DE102016211524A1 - Mehrstufengetriebe - Google Patents

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Stefan Beck
Michael Wechs
Marc Seeberger
Jens Moraw
Gerhard Niederbrucker
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe (100; 200), insbesondere für einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges, aufweisend • eine Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle und eine Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, • zwei Planetenradsätze als ersten Planetenradsatz (RS1) und zweiten Planetenradsatz (RS2) mit jeweils wenigstens drei Getriebegliedern, • zwei Stirnradstufen (ST1, ST2) mit jeweils wenigstens zwei Getriebegliedern und • mehrere Schaltelemente (10, 20, 30, 40), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt. Es ist vorgesehen, dass ein Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) einem Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes (RS2) zugeordnet ist, ein anderes Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) einem gehäusefesten Getriebeglied zugeordnet ist und ein weiteres Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) unter Zwischenschaltung einer der Stirnradstufen (ST1, ST2) der Getriebeausgangswelle (2) zugeordnet ist, wobei zwei der Getriebeglieder des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit dem jeweils zugeordneten Getriebeglied oder der zugeordneten Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar sind und das verbleibende Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit dem zugeordneten Getriebeglied oder der zugeordneten Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe, insbesondere für einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges.
  • Ein derartiges Mehrstufengetriebe wird üblicherweise auch als Automatikgetriebe oder Automatgetriebe bezeichnet. Es wird beispielsweise im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen eingesetzt und ermöglicht eine automatisierte Schaltung seiner Gänge.
  • Um der Anforderung eines verminderten CO2-Ausstoßes der Fahrzeuge gerecht zu werden, weisen die Mehrstufengetriebe mittlerweile eine relativ große Anzahl an Gangstufen auf. Die Mehrstufengetriebe sind dadurch räumlich relativ aufbauend. Auch sind die zugrunde liegenden Getriebekonzepte relativ komplex und damit aufwändig und teuer. Nicht zuletzt deswegen kommen solche Mehrstufengetriebe bei Kraftfahrzeugen bisher vorrangig im Premiumsegment zum Einsatz.
  • Einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art bereit zu stellen, welches kompakt baut, sich einfach und kostengünstig realisieren lässt und bei einer Anbindung an eine Verbrennungskraftmaschine einen kraftstoffsparenden Betrieb ermöglicht, beispielsweise um es in Klein- und/oder Kompaktwagen einsetzen zu können. Ferner soll das Mehrstufengetriebe für eine Hybridisierung geeignet sein.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Mehrstufengetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Mehrstufengetriebe, insbesondere lastschaltbares Mehrstufengetriebe, vorgesehen. Insbesondere ist das Mehrstufengetriebe für einen Antrieb beispielsweise eines Kraftfahrzeuges geeignet. Das Mehrstufengetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle und eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle. Insbesondere ist die Getriebeeingangswelle dazu vorgesehen, mit einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden zu werden.
  • Das Mehrstufengetriebe hat ferner zwei Planetenradsätze und zwei Stirnradstufen, insbesondere ausschließlich zwei Planetenradsätze und/oder ausschließlich zwei Stirnradstufen. Die Planetenradsätze umfassen einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz mit jeweils wenigstens drei Getriebegliedern. Die Stirnradstufen enthalten jeweils wenigstens zwei Getriebeglieder. Insbesondere weisen die Stirnradstufen zueinander eine unterschiedliche Übersetzung auf. Das Mehrstufengetriebe hat darüber hinaus mehrere Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
  • Es ist vorgesehen, dass ein Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes einem Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes zugeordnet ist, ein anderes Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes einem gehäusefesten Getriebeglied, insbesondere gehäusefesten Bauteil, zugeordnet ist und ein weiteres Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes unter Zwischenschaltung einer der Stirnradstufen der Getriebeausgangswelle zugeordnet ist. Es ist ferner vorgesehen, dass zwei der Getriebeglieder des ersten Planetenradsatzes mit dem jeweils zugeordneten Getriebeglied oder der zugeordneten Getriebeausgangswelle wirkverbindbar sind und eines der Getriebeglieder des ersten Planetenradsatzes, insbesondere das verbleibende Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes, mit dem zugeordneten Getriebeglied oder der zugeordneten Getriebeausgangswelle wirkverbunden sind.
  • Dadurch sind die Planetenradsätze und die Stirnradstufen in einer Art und Weise miteinander kombiniert, durch welche mit geringem Bauaufwand ein Mehrganggetriebe, beispielsweise ein Fünfganggetriebe, realisiert werden kann, das einen relativ hohen Wirkungsgrad hat und vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden kann. Indem zwei Planetenradsätze, insbesondere nur zwei Planetenradsätze, vorgesehen sind, ist zudem ein einfacher Aufbau des Mehrstufengetriebes erreicht. Die Planetenradsätze selbst ermöglichen darüber hinaus eine kompakte Bauweise des Getriebes. Durch die zwei Stirnradstufen, insbesondere die nur zwei Stirnradstufen, ist ebenfalls ein einfacher Aufbau des Mehrstufengetriebes in einer kompakten Bauweise begünstigt. Insofern bietet sich das Mehrstufengetriebe für einen Einsatz in Klein- und/oder Kompaktwagen an.
  • Das gehäusefeste Getriebeglied, insbesondere gehäusefeste Bauteil, kann ein Teil des Gehäuses des Mehrstufengetriebes sein, beispielsweise indem es an dem Gehäuse angeformt ist. Auch kann das gehäusefeste Getriebeglied ein separates Bauteil sein, welches mit dem Gehäuse des Mehrstufengetriebes gehäusefest verbunden ist, beispielsweise lösbar verbunden ist.
  • Es bietet sich an, dass die Getriebeeingangswelle mit einem Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Es bietet sich ferner an, dass die Getriebeausgangswelle mit einem Getriebeglied der anderen Stirnradstufe wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Dadurch sind die miteinander kombinierten Planetenradsätze und Stirnradstufen in technisch einfacher Weise genutzt oder nutzbar, um einen oder mehrere Leistungswege von der Getriebeeingangswelle zu der Getriebeausgangswelle bereit zu stellen und somit ein Mehrganggetriebe, beispielsweise Fünfganggetriebe, auszubilden.
  • Um möglichst viele Gangstufen realisieren zu können, ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes zwei seiner Getriebeglieder gegeneinander verblockbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das eine der Getriebeeingangswelle zugeordnete Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes über eines der Schaltelemente mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist. Das eine Schaltelement kann koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Dadurch ist das eine Schaltelement der Hauptwelle, insbesondere der Getriebeeingangswelle, zugeordnet. Es ist dadurch ein einfacher Aufbau des Mehrstufengetriebes in kompakter Weise begünstigt. Beispielsweise ist bezogen auf einen Kraftweg über die eine zwischengeschaltete Stirnradstufe, das eine Schaltelement der einen zwischengeschalteten Stirnradstufe vorgeschaltet, insbesondere zwischen dem Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes und der zwischengeschalteten Stirnradstufe angeordnet.
  • Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass das eine Schaltelement koaxial bezüglich der Getriebeausgangswelle angeordnet ist. Das eine Schaltelement kann dann einer Zwischenwelle oder Vorgelegewelle zugeordnet sein. Beispielsweise ist bezogen auf einen Kraftweg über die eine zwischengeschaltete Stirnradstufe, das eine Schaltelement der einen zwischengeschalteten Stirnradstufe nachgeschaltet.
  • Es bietet sich an, dass die Getriebeglieder der Planetenradsätze konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Es bietet sich ferner an, dass die Planetenradsätze zueinander konzentrisch angeordnet sind. Dadurch ist das Mehrstufengetriebe in axialer Richtung bezüglich der gemeinsamen Welle kompakt bauend. Beispielsweise ist die gemeinsame Welle eine Hauptwelle und/oder die Getriebeeingangswelle oder die Getriebeausgangswelle.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes und des zweiten Planetenradsatzes die Getriebeglieder jeweils durch ein 1. Getriebeglied, ein 2. Getriebeglied und ein 3. Getriebeglied gebildet sind oder ein 1. Getriebeglied, ein 2. Getriebeglied und ein 3. Getriebeglied aufweisen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass bezüglich der Stirnradstufen, aufweisend eine erste Stirnradstufe und eine zweite Stirnradstufe, die Getriebeglieder jeweils durch ein 1. Stirnrad und ein 2. Stirnrad gebildet sind oder ein 1. Stirnrad und ein 2. Stirnrad aufweisen.
  • Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das 1. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes einem Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes, insbesondere dem 3. Getriebeglied, zugeordnet ist, das 2. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes dem gehäusefesten Getriebeglied bzw. gehäusefesten Bauteil zugeordnet ist und das 3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes unter Zwischenschaltung einer der Stirnradstufen, insbesondere der zweiten Stirnradstufe, der Getriebeausgangswelle zugeordnet ist. Beispielsweise ist es ferner vorgesehen, dass zwei der Getriebeglieder des ersten Planetenradsatzes mit dem jeweils zugeordneten Getriebeglied oder der zugeordneten Getriebeausgangswelle wirkverbindbar sind und das verbleibende Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes mit dem zugeordneten Getriebeglied oder der zugeordneten Getriebeausgangswelle verbunden ist.
  • Beispielsweise ist es weiterhin vorgesehen, dass die Getriebeeingangswelle mit dem 1. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Auch kann die Getriebeausgangswelle mit der ersten Stirnradstufe, insbesondere dessen 1. Stirnrad, wirkverbunden sein, insbesondere drehfest verbunden sein.
  • Beispielsweise ist es weiterhin vorgesehen, dass das 3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes über eines der Schaltelemente mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, wobei das eine Schaltelement koaxial bezüglich der Getriebeausgangswelle angeordnet ist. Alternativ kann es sein, dass das 3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes über eines der Schaltelemente mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, wobei das eine Schaltelement koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle angeordnet ist.
  • Sofern die Getriebeglieder der Planetenradsätze konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, bietet es sich an, dass das 3. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes und das 1. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes durch ein gemeinsames Bauteil gebildet sind. Dadurch lässt sich die konzentrische Anordnung der Planetenradsätze zueinander in technisch einfacher Weise realisieren.
  • Ein möglicher mechanischer Aufbau des Mehrstufengetriebes besteht darin, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes das 1. Getriebeglied mit einer dritten Welle, das 2. Getriebeglied mit einer vierten Welle und das 3. Getriebeglied mit einer fünften Welle drehfest verbunden sind, bezüglich des zweiten Planetenradsatzes das 1. Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle, das 2. Getriebeglied mit einer sechsten Welle und das 3. Getriebeglied mit der dritten Welle drehfest verbunden sind, bezüglich der ersten Stirnradstufe das 1. Stirnrad mit der Getriebeausgangswelle und das 2. Stirnrad mit der sechsten Welle drehfest verbunden sind und bezüglich der zweiten Stirnradstufe das 1. Stirnrad mit einer siebten Welle und das 2. Stirnrad mit der fünften Welle drehfest verbunden sind. Es ist dadurch ein mechanisch relativ einfacher und kompakter Systemaufbau mit den zwei Planetenradsätzen und den zwei Stirnradstufen realisiert. Zugleich kann in technisch einfacher Weise eine Elektromaschine integriert werden, beispielsweise indem dazu die Elektromaschine an eine der Stirnradstufen angebunden wird, so dass eine Hybridisierung des Mehrstufengetriebes realisiert ist.
  • Unter Getriebeglieder des Mehrstufengetriebes, welche mit einer der Wellen des Mehrstufengetriebes drehfest verbunden sind, ist im Zuge der Erfindung insbesondere zu verstehen, dass eine feste Verbindung, beispielsweise eine dauerhaft feste Verbindung besteht, vorzugsweise ohne Zwischenschaltung eines Schaltelementes.
  • Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Mehrstufengetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die vierte Welle über ein erstes Schaltelement gegen das gehäusefeste Bauteil oder ein gehäusefestes Bauteil festsetzbar, insbesondere damit drehfest verbindbar ist, die fünfte Welle über ein zweites Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die siebte Welle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die vierte Welle über ein viertes Schaltelement mit der dritten Welle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Durch das vierte Schaltelement ist der erste Planetenradsatz verblockbar. Dazu können das 1. Getriebeglied und das 2. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes gegeneinander verblockt werden.
  • Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Mehrstufengetriebes kann nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die vierte Welle über ein erstes Schaltelement gegen das gehäusefeste Bauteil oder ein gehäusefestes Bauteil festsetzbar, insbesondere damit drehfest verbindbar ist, die fünfte Welle über ein zweites Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die siebte Welle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die fünfte Welle über ein viertes Schaltelement mit der dritten Welle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Bei dieser Ausgestaltung sind mittels des vierten Schaltelementes das 1. Getriebeglied und das 3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes gegeneinander verblockbar. Ferner dient das erste Schaltelement dazu, den ersten Planetenradsatz in Funktion zur Übertragung von Drehmoment zu bringen. Dazu ist das erste Schaltelement zu schließen.
  • Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Mehrstufengetriebes kann nach einer wiederum anderen Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die vierte Welle über ein erstes Schaltelement gegen das gehäusefeste Bauteil oder ein gehäusefestes Bauteil festsetzbar, insbesondere damit drehfest verbindbar ist, die fünfte Welle über ein zweites Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die siebte Welle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die fünfte Welle über ein viertes Schaltelement mit der vierten Welle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Bei dieser Ausgestaltung sind das 2. Getriebeglied und das 3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes gegeneinander verblockbar.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht ein mechanischer Aufbau des Mehrstufengetriebes darin, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes das 1. Getriebeglied mit einer dritten Welle, das 2. Getriebeglied mit einer vierten Welle und das 3. Getriebeglied mit einer fünften Welle drehfest verbunden sind, bezüglich des zweiten Planetenradsatzes das 1. Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle, das 2. Getriebeglied mit einer sechsten Welle und das 3. Getriebeglied mit der dritten Welle drehfest verbunden sind, bezüglich der ersten Stirnradstufe das 1. Stirnrad mit der Getriebeausgangswelle und das 2. Stirnrad mit der sechsten Welle drehfest verbunden sind und bezüglich der zweiten Stirnradstufe das 1. Stirnrad mit der Getriebeausgangswelle und das 2. Stirnrad mit einer siebten Welle drehfest verbunden sind. Auch dadurch ist ein mechanisch relativ einfacher und kompakter Systemaufbau mit den zwei Planetenradsätzen und den zwei Stirnradstufen realisiert. Zugleich kann in technisch einfacher Weise eine Elektromaschine integriert werden, beispielsweise indem dazu die Elektromaschine an eine der Stirnradstufen angebunden wird, so dass eine Hybridisierung des Mehrstufengetriebes realisiert ist.
  • Eine Verschaltung der Komponenten insbesondere dieser Ausführungsform des Mehrstufengetriebes kann derart realisiert sein, dass die vierte Welle über ein erstes Schaltelement gegen das gehäusefeste Bauteil oder ein gehäusefestes Bauteil festsetzbar, insbesondere damit drehfest verbindbar ist, die fünfte Welle über ein zweites Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die siebte Welle über ein drittes Schaltelement mit der fünften Welle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die vierte Welle über ein viertes Schaltelement mit der dritten Welle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Durch diese Verschaltung kann das dritte Schaltelement koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle liegen. Die Getriebeeingangswelle kann dabei als Hauptwelle genutzt sein.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht ein mechanischer Aufbau des Mehrstufengetriebes darin, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes das 1. Getriebeglied mit einer dritten Welle, das 2. Getriebeglied mit dem gehäusefesten Bauteil oder mit einem gehäusefesten Bauteil und das 3. Getriebeglied mit einer vierten Welle drehfest verbunden sind, bezüglich des zweiten Planetenradsatzes das 1. Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle, das 2. Getriebeglied mit einer sechsten Welle und das 3. Getriebeglied mit der dritten Welle drehfest verbunden sind, bezüglich der ersten Stirnradstufe das 1. Stirnrad mit der Getriebeausgangswelle und das 2. Stirnrad mit der sechsten Welle drehfest verbunden sind und bezüglich der zweiten Stirnradstufe das 1. Stirnrad mit einer siebten Welle und das 2. Stirnrad mit der fünften Welle drehfest verbunden sind. Auch dadurch ist ein mechanisch relativ einfacher und kompakter Systemaufbau mit den zwei Planetenradsätzen und den zwei Stirnradstufen realisiert. Zugleich kann in technisch einfacher Weise eine Elektromaschine integriert werden, beispielsweise indem dazu die Elektromaschine an eine der Stirnradstufen angebunden wird, so dass eine Hybridisierung des Mehrstufengetriebes realisiert ist.
  • Eine Verschaltung der Komponenten insbesondere dieser Ausführungsform des Mehrstufengetriebes kann derart realisiert sein, dass die vierte Welle über ein erstes Schaltelement mit der fünften Welle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die fünfte Welle über ein zweites Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die siebte Welle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die dritte Welle über ein viertes Schaltelement mit der fünften Welle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Das erste Schaltelement dient dazu, den ersten Planetenradsatz in Funktion zur Übertragung von Drehmoment zu bringen. Beispielsweise ist dazu das erste Schaltelement zu schließen. Bei dieser Ausgestaltung ist das erste Schaltelement als Kupplung genutzt und der vierten Welle und der fünften Welle zugeordnet, so dass es auf das 3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes wirkt.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Varianten bezüglich der Verschaltung der Komponenten des Mehrstufengetriebes und der Anordnung der Schaltelemente ist es möglich, dass wenigstens ein, vorzugsweise fünf Vorwärtsgänge, insbesondere mechanische Vorwärtsgänge, wahlweise schaltbar sind. Auch ist es dadurch möglich, dass wenigstens ein Rückwärtsgang, insbesondere mechanischer Rückwärtsgang, wahlweise schaltbar ist.
  • Die wahlweise schaltbaren Vorwärtsgänge sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in einem 1. Vorwärtsgang das erste Schaltelement und das dritte Schaltelement, in einem 2. Vorwärtsgang das erste Schaltelement und das vierte Schaltelement, in einem 3. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement, in einem 4. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement und das vierte Schaltelement und/oder in einem 5. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement geschlossen sind. Dadurch lassen sich die Gangstufen für die Vorwärtsfahrt mit einer harmonischen Übersetzungsreihe verwirklichen. Ferner kann ein hoher Fahrkomfort mit geringem Kraftstoffverbrauch und hoher Antriebsleistung erreicht werden.
  • Der schaltbare Rückwärtsgang ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in dem Rückwärtsgang das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement geschlossen sind. Dadurch ist der Rückwärtsgang mit einer Übersetzung zu realisieren, welche für einen Einsatz des Mehrstufengetriebes bei Klein- und/oder Kompaktwagen geeignet ist.
  • Es kann das erste Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere Klauenschaltelement, ausgebildet sein. Dadurch ist das erste Schaltelement relativ kostengünstig zu realisieren. Darüber hinaus können formschlüssige Schaltelemente relativ kompakt ausgeführt werden, beispielsweise wenn die Schaltelemente als Klauenschaltelement vorliegen und beispielsweise relativ kleine Durchmesser zu realisieren sind.
  • Alternativ kann das erste Schaltelement als reibschlüssiges, aber nicht reibleistungsfähiges Schaltelement ausgebildet sein, insbesondere um dadurch dynamisch geringen Beanspruchungen stand zuhalten. Ein solches Schaltelement kann eine Bandbremse oder eine Trockenkupplung oder dergleichen Schaltelement sein, beispielsweise indem eine Stahl auf Stahl Reibpaarung in Wirkkontakt gegeneinander gebracht wird. Auch hierdurch ist eine kompakte Bauweise des Mehrstufengetriebes begünstigt.
  • In die gleiche Richtung zielt die Maßnahme, wonach nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement als ein solches reibschlüssiges, aber nicht reibleistungsfähiges Schaltelement ausgebildet ist.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Planetenradsätze als Minusgetriebe, insbesondere jeweils als Minusgetriebe bzw. Minus-Planetenradsatz, ausgebildet sind. Es kann dazu vorgesehen sein, dass das 1. Getriebeglied ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das 3. Getriebeglied ein Hohlrad ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zumindest einer der Planetenradsätze als Plusgetriebe bzw. Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist. Dadurch ist gegenüber der Ausbildung als Minus-Getriebe der Betrag der Standübersetzung um eins erhöht. Technisch gesehen, kann bei dem Mehrstufengetriebe der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz als Plusgetriebe ausgebildet sein. Beispielsweise ist dann der Plus-Planetenradsatz realisiert, indem das 1. Getriebeglied ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied ein Hohlrad und das 3. Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, ist.
  • Es bietet sich an, dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes als Hohlkörper ausgebildet ist und die Getriebeglieder des zweiten Planetenradsatzes innerhalb eines Hohlraumes des Hohlkörpers liegen. Dadurch lässt sich das Mehrstufengetriebe in axialer Richtung herstellungstechnisch einfach kompakt ausbilden. Materialsparend und kostengünstig ist es, wenn beispielsweise das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes durch ein gemeinsames Bauteil gebildet sind.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Getriebeeingangswelle getriebeeingangsseitig und die Getriebeausgangswelle getriebeausgangsseitig vorgesehen. Insbesondere sind die Getriebeeingangswelle zum drehfesten Anbinden an eine Abtriebswelle eines Antriebes, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine oder einer sonstigen Kraftmaschine, und die Getriebeausgangswelle zum drehfesten Anbinden an einen Antriebsstrang, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, ausgebildet.
  • Es bietet sich an, dass die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle achsversetzt zueinander liegen, insbesondere achsparallel zueinander liegen. Dadurch ist eine Anordnung der Wellen zueinander erreicht, mit welcher das Mehrstufengetriebe für einen Front-Quer-Einbau oder einen Heck-Quer-Einbau in ein Kraftfahrzeug begünstigt ist. Dazu bietet es sich an, dass in axialer Richtung bezüglich der Getriebeeingangswelle und von der Getriebeeingangswelle ausgehend, zuerst die erste Stirnradstufe, anschließend eine konzentrische Einheit mit den beiden Planetenradsätzen und dann die zweite Stirnradstufe vorgesehen sind. Die konzentrische Einheit ist insbesondere eine Anordnung, bei der die Getriebeglieder der Planetenradsätze konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Welle vorliegen. Beispielsweise bildet die Getriebeeingangswelle eine Hauptwelle und die Getriebeausgangswelle ist eine Zwischenwelle und/oder Vorgelegewelle. Beispielsweise ist die vorstehend genannte gemeinsame Welle die Hauptwelle.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Elektromaschine vorgesehen, welche über eine Vorübersetzung oder direkt mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist oder koppelbar ist. Dadurch ist in technisch einfacher Weise ein Hybridisierung des Mehrstufengetriebes zu erreichen, wobei der Elektromaschine sämtliche Gangstufen des Mehrstufengetriebes, insbesondere verbrennungsmotorischen Gangstufen, ebenfalls zur Verfügung stehen. Beispielsweise ist die Elektromaschine mit einer der Stirnradstufen gekoppelt oder koppelbar. Beispielsweise ist die Elektromaschine mit der zweiten Stirnradstufe, insbesondere dem 1. Stirnrad der zweiten Stirnradstufe gekoppelt oder koppelbar. Auch kann es sein, dass die Elektromaschine mit der ersten Stirnradstufe, insbesondere dem 1. Stirnrad der ersten Stirnradstufe, gekoppelt oder koppelbar. Auch kann die Getriebeeingangswelle mit einem zusätzlichen Antriebsrad gekoppelt sein, auf welche die Elektromaschine treibend wirkt.
  • Es bietet sich an, dass eine Trennkupplung zum Abkoppeln eines mit der Getriebeeingangswelle triebverbundenen Antriebes, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine oder einer sonstigen Kraftmaschine, genutzt ist. Dadurch kann in technisch einfacher Weise die Getriebeausgangswelle über Getriebeeingangswelle als gemeinsame Welle rein elektromotorisch betrieben werden, wenn durch die Trennkupplung die Verbrennungskraftmaschine abgekoppelt ist. Bei angekoppelter Verbrennungskraftmaschine kann zusammen mit der Elektromaschine die Getriebeausgangswelle hybridisch angetrieben werden oder rein verbrennungsmotorisch, wenn die Elektromaschine stromlos ist und somit ledoglich geschleppt wird.
  • Es bietet sich ferner an, dass die Elektromaschine, insbesondere eine oder die Abtriebswelle der Elektromaschine und/oder die Längsachse der Elektromaschine, und die Getriebeeingangswelle und/oder die Getriebeausgangswelle achsversetzt zueinander liegen, insbesondere achsparallel zueinander liegen. Dadurch ist auch bei vorgesehener Elektromaschine das Mehrstufengetriebe für einen Front-Quer-Einbau oder einen Heck-Quer-Einbau in ein Kraftfahrzeug begünstigt.
  • Alternativ kann die Elektromaschine, insbesondere eine oder die Abtriebswelle der Elektromaschine, zu der Getriebeeingangswelle und/oder der Getriebeausgangswelle koaxial angeordnet sein. Dadurch ist ein kompakter Aufbau des Mehrstufengetriebes begünstigt.
  • Es bietet sich ferner an, dass das Mehrstufengetriebe zusammen mit der Elektromaschine als Baueinheit vorliegt, welche beispielsweise werksseitig vorinstalliert sein kann. Es ergeben sich dadurch Montagevorteile, da beispielsweise im Falle einer Endmontage eines Kraftfahrzeuges bereits die vorinstallierte Baueinheit von Mehrstufengetriebe und Elektromaschine eingebaut werden kann.
  • Für den Fall einer Hybridisierung des Mehrstufengetriebes unter Nutzung einer Elektromaschine oder der vorstehend beschriebenen Elektromaschine bietet es sich an, dass wenigstens eines der Schaltelemente des Mehrstufengetriebes als Anfahrelement nutzbar ist oder genutzt ist. Dadurch ist ein internes Schaltelement als Anfahrelement herangezogen, so dass ein zusätzliches Anfahrelement, beispielsweise ein externes Anfahrelement, eingespart werden kann. Es ergeben sich dadurch Vorteile hinsichtlich Kosten und Bauraumbedarf.
  • Es bietet sich an, dass das als Anfahrelement nutzbare bzw. genutzte Schaltelement als reibschlüssiges Schaltelement, insbesondere Reibkupplung, ausgebildet ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass für eine angestrebte Vorwärtsfahrt das erste Schaltelement oder das dritte Schaltelement als Anfahrelement genutzt ist bzw. nutzbar ist. Dies bietet sich an, da das erste Schaltelement bzw. das dritte Schaltelement für den 1. Vorwärtsgang sowieso geschlossen wird bzw. geschlossen werden kann. Ferner kann es vorgesehen sein, dass für eine angestrebte Rückwärtsfahrt das zweite Schaltelement oder ebenfalls das erste Schaltelement als Anfahrelement nutzbar ist bzw. genutzt ist. Auch dies bietet sich an, da das zweite Schaltelement bzw. das erste Schaltelement für den Rückwärtsgang geschlossen wird bzw. geschlossen werden kann.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass eine Drehschwingungs-Entkopplungseinheit vorgesehen ist, welche dem Mehrstufengetriebe vorgeschaltet ist. Dadurch ist eine Drehschwingungsentkopplung des Antriebes, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, von dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges in einfacher Weise zu realisieren.
  • Durch die Erfindung wird ein Mehrstufengetriebe mit einem einfachen Aufbau und relativ wenigen mechanischen Komponenten vorgeschlagen, welche beispielsweise nur zwei Planetenradsätze und nur zwei Stirnradstufen für insgesamt sechs Gangstufen benötigt, von denen fünf Gangstufen für Vorwärtsgänge und eine Gangstufe für einen Rückwärtsgang vorgesehen sein können. Die Gangstufen sind bereits mit lediglich vier Schaltelementen zu realisieren, von denen zwei Schaltelemente pro Gangstufe geschaltet sind, insbesondere gleichzeitig zu schalten sind. Das Mehrstufengetriebe ist kompakt bauend und weist eine gute Übersetzungsreihe, einen guten Verzahnungswirkungsgrad bei geringen Getriebeverlusten und geringer Bauteilbelastung auf. Insofern bietet sich das Mehrstufengetriebe für einen Einsatz in Klein- und/oder Kompaktwagen vorzugsweise mit Frontantrieb an, nicht zuletzt da es zudem in einfacher Weise in achsversetzter Anordnung von Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle realisiert werden kann.
  • Das Mehrstufengetriebe ermöglicht ferner in einfacher Weise die Anbindung einer Elektromaschine. Insofern kann das Mehrstufengetriebe in hybridisierter Ausführung realisiert werden, wobei sämtliche Gangstufen auch im elektromotorischen Betrieb genutzt werden können.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes mit zwei Planetenradsätzen und zwei Stirnradstufen in schematischer Darstellung,
  • 2 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mittels des Mehrstufengetriebes gemäß der 1 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
  • 3 eine weitere Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes mit zwei Planetenradsätzen und zwei Stirnradstufen in schematischer Darstellung,
  • 4 eine weitere Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes mit zwei Planetenradsätzen und zwei Stirnradstufen in schematischer Darstellung,
  • 5 eine weitere mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes mit zwei Planetenradsätzen und zwei Stirnradstufen in schematischer Darstellung,
  • 6 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mittels des Mehrstufengetriebes gemäß der 5 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
  • 7 eine weitere mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes mit zwei Planetenradsätzen und zwei Stirnradstufen in schematischer Darstellung,
  • 8 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mittels des Mehrstufengetriebes gemäß der 7 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
  • 9 eine Abwandlung des Mehrstufengetriebes nach der 1 mit einer zusätzlichen Elektromaschine und
  • 10 eine weitere Abwandlung des Mehrstufengetriebes nach der 1 mit einer zusätzlichen Elektromaschine.
  • 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 100, insbesondere lastschaltbaren Mehrstufengetriebes 100, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommen kann. Das Mehrstufengetriebe hat eine Getriebeeingangswelle 1 als erste Welle und eine Getriebeausgangswelle 2 als zweite Welle. Bevorzugt sind die Getriebeeingangswelle 1 getriebeeingangsseitig und die Getriebeausgangswelle 2 getriebeausgangsseitig angeordnet.
  • Die Getriebeeingangswelle 1 kann mit einer (in der 1 nicht dargestellten) Antriebsmaschine, wie einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden oder triebverbindbar sein, beispielsweise mit einer Abtriebswelle der Antriebsmaschine drehfest verbunden werden oder drehfest verbunden sein. Die sich durch die Ankopplung der Antriebsmaschine an die Getriebeeingangswelle 1 ergebende Wirkrichtung für den in das Mehrstufengetriebe 100 eingehenden Kraftfluss und den aus dem Mehrstufengetriebe 100 herausgehenden Kraftfluss ist durch die Pfeile A und B angedeutet. Beispielhaft ist getriebeausgangsseitig an der Getriebeausgangswelle 2 ein Zahnrad Z1 vorgesehen, welches beispielsweise mit der Getriebeausgangswelle 2 drehfest verbunden ist und Bestandteil eines Differentials eines Antriebsstranges sein kann oder mit einem Differential eines Antriebsstranges zusammen wirken kann.
  • Das Mehrstufengetriebe 100 ist in Planetenbauweise aufgebaut und weist zwei, insbesondere nur zwei Planetenradsätze auf, wobei die Planetenradsätze einen ersten Planetenradsatz RS1 und einen zweiten Planetenradsatz RS2 umfassen, welche beispielsweise innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sein können. Jeder Planetenradsatz RS1 bzw. RS2 hat ein 1. Getriebeglied 1.1 bzw. 2.1, ein 2. Getriebeglied 1.2 bzw. 2.2 und ein 3. Getriebeglied 1.3 bzw. 2.3. Wie aus der 1 ersichtlich ist, können der erste Planetenradsatz RS1 und der zweite Planetenradsatz RS2 der Getriebeeingangswelle 1 oder einer koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle 1 liegenden Zwischenwelle zugeordnet sein. Auch können der erste Planetenradsatz RS1 und der zweite Planetenradsatz RS2 zueinander konzentrisch angeordnet sein.
  • Weiterhin hat das Mehrstufengetriebe 100 zwei Stirnradstufen mit jeweils einer ersten Stirnradstufe ST1 und einer zweiten Stirnradstufe ST2, welche beispielsweise innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses, beispielsweise zusammen mit den Planetenradsätzen RS1 und RS2 angeordnet sein können. Jede Stirnradstufe ST1 bzw. ST2 hat ein 1. Stirnrad S1.1 bzw. S2.1 und ein 2. Stirnrad S1.2 bzw. S2.2.
  • Bei dem Mehrstufengetriebe 100 stehen das 1. Getriebeglied 1.1 und das 3. Getriebeglied 1.3 des ersten Planetenradsatze RS1 in einer festen Wirkverbindung, indem das 1. Getriebeglied 1.1 mit dem 3. Getriebeglied 2.3 des zweiten Planetenradsatzes wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, und das 3. Getriebeglied 1.3 mit einem Getriebeglied der zweiten Stirnradstufe ST2, insbesondere dessen 2. Stirnrad S2.2, wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Das verbleibende Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes RS1, nämlich das 2. Getriebeglied 1.2, liegt dagegen in einer lösbaren Bindung oder in einer herstellbaren Bindung vor. Das 2. Getriebeglied 1.2 ist nämlich gegen ein gehäusefestes Bauteil G festsetzbar, insbesondere drehfest anbindbar. Bevorzugt ist das gehäusefeste Bauteil G ein fest mit dem Gehäuse des Mehrstufengetriebes 100 verbundenes Bauteil oder ein integraler Bestandteil des Gehäuses selbst. Auch ist das 2. Getriebeglied 1.2 mit dem 1. Getriebeglied 1.1 des ersten Planetenradsatzes wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar, und insofern gegen das 1. Getriebeglied 1.1 verblockbar.
  • Die Getriebeeingangswelle 1 ist mit einem der Getriebeglieder des zweiten Planetenradsatzes RS2, insbesondere dem 1. Getriebeglied 2.1, wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden. Die Getriebeausgangswelle 2 ist mit wenigstens einer der Stirnradstufen ST1, ST2, insbesondere der ersten Stirnradstufe ST1, beispielsweise mit dem 1. Stirnrad S1.1 der ersten Stirnradstufe ST1, wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden.
  • Das Mehrstufengetriebe 100 hat vier, vorzugsweise ausschließlich vier Schaltelemente, nämlich ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30 und ein viertes Schaltelement 40, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeausgangswelle 2 bewirkt. Die Schaltelemente 10, 20, 30 und 40 sowie die Planetenradsätze RS1 und RS2 und die Stirnradstufen ST1 und ST2 sind wie folgt angeordnet und zueinander verschaltet:
    Bezüglich des ersten Planetenradsatzes RS1 sind das 1. Getriebeglied 1.1 mit einer dritten Welle 3, das 2. Getriebeglied 1.2 mit einer vierten Welle 4 und das 3. Getriebeglied 1.3 mit einer fünften Welle 5 drehfest verbunden. Bezüglich des zweiten Planetenradsatzes RS2 sind das 1. Getriebeglied 2.1 mit der Getriebeeingangswelle 1, das 2. Getriebeglied 2.2 mit einer sechsten Welle 6 und das 3. Getriebeglied 2.3 mit der dritten Welle 3 drehfest verbunden. Bezüglich der ersten Stirnradstufe ST1 sind das 1. Stirnrad S1.1 mit der Getriebeausgangswelle 2 und das 2. Stirnrad S1.2 mit der sechsten Welle 6 drehfest verbunden. Bezüglich der zweiten Stirnradstufe ST2 sind das 1. Stirnrad S2.1 mit einer siebten Welle 7 und das 2. Stirnrad S2.2 mit der fünften Welle 5 drehfest verbunden.
  • Es ist vorgesehen, dass die vierte Welle 4 über das erste Schaltelement 10 gegen das gehäusefeste Bauteil G festsetzbar ist, insbesondere drehfest anbindbar ist, die fünfte Welle 5 über das zweite Schaltelement 20 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die siebte Welle 7 über das dritte Schaltelement 30 mit der Getriebeausgangswelle 2 wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die vierte Welle 4 über das vierte Schaltelement 40 mit der dritten Welle 3 wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Das vierte Schaltelement 40 dient dabei der Verblockung des 1. Getriebegliedes 1.1 mit dem 2. Getriebeglied 1.2 des ersten Planetenradsatzes RS1.
  • Das erste Schaltelement 10, welches gegen das gehäusefeste Bauteil G wirkt, ist als Bremse genutzt und entsprechend ausgebildet. Das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30 und das vierte Schaltelement 40 wirken gegenüber drehbaren Bauteilen und dienen insofern als Kupplung. Das erste Schaltelement 10 kann als formschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise Klauenschaltelement, ausgeführt sein. Auch kann das erste Schaltelement 10 als reibschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein. Beispielsweise sind die weiteren Schaltelemente, insbesondere das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30 und das vierte Schaltelement 40, als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet.
  • In der Ausführungsform des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 sind beide Planetenradsätze RS1 und RS2 als Minusgetriebe ausgebildet. Bevorzugt ist dies dadurch erreicht, dass bei dem ersten Planetenradsatz RS1 und dem zweiten Planetenradsatz RS2 jeweils das 1. Getriebeglied 1.1 bzw. 2.1 ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied 1.2 bzw. 2.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das 3. Getriebeglied 1.3 bzw. 2.3 ein Hohlrad sind.
  • Bevorzugt liegen die Getriebeeingangswelle 1 und die Getriebeausgangswelle 2 achsversetzt zueinander, insbesondere achsparallel zueinander. Dadurch ist das Mehrstufengetriebe 100 besonders für einen Front-Quer-Einbau oder einen Heck-Quer-Einbau beispielsweise in ein Kraftfahrzeug, insbesondere in ein Kraftfahrzeug mit Frontantrieb, geeignet. Bevorzugt sind dazu die dritte Welle 3, die vierte Welle 4, die fünfte Welle 5, die sechste Welle 6 und/oder die siebte Welle 7 koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle 1 und/oder der Getriebeausgangswelle 2 angeordnet.
  • Bevorzugt ist es ferner vorgesehen, dass in axialer Richtung bezüglich der Getriebeausgangswelle 2 und von der Getriebeausgangswelle 2 ausgehend, zuerst die erste Stirnradstufe ST1, anschließend die beiden Planetenradsätze RS1 und RS2 und dann die zweite Stirnradstufe ST2 angeordnet sind. Insbesondere sind die beiden Planetenradsätze RS1 und RS2 konzentrisch zueinander angeordnet. In radialer Richtung gesehen, kommt beispielsweise zuerst der zweite Planetenradsatz RS2 und daran schließt sich der erste Planetenradsatz RS1 an. Insbesondere ist also der erste Planetenradsatz RS1 gegenüber dem zweiten Planetenradsatz RS2 radial außenliegend angeordnet. Insbesondere liegen die Planetenradsätze RS1 und RS2 koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle 1.
  • 2 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mit dem Mehrstufengetriebe 100 schaltbar sind, und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30 und des vierten Schaltelementes 40. Danach können fünf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert sein, welche wahlweise schaltbar sind.
  • Die Gänge bzw. Gangstufen sind in der ersten Spalte der Übersicht angegeben. Die Vorwärtsgänge sind mit „1”, „2”, „3”, „4”, „5” und der Rückwärtsgang mit „R” gekennzeichnet. In sich daran anschließenden Spalten ist die zu jedem Gang gehörige Stellung des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30 und des vierten Schaltelementes 40 angegeben, wobei jedem Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 eine separate Spalte zugeordnet ist. Durch Kreuze in einem jeweiligen Feld ist angegeben, dass das jeweils zugehörige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. Sofern ein solches Kreuz in dem entsprechenden Feld nicht vorhanden ist, befindet sich das zugehörige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bevorzugt in einer geöffneten Schalterstellung.
  • Wie aus der 2 ersichtlich ist, sind in einer jeweiligen Gangstufe jeweils zwei Schaltelemente geschlossen. Der 1. Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 und des dritten Schaltelementes 30 geschaltet. Der 2. Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 und des vierten Schaltelementes 40 geschaltet. Der 3. Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelementes 30 und des vierten Schaltelementes 40 geschaltet. Der 4. Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 und des vierten Schaltelementes 40 geschaltet. Der 5. Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 und des dritten Schaltelementes 30 geschaltet. Der Rückwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 und des zweiten Schaltelementes 20 geschaltet.
  • 3 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 100.1 beispielsweise für einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges. Bauteile des Mehrstufengetriebes 100.1 gemäß der 3, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 verwiesen.
  • Das Mehrstufengetriebe 100.1 der 3 unterscheidet sich von dem Mehrstufengetriebe 100 der 1 in einer weiteren Möglichkeit der Verblockung des ersten Planetenradsatzes RS1. Es liegt das vierte Schaltelement 40 des Mehrstufengetriebes 100 nicht mehr vor, mittels welchem die vierten Welle 4 mit der dritten Welle 3 wirkverbindbar ist und damit das 1. Getriebeglied 1.1 gegen das 2. Getriebeglied 1.2 verblockbar ist. Bei dem Mehrstufengetriebe 100.1 der 3 ist stattdessen ein viertes Schaltelement 40' vorgesehen, mittels welchem das 1. Getriebeglied 1.1 gegen das 3. Getriebeglied 1.3 des ersten Planetenradsatzes RS1 verblockbar ist. Dazu ist es insbesondere vorgesehen, dass mittels des vierten Schaltelementes 40' die fünfte Welle 5 und die dritte Welle 3 miteinander wirkverbindbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Das vierte Schaltelement 40' kann ein reibschlüssiges Schaltelement sein.
  • Davon unbeeinflusst bleibt die Kinematik, welche bei dem Mehrstufengetriebe 100.1 der Kinematik des Mehrstufengetriebes 100 der 1 entspricht. Insofern kann das Mehrstufengetriebe 100.1 in den Gangstufen gemäß der Übersicht in der 2 betrieben werden.
  • 4 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 100.2 beispielsweise für einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges. Bauteile des Mehrstufengetriebes 100.2 gemäß der 4, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 verwiesen.
  • Das Mehrstufengetriebe 100.2 der 4 unterscheidet sich von dem Mehrstufengetriebe 100 der 1 in einer weiteren Möglichkeit der Verblockung des ersten Planetenradsatzes RS1. Es liegt das vierte Schaltelement 40 des Mehrstufengetriebes 100 nicht mehr vor, mittels welchem die vierten Welle 4 mit der dritten Welle 3 wirkverbindbar ist und damit das 1. Getriebeglied 1.1 gegen das 2. Getriebeglied 1.2 verblockbar ist. Bei dem Mehrstufengetriebe 100.2 der 4 ist stattdessen ein viertes Schaltelement 40'' vorgesehen, mittels welchem das 2. Getriebeglied 1.2 gegen das 3. Getriebeglied 1.3 des ersten Planetenradsatzes RS1 verblockbar ist. Dazu ist es insbesondere vorgesehen, dass mittels des vierten Schaltelementes 40'' die fünfte Welle 5 und die vierte Welle 4 miteinander wirkverbindbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Das vierte Schaltelement 40'' kann ein reibschlüssiges Schaltelement sein.
  • Davon unbeeinflusst bleibt die Kinematik, welche bei dem Mehrstufengetriebe 100.2 der Kinematik des Mehrstufengetriebes 100 der 1 entspricht. Insofern kann das Mehrstufengetriebe 100.1 in den Gangstufen gemäß der Übersicht in der 2 betrieben werden.
  • 5 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 100.3 beispielsweise für einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges. Bauteile des Mehrstufengetriebes 100.3 gemäß der 5, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 verwiesen.
  • Das Mehrstufengetriebe 100.3 gemäß der 5 unterscheidet sich von dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 unter anderem dadurch, dass das dritte Schaltelement 30 des Mehrstufengetriebes 100, welches der Getriebeausgangswelle 2 und der siebten Welle 7 zugeordnet ist und damit bevorzugt koaxial zu einer Zwischenwelle oder Vorgelegewelle, wie beispielsweise der Getriebeausgangswelle 2 liegt, nicht mehr vorliegt. Bei dem Mehrstufengetriebe 100.3 der 5 ist stattdessen ein drittes Schaltelement 30' vorgesehen, welches der fünften Welle 5 und der siebten Welle 7 zugeordnet ist und damit bevorzugt koaxial zu der Getriebeeingangswelle 1 als Hauptwelle liegt. Dadurch unterscheidet sich das Mehrstufengetriebe 100.3 der 5 gegenüber dem Mehrstufengetriebe 100 der 1 auch in der Verschaltung und Anordnung der Komponenten der Stirnradstufe ST2. Bezüglich der zweiten Stirnradstufe ST2 sind nunmehr das 1. Stirnrad S2.1 mit der Getriebeausgangswelle 2 und das 2. Stirnrad S2.2 mit der siebten Welle 7 drehfest verbunden und die siebte Welle 7 ist über das dritte Schaltelement 30' mit der fünften Welle 5 wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar.
  • 6 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mit dem Mehrstufengetriebe 100.3 schaltbar sind, und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30' und des vierten Schaltelementes 40. Der Aufbau der Übersicht gemäß der 6 und der Schaltzustand des jeweiligen Schaltelementes 10 bzw. 20 bzw. 30' bzw. 40 in einem jeweiligen Gang sind identisch zu der tabellarischen Übersicht der 2; insofern wird auf die Beschreibung zu der 2 verwiesen. In der 6 ist lediglich das dritte Schaltelement 30' des Mehrstufengetriebes 100.3 aufgenommen, welches gegenüber der 2 das dritte Schaltelement 30 des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 ersetzt.
  • 7 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 100.4 beispielsweise für einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges. Bauteile des Mehrstufengetriebes 100.4 gemäß der 7, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 verwiesen.
  • Das Mehrstufengetriebe 100.4 gemäß der 7 ist eine Weiterentwicklung des Mehrstufengetriebes 100.1 gemäß der 3 und unterscheidet sich davon unter anderem dadurch, dass das erste Schaltelement 10 des Mehrstufengetriebes 100.1, welches als Bremse gegen das gehäusefeste Bauteil G genutzt ist und durch dessen Schließen der erste Planetenradsatz RS1 in eine Drehmoment übertragende Funktion gebracht ist, nicht mehr vorliegt. Diese Drehmoment übertragende Funktion ist bei dem Mehrstufengetriebe 100.4 der 7 durch ein erstes Schaltelement 10' realisiert, welches dem 3. Getriebeglied 1.3 des ersten Planetenradsatzes RS1 zugeordnet ist und als Kupplung wirkt, indem das 3. Getriebeglied 1.3 mit dem 2. Stirnrad der zweiten Stirnradstufe ST2 wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist.
  • Das erste Schaltelement 10' kann als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein, beispielsweise ein Klauenschaltelement sein.
  • Die bei dem Mehrstufengetriebe 100.1 der 3 vorgesehene schaltbare Verbindung der vierten Welle 4 mit dem 2. Getriebeglied 1.2 des ersten Planetenradsatzes RS1 liegt aufgrund des ersten Schaltelementes 10' bei dem Mehrstufengetriebe 100.4 der 7 nicht mehr vor. Stattdessen ist bei dem Mehrstufengetriebe 100.4 das 2. Getriebeglied 1.2 des ersten Planetenradsatzes RS1 gegen das gehäusefeste Bauteil G festgesetzt, also drehfest verbunden.
  • 8 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mit dem Mehrstufengetriebe 100.4 schaltbar sind, und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10', des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30 und des vierten Schaltelementes 40'. Der Aufbau der Übersicht gemäß der 8 und der Schaltzustand des jeweiligen Schaltelementes 10' bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40' in einem jeweiligen Gang sind identisch zu der tabellarischen Übersicht der 2; insofern wird auf die Beschreibung zu der 2 verwiesen. In der 6 sind das erste Schaltelement 10' und das vierte Schaltelement 40' des Mehrstufengetriebes 100.4 aufgenommen, welche gegenüber der 2 das erste Schaltelement 10 und das vierte Schaltelement 40 des Mehrstufengetriebes 100 gemäß der 1 ersetzen.
  • 9 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 200, welches hybridisiert ist. Das Mehrstufengetriebe 200 basiert auf dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1, wobei unter anderem zusätzlich eine Elektromaschine EM vorgesehen ist, welche auf die Getriebeeingangswelle 1 treibend wirkt bzw. treibend wirken kann. Dazu wirkt die Elektromaschine EM direkt auf die Getriebeeingangswelle 1, beispielsweise ist der Rotor der Elektromaschine EM mit der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelt, insbesondere drehfest verbunden.
  • Bei der Ausführungsform des Mehrstufengetriebes 200 der 9 ist die Elektromaschine koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle 1 angeordnet. Dadurch ist das hybridisierte Mehrstufengetriebe 200 für einen Front-Quer-Einbau oder einen Heck-Quer-Einbau beispielsweise in ein Kraftfahrzeug, insbesondere in ein Kraftfahrzeug mit Frontantrieb, geeignet.
  • Bevorzugt weist das Mehrstufengetriebe 200 gegenüber dem Mehrstufengetriebe 100 gemäß der 1 zusätzlich eine Trennkupplung 00 auf, welche zum Abkoppeln eines mit der Getriebeeingangswelle 1 triebverbundenen (in der 9 nicht dargestellten) Antriebes, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, nutzbar ist bzw. genutzt ist. Die Trennkupplung 00 ist der Getriebeeingangswelle 1 vorgelagert und einerseits der Getriebeeingangswelle 1 und andererseits einer Antriebswelle 1' zugeordnet, wobei die Antriebswelle 1' mit dem (in der 9 nicht dargestellten) Antrieb gekoppelt ist bzw. koppelbar ist.
  • Zum elektromotorischen Anfahren mittels der Elektromaschine EM kann eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40 genutzt sein oder werden. Bevorzugt ist das erste Schaltelement 10 als Anfahrelement für ein Anfahren im 1. Vorwärtsgang und/oder im Rückwärtsgang genutzt. Auch kann als Anfahrelement eine Kombination von zweitem Schaltelement 20 und drittem Schaltelement 30 genutzt sein oder werden, wobei das zweite Schaltelement 20 für ein Anfahren im Rückwärtsgang und das dritte Schaltelement 30 für ein Anfahren im 1. Vorwärtsgang dient. Bevorzugt sind dazu das erste Schaltelement 10 oder das zweite Schaltelement 20 und das dritte Schaltelement 30 als Reibschlusselement ausgebildet.
  • 10 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 200.1, welches hybridisiert ist. Das Mehrstufengetriebe 200.1 der 10 unterscheidet sich von dem Mehrstufengetriebe 200 der 9 dadurch, dass das bei dem Mehrstufengetriebe 200.1 die Elektromaschine EM achsversetzt zu der Getriebeeingangswelle 1 angeordnet ist. Beispielsweise liegt eine Abtriebswelle E1 der Elektromaschine EM achsparallel zu der Getriebeeingangswelle 1. Dadurch ist auch das hybridisierte Mehrstufengetriebe 200.1 für einen Front-Quer-Einbau oder einen Heck-Quer-Einbau beispielsweise in ein Kraftfahrzeug, insbesondere in ein Kraftfahrzeug mit Frontantrieb, geeignet.
  • Das Mehrstufengetriebe 200.1 der 10 unterscheidet sich von dem Mehrstufengetriebe 200 der 9 auch dadurch, dass das bei dem Mehrstufengetriebe 200.1 die Elektromaschine EM über eine Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelt ist. Bevorzugt weist die Vorübersetzung wenigstens ein mit der Abtriebswelle E1 der Elektromaschine EM gekoppeltes Zahnrad Z2 auf, welches mit einem weiteren Zahnrad Z3 kämmt, das wiederum auf die Getriebeeingangswelle 1 wirkt, beispielsweise mit der Getriebeeingangswelle 1 drehfest verbunden ist.
  • Grundsätzlich ist eine Hybridisierung sämtlicher vorstehend beschriebener Mehrstufengetriebe möglich. Die Hybridisierung kann in der Art und Weise erfolgen, wie es zu dem Mehrstufengetriebe 200 der 9 und/oder dem Mehrstufengetriebe 200.1 der 10 ausgeführt ist.
  • Bei den in den Figuren dargestellten Mehrstufengetrieben 100, 100.1, 100.2, 100.3, 100.4 und 100.5 sind der Einfachheit halber die koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle 1 angeordneten Getriebeglieder lediglich zur Hälfte dargestellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getriebeeingangswelle (erste Welle)
    2
    Getriebeausgangswelle (zweite Welle)
    3
    dritte Welle
    4
    vierte Welle
    5
    fünfte Welle
    6
    sechste Welle
    7
    siebte Welle
    RS1
    erster Planetenradsatz
    RS2
    zweiter Planetenradsatz
    1.1
    1. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes
    1.2
    2. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes
    1.3
    3. Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes
    2.1
    1. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes
    2.2
    2. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes
    2.3
    3. Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes
    ST1
    erste Stirnradstufe
    ST2
    zweite Stirnradstufe
    S1.1
    1. Stirnrad der ersten Stirnradstufe
    S1.2
    2. Stirnrad der ersten Stirnradstufe
    S2.1
    1. Stirnrad der zweiten Stirnradstufe
    S2.2
    2. Stirnrad der zweiten Stirnradstufe
    EM
    Elektromaschine
    E1
    Abtriebswelle der Elektromaschine
    Z1
    Zahnrad
    Z2
    Zahnrad
    Z3
    weiteres Zahnrad
    00
    Trennkupplung
    1'
    Antriebswelle
    10
    erstes Schaltelement
    10'
    erstes Schaltelement
    20
    zweites Schaltelement
    30
    drittes Schaltelement
    30'
    drittes Schaltelement
    40
    viertes Schaltelement
    40'
    viertes Schaltelement
    40''
    viertes Schaltelement
    G
    gehäusefestes Bauteil
    100
    Mehrstufengetriebe
    100.1
    Mehrstufengetriebe
    100.2
    Mehrstufengetriebe
    100.3
    Mehrstufengetriebe
    100.4
    Mehrstufengetriebe
    100.5
    Mehrstufengetriebe
    200
    Mehrstufengetriebe
    200.1
    Mehrstufengetriebe

Claims (26)

  1. Mehrstufengetriebe (100; 200), insbesondere für einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges, aufweisend • eine Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle und eine Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, • zwei Planetenradsätze als ersten Planetenradsatz (RS1) und zweiten Planetenradsatz (RS2) mit jeweils wenigstens drei Getriebegliedern, • zwei Stirnradstufen (ST1, ST2) mit jeweils wenigstens zwei Getriebegliedern und • mehrere Schaltelemente (10, 20, 30, 40), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei ein Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) einem Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes (RS2) zugeordnet ist, ein anderes Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) einem gehäusefesten Getriebeglied zugeordnet ist und ein weiteres Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) unter Zwischenschaltung einer der Stirnradstufen (ST1, ST2) der Getriebeausgangswelle (2) zugeordnet ist, wobei zwei der Getriebeglieder des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit dem jeweils zugeordneten Getriebeglied oder der zugeordneten Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar sind und das verbleibende Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit dem zugeordneten Getriebeglied oder der zugeordneten Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist.
  2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (1) mit einem Getriebeglied des zweiten Planetenradsatzes (RS2) und die Getriebeausgangswelle (2) mit einem Getriebeglied der anderen Stirnradstufe (ST1) wirkverbunden sind.
  3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der Getriebeeingangswelle (2) zugeordnete Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) über eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist, wobei das eine Schaltelement (30) koaxial bezüglich der Getriebeausgangswelle (2) angeordnet ist.
  4. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der Getriebeausgangswelle (2) zugeordnete Getriebeglied des ersten Planetenradsatzes (RS1) über eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist, wobei das eine Schaltelement (30') koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle (1) angeordnet ist.
  5. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes (RS1) zwei seiner Getriebeglieder gegeneinander verblockbar sind.
  6. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeglieder der Planetenradsätze (RS1, RS2) konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
  7. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes (RS1) und des zweiten Planetenradsatzes (RS2) die Getriebeglieder jeweils durch ein 1. Getriebeglied (1.1; 2.1), ein 2. Getriebeglied (1.2; 2.2) und ein 3. Getriebeglied (1.3; 2.3) gebildet sind und bezüglich der Stirnradstufen, aufweisend eine erste Stirnradstufe (ST1) und eine zweite Stirnradstufe (ST2), die Getriebeglieder jeweils durch ein 1. Stirnrad (S1.1; S2.1) und ein 2. Stirnrad (S1.2; S2.2) gebildet sind.
  8. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes (RS1) das 1. Getriebeglied (1.1) mit einer dritten Welle (3), das 2. Getriebeglied (1.2) mit einer vierten Welle (4) und das 3. Getriebeglied (1.3) mit einer fünften Welle (5) drehfest verbunden sind, bezüglich des zweiten Planetenradsatzes (RS2) das 1. Getriebeglied (2.1) mit der Getriebeeingangswelle (1), das 2. Getriebeglied (2.2) mit einer sechsten Welle (6) und das 3. Getriebeglied (2.3) mit der dritten Welle (3) drehfest verbunden sind, bezüglich der ersten Stirnradstufe (ST1) das 1. Stirnrad (S1.1) mit der Getriebeausgangswelle (2) und das
  9. Stirnrad (S1.2) mit der sechsten Welle (6) drehfest verbunden sind und bezüglich der zweiten Stirnradstufe (ST2) das 1. Stirnrad (S2.1) mit einer siebten Welle (7) und das 2. Stirnrad (S2.2) mit der fünften Welle (5) drehfest verbunden sind.
  10. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) über eine erstes Schaltelement (10) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festsetzbar ist, die fünfte Welle (5) über ein zweites Schaltelement (20) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, die siebte Welle (7) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist und die vierte Welle (4) über ein viertes Schaltelement (40) mit der dritten Welle (3) wirkverbindbar ist.
  11. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) über ein erstes Schaltelement (10) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festsetzbar ist, die fünfte Welle (5) über ein zweites Schaltelement (20) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, die siebte Welle (7) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist und die fünfte Welle (5) über ein viertes Schaltelement (40') mit der dritten Welle (3) wirkverbindbar ist.
  12. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) über ein erstes Schaltelement (10) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festsetzbar ist, die fünfte Welle (5) über ein zweites Schaltelement (20) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, die siebte Welle (7) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist und die fünfte Welle (5) über ein viertes Schaltelement (40'') mit der vierten Welle (4) wirkverbindbar ist.
  13. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des ersten Planetenradsatzes (RS1) das 1. Getriebeglied (1.1) mit einer dritten Welle (3), das 2. Getriebeglied (1.2) mit einer vierten Welle (4) und das 3. Getriebeglied (1.3) mit einer fünften Welle (5) drehfest verbunden sind, bezüglich des zweiten Planetenradsatzes (RS2) das 1. Getriebeglied (2.1) mit der Getriebeeingangswelle (1), das 2. Getriebeglied (2.2) mit einer sechsten Welle (6) und das 3. Getriebeglied (2.3) mit der dritten Welle (3) drehfest verbunden sind, bezüglich der ersten Stirnradstufe (ST1) das 1. Stirnrad (S1.1) mit der Getriebeausgangswelle (2) und das 2. Stirnrad (S1.2) mit der sechsten Welle (6) drehfest verbunden sind und bezüglich der zweiten Stirnradstufe (ST2) das 1. Stirnrad (S2.1) mit der Getriebeausgangswelle (2) und das 2. Stirnrad (S2.2) mit einer siebten Welle (7) drehfest verbunden sind.
  14. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) über ein erstes Schaltelement (10) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festsetzbar ist, die fünfte Welle (5) über ein zweites Schaltelement (20) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, die siebte Welle (7) über ein drittes Schaltelement (30') mit der fünften Welle (5) wirkverbindbar ist und die vierte Welle (4) über ein viertes Schaltelement (40) mit der dritten Welle (3) wirkverbindbar ist.
  15. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der ersten Planetenradstufe (RS1) das 1. Getriebeglied (1.1) mit einer dritten Welle (3), das 2. Getriebeglied (1.2) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) und das 3. Getriebeglied (1.3) mit einer vierten Welle (4) drehfest verbunden sind, bezüglich des zweiten Planetenradsatzes (RS2) das 1. Getriebeglied (2.1) mit der Getriebeeingangswelle (1), das 2. Getriebeglied (2.2) mit einer sechsten Welle (6) und das 3. Getriebeglied (2.3) mit der dritten Welle (3) drehfest verbunden sind, bezüglich der ersten Stirnradstufe (ST1) das 1. Stirnrad (S1.1) mit der Getriebeausgangswelle (2) und das 2. Stirnrad (S1.2) mit der sechsten Welle (6) drehfest verbunden sind und bezüglich der zweiten Stirnradstufe (ST2) das 1. Stirnrad (S2.1) mit einer siebten Welle (7) und das 2. Stirnrad (S2.2) mit einer fünften Welle (5) drehfest verbunden sind.
  16. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) über ein erstes Schaltelement (10') mit der fünften Welle (5) wirkverbindbar ist, die fünfte Welle (5) über ein zweites Schaltelement (20) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, die siebte Welle (7) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist und die dritte Welle (3) über ein viertes Schaltelement (40') mit der fünften Welle (5) wirkverbindbar ist.
  17. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, 13, 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein, vorzugsweise fünf Vorwärtsgänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem 1. Vorwärtsgang das erste Schaltelement (10; 10') und das dritte Schaltelement (30; 30') geschlossen sind, in einem 2. Vorwärtsgang das erste Schaltelement (10; 10') und das vierte Schaltelement (40; 40'; 40'') geschlossen sind, in einem 3. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement (30; 30') und das vierte Schaltelement (40; 40'; 40'') geschlossen sind, in einem 4. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement (20) und das vierte Schaltelement (40; 40'; 40'') geschlossen sind und/oder in einem 5. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement (20) und das dritte Schaltelement (30; 30') geschlossen sind.
  18. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, 13, 15, 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückwärtsgang schaltbar ist, wobei in dem Rückwärtsgang das erste Schaltelement (10; 10') und das zweite Schaltelement (20) geschlossen sind.
  19. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, 13, 15, 16, 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (10; 10') als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere Klauenschaltelement, ausgebildet ist.
  20. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze (RS1, RS2) als Minusgetriebe ausgebildet sind, wobei das 1. Getriebeglied (1.1, 2.1) ein Sonnenrad, das 2. Getriebeglied (1.2, 2.2) ein Planetenradträger und das 3. Getriebeglied (1.3, 2.3) ein Hohlrad ist.
  21. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (1) und die Getriebeausgangswelle (2) achsversetzt zueinander liegen.
  22. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung bezüglich der Getriebeeingangswelle (1) und von der Getriebeeingangswelle (1) ausgehend, zuerst die erste Stirnradstufe (ST1), anschließend eine konzentrische Einheit mit den beiden Planetenradstufen (RS1, RS2) und dann die zweite Stirnradstufe (ST2) vorgesehen sind.
  23. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektromaschine (EM) vorgesehen ist, welche über eine Vorübersetzung oder direkt mit der Getriebeeingangswelle (1) gekoppelt ist, wobei eine Trennkupplung (00) zum Abkoppeln eines mit der Getriebeeingangswelle (1) triebverbundenen Antriebes genutzt ist.
  24. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM) und die Getriebeeingangswelle (1) und/oder die Getriebeausgangswelle (2) achsversetzt zueinander liegen.
  25. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM) zu der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der Getriebeausgangswelle (2) koaxial angeordnet ist.
  26. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40) als Anfahrelement genutzt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111734796A (zh) * 2020-08-03 2020-10-02 北京航空航天大学 一种电动车用2挡变速机构

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011080566A1 (de) * 2011-08-08 2013-02-14 Zf Friedrichshafen Ag Lastschaltbares Mehrstufengetriebe
DE102014215156A1 (de) * 2014-08-01 2016-02-04 Zf Friedrichshafen Ag Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs

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