurch der Umschaltvorgang zwischen erstem Vorwärtsgang und Rückwärtsgang erleichtert wird. Somit können mit insgesamt sechs Schaltelementen sieben Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang gebildet werden.
  • Im Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform ist durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente die Bildung eines weiteren Vorwärtsganges möglich. Abhängig von den Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze ist dieser weitere Vorwärtsgang in der Übersetzungsreihe zwischen dem ersten und zweiten Vorwärtsgang oder zwischen dem zweiten und dritten Vorwärtsgang einzuordnen. Da im dritten Vorwärtsgang ebenso das erste der als Bremse wirkenden Schaltelemente geschlossen ist, ist ein Schaltvorgang zwischen dem dritten Vorwärtsgang und dem weiteren Vorwärtsgang auf einfache Weise möglich. Demnach können mit dem Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform mit nur fünf Schaltelementen sieben Vorwärtsgänge geschaltet werden, und mit sechs Schaltelementen acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang.
  • Prinzipiell kann auch im Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform jedes der als Kupplung oder Bremse wirkenden Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement, also beispielsweise als Klauenschaltelement, oder als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein, also beispielsweise als Lamellenschaltelement. Vorzugsweise ist das zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Durch die im geöffneten Zustand geringen Schleppverluste des formschlüssigen Schaltelements wird der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert, besonders da das zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente lediglich im ersten der Vorwärtsgänge geschlossen sein muss. Bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang ist das zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente daher überwiegend geöffnet. Der mechanische Wirkungsgrad des Kraftfahrzeug-Antriebsstranges kann somit verbessert werden.
  • Dem Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform kann in bekannter Weise ein Anfahrelement vorangeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Ein solches Anfahrelement kann auch integraler Bestandteil des Getriebes sein. Das Anfahrelement ermöglicht bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang einen Anfahrvorgang, indem es einen Schlupf zwischen Verbrennungsmotor und Abtriebswelle ermöglicht. Besonders bevorzugt bildet das zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente das Anfahrelement, welches in diesem Fall als Reibschaltelement auszubilden ist. Durch Schlupfbetrieb des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente ist ein Anfahrvorgang im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang möglich. Ist das zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, so dient bevorzugt das zweite der als Bremse wirkenden Schaltelemente als Anfahrelement zum Vorwärtsanfahren, und das dritte der als Bremse wirkenden Schaltelemente als Anfahrelement zum Rückwärtsanfahren. Diese Schaltelemente sind in diesem Fall entsprechend als Reibschaltelemente auszuführen.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform weist das Getriebe zumindest drei als Bremse wirkende Schaltelemente und zumindest zwei als Kupplung wirkende Schaltelemente auf. Die Antriebswelle ist dabei mit der in Drehzahlordnung zweiten Welle ständig verbunden. Durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird die in Drehzahlordnung vierte Welle drehfest festgesetzt. Durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird die in Drehzahlordnung erste Welle drehfest festgesetzt. Durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird eine in Drehzahlordnung sechste Welle der Planetenradsätze drehfest festgesetzt. Durch Schließen des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der in Drehzahlordnung vierten Welle hergestellt. Durch Schließen des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der in Drehzahlordnung dritten Welle hergestellt. Ein Getriebe mit dieser Zuordnung der einzelnen Getriebeelemente ermöglicht die Bildung von zumindest fünf Vorwärtsgängen, wie nachfolgend detailliert beschrieben ist. Durch selektives paarweises Schließen der Schaltelemente sind fünf Vorwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ausbildbar. Der erste Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der zweite Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der dritte Vorwärtsgang wird durch Schließen von zwei der als Kupplung wirkenden Schaltelemente gebildet. Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Kupplungen wirkenden Schaltelemente gebildet. Der fünfte Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten der als Bremsen wirkenden Schaltelemente und des ersten der als Kupplungen wirkenden Schaltelemente gebildet.
  • Im Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform ist durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente die Bildung eines weiteren Vorwärtsganges möglich. Dieser weitere Vorwärtsgang ist in der Übersetzungsreihe zwischen dem ersten und zweiten Vorwärtsgang einzuordnen. Da im zweiten Vorwärtsgang ebenso das dritte der als Bremse wirkenden Schaltelemente geschlossen ist, ist ein Schaltvorgang zwischen dem zweiten Vorwärtsgang und dem weiteren Vorwärtsgang auf einfache Weise möglich. Demnach können mit dem Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform mit nur fünf Schaltelementen auch sechs Vorwärtsgänge geschaltet werden.
  • Das Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform kann ein drittes als Kupplung ausgebildetes Schaltelement aufweisen. Durch Schließen dieser dritten Kupplung wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der in Drehzahlordnung fünften Welle oder der in Drehzahlordnung sechsten Welle hergestellt. Dadurch wird die Bildung eines weiteren Vorwärtsganges und eines Rückwärtsganges ermöglicht. Durch Schließen des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente und des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird der zusätzliche Vorwärtsgang gebildet, welcher in der Übersetzungsreihe als sechster Vorwärtsgang einzuordnen ist. Durch Schließen des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente und des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente wird der Rückwärtsgang gebildet. Wird durch Schließen des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente die in Drehzahlordnung fünfte Welle mit der Abtriebswelle verbunden, so ist durch Schließen dieser dritten Kupplung und des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente ein weiterer Vorwärtsgang ausbildbar. Dieser ist in der Übersetzungsreihe als neuer erster Vorwärtsgang einzuordnen.
  • Prinzipiell kann auch im Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform jedes der als Kupplung oder Bremse wirkenden Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement, also beispielsweise als Klauenschaltelement, oder als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein, also beispielsweise als Lamellenschaltelement. Vorzugsweise ist das erste der als Bremse wirkenden Schaltelemente als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Durch die im geöffneten Zustand geringen Schleppverluste des formschlüssigen Schaltelements wird der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert, besonders da das erste der als Bremse wirkenden Schaltelemente lediglich im ersten der Vorwärtsgänge geschlossen sein muss. Bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang ist das erste der als Bremse wirkenden Schaltelemente daher überwiegend geöffnet. Der mechanische Wirkungsgrad des Kraftfahrzeug-Antriebsstranges kann somit verbessert werden. In gleicher Wiese ist auch die Ausbildung des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement sinnvoll.
  • Dem Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform kann in bekannter Weise ein Anfahrelement vorangeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Ein solches Anfahrelement kann auch integraler Bestandteil des Getriebes sein. Das Anfahrelement ermöglicht bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang einen Anfahrvorgang, indem es einen Schlupf zwischen Verbrennungsmotor und Abtriebswelle ermöglicht. Besonders bevorzugt bildet das erste der als Bremse wirkenden Schaltelemente das Anfahrelement, welches in diesem Fall als Reibschaltelement auszubilden ist. Durch Schlupfbetrieb des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente ist ein Anfahrvorgang im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang möglich. Ist das erste der als Bremse wirkenden Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, so dient bevorzugt das dritte der als Bremse wirkenden Schaltelemente als Anfahrelement zum Vorwärtsanfahren, und das dritte der als Kupplung wirkenden Schaltelemente als Anfahrelement zum Rückwärtsanfahren. Diese Schaltelemente sind in diesem Fall entsprechend als Reibschaltelemente auszuführen.
  • Vorzugsweise sind die Planetenradsätze durch einen als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz ausgebildet. Die Planetenräder des solcherart ausgebildeten ersten Planetenradsatzes weisen zumindest zwei unterschiedlich große Wirkdurchmesser auf. Ein Steg des ersten Planetenradsatzes und ein Steg des zweiten Planetenradsatzes sind dabei ständig miteinander verbunden, und ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ist mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden. Durch einen derartigen Aufbau ist die Bildung von zumindest fünf oder sechs Wellen in Drehzahlordnung mit nur zwei Planetenradsätzen möglich. Dadurch wird ein besonders kompakter Aufbau des Getriebes ermöglicht. Zudem weist ein solches Getriebe geringe Bauteilbelastungen sowie einen guten Verzahnungswirkungsgrad auf.
  • Für ein Getriebe mit fünf Wellen in Drehzahlordnung, wie beispielsweise für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform, ist folgende Zuordnung der Planetenradsatzelemente zu bevorzugen: ein Sonnenrad, welches dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder der ersten Planetenradsatzes zugeordnet ist, ist Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle. Ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle. Der Steg des ersten Planetenradsatzes ist zusammen mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle. Ein Hohlrad, welches dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder zugeordnet ist, ist Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle. Das Hohlrad, welches dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder des ersten Planetenradsatzes zugeordnet ist, ist zusammen mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung fünften Welle. Ein derartiger Aufbau der beiden Planetenradsätze ermöglicht einen für die Anwendung im Kraftfahrzeug gut geeignete Übersetzungsreihe. Vorzugsweise ist die Abtriebswelle bei einem derartigen Aufbau achsparallel zur Hauptachse des Getriebes angeordnet, wobei die Hauptachse die zentrale Drehachse der beiden Planetenradsätze bildet.
  • Für ein Getriebe mit sechs Wellen in Drehzahlordnung, wie beispielsweise für ein Getriebe gemäß der zweiten oder der dritten Ausführungsform, ist folgende Zuordnung der Planetenradsatzelemente zu bevorzugen: ein Sonnenrad, welches dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder des ersten Planetenradsatzes zugeordnet ist, ist Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle. Ein Sonnenrad, welches dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder des ersten Planetenradsatzes zugeordnet ist, ist Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle. Ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle. Der Steg des ersten Planetenradsatzes ist zusammen mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle. Das Hohlrad, welches dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder des ersten Planetenradsatzes zugeordnet ist, ist zusammen mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung fünften Welle. Ein Hohlrad, welches dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder des ersten Planetenradsatzes zugeordnet ist, ist Bestandteil der in Drehzahlordnung sechsten Welle. Die Sonnenrad-Hohlrad-Koppelung besteht demnach zwischen dem kleineren Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes, wodurch ein besonders kompakter Aufbau des Getriebes erzielt werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst das Getriebe eine elektrische Maschine mit einem drehfesten Stator und einem drehbaren Rotor. Der Rotor ist dabei entweder mit der Antriebswelle oder mit einer der fünf Wellen, bzw. sechs Wellen der Planetenradsätze ständig verbunden. Die ständige Verbindung kann dabei als direkte drehfeste Verbindung oder über ein festes Übersetzungsverhältnis ausgebildet sein, beispielsweise über einen zusätzlichen Planetenradsatz, wobei ein Element dieses Planetenradsatzes drehfest festgesetzt ist. Beispielsweise könnte dessen Sonnenrad ständig drehfest festgesetzt, dessen Steg mit der Antriebswelle, bzw. einer der fünf oder sechs Wellen verbunden und dessen Hohlrad mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden sein, sodass die Drehzahl des Rotors im Vergleich zum Anbindungselement vergrößert wird. Durch die elektrische Maschine kann die Funktionalität des Getriebes erweitert werden, wodurch sich das Getriebe für den Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs eignet. Die Anbindung des Rotors an die Antriebswelle erlaubt die Nutzung sämtlicher Vorwärtsgänge bei Antrieb des Hybridfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung kann das Getriebe eine Anschlusswelle aufweisen, welche als Schnittstelle zu einer getriebeexternen Antriebseinheit dient, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine. Die Anschlusswelle ist über eine Trennkupplung mit der Antriebswelle verbindbar. Alternativ dazu kann die Trennkupplung samt der Anschlusswelle auch außerhalb des Getriebes angeordnet sein. Die Trennkupplung ist, als Bestandteil des Getriebes, vorzugsweise radial innerhalb der elektrischen Maschine, besonders bevorzugt innerhalb des Rotors angeordnet. Dadurch wird eine kompakte Ausbildung des Getriebes begünstigt. Durch Öffnen der Trennkupplung kann das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine in sämtlichen Vorwärtsgängen des Getriebes angetrieben werden, ohne die getriebeexterne Antriebseinheit mitzuschleppen. Die Trennkupplung kann als formschlüssiges oder als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein.
  • Das Getriebe kann Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Antriebsstrang weist neben dem Getriebe auch eine Verbrennungskraftmaschine auf, welche über einen Torsionsschwingungsdämpfer mit der Antriebswelle des Getriebes drehelastisch verbunden ist. Zwischen Antriebswelle und Verbrennungskraftmaschine kann sich die Trennkupplung befinden, welche Bestandteil des Getriebes sein kann. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit einem Achsgetriebe antriebswirkverbunden, welche mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Weist das Getriebe die elektrische Maschine auf, so ermöglicht der Antriebsstrang mehrere Antriebsmodi des Kraftfahrzeugs. In einem elektrischen Fahrbetrieb wird das Kraftfahrzeug von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. In einem verbrennungsmotorischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben. In einem hybridischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug sowohl von der Verbrennungskraftmaschine als auch von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben.
  • 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. Eine ständig drehfeste Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht und deren verbundene Elemente somit stets die gleiche Drehzahl aufweisen.
  • Unter dem Begriff „Schließen eines Schaltelements“ wird im Zusammenhang mit der Gangbildung ein Vorgang verstanden, bei dem das Schaltelement so angesteuert wird, dass es am Ende des Schließvorgangs ein hohes Maß an Drehmoment überträgt. Während formschlüssige Schaltelemente im „geschlossenen“ Zustand keine Differenzdrehzahl zulassen, ist bei kraftschlüssigen Schaltelementen im „geschlossenen“ Zustand die Ausbildung einer geringen Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften gewollt oder ungewollt möglich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
  • 1 bis 3 schematische Darstellungen von Getrieben gemäß ersten bis dritten Ausführungsbeispielen der Erfindung;
  • 4 einen Drehzahlplan für die Getriebe gemäß den Ausführungsbeispielen eins bis drei;
  • 5 ein Schaltschema für die Getriebe gemäß den Ausführungsbeispielen eins bis drei;
  • 6 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 7 einen Drehzahlplan für das Getriebe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
  • 8 ein Schaltschema für das Getriebe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
  • 9 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 10 einen Drehzahlplan für das Getriebe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
  • 11 ein Schaltschema für das Getriebe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
  • 12 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 13 eine schematische Darstellung einen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
  • 1 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das Getriebe G weist einen ersten Planetenradsatz P1 auf, welcher als ein Stufenplanetenradsatz ausgebildet ist. Das Getriebe G weist ferner einen zweiten Planetenradsatz P2 auf, welcher als ein einfacher Minus-Radsatz ausgebildet ist. Die Planetenräder PL1 des ersten Planetenradsatzes P1 weisen zwei verschieden große Wirkdurchmesser auf. Ein Sonnenrad E111 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1. Ein Hohlrad E311 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1. Ein Hohlrad E312 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1. Ein Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit dem Hohlrad E311 des ersten Planetenradsatzes P1 ständig verbunden. Das Sonnenrad E12 ist dabei radial außerhalb des Hohlrades E311 angeordnet. Ein Steg E21 des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit einem Steg E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig verbunden.
  • Eine Antriebswelle GW1 ist mit einem Hohlrad E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig verbunden. Durch die Sonnenrad-Hohlrad-Koppelung und durch die Steg-Steg-Koppelung zwischen den beiden Planetenradsätzen P1, P2 weisen die beiden Planetenradsätze P1, P2 zusammen fünf Wellen W1 bis W5 auf. Diese fünf Wellen W1 bis W5 sind in der Reihenfolge ihrer Drehzahlordnung folgendermaßen bezeichnet: Erste Welle W1, zweite Welle W2, dritte Welle W3, vierte Welle W4, fünfte Welle W5. Das Sonnenrad E111 ist Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle W1. Das Hohlrad E32 ist Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle W2. Der Steg E21 ist zusammen mit dem Steg E22 Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle W3. Das Hohlrad E312 ist Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle W4. Das Hohlrad E311 ist zusammen mit dem Sonnenrad E12 Bestandteil der in Drehzahlordnung fünften Welle W5.
  • Das Getriebe G weist zumindest zwei als Bremse wirkende Schaltelemente 03, 04, 05 und zwei als Kupplung wirkende Schaltelemente 23, 24, 26 auf. Das erste der als Bremse wirkenden Schaltelemente ist als 03 bezeichnet. Das zweite der als Bremse wirkenden Schaltelemente ist als 05 bezeichnet. Das erste der als Kupplung wirkenden Schaltelemente ist als 24 bezeichnet. Das zweite der als Kupplung wirkenden Schaltelemente ist als 26 bezeichnet. Optional weist das Getriebe G ein drittes als Bremse wirkendes Schaltelement 04 auf. Ebenso optional weist das Getriebe G ein drittes als Kupplung wirkendes Schaltelement 23 auf. Durch Schließen der Bremse 03 ist die in Drehzahlordnung fünfte Welle W5 drehfest festsetzbar. Das Schließen der ersten Bremse 03 bewirkt somit, dass das Hohlrad E311 und das Sonnenrad E12 mit einem drehfesten Bauelement GG verbunden werden, wobei das drehfeste Bauelement GG beispielhaft durch das Getriebegehäuse gebildet ist. Durch Schließen der zweiten Bremse 05 wird in gleicher Weise die in Drehzahlordnung erste Welle W1 drehfest festgesetzt. Durch Schließen der ersten Kupplung 24 wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der in Drehzahlordnung dritten Welle W3 und einer Abtriebswelle GW2 hergestellt. Die Abtriebswelle GW2 befindet sich dabei achsparallel zur Hauptdrehachse des Getriebes G, wobei die Hauptdrehachse durch die zentrale Achse der Planetenradsätze P1, P2 charakterisiert ist. Die drehmomentführende Verbindung zwischen der dritten Welle W3 und der Abtriebswelle GW2 verläuft dabei über zumindest eine Stirnradverzahnung. Durch Schließen der zweiten Kupplung 26 wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen dem Hohlrad E312 und der Abtriebswelle GW2 hergestellt. Durch Schließen der optionalen dritten Bremse 04 wird der Steg E21 drehfest festgesetzt. Durch Schließen der optionalen dritten Kupplung 23 wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der in Drehzahlordnung fünften Welle W5 und der Abtriebswelle GW2 hergestellt. Diese drehmomentführende Verbindung führt dabei über eine zweite Stirnradverzahnung.
  • Die in 1 dargestellte Anordnung der Getriebeelemente ist lediglich beispielhaft anzusehen. Der Fachmann würde je nach äußeren Randbedingungen auch eine andere Anordnung der Getriebeelemente wählen. Beispielhaft sind sämtliche Bremsen und Kupplungen 03, 04, 05, 23, 24, 26 als kraftschlüssige Lamellenschaltelemente dargestellt. Auch dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Jede der Kupplungen, beziehungsweise Bremsen könnte auch als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist die erste Bremse 03 als ein formschlüssiges Schaltelement auszubilden. Dabei ist es zu bevorzugen, die erste Bremse 03 auf einen möglichst geringen Durchmesser anzuordnen, um den Bauaufwand der formschlüssigen Verbindung möglichst gering zu halten. Sämtliche Bremsen und Kupplungen 03, 05, 04, 24, 26, 23 sind ausgehend vom Getriebegehäuse betätigbar. Dadurch ist bei hydraulischer Betätigung dieser Schaltelemente eine leckagearme Zuführung von Hydraulikfluid auf einfache Weise möglich.
  • 2 zeigt schematisch ein Getriebe G gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die Lage der optionalen dritten Kupplung 23 wurde verändert, so dass die dritte Kupplung 23 nun koaxial zur Abtriebswelle GW2 angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung wird ein kompakter Aufbau des Getriebes G begünstig.
  • 3 zeigt schematisch ein Getriebe G gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Das Getriebe G wurde um eine elektrische Maschine EM ergänzt, welche einen drehfesten Stator S und einen drehbaren Rotor R umfasst. Der Rotor R ist dabei mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden. Ferner weist das Getriebe G eine Anschlusswelle AN und eine Trennkupplung K0 auf. Durch Schließen der Trennkupplung K0 wird die Anschlusswelle AN mit der Antriebswelle GW1 verbunden. Die elektrische Maschine EM ist dazu eingerichtet, Leistung auf die Antriebswelle GW1 abzugeben und von dieser aufzunehmen. Bei Verwendung des Getriebes G im Kraftfahrzeugantriebsstrang kann die elektrische Maschine EM das Kraftfahrzeug antreiben. Durch Öffnen der Trennkupplung K0 wird dabei eine getriebeexterne Antriebseinheit, welche mit der Anschlusswelle AN verbunden ist, nicht mitgeschleppt. Die Anbindung des Rotors R an die Antriebswelle GW1 ist lediglich beispielhaft anzusehen. Alternativ dazu könnte der Rotor R auch an jeder anderen der fünf Wellen W1 bis W5 angebunden sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dies nicht in den Figuren dargestellt.
  • 4 zeigt einen Drehzahlplan, welcher für die Getriebe G gemäß den ersten drei Ausführungsbeispielen anwendbar ist. Darin sind in vertikaler Richtung die Drehzahlen der fünf Wellen W1 bis W5 sowie die Drehzahl der Abtriebswelle GW2 im Verhältnis zur Drehzahl n der Antriebswelle GW1 aufgetragen. Die maximal auftretende Drehzahl n der Antriebswelle GW1 ist auf den Wert 1 normiert. Die Abstände zwischen den fünf Wellen W1 bis W5 ergeben sich durch die Standgetriebeübersetzungen des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2. Zu einem bestimmten Betriebspunkt gehörende Drehzahlverhältnisse lassen sich im Drehzahlplan durch eine Gerade verbinden. Sind die Drehzahlen von zwei der fünf Wellen W1 bis W5 bekannt, so lässt sich dadurch im Drehzahlplan auch die Drehzahl der verbleibenden drei Wellen ablesen. Die Darstellung dient nur zur Anschauung und ist nicht maßstäblich.
  • 5 zeigt ein Schaltschema, welches für die Getriebe G gemäß den ersten drei Ausführungsbeispielen anwendbar ist. In den Zeilen des Schaltschemas sind sechs Vorwärtsgänge 1 bis 6 sowie zwei Rückwärtsgänge R1, R2 angegeben. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Bremsen 03, 05, 04 und Kupplungen 24, 26, 23 in welchem Vorwärtsgang 1 bis 6, beziehungsweise Rückwärtsgang R1, R2 geschlossen sind. Die Gänge beziehen sich auf feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2. Der erste Vorwärtsgang 1 ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten Kupplung 26. Der zweite Vorwärtsgang 2 ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten Kupplung 24. Zur Bildung des dritten Vorwärtsgangs stehen drei verschiedenen Varianten zur Verfügung, welche als 3.1, 3.2, 3.3 angegeben sind. Diese Variantenbildung ist möglich, da im dritten Vorwärtsgang zwei der fünf Wellen W1 bis W5 mit der Antriebswelle GW1 verbunden werden, wodurch die fünf Wellen W1 bis W5 die gleiche Drehzahl aufweisen. Für die Herstellung eines solchen Zustands stehen drei Kupplung 24, 26, 23 zur Verfügung. Dabei genügt es zwei dieser drei Kupplungen 24, 26, 23 zu schließen. Da die dritte Kupplung 23 lediglich optional ist, wird der dritte Vorwärtsgang bevorzugt durch Schließen der ersten beiden Kupplungen 24, 26 gebildet. Der vierte Vorwärtsgang 4 ergibt sich durch Schließen der zweiten Bremse 05 und der ersten Kupplung 24. Der fünfte Vorwärtsgang 5 ergibt sich durch Schließen der zweiten Bremse 05 und der zweiten Kupplung 26. Der sechste Vorwärtsgang 6 ergibt sich durch Schließen der zweiten Bremse 05 und der dritten Kupplung 23. Der Rückwärtsgang R1 ergibt sich durch Schließen der dritten Bremse 04 und der zweiten Kupplung 26. Der Rückwärtsgang R2 ergibt sich durch Schließen der dritten Bremse 04 und der dritten Kupplung 23. Die optional vorgesehenen Schaltelemente 04, 23 sowie die sich dadurch optional ergebenden Gänge sind in Klammern dargestellt. Durch den in 4 dargestellten Drehzahlplan, in welchem die Vorwärtsgänge 1 bis 6 sowie die Rückwärtsgänge R1, R2 ebenso dargestellt sind, und durch das in 5 dargestellte Schaltschema wird die Funktionsweise des Getriebes G gemäß den ersten drei Ausführungsbeispielen deutlich.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes G gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Getriebe G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel weist ebenso einen als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz P1 und einen als Minus-Radsatz ausgebildeten zweiten Planetenradsatz P2 auf. Planetenräder PL1 des ersten Planetenradsatzes P1 weisen zwei verschieden große Wirkdurchmesser auf. Ein Sonnenrad E111 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1. Ein Sonnenrad E112 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1. Ein Hohlrad E311 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1. Ein Hohlrad E312 des ersten Planetenradsatzes P1 kämmt mit dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder PL1. Ein Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit dem Hohlrad E312 des ersten Planetenradsatzes P1 ständig verbunden. Ein Steg E21 des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit einem Steg E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig verbunden. Die beiden Planetenradsätze P1, P2 weisen durch die Sonnenrad-Hohlrad-Koppelung und durch die Steg-Steg-Koppelung zusammen sechs Wellen W1 bis W6 auf. Diese sechs Wellen W1 bis W6 sind in der Reihenfolge ihrer Drehzahlordnung folgendermaßen bezeichnet: Erste Welle W1, zweite Welle W2, dritte Welle W3, vierte Welle W4, fünfte Welle W5, sechste Welle W6.
  • Das Sonnenrad E111 des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle W1. Das Sonnenrad E112 des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle W2. Ein Hohlrad E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle W3. Der Steg E21 ist zusammen mit dem Steg E22 Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle W4. Das Sonnenrad E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist zusammen mit dem Hohlrad E312 des ersten Planetenradsatzes P1 Bestandteil der in Drehzahlordnung fünften Welle W5. Das Hohlrad E311 des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil der in Drehzahlordnung sechsten Welle W6.
  • Das Getriebe G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest zwei als Bremsen wirkende Schaltelemente 05b, 07b, sowie zumindest drei als Kupplung wirkende Schaltelemente 23b, 24b, 26b auf. Durch Schließen der ersten Bremse 05b wird die in Drehzahlordnung erste Welle W1 drehfest festgesetzt. Das Schließen der ersten Bremse 05b bewirkt demnach, dass das Sonnenrad E111 mit einem drehfesten Bauelement GG verbunden wird, wobei das drehfeste Bauelement GG beispielsweise durch das Getriebegehäuse gebildet sein kann. Durch Schließen der zweiten Bremse 07b wird die in Drehzahlordnung zweite Welle W2 drehfest festgesetzt. Durch Schließen der ersten Kupplung 23b wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der in Drehzahlordnung vierten Welle W4 und einer Abtriebswelle GW2 hergestellt. Durch Schließen der zweiten Kupplung 24b wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der in Drehzahlordnung dritten Welle W3 und der Abtriebswelle GW2 hergestellt. Durch Schließen der dritten Kupplung 26b wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der in Drehzahlordnung sechsten Welle W6 und der Abtriebswelle GW2 hergestellt. Die Antriebswelle GW1 ist mit der in Drehzahlordnung fünften Welle W5 ständig verbunden. Das Getriebe G weist optional ein drittes als Bremse wirkendes Schaltelement 03b auf. Durch Schließen dieser optionalen dritten Bremse 03b wird die in Drehzahlordnung vierte Welle W4 drehfest festgesetzt.
  • Das Getriebe G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel weist zudem eine elektrische Maschine EM auf, welche einen drehfesten Stator S und einen drehbaren Rotor R umfasst. Der Rotor R ist dabei mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden. Ferner weist das Getriebe G eine Anschlusswelle AN und eine Trennkupplung K0 auf, wobei durch Schließen der Trennkupplung K0 die Anschlusswelle AN mit der Antriebswelle GW1 verbindbar ist. Diese zusätzlichen Komponenten sind lediglich beispielhaft anzusehen. Das Getriebe G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel könnte auch ohne die elektrische Maschine EM, ohne die Trennkupplung K0 und ohne die Anschlusswelle AN ausgebildet sein. Der Rotor R könnte statt mit der Antriebswelle GW1, welche mit der in Drehzahlordnung fünften Welle W5 ständig verbunden ist, auch mit einer der anderen fünf Wellen W1, W2, W3, W4, W6 ständig verbunden sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dies nicht in den Figuren dargestellt.
  • Die Bremsen 05b, 07b, 03b sowie die Kupplungen 23b, 24b, 26b sind schematisch als kraftschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Jede der Bremsen 03b, 05b, 07b, beziehungsweise Kupplung 23b, 24b, 26b könnte auch als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Die zweite Kupplung 24b eignet sich dabei besonders zur Ausbildung als formschlüssiges Schaltelement. Ist die zweite Kupplung 24b als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, so ist die zweite Kupplung 24b auf einem möglichst kleinen Wirkdurchmesser anzuordnen, um den Bauaufwand der formschlüssigen Verbindung gering zu halten. Die in 6 dargestellte geometrische Anordnung der Bremsen 03, 07b, 03b sowie der Kupplungen 23b, 24b, 26b ist lediglich beispielhaft anzusehen. Der Fachmann würde bei Bedarf abhängig von äußeren Randbedingungen auch andere Anordnungen der Bremsen beziehungsweise Kupplungen wählen. In der in 6 dargestellten Anordnung sind sämtliche Bremsen, beziehungsweise Kupplungen, ausgehend vom Getriebegehäuse auf einfache Weise zu erreichen. Somit ist bei einer hydraulischen Betätigung der Bremsen, beziehungsweise Kupplungen eine einfache Zuführung von Hydraulikfluid möglich.
  • 7 zeigt einen Drehzahlplan, welcher für das Getriebe G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel anwendbar ist. Darin sind in vertikaler Richtung die Drehzahlen der sechs Wellen W1 bis W6 sowie die Drehzahl der Abtriebswelle GW2 im Verhältnis zur Drehzahl n der Antriebswelle GW1 aufgetragen. Die maximal auftretende Drehzahl n der Antriebswelle GW1 ist auf den Wert 1 normiert. Die Abstände zwischen den sechs Wellen W1 bis W6 ergeben sich durch die Standgetriebeübersetzungen des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2. Zu einem bestimmten Betriebspunkt gehörende Drehzahlverhältnisse lassen sich im Drehzahlplan durch eine Gerade verbinden. Sind die Drehzahlen von zwei der sechs Wellen bekannt, so lässt sich dadurch im Drehzahlplan auch die Drehzahl der verbleibenden vier Wellen ablesen. Die Darstellung dient nur zur Anschauung und ist nicht maßstäblich.
  • 8 zeigt ein Schaltschema welches für das Getriebe G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel anwendbar ist. In den Zeilen des Schaltschemas sind sieben Vorwärtsgänge 1b bis 7b, ein Rückwärtsgang R1b sowie ein zusätzlicher Vorwärtsgang ZV1b angegeben. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Bremsen 05b, 07b, 03b beziehungsweise Kupplungen 23b, 24b, 26b in welchem Vorwärtsgang 1b bis 7b, Rückwärtsgang R1b und zusätzlichen Vorwärtsgang ZV1b geschlossen sind. Die Gänge beziehen sich dabei auf feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2. Der erste Vorwärtsgang 1b wird durch Schließen der zweiten Bremse 07b und der zweiten Kupplung 24b gebildet. Der zweite Vorwärtsgang 2b wird durch Schließen der zweiten Bremse 07b und der ersten Kupplung 23b gebildet. Der dritte Vorwärtsgang 3b wird durch Schließen der ersten Bremse 05b und der ersten Kupplung 23b gebildet. Zur Bildung des vierten Vorwärtsganges stehen drei verschiedenen Varianten zur Verfügung, welche als 4.1b, 4.2b, 4.3b angegeben sind. Diese Variantenbildung ist möglich, da im vierten Vorwärtsgang zwei der sechs Wellen W1 bis W6 mit der Antriebswelle GW1 verbunden werden, wodurch die sechs Wellen W1 bis W6 die gleiche Drehzahl aufweisen. Für eine solche Verbindung stehen drei Schaltelemente zur Verfügung, nämlich die erste, zweite und dritte Kupplung 23b, 24b, 26b. Durch Schließen von zwei dieser drei Kupplungen 23b, 24b, 26b kann demnach der vierte Vorwärtsgang gebildet werden. Dabei ist die Variante 4.1b zu bevorzugen, da somit ein vereinfachter Schaltvorgang zwischen dem vierten Vorwärtsgang 4.1b und dem dritten Vorwärtsgang 3b, beziehungsweise zwischen dem vierten Vorwärtsgang 4.1b und dem fünften Vorwärtsgang 5b möglich ist. Der fünfte Vorwärtsgang 5b wird durch Schließen der ersten Bremse 05b und der dritten Kupplung 26b gebildet. Der sechste Vorwärtsgang 6b wird durch Schließen der zweiten Bremse 07b und der dritten Kupplung 26b gebildet. Weist das Getriebe G die optionale dritte Bremse 03b auf, so ist die Bildung des siebten Vorwärtsgangs 7b möglich. Der siebte Vorwärtsgang 7b wird dabei durch Schließen der dritten Bremse 03b und der dritten Kupplung 26b gebildet. Zudem ist bei Vorhandensein der dritten Bremse 03b der Rückwärtsgang R1b ausbildbar. Der Rückwärtsgang R1b ergibt sich durch Schließen der dritten Bremse 03b und der zweiten Kupplung 24b. Optional ist auch ein zusätzlicher Vorwärtsgang ZV1b vorgesehen, welcher sich durch Schließen der ersten Bremse 05b und der zweiten Kupplung 24b ergibt. Dieser zusätzliche Vorwärtsgang ZV1b liegt abhängig von den Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze P1, P2 in der Übersetzungsreihe zwischen dem ersten Vorwärtsgang 1b und dem zweiten Vorwärtsgang 2b oder zwischen dem zweiten Vorwärtsgang 2b und dem dritten Vorwärtsgang 3b. Durch den in 7 dargestellten Drehzahlplan, in welchem die Vorwärtsgänge 1b bis 7b, der Rückwärtsgang R1b sowie der zusätzliche Vorwärtsgang ZV1b dargestellt sind und durch das in 8 dargestellte Schaltschema wird die Funktionsweise des Getriebes G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel deutlich.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung des Getriebes G gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Getriebe G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist wie das Getriebe G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel einen ersten als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten Planetenradsatz P1 und einen zweiten als Minus-Radsatz ausgebildeten zweiten Planetenradsatz P2 auf. Die beiden Planetenradsätze P1, P2 sind durch eine Sonnenrad-Hohlrad-Koppelung und durch eine Steg-Steg-Koppelung miteinander verbunden. Die Planetenräder PL1 des ersten Planetenradsatzes P1 weisen zwei unterschiedliche Wirkdurchmesser auf, wobei jedem dieser Wirkdurchmesser ein Sonnenrad E111, E112 und ein Hohlrad E311, E312 zugeordnet ist. Der Aufbau der Planetenradsätze P1, P2 ist somit identisch zum Aufbau des Getriebes G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Daher wird zum detaillierten Aufbau auf die Figurenbeschreibung von 6 verwiesen. Das Getriebe G unterscheidet sich jedoch durch die Zuordnung der Schaltelemente und der Antriebswelle GW1 zu den sechs Wellen W1 bis W6 der beiden Planetenradsätze P1, P2. Das Getriebe G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist demnach zumindest drei als Bremse wirkende Schaltelemente 03c, 06c, 07c sowie zumindest zwei als Kupplung wirkende Schaltelemente 23c, 25c auf. Durch Schließen des ersten als Bremse wirkenden Schaltelements 03c wird die in Drehzahlordnung vierte Welle W4 drehfest festgesetzt. Durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente 06c wird die in Drehzahlordnung erste Welle W1 drehfest festgesetzt. Durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente 07c wird die in Drehzahlordnung sechste Welle W6 drehfest festgesetzt. Durch Schließen des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente 23c wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der in Drehzahlordnung vierten Welle W4 und der Abtriebswelle GW2 hergestellt. Durch Schließen des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente 25c wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der in Drehzahlordnung dritten Welle W3 und der Abtriebswelle GW2 hergestellt. Optional weist das Getriebe G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ein drittes als Kupplung wirkendes Schaltelement 24c auf. Durch Schließen dieser dritten Kupplung 24c wird eine drehmomentführende Verbindung zwischen der in Drehzahlordnung fünften Welle W5 und der Abtriebswelle GW2 hergestellt. Die Antriebswelle GW1 ist mit der in Drehzahlordnung zweiten Welle W2 ständig verbunden.
  • Das Getriebe G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist optional eine elektrische Maschine EM auf, deren Stator S drehfest festgesetzt ist und deren Rotor R mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden ist. Darüber hinaus umfasst das Getriebe G eine Trennkupplung K0 und eine Anschlusswelle AN, wobei durch Schließen der Trennkupplung K0 die Anschlusswelle AN mit der Antriebswelle GW1 verbindbar ist. Die elektrische Maschine EM, die Anschlusswelle AN und die Trennkupplung K0 sind lediglich optional vorgesehen. Das Getriebe G könnte auch ohne diese Komponenten ausgebildet sein. Der Rotor R könnte auch mit einer anderen der sechs Wellen W1 bis W6 verbunden sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dies in den Figuren nicht dargestellt.
  • Jede der Bremsen 03c, 06c, 07c sowie der Kupplungen 23c, 24c, 25c sind in 9 schematisch als kraftschlüssige Lamellenschaltelemente dargestellt. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Jedes dieser Schaltelemente könnte auch als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Die erste Bremse 03c ist besonders zur Ausbildung als formschlüssiges Schaltelement geeignet. Ist die erste Bremse 03c als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, so ist deren Wirkdurchmesser möglichst klein zu halten, um den Bauaufwand der formschlüssigen Verbindung gering zu halten. Die in 9 dargestellte geometrische Anordnung der Bremsen 03c, 06c, 07c und der Kupplungen 23c, 25c, 24c ist lediglich beispielhaft anzusehen. Der Fachmann würde je nach Bedarf und abhängig von äußeren Randbedingungen auch andere Anordnungen wählen. Die in 9 dargestellte Anordnung der Schaltelemente ist für die Betätigung dieser Schaltelemente vorteilhaft, da jedes der Schaltelemente ausgehend vom Getriebegehäuse gut erreichbar ist. Dies vereinfacht beispielsweise die Zuführung von Hydraulikfluid zum Schalten der Schaltelemente.
  • 10 zeigt einen Drehzahlplan, welcher für das Getriebe G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel anzuwenden ist. Der Aufbau des Drehzahlplans entspricht im Wesentlichen dem in 7 dargestellten Drehzahlplan. Daher wird zum Aufbau des Drehzahlplans gemäß 10 auf die Figurenbeschreibung zu 7 verwiesen.
  • 11 zeigt ein Schaltschema für das Getriebe G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel. In den Zeilen des Schaltschemas sind sechs Vorwärtsgänge 1c bis 6c, ein Rückwärtsgang R1c sowie zwei zusätzliche Vorwärtsgänge ZV1c, ZV2c angegeben. In den Spalten des Schaltschemas ist angegeben, welche der Bremsen 03c, 06c, 07c beziehungsweise Kupplungen 23c, 25c, 24c in welchem Vorwärtsgang 1c bis 6c, Rückwärtsgang R1c, zusätzliche Vorwärtsgänge ZV1c, ZV2c geschlossen sind. Der erste Vorwärtsgang 1c ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse 03c und der zweiten Kupplung 25c. Der zweite Vorwärtsgang 2c ergibt sich durch Schließen der dritten Bremse 07c und der zweiten Kupplung 25c. Der dritte Vorwärtsgang 3.1c ergibt sich vorzugsweise durch Schließen der ersten Kupplung 23c und der zweiten Kupplung 25c. Weist das Getriebe G auch die optional vorgesehene dritte Kupplung 24c auf, so stehen zur Bildung des dritten Vorwärtsgangs zwei weitere Varianten zur Verfügung, welche als 3.2c, 3.3c angegeben sind. Der vierte Vorwärtsgang 4c ergibt sich durch Schließen der zweiten Bremse 06c und der zweiten Kupplung 25c. Der fünfte Vorwärtsgang 5c ergibt sich durch Schließen der zweiten Bremse 06c und der ersten Kupplung 23c. Weist das Getriebe G die optional vorgesehene dritte Kupplung 24c auf, so ist durch Schließen dieser dritten Kupplung 24c und der zweiten Bremse 06c der sechste Vorwärtsgang 6c ausbildbar. Ebenso ist durch Schließen der dritten Kupplung 24c und der ersten Bremse 03c der Rückwärtsgang R1c ausbildbar. Durch Schließen der dritten Bremse 07c und der ersten Kupplung 23c ist der zusätzliche Vorwärtsgang ZV1c ausbildbar, welcher in der Übersetzungsreihe zwischen dem ersten Vorwärtsgang 1c und dem zweiten Vorwärtsgang 2c angeordnet ist. Durch Schließen der dritten Bremse 07c und der dritten Kupplung 24c ist der zweite zusätzliche Vorwärtsgang ZV2c ausbildbar, welcher in der Übersetzungsreihe als kleinster Vorwärtsgang einzuordnen ist. Die optional ausbildbaren Gänge zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 sind in 11 in Klammern dargestellt. Durch den in 10 dargestellten Drehzahlplan, in welchem die Vorwärtsgänge 1c bis 6c, der Rückwärtsgang R1c sowie die zusätzlichen Vorwärtsgänge ZV1c, ZV2c ebenso dargestellt sind, und durch das in 11 dargestellte Schaltschema wird die Funktionsweise des Getriebes G gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel deutlich.
  • 12 zeigt eine schematische Darstellung des Getriebes G gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 9 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel entspricht. Der in Drehzahlordnung fünften Welle W5 ist nun kein Schaltelement mehr zugeordnet. Statt dem Schaltelement 24c, welches damit entfällt, ist nun ein Schaltelement 27c vorgesehen. Durch Schließen des als Kupplung ausgebildeten Schaltelements 27c ist das Hohlrad E311 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der Abtriebswelle GW2 verbindbar. Das in 11 dargestellte Schaltschema ist auch für das Getriebe G gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel anwendbar, indem die Kupplung 24c durch die Kupplung 27c ersetzt wird.
  • Die Ausbildung des zusätzlichen Vorwärtsgangs ZV2c ist im Getriebe G gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dabei nicht möglich.
  • 13 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit dem Getriebe G gemäß dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel. Eine Verbrennungskraftmaschine VKM ist über einen Torsionsschwingungsdämpfer TS drehelastisch mit der Anschlusswelle AN des Getriebes G verbunden. Die Abtriebswelle GW2 des Getriebes G ist über einen Radsatz mit einem Achsgetriebe AG verbunden, welches die Leistung auf zwei Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt. Die in 13 gewählte Darstellung ist lediglich beispielhaft anzusehen. Der Antriebsstrang könnte mit jedem der gegenständlichen Ausführungsbeispiele, mit oder ohne elektrische Maschine EM, ausgeführt sein. Der Antriebsstrang könnte auch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler enthalten, welcher beispielsweise zwischen der elektrischen Maschine EM und der Antriebswelle GW1 angeordnet ist. Ein solcher Drehmomentwandler kann auch eine Überbrückungskupplung umfassen. Der Drehmomentwandler sowie der Torsionsschwingungsdämpfer könnten auch Bestandteil des Getriebes G sein. Der Fachmann wird Anordnung und räumliche Lage der einzelnen Komponenten des Antriebsstranges je nach den äußeren Randbedingungen frei konfigurieren.
  • Bezugszeichenliste
    • G
    Getriebe
    GG
    Drehfestes Bauelement
    P1
    Erster Planetenradsatz
    E111
    Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
    E112
    Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
    E21
    Steg des ersten Planetenradsatzes
    E311
    Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
    E312
    Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
    P2
    Zweiter Planetenradsatz
    E12
    Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
    E22
    Steg des zweiten Planetenradsatzes
    E32
    Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
    PL1
    Planetenräder
    W1
    Erste Welle
    W2
    Zweite Welle
    W3
    Dritte Welle
    W4
    Vierte Welle
    W5
    Fünfte Welle
    W6
    Sechste Welle
    GW1
    Antriebswelle
    GW2
    Abtriebswelle
    03
    Schaltelement
    04
    Schaltelement
    05
    Schaltelement
    03b
    Schaltelement
    05b
    Schaltelement
    07b
    Schaltelement
    03c
    Schaltelement
    06c
    Schaltelement
    07c
    Schaltelement
    23
    Schaltelement
    24
    Schaltelement
    26
    Schaltelement
    23b
    Schaltelement
    24b
    Schaltelement
    26b
    Schaltelement
    23c
    Schaltelement
    24c
    Schaltelement
    25c
    Schaltelement
    1
    Erster Vorwärtsgang
    2
    Zweiter Vorwärtsgang
    3.1
    Dritter Vorwärtsgang
    3.2
    Dritter Vorwärtsgang
    3.3
    Dritter Vorwärtsgang
    4
    Vierter Vorwärtsgang
    5
    Fünfter Vorwärtsgang
    6
    Sechster Vorwärtsgang
    1b
    Erster Vorwärtsgang
    2b
    Zweiter Vorwärtsgang
    3b
    Dritter Vorwärtsgang
    4.1b
    Vierter Vorwärtsgang
    4.2b
    Vierter Vorwärtsgang
    4.3b
    Vierter Vorwärtsgang
    5b
    Fünfter Vorwärtsgang
    6b
    Sechster Vorwärtsgang
    7b
    Siebter Vorwärtsgang
    1c
    Erster Vorwärtsgang
    2c
    Zweiter Vorwärtsgang
    3.1c
    Dritter Vorwärtsgang
    3.2c
    Dritter Vorwärtsgang
    3.3c
    Dritter Vorwärtsgang
    4c
    Vierter Vorwärtsgang
    5c
    Fünfter Vorwärtsgang
    6c
    Sechster Vorwärtsgang
    ZV1b
    Vorwärtsgang
    ZV2b
    Vorwärtsgang
    ZV1c
    Vorwärtsgang
    ZV2c
    Vorwärtsgang
    R1
    Rückwärtsgang
    R2
    Rückwärtsgang
    R1b
    Rückwärtsgang
    R1c
    Rückwärtsgang
    n
    Drehzahl
    EM
    Elektrische Maschine
    S
    Stator
    R
    Rotor
    VKM
    Verbrennungskraftmaschine
    DW
    Räder
    AG
    Achsgetriebe
    TS
    Torsionsschwingungsdämpfer
    K0
    Trennkupplung
    AN
    Anschlusswelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3131138 A1 [0002]
    • DE 102008041192 A1 [0003]
    • US 5106352 A [0004]
    • DE 3818710 C1 [0005]

Claims (17)

  1. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2) sowie eine Mehrzahl von Planetenradsätzen (P1, P2) aufweist, – wobei die Planetenradsätze (P1, P2) zusammen zumindest fünf in Drehzahlordnung als erste Welle (W1), zweite Welle (W2), dritte Welle (W3), vierte Welle (W4) und fünfte Welle (W5) bezeichnete Wellen (W1 bis W6) aufweisen, – wobei die Antriebswelle (GW1) mit einer der zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) ständig verbunden ist, – wobei die Abtriebswelle (GW2) mit keiner der zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) ständig verbunden ist, – wobei durch Schließen eines als Bremse wirkenden Schaltelements (03, 04, 05; 03b, 05b, 07b; 03c, 06c, 07c), welche dazu eingerichtet ist eine der zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) drehfest festzusetzen, eine feste Drehzahlbeziehung zwischen den zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) herstellbar ist, – wobei durch Schließen eines als Kupplung wirkenden Schaltelements (23, 24, 26; 24b, 24b, 26b; 23c, 24c, 25c) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und einer der zumindest fünf Wellen (W1 bis W6) herstellbar ist.
  2. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) zumindest zwei als Bremse wirkende Schaltelemente (03, 05, 04) und zumindest zwei als Kupplung wirkende Schaltelemente (24, 26, 23) aufweist, wobei – die Antriebswelle (GW1) mit der in Drehzahlordnung zweiten Welle (W2) ständig verbunden ist, wobei – durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (03) die in Drehzahlordnung fünfte Welle (W5) drehfest festsetzbar ist, wobei – durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (05) die in Drehzahlordnung erste Welle (W1) drehfest festsetzbar ist, wobei – durch Schließen des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (24) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) herstellbar ist, und wobei – durch Schließen des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (26) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und der in Drehzahlordnung vierten Welle (W4) herstellbar ist.
  3. Getriebe (G) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch selektives paarweises Schließen der Schaltelemente (03, 05, 04, 24, 26) fünf Vorwärtsgänge (1 bis 5) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) ausbildbar sind, wobei sich – der erste Vorwärtsgang (1) durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (03) und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (26), – der zweite Vorwärtsgang (2) durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (03) und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (24), – der dritte Vorwärtsgang (3.1, 3.2, 3.3) durch Schließen von zwei der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (24, 26, 23), – der vierte Vorwärtsgang (4) durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (05) und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (24), und – der fünfte Vorwärtsgang (5) sich durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (05) und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (26) ergibt.
  4. Getriebe (G) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) ein drittes als Kupplung wirkendes Schaltelement (23) aufweist, dessen Schließen eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und der in Drehzahlordnung fünften Welle (W5) bewirkt, wobei durch Schließen des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (23) und des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (05) ein zusätzlicher Vorwärtsgang (6) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) ausbildbar ist.
  5. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) ein drittes als Bremse wirkendes Schaltelement (04) aufweist, durch dessen Schließen die in Drehzahlordnung dritte Welle (W3) drehfest festsetzbar ist, wobei durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (04) und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (26) ein Rückwärtsgang (R1) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) ausbildbar ist.
  6. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) zumindest zwei als Bremse wirkende Schaltelemente (05b, 07b, 03b) und zumindest drei als Kupplung wirkende Schaltelemente (23b, 24b, 26b) aufweist, wobei – die Antriebswelle (GW1) mit der in Drehzahlordnung fünften Welle (W5) ständig verbunden ist, wobei – durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (05b) die in Drehzahlordnung erste Welle (W1) drehfest festsetzbar ist, wobei – durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (07b) die in Drehzahlordnung zweite Welle (W2) drehfest festsetzbar ist, wobei – durch Schließen des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (23b) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und der in Drehzahlordnung vierten Welle (W4) herstellbar ist, wobei – durch Schließen des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (24b) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) herstellbar ist, und wobei – durch Schließen des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (26b) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und einer in Drehzahlordnung sechsten Welle (W6) der Planetenradsätze (P1, P2) herstellbar ist.
  7. Getriebe (G) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch selektives paarweises Schließen der Schaltelemente (05b, 07b, 23b, 24b, 26b) sechs Vorwärtsgänge (1b bis 6b) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) ausbildbar sind, wobei sich – der erste Vorwärtsgang (1b) durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (07b) und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (24b), – der zweite Vorwärtsgang (2b) durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (07b) und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (23b), – der dritte Vorwärtsgang (3b) durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (05b) und des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (23b), – der vierte Vorwärtsgang (4.1b, 4.2b, 4.3b) durch Schließen von zwei der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (23b, 24b, 26b), – der fünfte Vorwärtsgang (5b) durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (05b) und des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (26b), und – der sechste Vorwärtsgang (6b) sich durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (07b) und des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (26b) ergibt.
  8. Getriebe (G) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) ein drittes als Bremse wirkendes Schaltelement (03b) aufweist, durch dessen Schließen die in Drehzahlordnung vierte Welle (W4) drehfest festsetzbar ist.
  9. Getriebe (G) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (03b) und des dritten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (26b) ein zusätzlicher Vorwärtsgang (7b) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) ausbildbar ist.
  10. Getriebe (G) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (03b) und des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (24b) ein Rückwärtsgang (R1b) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) ausbildbar ist.
  11. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) zumindest drei als Bremse wirkende Schaltelemente (03c, 06c, 07c) und zumindest zwei als Kupplung wirkende Schaltelemente (23c, 25c, 24c) aufweist, wobei – die Antriebswelle (GW1) mit der in Drehzahlordnung zweiten Welle (W2) ständig verbunden ist, wobei – durch Schließen des ersten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (03c) die in Drehzahlordnung vierte Welle (W4) drehfest festsetzbar ist, wobei – durch Schließen des zweiten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (06c) die in Drehzahlordnung erste Welle (W1) drehfest festsetzbar ist, wobei – durch Schließen des dritten der als Bremse wirkenden Schaltelemente (07c) eine in Drehzahlordnung sechste Welle (W6) der Planetenradsätze (P1, P2) drehfest festsetzbar ist, wobei – durch Schließen des ersten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (23c) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und der in Drehzahlordnung vierten Welle (W4) herstellbar ist, und wobei – durch Schließen des zweiten der als Kupplung wirkenden Schaltelemente (25c) eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) herstellbar ist.
  12. Getriebe (G) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) ein drittes als Kupplung wirkendes Schaltelement (24c / 27c) aufweist, durch dessen Schließen eine drehmomentführende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (GW2) und der in Drehzahlordnung fünften Welle (W5) oder der in Drehzahlordnung sechsten Welle (W6) herstellbar ist.
  13. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze (P1, P2) durch einen als Stufenplanetenradsatz ausgebildeten ersten Planetenradsatz (P1) und durch einen zweiten Planetenradsatz (P2) ausgebildet sind, – wobei Planetenräder (PL1) des ersten Planetenradsatzes (P1) zumindest zwei unterschiedlich große Wirkdurchmesser aufweisen, – wobei ein Steg (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Steg (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist, und wobei – ein Hohlrad (E311, E312) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Sonnenrad (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist.
  14. Getriebe (G) nach Anspruch 13 unter Rückbezug auf einen der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Sonnenrad (E111), welches dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) des ersten Planetenradsatzes (P1) zugeordnet ist, Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle (W1) ist, wobei – ein Hohlrad (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle (W2) ist, wobei – der Steg (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) ist, wobei – ein Hohlrad (E312), welches dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) des ersten Planetenradsatzes (P1) zugeordnet ist, Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle (W4) ist, und wobei – das Hohlrad (E311), welches dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) des ersten Planetenradsatzes (P1) zugeordnet ist, Bestandteil der in Drehzahlordnung fünften Welle (W5) ist.
  15. Getriebe (G) nach Anspruch 13 unter Rückbezug auf einen der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Sonnenrad (E111), welches dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) des ersten Planetenradsatzes (P1) zugeordnet ist, Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle (W1) ist, wobei – ein Sonnenrad (E112), welches dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) des ersten Planetenradsatzes (P1) zugeordnet ist, Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle (W2) ist, wobei – ein Hohlrad (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) ist, wobei – der Steg (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle (W4) ist, wobei – das Hohlrad (E312), welches dem kleineren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) des ersten Planetenradsatzes (P1) zugeordnet ist, Bestandteil der in Drehzahlordnung fünften Welle (W5) ist, und wobei – ein Hohlrad (E311), welches dem größeren Wirkdurchmesser der Planetenräder (PL1) des ersten Planetenradsatzes (P1) zugeordnet ist, Bestandteil der in Drehzahlordnung sechsten Welle (W6) ist.
  16. 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) mit der Antriebswelle (GW1) oder mit einer der fünf, bzw. sechs Wellen (W1 bis W5, W6) der Planetenradsätze (P1, P2) ständig verbunden ist.
  17. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wobei der Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine (VKM), ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 sowie ein mit Rädern (DW) des Kraftfahrzeugs verbundenes Achsgetriebe (AG) aufweist, wobei die Antriebswelle (GW1) des Getriebes (G) über einen Torsionsschwingungsdämpfer (TS) entweder direkt oder über die Trennkupplung (K0) mit der Verbrennungskraftmaschine (VKM) drehelastisch verbunden ist, und wobei die Abtriebswelle (GW2) des Getriebes (G) mit dem Achsgetriebe (AG) antriebswirkverbunden ist.
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