DE102016216689A1 - Mehrstufengetriebe - Google Patents

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Jens Moraw
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
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    • F16H2003/445—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion without permanent connection between the input and the set of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Es wird ein Mehrstufengetriebe mit einer Eingangswellenachse (I) und einer Ausgangswellenachse (II) vorgeschlagen, die achsversetzt zueinander angeordnet sind, wobei zumindest eine erste Welle (1) als Antrieb (An) koaxial zur Eingangswellenachse (I) angeordnet ist, wobei zumindest eine zweite Welle (2) als Abtrieb (Ab) koaxial zur Ausgangswellenachse (II) angeordnet ist, wobei sechs weitere Wellen (3, 4, 5, 6, 7, 8) vorgesehen sind, wobei eine erste Stirnradstufe (ST1) und eine zweite Stirnradstufe (ST2) sowie ein erster Planetenradsatz (RS1) und ein zweiter Planetenradsatz (RS2) vorgesehen sind, wobei sechs Schaltelemente (A, B, B1, C, C1, D, D1, E, F) vorgesehen sind, sodass zumindest sieben Vorwärtsgänge (G1.1, G1.2, G1.3, G1.4, G2, G3, G4, G5, G6, G7) und zumindest zwei Rückwärtsgänge (R1, R2) schaltbar sind, wobei die erste Welle (1) über die erste Stirnradstufe (ST1) mit einem ersten Element des ersten Planentenradsatzes (RS1) und mit einem zweiten Element des ersten Planentenradsatzes (RS1) sowie mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist, wobei die erste Welle (1) über die zweite Stirnradstufe (ST2) mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (2) mit einem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbunden ist und wobei ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe mit einer Eingangswellenachse einer ersten Welle als Antrieb und einer Ausgangswellenachse einer zweiten Welle als Abtrieb, die achsversetzt zueinander angeordnet sind, wobei sechs weitere Wellen vorgesehen sind. Ferner sind zwei Stirnradstufen und zwei Planetenradsätze sowie sechs Schaltelemente vorgesehen, sodass zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest zwei Rückwärtsgänge realisiert werden.
  • Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2011 079 720 A1 ist ein Mehrstufengetriebe bekannt, mit dem nur sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welches bei maximaler Gangstufenzahl möglichst kostengünstig ist und einen möglichst geringen Bauraumbedarf aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
  • Somit wird ein Mehrstufengetriebe mit einer Eingangswellenachse und einer Ausgangswellenachse vorgeschlagen, die beispielsweise für eine Front- oder Heck-Queranordnung in einem Fahrzeug achsversetzt zueinander angeordnet sind. Das Mehrstufengetriebe wird somit bevorzugt mit einem seitlichen Abtrieb ausgeführt. Eine erste, als Antrieb beispielsweise mit dem Fahrzeugmotor verbundene oder verbindbare Welle ist koaxial zur Eingangswellenachse angeordnet, wobei eine zweite Welle, als Abtrieb koaxial zur Ausgangswellenachse angeordnet ist, die z. B. mit einem Abtriebsdifferential Diff oder dergleichen koppelbar ist. Ferner sind sechs weitere Wellen und eine erste Stirnradstufe sowie eine zweite Stirnradstufe vorgesehen, um die Elemente, die der Eingangswellenachse und der Ausgangswellenachse zugeordnet sind, miteinander in Verbindung zu bringen. Ferner sind ein erster Planetenradsatz und ein zweiter Planetenradsatz sowie zumindest sechs Schaltelemente vorgesehen, sodass zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest zwei Rückwärtsgänge schaltbar sind.
  • Bei dem gleichwohl einen geringen Bauraum und einen guten Wirkungsgrad aufweisenden Mehrstufengetriebe ist ferner vorgesehen, dass die erste Welle über die erste Stirnradstufe mit einem ersten Element des ersten Planentenradsatzes und mit einem zweiten Element des ersten Planentenradsatzes sowie mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist, wobei die erste Welle ferner über die zweite Stirnradstufe mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist. Zudem ist die zweite Welle mit einem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, wobei ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes fest mit einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist.
  • Das vorgeschlagene Mehrstufengetriebe umfasst somit nur zwei Planetenradsatzebenen und zwei Stirnradstufen sowie sechs Schaltelemente, wobei zum Realisieren der Gangstufen gleichzeitig drei der Schaltelemente geschlossen bzw. aktiviert sind. Unabhängig von den verschiedenen Ausführungsvarianten des Mehrstufengetriebes ergibt sich eine insgesamt kompakte Bauweise mit geringer Bauteilbelastung und geringen Getriebeverlusten sowie gutem Verzahnungswirkungsgrad und zudem eine gute Übersetzungsreihe, wobei eine konstruktiv einfache Anbindung zumindest einer elektrischen Maschine zur Hybridisierung des Mehrstufengetriebes möglich ist. Vorzugsweise eignet sich eine der Stirnradstufen zum achsparallelen Anbinden der elektrischen Maschine. Es ist auch möglich, dass bei Bedarf eine koaxiale Anbindung der elektrischen Maschine z. B. an der ersten Welle vorgesehen ist.
  • Sollte jedoch eine noch größere Übersetzung oder ein aus Bauraumgründen größerer Achsabstand zwischen der elektrischen Maschine und den Eingangs- und Ausgangswellenachsen gewünscht werden, kann auch eine weitere Übersetzungsstufe bzw. ein Zwischengetriebe zum Anbinden der elektrischen Maschine vorgesehen sein. Wenn die elektrische Maschine fest zum Antrieb übersetzt ist, können sämtliche verbrennungsmotorischen Gänge auch elektrisch realisiert werden.
  • Dem Mehrstufengetriebe bzw. der ersten Welle des Mehrstufengetriebes kann beispielsweise eine Drehschwingungs-Entkopplungseinheit vorgeschaltet sein. Im Falle einer Hybridisierung ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor vorzugsweise ein zusätzliches Schaltelement als Trennkupplung positioniert, mit dem der Verbrennungsmotor bzw. der Antriebsmotor des Fahrzeuges von der ersten Welle entkoppelbar ist. Auf diese Weise ist auch sowohl rein verbrennungsmotorisches Fahren als auch rein elektrisches Fahren möglich. Im Falle der Hybridisierung eignet sich bevorzugt ein drittes Schaltelement oder eine erste Alternative des dritten Schaltelements als internes Anfahrelement (IAE).
  • Als Schaltelemente können sowohl reib- als auch formschlüssige Schaltelemente eingesetzt werden. Vorzugsweise können aufgrund ihrer Charakteristik vor allem ein als Bremse ausgeführtes erstes Schaltelement und/oder ein als Bremse ausgeführtes zweites Schaltelement oder eine erste Alternative des zweiten Schaltelements und/oder ein als Kupplung ausgeführtes drittes Schaltelement oder eine erste Alternative des dritten Schaltelementes und/oder die Trennkupplung als formschlüssiges Klauenschaltelement ausgeführt werden.
  • Bei der vorliegenden Erfindung können beide Planetenradsätze als Minus-Planetenradsatz ausgeführt sein. Dies bedeutet für den Fachmann, dass bei einem Minus-Planetenradsatz ein erstes Element als Sonnenrad, ein zweites Element als Planetenradträger oder Steg und ein drittes Element als Hohlrad ausgeführt sind.
  • Ein Minus-Planetenradsatz weist bekanntlich an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte Planetenräder auf, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad dieses Planetenradsatzes kämmen, so dass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung entgegengesetzter Richtung dreht.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
  • 2 eine Ansicht einer Schaltmatrix der in 1 dargestellten Ausführungsvariante;
  • 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführung der Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gemäß 1 mit einer alternativen Anordnungsposition eines zweiten Schaltelementes an der Ausgangswellenachse;
  • 4 eine Ansicht einer Schaltmatrix der in 3 dargestellten Ausführung;
  • 5 eine schematische Ansicht der Ausführung des Mehrstufengetriebes gemäß 3 mit einer alternativen Anordnungsposition eines vierten Schaltelementes an der Ausgangswellenachse;
  • 6 eine Ansicht einer Schaltmatrix der in 5 dargestellten Ausführung;
  • 7 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführung der Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gemäß 1 mit einer alternativen Anordnungsposition eines dritten Schaltelementes an der Ausgangswellenachse;
  • 8 eine Ansicht einer Schaltmatrix der in 7 dargestellten Ausführung;
  • 9 eine schematische Ansicht der Ausführung des Mehrstufengetriebes gemäß 7 mit einer achsversetzt angeordneten, elektrischen Maschine an einer ersten Stirnradstufe;
  • 10 eine schematische Ansicht der Ausführung des Mehrstufengetriebes gemäß 5 mit einer achsversetzt angeordneten, elektrischen Maschine an einer zweiten Stirnradstufe; und
  • 11 eine schematische Ansicht anhand der Ausführung des Mehrstufengetriebes gemäß 5 mit einer koaxialen Anbindung einer elektrischen Maschine exemplarisch für sämtliche Ausgestaltungen.
  • In den 1 bis 11 sind eine mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes und entsprechende alternative Ausführungen beispielhaft dargestellt. Die verschiedenen Ausführungen der Ausführungsvariante sind auch miteinander kombinierbar, jedoch der Einfachheit halber nur exemplarisch dargestellt. Neben den in den 9 und 10 dargestellten achsparallelen Anbindungsmöglichkeiten einer elektrischen Maschine EM ist für den Fachmann anhand der Ausführung gemäß 5 in 11 ebenfalls exemplarisch für sämtliche Ausführungen eine koaxiale Anbindung einer elektrischen Maschine EM dargestellt.
  • Das vorgeschlagene Mehrstufengetriebe umfasst unabhängig von den jeweiligen Ausführungen eine Eingangswellenachse I und eine Ausgangswellenachse II, die achsversetzt bzw. achsparallel zueinander angeordnet sind, wobei eine erste Welle 1 als Antrieb An koaxial zur Eingangswellenachse I angeordnet ist. Eine Welle 2 ist als Abtrieb Ab koaxial zur Ausgangswellenachse II angeordnet, wobei die sechs weiteren Wellen 3, 4, 5, 6, 7, 8 je nach Ausführung sowohl koaxial zur Eingangswellenachse I oder zur Ausgangswellenachse II angeordnet sein können. Beispielsweise bei den Ausführungen gemäß 1, 3, 5, 10 und 11 ist jeweils eine vierte Welle 4 der Eingangswellenachse I zugeordnet, während die vierte Welle 4 bei den Ausführungen gemäß 7 und 9 der Ausgangswellenachse II zugeordnet ist. Beispielsweise bei den Ausführungen gemäß 1, 3, 7 und 9 ist jeweils eine siebente Welle 7 der Eingangswellenachse I zugeordnet, während die siebente Welle 7 bei den Ausführungen gemäß 5, 10 und 11 der Ausgangswellenachse II zugeordnet ist. Beispielsweise sind eine dritte Welle 3, eine fünfte Welle 5, eine sechste Welle 6 und eine achte Welle 8 bei sämtlichen Ausführungen der Ausgangswellenachse II zugeordnet.
  • Ferner ist eine erste Stirnradstufe ST1 und eine zweite Stirnradstufe ST2 vorgesehen, die jeweils z. B. ein Stirnradpaar umfassen. Bevorzugt weisen die erste Stirnradstufe ST1 und die zweite Stirnradstufe ST2 unterschiedliche Übersetzungen auf. Zudem ist ein erster Planetenradsatz RS1 und ein zweiter Planetenradsatz RS2 vorgesehen, die axial nebeneinander angeordnet sind und denen sechs Schaltelemente A, B, B1, C, C1, D, D1, E, F zugeordnet sind, die z. B. lösbare Verbindungen zwischen Elementen bzw. Wellen ermöglichen, so dass durch deren Betätigung zumindest sieben Vorwärtsgänge G1.1, G1.2, G1.3, G1.4, G2, G3, G4, G5, G6, G7 und zumindest zwei Rückwärtsgänge R1, R2 schaltbar sind.
  • Bei dem vorgeschlagenen Mehrstufengetriebe ist die erste Welle 1 über die erste Stirnradstufe ST1 mit einem ersten Element des ersten Planentenradsatzes RS1 und mit einem zweiten Element des ersten Planentenradsatzes RS1 sowie mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar. Ferner ist die erste Welle 1 über die zweite Stirnradstufe ST2 mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar, wobei die zweite Welle 2 mit einem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden ist. Zudem ist ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes RS1 mit einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 fest verbunden.
  • Im Einzelnen ist die erste Welle 1 über ein drittes Schaltelement C oder über eine erste Alternative des dritten Schaltelements C1 und über die erste Stirnradstufe ST1 sowie über eine vierte Welle 4 und über eine dritte Welle 3 mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar. Ferner ist die dritte Welle 3 über ein sechstes Schaltelement F und über eine achte Welle 8 mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar. Darüber hinaus ist die achte Welle 8 über ein fünftes Schaltelement E und über eine zweite Welle 2 mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar. Zudem ist die erste Welle 1 über ein viertes Schaltelement D oder über eine erste Alternative des vierten Schaltelements D1 und über die zweite Stirnradstufe ST2 sowie über eine siebente Welle 7 und über eine sechste Welle 6 mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar.
  • Nachfolgend wird die in 1 dargestellte Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes anhand der beispielhaft dargestellten Minus-Planetenradsätze beschrieben. Der Antrieb An bzw. die erste Welle 1 ist über das geschlossene dritte Schaltelement C und über die vierte Welle 4 sowie über die erste Stirnradstufe ST1 und über die dritte Welle 3 mit dem ersten Element bzw. mit dem Sonnenrad SR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Hierbei ist das dritte Schaltelement C als Kupplung der Eingangswellenachse I zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die erste Welle 1 mit der vierten Welle 4. Ferner ist die erste Welle 1 bei geschlossenem vierten Schaltelement D über die siebente Welle 7 und über die zweite Stirnradstufe ST2 sowie über die sechste Welle 6 mit dem ersten Element bzw. mit dem Sonnenrad SR2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Hierbei ist das vierte Schaltelement D als Kupplung der Eingangswellenachse I zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die erste Welle 1 mit der siebten Welle 7. Ferner ist die dritte Welle 3 bei geschlossenem sechsten Schaltelement F über die achte Welle 8 mit dem dritten Element bzw. dem Hohlrad HR2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Hierbei ist das sechste Schaltelement F als Kupplung der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die dritte Welle 3 mit der achten Welle 8. Ferner ist die achte Welle 8 bei geschlossenem fünften Schaltelement E über die zweite Welle 2 mit dem zweiten Element bzw. mit dem Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Hierbei ist das fünfte Schaltelement E als Kupplung der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die zweite Welle 2 mit der achten Welle 8. Darüber hinaus ist das dritte Element bzw. das Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 über die fünfte Welle 5 mit dem Planetenradträger PT2 bzw. mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Darüber hinaus ist die zweite Welle 2 fest mit dem zweiten Element bzw. mit dem Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Ein erstes als Bremse ausgeführtes Schaltelement A ist der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die fünfte Welle 5 mit dem Gehäuse 0. Ein zweites als Bremse ausgeführtes Schaltelement B ist der Eingangswellenachse I zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die siebente Welle 7 mit dem Gehäuse 0. In 2 ist die Schaltmatrix des in 1 dargestellten Radsatzes gezeigt.
  • Die in 3 dargestellte alternative Ausführung unterscheidet sich von der Ausführungsvariante gemäß 1 dadurch, dass die Anordnungsposition des zweiten Schaltelements B verändert ist. Die erste Alternative des zweiten Schaltelements B1 ist nun der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet als Bremse die sechste Welle 6 mit dem Gehäuse 0. In 4 ist das Schaltschema des in 3 dargestellten Radsatzes gezeigt.
  • In 5 ist eine alternative Ausführung der in 3 dargestellten Ausführung gezeigt und unterscheidet sich dadurch, dass die Anordnungsposition des vierten Schaltelements D verändert ist. Die erste Alternative des vierten Schaltelements D1 ist nun der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die sechste Welle 6 mit der siebenten Welle 7. In 6 ist das entsprechende Schaltschema gezeigt.
  • In 7 ist eine alternative Ausführung der in 1 dargestellten Ausführungsvariante gezeigt und unterscheidet sich dadurch, dass die Anordnungsposition des dritten Schaltelements C verändert ist. Die erste Alternative des dritten Schaltelements C1 ist nun der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die dritte Welle 3 mit der vierten Welle 4. Das Schaltschema ist in 8 dargestellt.
  • Die in 9 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der Ausführung gemäß 7 dadurch, dass eine Hybridvariante dargestellt ist. Dazu ist eine elektrische Maschine EM vorgesehen, deren Antriebswelle 9 achsparallel zu der Eingangswellenachse I und der Ausgangswellenachse II angeordnet ist, wobei die Antriebswelle 9 der elektrischen Maschine EM mit ihrem Antriebsritzel mit der ersten Stirnradstufe ST1 beispielhaft in Eingriff steht.
  • Die in 10 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der Ausführung gemäß 5 dadurch, dass eine Hybridvariante dargestellt ist. Dazu ist eine elektrische Maschine EM vorgesehen, deren Antriebswelle 9 achsparallel zu der Eingangswellenachse I und der Ausgangswellenachse II angeordnet ist, wobei die Antriebswelle 9 der elektrischen Maschine EM mit ihrem Antriebsritzel mit der zweiten Stirnradstufe ST2 beispielhaft in Eingriff steht.
  • Durch die vorbeschriebenen Ausführungen bzw. Ausführungsvarianten des Mehrstufengetriebes wird kinematisch nichts verändert. Diese sind jeweils exemplarisch dargestellt und können miteinander kombiniert werden.
  • Unabhängig von der Ausführungsvariante und deren Ausführungen ergeben sich aus den gezeigten Schaltschemen gemäß 2, 4, 6 und 8, dass der erste Vorwärtsgang G1.1 bei geschlossenem ersten Schaltelement A und bei geschlossenem zweiten Schaltelement B oder bei geschlossener ersten Alternative des zweiten Schaltelements B1 sowie bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 schaltbar ist, dass die erste Alternative des ersten Vorwärtsganges G1.2 bei geschlossenem ersten Schaltelement A und bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 sowie bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 schaltbar ist, dass die zweite Alternative des ersten Vorwärtsganges G1.3 bei geschlossenem ersten Schaltelement A und bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement E schaltbar ist, dass die dritte Alternative des ersten Vorwärtsganges G1.4 bei geschlossenem ersten Schaltelement A und bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar ist, dass der zweite Vorwärtsgang G2 bei geschlossenem zweiten Schaltelement B oder bei geschlossener ersten Alternative des zweiten Schaltelements B1 und bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement E schaltbar ist, dass der dritte Vorwärtsgang G3 bei geschlossenem zweiten Schaltelement B oder bei geschlossener ersten Alternative des zweiten Schaltelements B1 und bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement F schaltbar ist, dass der vierte Vorwärtsgang G4 bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 und bei geschlossenem fünften Schaltelement E sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar ist, dass der fünfte Vorwärtsgang G5 bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 und bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar ist, dass der sechste Vorwärtsgang G6 bei geschlossenem dritten Schaltelement C oder bei geschlossener ersten Alternative des dritten Schaltelements C1 und bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement E schaltbar ist und dass der siebente Vorwärtsgang G7 bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 und bei geschlossenem fünften Schaltelement E sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar ist. Ferner ist der erste Rückwärtsgang R1 bei geschlossenem ersten Schaltelement A und bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar, wobei der zweite Rückwärtsgang R2 bei geschlossenem ersten Schaltelement A und bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement E schaltbar ist.
  • Bei den Hybridvarianten ist es von Vorteil, dass die erste Welle 1 über ein zusätzliches Schaltelement bzw. eine Trennkupplung K0 mit dem Fahrzeugmotor verbindbar ist. Auf diese Weise ist der Fahrzeugmotor von der elektrischen Maschine EM auch abkoppelbar.
  • In 11 ist die in 5 dargestellte Ausführung mit einer elektrischen Maschine EM exemplarisch dargestellt, die koaxial zur Eingangswellenachse I bzw. zur ersten Welle 1 angeordnet ist. Hierzu ist die Antriebswelle bzw. der Rotor 9 der elektrischen Maschine EM vorzugsweise fest mit der ersten Welle 1 verbunden. Alternativ könnte auch eine lösbare Verbindung vorgesehen sein. Die koaxiale Anbindung der elektrischen Maschine EM zur Eingangswellenachse I ist stellvertretend anhand der Ausführung gemäß 5 dargestellt, wobei die koaxiale Anordnung auch bei den anderen Ausführungen möglich ist.
  • Bevorzugt können das erste Schaltelement A und/oder das zweite Schaltelement B oder die erste Alternative des zweiten Schaltelements B1 und/oder das dritte Schaltelement C oder die erste Alternative des dritten Schaltelements C1 und/oder die Trennkupplung K0 als formschlüssiges Schaltelement, zum Beispiel als Schaltklaue, Synchronisierung oder dergleichen, ausgeführt sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 0
    Gehäuse
    1
    erste Welle
    2
    zweite Welle
    3
    dritte Welle
    4
    vierte Welle
    5
    fünfte Welle
    6
    sechste Welle
    7
    siebente Welle
    8
    achte Welle
    9
    Antriebwelle bzw. Rotor der elektrischen Maschine
    EM
    elektrische Maschine
    I
    Eingangswellenachse
    II
    Ausgangswellenachse
    ST1
    erste Stirnradstufe
    ST2
    zweite Stirnradstufe
    RS1
    erster Planetenradsatz
    RS2
    zweiter Planetenradsatz
    G1.1
    erster Vorwärtsgang
    G1.2
    erste Alternative des ersten Vorwärtsganges
    G1.3
    zweite Alternative des ersten Vorwärtsganges
    G1.4
    dritte Alternative des ersten Vorwärtsganges
    G2
    zweiter Vorwärtsgang
    G3
    dritter Vorwärtsgang
    G4
    vierter Vorwärtsgang
    G5
    fünfter Vorwärtsgang
    G6
    sechster Vorwärtsgang
    G7
    siebenter Vorwärtsgang
    R1
    erster Rückwärtsgang
    R2
    zweiter Rückwärtsgang
    A
    erstes Schaltelement
    B
    zweites Schaltelement
    B1
    erste Alternative des zweiten Schaltelements
    C
    drittes Schaltelement
    C1
    erste Alternative des dritten Schaltelements
    D
    viertes Schaltelement
    D1
    erste Alternative des vierten Schaltelements
    E
    fünftes Schaltelement
    F
    sechstes Schaltelement
    SR1
    Sonnenrad erster Planetenradsatz
    PT1
    Planetenradträger erster Planetenradsatz
    HR1
    Hohlrad erster Planetenradsatz
    SR2
    Sonnenrad zweiter Planetenradsatz
    PT2
    Planetenradträger zweiter Planetenradsatz
    HR2
    Hohlrad zweiter Planetenradsatz
    Diff
    Abtriebsdifferential
    K0
    Trennkupplung
    An
    Antrieb
    Ab
    Abtrieb
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011079720 A1 [0002]

Claims (19)

  1. Mehrstufengetriebe mit einer Eingangswellenachse (I) und einer Ausgangswellenachse (II), die achsversetzt zueinander angeordnet sind, wobei zumindest eine erste Welle (1) als Antrieb (An) koaxial zur Eingangswellenachse (I) angeordnet ist, wobei zumindest eine zweite Welle (2) als Abtrieb (Ab) koaxial zur Ausgangswellenachse (II) angeordnet ist, wobei sechs weitere Wellen (3, 4, 5, 6, 7, 8) vorgesehen sind, wobei eine erste Stirnradstufe (ST1) und eine zweite Stirnradstufe (ST2) sowie ein erster Planetenradsatz (RS1) und ein zweiter Planetenradsatz (RS2) vorgesehen sind, wobei sechs Schaltelemente (A, B, B1, C, C1, D, D1, E, F) vorgesehen sind, sodass zumindest sieben Vorwärtsgänge (G1.1, G1.2, G1.3, G1.4, G2, G3, G4, G5, G6, G7) und zumindest zwei Rückwärtsgänge (R1, R2) schaltbar sind, wobei die erste Welle (1) über die erste Stirnradstufe (ST1) mit einem ersten Element des ersten Planentenradsatzes (RS1) und mit einem zweiten Element des ersten Planentenradsatzes (RS1) sowie mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist, wobei die erste Welle (1) über die zweite Stirnradstufe (ST2) mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (2) mit einem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbunden ist und wobei ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist.
  2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (1) über ein drittes Schaltelement (C) oder über eine erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) und über eine vierte Welle (4) sowie über eine dritte Welle (3) mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbindbar ist.
  3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Welle (3) über ein sechstes Schaltelement (F) und über eine achte Welle (8) mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist, wobei die achte Welle (8) über ein fünftes Schaltelement (E) und über eine zweite Welle (2) mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbindbar ist.
  4. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (1) über ein viertes Schaltelement (D) oder über eine erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) und über eine siebente Welle (7) sowie über eine sechste Welle (6) mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist.
  5. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes als Bremse ausgeführtes Schaltelement (A) der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die fünfte Welle (5) mit dem Gehäuse (0) verbindet.
  6. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites als Bremse ausgeführtes Schaltelement (B) der Eingangswellenachse (I) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die siebente Welle (7) mit dem Gehäuse (0) verbindet.
  7. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Alternative des zweiten Schaltelement (B1) als Bremse der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die sechste Welle (6) mit dem Gehäuse (0) verbindet.
  8. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Kupplung ausgeführtes drittes Schaltelement (C) der Eingangswellenachse (I) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die erste Welle (1) mit der vierten Welle (4) verbindet.
  9. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) als Kupplung der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die dritte Welle (3) mit der vierten Welle (4) verbindet.
  10. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement (D) der Eingangswellenachse (I) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die erste Welle (1) mit der siebenten Welle (7) verbindet.
  11. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Alternative des vierten Schaltelement (D1) als Kupplung der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die sechste Welle (6) mit der siebenten Welle (7) verbindet.
  12. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Kupplung ausgeführtes fünftes Schaltelement (E) der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die zweite Welle (2) mit der achten Welle (8) verbindet.
  13. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Kupplung ausgeführtes sechstes Schaltelement (F) der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die dritte Welle (3) mit der achten Welle (8) verbindet.
  14. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine elektrische Maschine (EM) vorgesehen ist, deren Antriebswelle (9) achsparallel zu der Eingangswellenachse (I) und der Ausgangswellenachse (II) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (9) der elektrischen Maschine (EM) direkt oder über eine weitere Übersetzung mit der ersten Stirnradstufe (ST1) oder der zweiten Stirnradstufe (ST2) verbunden ist.
  15. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine elektrische Maschine (EM) vorgesehen ist, deren Antriebswelle oder Rotor (9) koaxial zu der Eingangswellenachse (I) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle der Rotor (9) der elektrischen Maschine (EM) direkt oder über eine weitere Übersetzung mit der ersten Welle (1) verbunden oder verbindbar ist.
  16. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (1) über eine Trennkupplung (K0) mit dem Fahrzeugmotor verbindbar ist.
  17. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) und/oder das zweite Schaltelement (B) oder eine erste Alternative des zweiten Schaltelement (B1) und/oder das dritte Schaltelement (C) oder eine erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) und/oder die Trennkupplung (K0) als formschlüssiges Schaltelement ausführbar ist.
  18. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten des ersten Vorwärtsganges (G1.1) das erste Schaltelement (A) und das zweite Schaltelement (B) oder die erste Alternative des zweiten Schaltelements (B1) sowie das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) geschlossen sind, dass zum Schalten einer ersten Alternative des ersten Vorwärtsganges (G1.2) das erste Schaltelement (A) und das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) sowie das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) geschlossen sind, dass zum Schalten einer zweiten Alternative des ersten Vorwärtsganges (G1.3) das erste Schaltelement (A) und das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) sowie das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten einer dritten Alternative des ersten Vorwärtsganges (G1.4) das erste Schaltelement (A) und das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des zweiten Vorwärtsganges (G2) das zweite Schaltelement (B) oder die erste Alternative des zweiten Schaltelements (B1) und das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) sowie das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten des dritten Vorwärtsganges (G3) das zweite Schaltelement (B) oder die erste Alternative des zweiten Schaltelements (B1) und das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) sowie das fünfte Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des vierten Vorwärtsganges (G4) das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) und das fünfte Schaltelement (E) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des fünften Vorwärtsganges (G5) das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) und das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des sechsten Vorwärtsganges (G6) das dritte Schaltelement (C) oder die erste Alternative des dritten Schaltelements (C1) und das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) sowie das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten des siebten Vorwärtsganges (G7) das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) und das fünfte Schaltelement (E) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des ersten Rückwärtsganges (R1) das erste Schaltelement (A) und das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind und dass zum Schalten des zweiten Rückwärtsganges (R2) das erste Schaltelement (A) und das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) sowie das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind.
  19. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element des ersten und/oder des zweiten Planetenradsatzes (RS1, RS2) ein Sonnenrad (SR1, SR2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist, dass das zweite Element des ersten und/oder des zweiten Planetenradsatzes (RS1, RS2) ein Planetenradträger (PT1, PT2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist, und dass das dritte Element des ersten und/oder des zweiten Planentenradsatzes (RS1, RS2) ein Hohlrad (HR1, HR2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist.
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