EP3458295A1 - Getriebe für ein kraftfahrzeug, sowie antriebsstrang für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Getriebe für ein kraftfahrzeug, sowie antriebsstrang für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP3458295A1
EP3458295A1 EP17720117.5A EP17720117A EP3458295A1 EP 3458295 A1 EP3458295 A1 EP 3458295A1 EP 17720117 A EP17720117 A EP 17720117A EP 3458295 A1 EP3458295 A1 EP 3458295A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
planetary gear
gear set
transmission
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17720117.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Viktor Warth
Stefan Beck
Martin Brehmer
Matthias Horn
Johannes Kaltenbach
Julian KING
Jens Moraw
Eckehard MÜNCH
Gerhard Niederbrucker
Juri Pawlakowitsch
Stephan Scharr
Michael Wechs
Peter Ziemer
Uwe Griesmeier
Raffael Kuberczyk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3458295A1 publication Critical patent/EP3458295A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H2200/2043—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with five engaging means
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    • F16H2200/2046—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with six engaging means
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a motor vehicle, as well as a drive train for a motor vehicle with such a transmission.
  • a transmission referred to here in particular a multi-speed transmission in which a plurality of gears, so fixed ratios between the drive shaft and the output shaft of the transmission, are preferably automatically switched by switching elements.
  • the switching elements are, for example, clutches or brakes here.
  • Such transmissions are mainly used in motor vehicles to adjust the speed and torque output characteristics of the drive unit to the driving resistance of the vehicle in a suitable manner.
  • Such planetary gear transmissions often have a so-called front-mounted gearset and a so-called main gearset.
  • the main gearset often consists of a Planetenradsatzsystem, wherein an output shaft of the transmission is permanently connected to a shaft of the Planetenradsatzsystems.
  • By acting as brakes switching elements individual shafts of the Planetenradsatzsystems are rotatably fixed, while at least one clutch, a shaft of the Planetenradsatzsystems with a drive shaft of the transmission is connectable.
  • the front-mounted gearset together with other couplings, serves to provide the shafts of the main gearset with increased or reduced rotational speeds in addition to the rotational speed of the drive shaft.
  • the patent application US 2013/0150196 A1 shows in FIG. 2 a transmission which has a transfer gearset designated as PGS1 and a main gearset designated PGS2.
  • the transfer gearset has two planetary gear sets with a total of four shafts, wherein an electric machine is connected to one of the four shafts, and an input shaft of the transmission to a further of the four shafts.
  • a brake designated CL1 By closing a brake designated CL1, a third of the four shafts can be fixed in a rotationally fixed manner. The remaining of the four shafts is covered by couplings with connectable to different waves of the main gearset.
  • the brake CL1 is closed in all fixed gear ratios, as shown in FIG. 4 of said patent application, wherein, according to FIG. 18, when the brake CL1 is closed, the electric machine should turn faster than the input shaft. With the brake CL1 and another five switching elements such six forward gears can be formed.
  • the transmission according to the invention has a drive shaft, an output shaft, a transfer gearset with a first and second planetary gear set, a main gearset, an electric machine with a rotationally fixed stator and a rotatable rotor and a plurality of switching elements. By selectively closing three of each of the switching elements, a plurality of fixed gear ratios between the drive shaft and the output shaft can be provided.
  • the drive shaft is permanently connected to a first shaft of the transfer gear.
  • the rotor of the electric machine is permanently connected to a second shaft of the transfer gear.
  • the output shaft is permanently connected to a first shaft of the main gearset.
  • the transfer gearset comprises, in addition to the first and second shafts, exactly three further shafts, namely a third shaft, a fourth shaft and a fifth shaft.
  • the third shaft of the transfer gearset is continuously connected to a second shaft of the main gearset, and connectable by closing a first of the shift elements with the fourth shaft of the transfer gearset.
  • the fourth wave of the Vorschaltradsatzes is rotatably determined by closing a second of the switching elements.
  • the fifth wave of the transfer gearset can be locked in place by closing a third of the shift elements.
  • the speed of one or more of the four countershaft axles may also assume negative values, or even the value zero.
  • the speed order is therefore always to refer to the signed value of the speeds, and not on the amount. If two of the four transfer gear set shafts are connected to each other, so have the four Vorschaltradsatzwellen the same speed.
  • the inventive kinematics of the transfer gearset, the assignment of the three switching elements to the five Vorschaltradsatzwellen, and the permanent connection of the transfer gearset to a Hauptradsatzwelle, to the drive shaft and the rotor of the electric machine allow the following functions: - Are the first switching element and the third switching element is closed, and the second switching element is opened, the speed of the third Vorschaltradsatz- wave is reduced in comparison to the speed of the drive shaft. The closing of the first and third switching element thus causes the typical for a Vorschaltradsatz speed reduction.
  • the rotor of the electric machine turns amount faster than the drive shaft.
  • the electrical machine can thus be designed for higher speeds and lower torque with the same power requirement, whereby the space requirement of the electric machine can be reduced.
  • This is preferably realized by a magnitude larger choice of the stationary gear ratio of the first planetary gear set as the amount of stationary gearbox ratio of the second planetary gear set.
  • the stationary gear ratio defines the speed ratio between the sun gear and ring gear of a planetary gear set with non-rotatable web.
  • the stationary gear gear ratio always has a negative value for a negative gear set.
  • a minus wheel set denotes a planetary gear set with a web on which the planet gears are rotatably mounted, with a sun gear and with a ring gear, wherein the toothing of at least one of the planetary gears meshes with both the teeth of the sun gear, as well as with the teeth of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear rotates at a fixed web.
  • a plus gear set differs from the negative planetary gear set just described in that the plus gear set has inner and outer planet gears rotatably supported on the land. The toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears.
  • the toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear. This has the consequence that rotate at a fixed land, the ring gear and the sun gear in the same direction. If a minus wheel set is replaced by a plus wheel set, in addition to the changed connection of the elements bridge and ring gear, the amount of the stationary gear ratio by the value of one to increase to achieve the same translation effect.
  • Each of the two planetary gear sets of the transfer gearset has a first, second and third element, which are preferably associated in the following manner the elements sun gear, web and ring gear of the planetary gear sets: the first element is formed by the sun gear of the respective planetary gear set.
  • the second element is formed by the web of the respective planetary gear set, and the third element by the ring gear of the respective planetary gear set.
  • the second element is formed by the ring gear of each planetary gear set, and the third element through the web of the respective planetary gear set.
  • the third element of the second planetary gear set is part of the first wave of the Vorschaltradsatzes.
  • the first element of the first planetary gear set and the first element of the second planetary gear set are connected to each other, and components of the second shaft of the transfer gear.
  • the third element of the first planetary gear set is part of the third wave of the Vorschaltradsatzes.
  • the second element of the second planetary gear set is part of the fourth wave of the transfer gear.
  • the second element of the first planetary gear set is part of the fifth wave of the Vorschaltradsatzwelle.
  • Such a construction of the transfer gearset has a compact design and a good gear efficiency.
  • the main gearset is designed as a planetary gearset system which, in addition to the first and second shaft, comprises exactly two further shafts, namely a third shaft and a fourth shaft. If a planetary gear set system forms four shafts, the planetary gearset system is characterized primarily by its kinematics, not by its structure. The speeds of the four shafts are linearly dependent on each other once the speed of two of the four waves is defined.
  • the four shafts of the main gearset have the following speed order: second shaft, third shaft, first shaft, fourth shaft.
  • speed order is understood the order of the Weinradsatzwellen in their linear speed dependence.
  • the speed of the second main gear set shaft is less than or equal to the speed of the third main gear set shaft.
  • the speed of the third main gear set shaft is again less than or equal to the speed of the first main gear set shaft.
  • the speed of the first main gear set shaft is less than or equal to the speed of the fourth main gear set shaft.
  • This order is also reversible, so that the fourth main gear set shaft has the lowest rotational speed, while the second main gear set shaft assumes a rotational speed which is greater than or equal to the rotational speed of the fourth main gear set shaft.
  • the speed of one or more of the four main gearset shafts can also negative values, or assume the value zero.
  • the speed order is therefore always to refer to the signed value of the speeds, and not on the amount. If two of the four main gearset shafts are connected together, the four main gearset shafts have the same speed.
  • the third wave of the main gearset is rotatably fixable.
  • the drive shaft is connectable to the fourth shaft of the main gearset.
  • the drive shaft can be connected to the third shaft of the main gearset.
  • the planet tenradsatzsystem on a first planetary gear set and a second planetary gear set which each have a first element, a second element and a third element.
  • the first element is formed by the sun gear of the respective planetary gear set.
  • the second element is formed by the web of the respective planetary gear set, and the third element by the ring gear of the respective planetary gear set.
  • the second element is formed by the ring gear of the respective planetary gear set, and the third element through the web of the respective planetary gear set.
  • the second element of the second planetary gear set and the third element of the first planetary gear set are connected to each other and are components of the first shaft of the main gearset.
  • the first element of the first planetary gear set is part of the second shaft of the main gearset.
  • the second element of the first planetary gear set and the third element of the second planetary gear set are components of the third wave of the main gearset.
  • the first element of the second planetary gear set is part of the fourth wave of the main gearset.
  • the main gearset is formed as a Planetenradsatzsystem, which comprises in addition to the first and second shaft exactly three other waves, namely a third wave, a fourth wave and a fifth wave.
  • the fifth wave of the planetary gear set system is constantly connected to the drive shaft.
  • the third wave of the Planetenradsatzsystems is rotatably fixable.
  • the third shaft of the Planetenradsatzsystems with the fourth shaft of the Planetenradsatzsystems is connectable, so that when the fifth switching element is closed, the waves of the Planetenradsatzsystems have the following speed order: second shaft, third shaft together with fourth shaft, first shaft, fifth shaft.
  • the drive shaft is connectable to the third shaft of the Planetenradsatzsystems.
  • a shaft of the main gearset with the drive shaft is constantly connected, while the main gearset is similar to the Vorschaltradsatz now constructed as a five-shaft gearbox.
  • the second embodiment can simplify the storage of the drive shaft, and shorten the axial length of the transmission.
  • the Planetenradsatzsystem two planetary gear sets which each have a first element, a second element and a third element.
  • the first element is always formed by the sun gear of the respective planetary gear set.
  • the second element is formed by the web of the respective planetary gear set, and the third element by the ring gear of the respective planetary gear set.
  • the second element is formed by the ring gear of each planetary gear set, and the third element through the web of the respective planetary gear set.
  • the second element of the second planetary gear set and the third element of the first planetary gear set are connected to each other and are components of the first shaft of the main gearset.
  • the first element of the first planetary gear set is part of the second wave of the Gearset.
  • the second element of the first planetary gear set is part of the third wave of the main gearset.
  • the third element of the second planetary gear set is part of the fourth wave of the main gearset.
  • the first element of the second planetary gear set is part of the fifth wave of the main gearset.
  • a structure according to the first or second embodiment enables the formation of seven forward gears and at least one reverse gear between the drive shaft and the output shaft by selectively closing three of the shift elements.
  • a first forward speed results from closing the second, fourth and fifth shift elements. In this case, the ratio between the drive shaft and output shaft is already fixed by closing the fourth and the fifth switching element. By closing the second switching element, the rotational speeds of the remaining waves are fixed, whereby the control of the transmission is simplified.
  • a second forward gear is obtained by closing the first, the second and the fifth shift element.
  • a third forward speed is achieved by closing the second, the third and the fifth switching element.
  • a fourth forward speed is achieved by closing the second, fifth and sixth shifting elements.
  • the ratio between the drive shaft and output shaft is already fixed by closing the fifth and the sixth switching element.
  • closing the second switching element By closing the second switching element, the rotational speeds of the remaining waves are fixed, whereby the control of the transmission is simplified.
  • a fifth forward speed is achieved by closing the second, third and sixth shifting elements.
  • a sixth forward speed results from closing the first, third and sixth shift elements.
  • a seventh forward gear is obtained by closing the first, second and sixth shifting elements.
  • a structure according to the first or second embodiment also allows a power-split operation between the drive shaft, the electric machine and the output shaft.
  • the output shaft speed can be changed continuously for a given speed of the drive shaft and specification of the rotor speed.
  • a starting operation can be represented without using a separate or integrated starting element for providing a speed compensation between transmission-external drive unit and output shaft.
  • a first power-split drive mode is obtained by closing the third switching element and the fifth switching element, this first power-split drive mode being particularly suitable for starting in the forward direction.
  • a second power-split drive mode is obtained by closing the fourth switching element and the first switching element, wherein this second power-split drive mode is particularly suitable for starting in the reverse direction.
  • a structure according to the first or second embodiment enables further operating modes, which are particularly suitable for use in a hybrid vehicle.
  • a drive of the output shaft by means of the electric machine is possible without driving the drive shaft.
  • the electric machine can be driven by means of the drive shaft, without driving the output shaft.
  • an energy store can be charged by regenerative operation of the electric machine without driving the motor vehicle.
  • a power shift between fifth and sixth forward speed can be supported by means of the electric machine, since the thereby remaining closed
  • the fourth and / or the second switching element is designed as a positive-locking switching element.
  • Positive-locking switching elements make the connection in the closed state by positive locking, and are characterized in the open state by lower drag losses than non-positive switching elements. By low in the open state drag losses the efficiency of the transmission is improved.
  • the fourth and / or the second switching element may be formed as a frictionally engaged friction switching element, the lamellae having exclusively coating-free friction surfaces. In other words, the disk-shaped main body of each slat of the
  • Reibschaltelements not applied to the blade friction lining.
  • the friction surfaces of individual or all lamellae of such a Reibschaltelements can be heat treated, for example, nitrided.
  • Such Reibschaltium are designed for high surface pressures, and can therefore be formed with a small friction surface and a few fins. This allows the
  • an interface of the transmission to a transmission-external drive unit and an interface of the output shaft to a transmission-internal or transmission-external differential gear are arranged coaxially with each other and at opposite axial ends of the transmission.
  • the interface to the transmission-external drive unit is designed to transmit a rotational movement from the transmission-external drive unit to the transmission, and may be formed, for example, as a flange or as a spline.
  • the interface may be formed on the drive shaft or on a connectable with the drive shaft connecting shaft.
  • the interface may also be formed, for example, on a hydrodynamic torque converter connected to the drive shaft, which serves as a starting element.
  • the interface to the differential gear is aligned for transmitting a rotational movement from the output shaft to the drive wheels of the motor vehicle, with the interposition of the differential gear.
  • the axial distance between the interface to the transmission-external drive unit and the main gearset is greater than the axial distance between the interface to the transmission-external drive unit and the Vorschaltrad- sentence.
  • the interface of the output shaft is formed as a spur gear, which meshes with a further spur gear toothing of a shaft parallel to the axis of rotation to the output shaft.
  • the interface of the output shaft has a shorter axial distance to the interface of the drive shaft than the Vorschaltradsatz.
  • the main gearset is preferably arranged axially between the spur gear teeth of the output shaft and the transfer gearset.
  • the transfer gearset is in such an arrangement at that axial end of the transmission, which is opposite to the interface to the transmission-external drive unit.
  • the transmission may have a connection shaft, which serves as an interface to a gear-external drive unit, for example an internal combustion engine.
  • the connecting shaft can be connected to the drive shaft via a separating clutch.
  • the separating clutch together with the connecting shaft can also be arranged outside of the transmission.
  • the separating clutch may be formed as a positive or non-positive switching element.
  • the transmission may comprise a torsional vibration damper, which is adapted for damping torsional vibrations, and is preferably arranged in the operative connection between two sections of the connecting shaft.
  • the first section of the connection shaft is assigned to the interface to the transmission-external drive unit, and the second section of the connection shaft is assigned to the separation clutch.
  • a starting element for example a hydrodynamic torque converter or a friction clutch.
  • Such a starting element can also be an integral part of the transmission.
  • the starting element allows when using the transmission in the motor vehicle powertrain a starting process by allowing a slip state between the engine and output shaft.
  • such a starting element is formed within the transmission by the fourth switching element is designed as a friction switching element.
  • the fourth switching element By slip operation of the fourth switching element, a starting operation in the first forward gear and in reverse is possible. Thus, a separate starting element can be omitted. If the fourth shift element is designed as a form-locking shift element or does not permit precise control of a slip state, then a slip state can be achieved during start-up by the fifth shift element for a start-up operation in the forward direction and by the third shift element for a start-up operation in the reverse direction, the third and fifth Switching element are to train as suitable non-positive switching elements.
  • the transmission may be part of a drive train of a motor vehicle.
  • the drive train also has an internal combustion engine, which is torsionally flexible connected or connectable to the drive shaft of the transmission via a torsional vibration damper. Between drive shaft and internal combustion engine, the separating clutch may be located, which may be part of the transmission.
  • the output shaft of the transmission is drivirkswunden with a differential gear, which is operatively connected to wheels of the motor vehicle. If the transmission has the electric machine, the drive train enables a plurality of drive modes of the motor vehicle. In an electric driving operation, the motor vehicle is driven by the electric machine of the transmission. In an internal combustion engine operation, the motor vehicle is driven by the internal combustion engine.
  • a permanent connection is called a connection between two elements that always exists. Such constantly connected elements always rotate with the same dependence between their speeds. In a permanent connection between two elements, no switching element can be located. A permanent connection must therefore be distinguished from a switchable connection.
  • a permanently non-rotatable connection is referred to as a connection between two elements, which always exists and their connected elements thus always have the same speed.
  • closing of a switching element in the context of gear formation is understood to mean a process in which the switching element is activated in such a way that it transmits a high degree of torque at the end of the closing operation is in non-positive switching elements in the "closed” state, the formation of a low differential speed between the switching element halves wanted or unintentionally possible.
  • Fig. 1 is an abstract representation of a transmission according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a transmission according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a speed diagram of the main gearset according to the first embodiment
  • Fig. 5 is a schematic representation of a transmission according to a second embodiment of the invention.
  • Fig. 6 is a circuit diagram of the transmission according to the second embodiment
  • Fig. 7 is a schematic representation of a transmission according to a third embodiment of the invention
  • Fig. 8 is a circuit diagram of the transmission according to the third embodiment
  • Fig. 9 is a schematic representation of a transmission according to a fourth embodiment of the invention.
  • Fig. 1 a drive train of a motor vehicle.
  • Fig. 1 shows an abstract representation of a transmission G according to the invention.
  • the transmission G has a drive shaft GW1, an output shaft GW2, an electric machine EM with a rotationally fixed stator S and a rotatable rotor R, a transfer gearset VRS and a main gearset HRS.
  • the structure of the Vorschal- tradsatzes VRS is exemplified, while the structure of the main gearset HRS is only hinted at.
  • the main gearset HRS has several shafts, including a first shaft Wy1, which is permanently connected to the drive shaft GW2, and a second shaft Wy2.
  • the transfer gearset VRS has five shafts, which are referred to as first shaft Wx1, second shaft Wx2, third shaft Wx3, fourth shaft Wx4 and fifth shaft Wx5.
  • the five shafts Wx1 to Wx5 of the transfer gearset VRS are formed by the elements of a first planetary gear set P1 and a second planetary gear set P2.
  • Each of the two planetary gear sets P1, P2 has a first element E1 1, E12, a second element E21, E22 and a third element E31, E32.
  • the first element E1 1, E12 is formed by a sun gear of the respective planetary gear set P1, P2.
  • the second element E21, E22 is formed by a web of the respective planetary gear set P1, P2 and the third element E31, E32 by the ring gear of the respective planetary gear set P1, P2.
  • the planetary gear sets P1, P2 are designed as minus wheelsets.
  • the third element E32 of the second planetary gear set P2 is part of the first wave Wx1 of the transfer gearset VRS, and is permanently connected to the drive shaft GW1.
  • the first element E1 1 of the first planetary gear P1 and the first Element E12 of the second planetary gearset P2 are constantly connected to each other and components of the second wave Wx2 of the transfer gearset VRS, which is permanently connected to the rotor R of the electric machine EM.
  • the third element E31 of the first planetary gear set P1 is part of the third wave Wx3 of the transfer gearset VRS, which is permanently connected to the second shaft Wy2 of the main gearset HRS.
  • the second element E22 of the second planetary gear set P2 is part of the fourth wave Wx4 of the transfer gearset VRS.
  • the second element E21 of the first planetary gear set P1 is part of the fifth wave Wx5 of the transfer gearset VRS.
  • the transmission G has a plurality of switching elements, including a first switching element 57, a second switching element 07 and a third switching element 08.
  • the first switching element 57 By closing the first switching element 57, the third Vorschaltradsatzwelle Wx3 is connected to the fourth Vorschaltradsatzwelle Wx4.
  • the second switching element 07 By closing the second switching element 07, the fourth Vorschaltradsatzwelle Wx4 is fixed in rotation by being connected to a non-rotatable component GG of the transmission G.
  • the rotationally fixed component may be formed, for example, by the housing of the transmission G.
  • the third switching element 08 By closing the third switching element 08, the fifth wave Wx5 of the transfer gearset VRS is rotatably fixed in the same way.
  • the main gearset HRS can be constructed in various ways.
  • the main gearset HRS may have only a single planetary gear set or a plurality of planetary gear sets.
  • the main gearset could also be constructed as a countershaft transmission.
  • the main gearset HRS can be assigned switching elements with which individual shafts of the main gearset HRS can be fixed against rotation or connected to the drive shaft GW1. By means of the switching elements, individual shafts of the main gearset HRS can also be interconnected. Concrete embodiments of gears G are described in detail in the following embodiments.
  • the drive shaft GW1 has an interface A to a drive-external drive unit.
  • the output shaft has an interface B to a gear external or internal transmission differential gear.
  • the interfaces A, B are coaxial xial to each other and arranged at opposite axial ends of the transmission G.
  • the interface A is designed to transmit a rotational movement from the transmission-external drive unit to the gear G, and may be formed, for example, as a flange or as a spline.
  • the interface A may be formed on the drive shaft GW1 or on a connectable with the drive shaft GW1 connection shaft.
  • the interface A can also be formed, for example, on a hydrodynamic torque converter connected to the drive shaft GW1, which serves as a starting element.
  • the interface B of the output shaft GW2 is aligned to transmit a rotational movement of the output shaft GW2 to drive wheels of the motor vehicle, with the interposition of the differential gear.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a transmission G according to a first embodiment of the invention.
  • the main gearset HRS has a planetary gearset system PS1, which comprises a first planetary gearset P3 and a second planetary gearset P4.
  • Each of the two planetary gear sets P3, P4 has a first element E13, E14, a second element E23, E24 and a third element E33, E34.
  • the first element E13, E14 is formed by a sun gear of the respective planetary gear set P3, P4.
  • the second element E23, E24 is formed by a web of the respective planetary gear set P3, P4 and the third element E33, E34 by the ring gear of the respective planetary gear set P3, P4.
  • the planetary gear sets P3, P4 are designed as minus wheelsets.
  • the planetary gearset PS1 has exactly four waves, namely the first shaft Wy1 connected to the output shaft GW2, the second shaft Wy2 connected to the third shaft Wx3 of the transfer gearset VRS, a third shaft Wy3 and a fourth shaft Wy4.
  • a Planetenradsatzsystem consisting of two individual Planetenrad algorithmsn, which together form four waves can also be described by its kinematics. Examples include the so-called Ravigneaux wheelset or the Simpson wheelset.
  • the four shafts of such planetary gear set systems Have a speed order, which will be described in detail hereinafter with reference to FIG. 3 in detail.
  • the first shaft Wy1 of the main gearset HRS is permanently connected to the third element E33 of the first planetary gearset P3 and to the second element E24 of the second planetary gearset P4.
  • the second wave Wy2 of the main gearset HRS is permanently connected to the first element E13 of the first planetary gearset P3.
  • the third wave Wy3 of the main gearset HRS is continuously connected to the second element E23 of the first planetary gear set P3 and to the third element E34 of the second planetary gear set P4.
  • the third wave Wy3 of the main gearset HRS can be fixed in a rotationally fixed manner by closing a fourth switching element 04.
  • the fourth wave Wy4 of the main gearset HRS is continuously connected to the first element E14 of the second planetary gear set P4, and connectable via a fifth switching element 13 to the drive shaft GW1.
  • the third wave Wy3 of the main gearset HRS is connectable by closing a sixth switching element 14 with the drive shaft GW1.
  • the transmission G according to the first embodiment shown in Fig. 1 has a connection shaft AN, which is connectable via a separating clutch K0 with the drive shaft GW1. These two components are optional components of the transmission G.
  • the interface A is formed on the connection shaft AN.
  • FIG. 3 shows a speed plan of the planetary gearset system PS1 according to the transmission G of the first embodiment shown in FIG.
  • the four vertical lines describe the rotational speed of each of the four main gear set shafts Wy1 to Wy4 in relation to a predetermined rotational speed n of the drive shaft GW1, which is normalized to the value one.
  • the distance between the vertical lines results from the stationary gear ratios of the planetary gear sets P3, P4.
  • the representation shown in Fig. 3 is not to scale.
  • Circles arranged on the vertical lines indicate the effect of the six switching elements 57, 07, 08, 04, 13, 14. If, for example, the drive shaft GW1 is connected to the fourth shaft Wy4 by closing the fifth shift element 13, then For example, the fourth shaft Wy4 and the drive shaft GW1 are at a speed ratio equal to one. If the fourth switching element 04 is closed, the rotational speed of the third shaft Wy3 is equal to zero.
  • the three shift elements 57, 07, 08 assigned to the transfer gearset VRS have their effect by closing two of the three shift elements 57, 07, 08. If the first shift element 57 and the second shift element 07 are closed, then the second shaft W2y is fixed against rotation, and therefore assumes the value zero.
  • the rotational speed of the second shaft W2y is reduced in relation to the rotational speed n of the drive shaft GW1. If the second shift element 07 and the third shift element 08 are closed, the rotational speed of the second shaft W2y is likewise reduced in relation to the rotational speed n of the drive shaft GW1, but to a lesser extent than when the first and third shift elements 57, 08 are closed.
  • the rotational speeds of all four waves Wy1 to Wy4 of the main gearset HRS are set. This can be seen by straightforward connection of two of the circles.
  • the rotational speeds of the four waves Wy1 to Wy4 are therefore linearly dependent on one another as soon as the rotational speed of two of the four waves Wy1 to Wy4 is defined.
  • the order of the vertical lines in the speed diagram indicates the speed order, which in the given example assumes the following sequence: second wave Wy2, third wave Wy3, first wave Wy1, fourth wave Wy4.
  • Fig. 4 shows a circuit diagram which is applicable to the transmission G according to the first embodiment.
  • two reverse gears R1, R2 and a first to seventh forward gear 1 to 7 are indicated.
  • the columns of the circuit diagram is marked by an X, which of the switching elements 04, 07, 08, 13, 14, 57 in which gear 1 to 7 or R1, R2 are closed.
  • the gears refer to fixed gear ratios between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2.
  • a first forward gear 1 is obtained by closing the fourth and the fifth shifting element 04, 13.
  • a second forward gear 2 is obtained by closing the first, the second and the fifth shift element 57, 07, 13.
  • a third forward gear 3 is obtained by closing the second, the third and the fifth shift element 07, 08, 13.
  • a fourth forward gear 4th is obtained by closing the fifth and the sixth switching element 13, 14.
  • a fifth forward gear 5 is obtained by closing the second, the third and the sixth shift element 07, 08, 14.
  • a sixth forward gear 6 is obtained by closing the first, the third and the sixth shift element 57, 08, 14.
  • a seventh forward gear. 7 is obtained by closing the first, the second and the sixth switching element 57, 07, 14.
  • a designated as R1 first reverse gear is obtained by closing the first, third and fourth switching element 57, 08, 04.
  • a second reverse gear R2 can by closing the second, the third and the fourth switching element 07, 08, 04 are formed.
  • a first power-split drive mode EDA1 is obtained by closing the third and the fifth shift element 08, 13.
  • a second power split drive mode EDA2 is obtained by closing the first and the fourth shift element 57, 04.
  • An electric drive mode E1 results from closing the third and fifth drive elements fourth switching element 08, 04.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a transmission G according to a second embodiment of the invention.
  • the main gearset HRS has a planetary gearset system PS2, which comprises a first planetary gearset P23 and a second planetary gearset P24.
  • Each of the two planetary gear sets P23, P24 has a first element E213, E214, a second element E223, E224 and a third element E233, E234.
  • the first element E213, E214 is formed by a sun gear of the respective planetary gear set P23, P24.
  • the second element E223, E224 is formed by a web of the respective planetary gear set P23, P24 and the third element E233, E234 by the ring gear of the respective planetary gear set P23, P24.
  • the planetary gear sets P23, P24 are designed as minus wheelsets.
  • the planetary gear set PS2 has exactly five waves, namely the first shaft Wy21 connected to the output shaft GW2, the second shaft Wy22 connected to the third shaft Wx3 of the transfer gearset VRS, a third shaft Wy23, a fourth shaft Wy24 and a fifth shaft Wy25.
  • the first shaft Wy21 of the main gearset HRS is permanently connected to the third element E233 of the first planetary gearset P23 and to the second element E224 of the second planetary gearset P24.
  • the second shaft Wy22 of the main gearset HRS is permanently connected to the first element E213 of the first planetary gear set P23.
  • the third wave Wy23 of the main gearset HRS is continuously connected to the second element E223 of the first planetary gearset P3.
  • the third wave Wy23 of the main gearset HRS by rotation of a fourth switching element 204 can be fixed in rotation.
  • the fourth wave Wy24 of the main gearset HRS is continuously connected to the third element E34 of the second planetary gearset P4.
  • the fifth shaft Wy25 of the main gearset HRS is continuously connected to the first element E214 of the second planetary gear set P4, and continuously connected to the drive shaft GW1.
  • the third shaft Wy23 of the main gearset HRS is connectable by closing a fifth shift element 234 to the fourth shaft Wy24 of the main gearset HRS, and by closing a sixth shift element 214 to the drive shaft GW1.
  • the difference between the first and second embodiments is therefore essentially the coupling between the first element E14, E214 of the second planetary gear set P4, P24 and the drive shaft GW1 on the one hand, and the coupling between the second element E23, E223 of the first planetary gear P3, P23 and the third element E34, E234 of the second planetary gear set P4, P24 on the other hand.
  • One of the two couplings is designed as a permanently rotationally fixed connection, while the other of the two couplings is designed as a switchable by means of the fifth switching element 13, 234 connection.
  • Fig. 6 shows a circuit diagram which is applicable to the transmission G according to the second embodiment.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of a transmission G according to a third embodiment of the invention.
  • the main gearset HRS in this case has a single planetary gear set P33, which has a first element E313, a second element E323 and a third element E333.
  • the first element E313 is formed by a sun gear of the planetary gear set P33.
  • the second element E323 is formed by a web of the planetary gear set P33 and the third element E333 by a ring gear of the planetary gear set P33.
  • the second element E323 would be formed by the ring gear of the planetary gear set P33 and the second element E333 through the web of the planetary gear P33.
  • the main gearset HRS has exactly three waves, namely the first shaft Wy31 connected to the output shaft GW2, the second shaft Wy32 connected to the third shaft Wx3 of the transfer gearset VRS, and a third shaft Wy33.
  • the second element E323 of the planetary gear set P33 is part of the first wave Wy31 of the main gearset HRS.
  • the third element E333 of the planetary gear set P33 is part of the second wave Wy32 of the main gearset HRS.
  • the first element E313 of the planetary gear set P33 is part of the third wave Wy33 of the main gearset HRS.
  • the drive shaft GW1 can be connected to the third shaft Wy33.
  • the interface B is formed in the gear G according to the third embodiment as a spur gear, which meshes with a further spur gear toothing of an output shaft parallel to the axis, not shown in Fig. 7 shaft.
  • the main gearset HRS is arranged axially between the interface B and the ballast VRS.
  • the interface B is arranged axially between the interface A to the transmission-external drive unit and the transfer gear VRS.
  • Fig. 8 shows a circuit diagram which is applicable to the transmission G according to the third embodiment.
  • a first to fifth forward gear 21 to 25 are indicated.
  • an X which of the switching elements 304, 07, 08, 234, 314, 57 in which gear 21 to 25 are closed.
  • the gears refer to fixed gear ratios between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2.
  • Fig. 9 shows a schematic representation of a transmission G according to a fourth embodiment of the invention.
  • the main gearset HRS has a planetary gearset system PS3, which comprises a first planetary gearset P43 and a second planetary gearset P44.
  • Each of the two planetary gear sets P43, P44 has a first element E413, E414, a second element E423, E424 and a third element E433, E434.
  • the first element E413, E414 is formed by a sun gear of the respective planetary gear set P23, P24.
  • the second element E423, E424 is formed by a web of the respective planetary gear set P43, P44 and the third element E433, E434 by a ring gear of the respective planetary gear set P33, P34. If one of the planetary gear sets P43, P44 is designed as a plus-wheel set, then the second element E423, E424 is formed by the ring gear of the respective planetary gear set P43, P44, and the third element E433, E434 by the web of the respective planetary gear set P33, P34.
  • the first planetary gear set P43 is designed as a plus-wheel set, and the second planetary gear set P44 as a minus-wheel set.
  • the planetary gear set PS4 has exactly four waves, namely the output shaft connected to the output shaft GW2 Wy41, the second wave Wy42, a third wave Wy3 and a fourth wave Wy4 connected to the third wave Wx3 of the VRS.
  • a Planetenradsatzsystem consisting of two individual Planetenrad accountsn, which together form four waves can also be described by its kinematics.
  • the present structure of the planetary gear set corresponds to the well-known Ravigneaux wheelset.
  • the embodiment shown in Fig. 9 is to be considered only schematically.
  • the main gearset HRS would be constructed in the known construction a Ravigneaux wheelset, ie with a single ring gear and a common set of radially outer planetary gears.
  • the second element E423 of the first planetary gear set P43 and the third element R434 of the second planetary gear set P44 are components of the first shaft Wy41 of the main gearset HRS, which is permanently connected to the output shaft GW2.
  • the first element E413 of the first planetary gear set P43 is part of the second wave Wy42 of the main gearset HRS; which is permanently connected to the third wave Wx3 of the VRS.
  • the third element E433 of the first planetary gear set P43 and the second element E424 of the second planetary gear set P44 are components of the third wave Wy43 of the main gearset HRS.
  • the first element E414 of the second planetary gear set P44 is part of the fourth wave Wy44 of the main gearset HRS.
  • the third wave Wy43 can be locked in place by closing a fourth switching element 403.
  • the fourth shaft Wy44 is connectable to the drive shaft GW1 by closing a fifth shift element 414, and to the second shaft Wy42 by closing a sixth shift element 445.
  • Fig. 10 shows a circuit diagram which is applicable to the transmission G according to the fourth embodiment.
  • a reverse gear 3R and a first to eighth forward gear 31 to 38 are indicated.
  • an X which of the switching elements 403, 07, 08, 414, 445, 57 in which gear 31 to 38, 3R are closed.
  • the gears refer to fixed gear ratios between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2.
  • Fig. 1 1 shows schematically a drive train of a motor vehicle.
  • An internal combustion engine VKM is connected to the connection shaft AN of the transmission G via a torsional vibration damper TS.
  • the transmission G shown in Fig. 1 corresponds to the first embodiment of the invention shown in Fig. 1. This is only an example.
  • the internal combustion engine VKM could also be connected directly to the drive shaft GW1 of the transmission G via the torsional vibration damper TS.
  • the powertrain could be implemented with any of the subject embodiments.
  • the powertrain could also include a hydrodynamic torque converter, which is to be arranged in the power flow between the internal combustion engine VKM and the drive shaft GW1 of the transmission G. Such a torque converter may also include a lock-up clutch.
  • the output shaft GW2 is connected to a differential gear AG, via which the power applied to the output shaft GW2 power is distributed to drive wheels DW of the motor vehicle.

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Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), einen Vorschaltradsatz (VRS) mit einem ersten Planetenradsatz (P1) und einem zweiten Planetenradsatz (P2), einen Hauptradsatz (HRS), eine elektrische Maschine (EM) mit einem drehfesten Stator (S) und einem drehbaren Rotor (R), sowie eine Mehrzahl von Schaltelementen (57, 07, 08, 04, 13, 14; 204, 234, 214; 304, 314; 403, 414, 445) aufweist, wobei durch selektives Schließen von jeweils drei der Schaltelemente (57, 07, 08, 04, 13, 14; 204, 234, 214; 304, 314; 403, 414, 445) eine Mehrzahl von festen Übersetzungsverhältnissen (1 bis 7; 21 bis 25; 31 bis 38) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) bereitstellbar sind, wobei die beiden Planetenradsätze (P1, P2) des Vorschaltradsatzes (VRS) neben der ersten und zweiten Welle (Wx1, Wx2) genau drei weitere Wellen umfassen, nämlich eine dritte Welle (Wx3), eine vierte Welle (Wx4) und eine fünfte Welle (Wx5), sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G).

Description

Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe. Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes, durch Schaltelemente vorzugsweise automatisch schaltbar sind. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter weise anzupassen.
Derartige Getriebe in Planetenbauweise weisen häufig einen sogenannten Vorschalt- radsatz und einen sogenannten Hauptradsatz auf. Der Hauptradsatz besteht dabei häufig aus einem Planetenradsatzsystem, wobei eine Abtriebswelle des Getriebes mit einer Welle des Planetenradsatzsystems ständig verbunden ist. Durch als Bremsen wirkende Schaltelemente sind einzelne Wellen des Planetenradsatzsystems drehfest festsetzbar, während durch zumindest eine Kupplung eine Welle des Planetenradsatzsystems mit einer Antriebswelle des Getriebes verbindbar ist. Der Vor- schaltradsatz dient zusammen mit weiteren Kupplungen dazu, den Wellen des Hauptradsatzes neben der Drehzahl der Antriebswelle im Vergleich dazu erhöhte oder verringere Drehzahlen bereitzustellen. Die Offenlegungsschrift
DE 102 10 348 A1 der Anmelderin bietet ein Beispiel für ein derartiges Getriebe. Die darin als RS2 und RS3 bezeichneten Radsätze bilden dabei den Hauptradsatz, welchem ein als VS bezeichneter Vorschaltradsatz vorangeschaltet ist.
Die Patentanmeldung US 2013/0150196 A1 zeigt in Fig. 2 ein Getriebe, welches einen als PGS1 bezeichneten Vorschaltradsatz und einen als PGS2 bezeichneten Hauptradsatz aufweist. Der Vorschaltradsatz weist dabei zwei Planetenradsätze mit insgesamt vier Wellen auf, wobei eine Elektromaschine an einer der vier Wellen, und eine Eingangswelle des Getriebes an eine weitere der vier Wellen angebunden ist. Durch Schließen einer als CL1 bezeichneten Bremse ist eine dritte der vier Wellen drehfest festsetzbar. Die verbleibende der vier Wellen ist durch Kupplungen mit ver- schiedenen Wellen des Hauptradsatzes verbindbar. Die Bremse CL1 ist dabei in allen festen Gangstufen geschlossen, wie Fig. 4 der genannten Patentanmeldung zu entnehmen ist, wobei laut Fig. 18 bei geschlossener Bremse CL1 die Elektromaschi- ne betragsmäßig schneller drehen soll als die Eingangswelle. Mit der Bremse CL1 und weiteren fünf Schaltelementen sind derart sechs Vorwärtsgänge ausbildbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Getriebe mit Vorschaltradsatz und Hauptradsatz anzugeben, wobei die zur Verfügung stehenden Schaltelemente bestmöglich ausgenutzt werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Das erfindungsgemäße Getriebe weist eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, einen Vorschaltradsatz mit einem ersten und zweiten Planetenradsatz, einen Hauptradsatz, eine elektrische Maschine mit einem drehfesten Stator und einem drehbaren Rotor sowie eine Mehrzahl von Schaltelementen auf. Durch selektives Schließen von jeweils drei der Schaltelemente ist eine Mehrzahl von festen Übersetzungsverhältnissen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bereitstellbar. Die Antriebswelle ist mit einer ersten Welle des Vorschaltradsatzes ständig verbunden. Der Rotor der elektrischen Maschine ist mit einer zweiten Welle des Vorschaltradsatzes ständig verbunden. Die Abtriebswelle ist mit einer ersten Welle des Hauptradsatzes ständig verbunden.
Erfindungsgemäß umfasst der Vorschaltradsatz neben der ersten und zweiten Welle genau drei weitere Wellen, nämlich eine dritte Welle, eine vierte Welle und eine fünfte Welle. Die dritte Welle des Vorschaltradsatzes ist mit einer zweiten Welle des Hauptradsatzes ständig verbunden, und durch Schließen eines ersten der Schaltelemente mit der vierten Welle des Vorschaltradsatzes verbindbar. Die vierte Welle des Vorschaltradsatzes ist durch Schließen eines zweiten der Schaltelemente drehfest festsetzbar. Die fünfte Welle des Vorschaltradsatzes ist durch Schließen eines dritten der Schaltelemente drehfest festsetzbar. Durch Schließen des ersten der Schaltelemente werden zwei der fünf Wellen des Vorschaltradsatzes miteinander verbunden, sodass die beiden Planetenradsätze nun in Summe vier Wellen bilden. Bilden zwei Planetenradsätze zusammen vier Wellen, so zeichnet sich diese zwei Planetenradsätzen in erster Linie durch ihre Kinematik aus, und nicht durch deren Aufbau. Die Drehzahlen der vier Wellen sind dabei linear voneinander abhängig, sobald die Drehzahl von zwei der vier Wellen definiert ist. Durch Schließen des ersten der Schaltelemente nehmen die Vorschaltradsatzwellen dabei folgende Drehzahlordnung an: zweite Welle, fünfte Welle, dritte Welle zusammen mit vierter Welle, erste Welle.
Unter Drehzahlordnung wird dabei die Reihenfolge der Vorschaltradsatzwellen in deren linearer Drehzahl-Abhängigkeit verstanden. In anderen Worten ist die Drehzahl der zweiten Vorschaltradsatzwelle kleiner gleich der Drehzahl der fünften Vorschalt- radsatzwelle. Die Drehzahl der fünften Vorschaltradsatzwelle ist wiederum kleiner gleich der Drehzahl der dritten Vorschaltradsatzwelle. Die Drehzahl der dritten Vorschaltradsatzwelle ist kleiner gleich der Drehzahl der ersten Vorschaltradsatzwelle. Diese Reihenfolge ist auch reversibel, sodass die erste Vorschaltradsatzwelle die kleinste Drehzahl aufweist, während die zweite Vorschaltradsatzwelle eine Drehzahl annimmt die größer oder gleich groß wie die Drehzahl der ersten Vorschaltradsatzwelle ist. Zwischen den Drehzahlen aller vier Vorschaltradsatzwellen besteht dabei ein linearer Zusammenhang. Die Drehzahl einer oder mehrerer der vier Vorschaltradsatzwellen kann dabei auch negative Werte, oder auch den Wert Null annehmen. Die Drehzahlordnung ist daher stets auf den vorzeichenbehafteten Wert der Drehzahlen zu beziehen, und nicht auf deren Betrag. Werden zwei der vier Vorschaltradsatzwellen miteinander verbunden, so weisen die vier Vorschaltradsatzwellen die gleiche Drehzahl auf.
Die erfindungsgemäße Kinematik des Vorschaltradsatzes, die Zuordnung der drei Schaltelemente zu den fünf Vorschaltradsatzwellen, sowie die ständige Anbindung des Vorschaltradsatzes an eine Hauptradsatzwelle, an die Antriebswelle und den Rotor der Elektromaschine ermöglichen folgende Funktionen: - Sind das erste Schaltelement und das dritte Schaltelement geschlossen, und das zweite Schaltelement geöffnet, so wird die Drehzahl der dritten Vorschaltradsatz- welle im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle reduziert. Das Schließen des ersten und dritten Schaltelements bewirkt somit die für einen Vorschaltradsatz typische Drehzahlreduktion.
- Sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement geschlossen, und das dritte Schaltelement geöffnet, so ist die dritte Vorschaltradsatzwelle drehfest festgesetzt. Eine separate Bremse zur drehfesten Festsetzung der mit der dritten Vorschaltradsatzwelle ständig verbundenen zweiten Hauptradsatzwelle kann somit entfallen.
- Sind das zweite Schaltelement und dritte Schaltelement geschlossen, und das erste Schaltelement geöffnet, so besteht die Drehzahlordnung nicht mehr - die beiden Planetenradsätze wirken als Einzel-Radsätze. Bei geeigneter Wahl der Standgetriebeübersetzungen der beiden Planetenradsätze des Vorschaltradsat- zes wird dabei eine für einen Vorschaltradsatz typische Drehzahlreduktion bewirkt. Diese kann sich bevorzugt von der beim Schließen des ersten und dritten Schaltelements bewirkten Drehzahlreduktion unterscheiden. Besonders bevorzugt wird durch Schließen des zweiten und dritten Schaltelements die Drehzahl der dritten Vorschaltradsatzwelle im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle in geringerem Maß reduziert als durch Schließen des ersten und dritten Schaltelements.
Bei geeigneter Wahl der Standgetriebeübersetzungen der beiden Planetenradsätze des Vorschaltradsatzes dreht der Rotor der elektrischen Maschine dabei betragsmäßig schneller als die Antriebswelle. Die elektrische Maschine kann somit bei gleicher Leistungsanforderung für höhere Drehzahlen und geringeres Drehmoment ausgelegt werden, wodurch der Bauraumbedarf der elektrischen Maschine reduziert werden kann. Dies wird bevorzugt durch eine betragsmäßig größere Wahl der Standgetriebeübersetzung des ersten Planetenradsatzes als die betragsmäßige Standgetriebeübersetzung des zweiten Planetenradsatzes realisiert. Die Standgetriebeübersetzung definiert das Drehzahlverhältnis zwischen Sonnenrad und Hohlrad eines Planetenradsatzes bei drehfestem Steg. Da sich bei einem Minus-Radsatz die Drehrichtung zwischen Sonnenrad und Hohlrad bei drehfestem Steg umkehrt, nimmt die Standge- triebeübersetzung bei einem Minus-Radsatz stets einen negativen Wert an. Bei Vergleich der Standgetriebeübersetzung des ersten und zweiten Planetenradsatzes wird von einem gleichartigen Aufbau der beiden Radsätze ausgegangen, also sowohl erster als auch zweiter Planetenradsatz aufgebaut als Minus-Radsatz oder als Plus- Radsatz. Ein Minus-Radsatz bezeichnet einen Planetenradsatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. Ein Plus-Radsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Radsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren. Wird ein Minus-Radsatz durch einen Plus-Radsatz ersetzt, so ist neben der veränderten Anbindung der Elemente Steg und Hohlrad der Betrag der Standgetriebeübersetzung um den Wert Eins zu erhöhen, um dieselbe Übersetzungswirkung zu erzielen.
Jeder der beiden Planetenradsätze des Vorschaltradsatzes weist ein erstes, zweites und drittes Element auf, welche vorzugsweise in folgender Art und Weise den Elementen Sonnenrad, Steg und Hohlrad der Planetenradsätze zugeordnet sind: das erste Element wird durch das Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet. Bei einer Ausbildung als Minus-Radsatz wird das zweite Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes. Bei einer Ausbildung als Plus-Radsatz wird das zweite Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes. Vorzugsweise wird folgende Zuordnung der Planetenradsatzelemente zu den fünf Vorschaltradsatzwellen gewählt: das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der ersten Welle des Vorschaltradsatzes. Das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes sind miteinander verbunden, und Bestandteile der zweiten Welle des Vorschaltradsatzes. Das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ist Bestandteil der dritten Welle des Vorschaltradsatzes. Das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der vierten Welle des Vorschaltradsatzes. Das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ist Bestandteil der fünften Welle der Vorschaltradsatzwelle. Ein solcher Aufbau des Vorschaltradsatzes weist eine kompakte Bauweise und einen guten Verzahnungswirkungsgrad auf.
Gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform ist der Hauptradsatz als ein Pla- netenradsatzsystem ausgebildet, welches neben der ersten und zweiten Welle genau zwei weitere Wellen umfasst, nämlich eine dritte Welle und eine vierte Welle. Bilden ein Planetenradsatzsystem vier Wellen, so zeichnet sich das Planetenrad- satzsystem in erster Linie durch seine Kinematik aus, und nicht durch dessen Aufbau. Die Drehzahlen der vier Wellen sind dabei linear voneinander abhängig, sobald die Drehzahl von zwei der vier Wellen definiert ist.
Die vier Wellen des Hauptradsatzes weisen dabei folgende Drehzahlordnung auf: zweite Welle, dritte Welle, erste Welle, vierte Welle. Unter Drehzahlordnung wird dabei die Reihenfolge der Hauptradsatzwellen in deren linearer Drehzahl-Abhängigkeit verstanden. In anderen Worten ist die Drehzahl der zweiten Hauptradsatzwelle kleiner gleich der Drehzahl der dritten Hauptradsatzwelle. Die Drehzahl der dritten Hauptradsatzwelle ist wiederum kleiner gleich der Drehzahl der ersten Hauptradsatzwelle. Die Drehzahl der ersten Hauptradsatzwelle ist kleiner gleich der Drehzahl der vierten Hauptradsatzwelle. Diese Reihenfolge ist auch reversibel, sodass die vierte Hauptradsatzwelle die kleinste Drehzahl aufweist, während die zweite Hauptradsatzwelle eine Drehzahl annimmt die größer oder gleich groß wie die Drehzahl der vierten Hauptradsatzwelle ist. Zwischen den Drehzahlen aller vier Hauptradsatzwellen besteht dabei stets ein linearer Zusammenhang. Die Drehzahl einer oder mehrerer der vier Hauptradsatzwellen kann dabei auch negative Werte, oder auch den Wert Null annehmen. Die Drehzahlordnung ist daher stets auf den vorzeichenbehafteten Wert der Drehzahlen zu beziehen, und nicht auf deren Betrag. Werden zwei der vier Hauptradsatzwellen miteinander verbunden, so weisen die vier Hauptradsatzwellen die gleiche Drehzahl auf.
Durch Schließen eines vierten der Schaltelemente ist die dritte Welle des Hauptradsatzes drehfest festsetzbar. Durch Schließen eines fünften Schaltelements ist die Antriebswelle mit der vierten Welle des Hauptradsatzes verbindbar. Durch Schließen eines sechsten Schaltelements ist die Antriebswelle mit der dritten Welle des Hauptradsatzes verbindbar. Durch einen solchen Aufbau des Getriebes gemäß der ersten Ausführungsform ist die Bildung von sieben Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwärtsgang möglich, wie im weiteren Verlauf detailliert erläutert wird.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der ersten Ausführungsform weist das Plane- tenradsatzsystem einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz auf, welche je ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweisen. Das erste Element wird durch das Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet. Bei einer Ausbildung als Minus-Radsatz wird das zweite Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes. Bei einer Ausbildung als Plus- Radsatz wird das zweite Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes. Das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes sind miteinander verbunden und sind Bestandteile der ersten Welle des Hauptradsatzes. Das erste Element des ersten Planetenradsatzes ist Bestandteil der zweiten Welle des Hauptradsatzes. Das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes sind Bestandteile der dritten Welle des Hauptradsatzes. Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der vierten Welle des Hauptradsatzes. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine kompakten Aufbau sowie einen guten Verzahnungswirkungsgrad des Hauptradsatzes. Gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform ist der Hauptradsatz als ein Planetenradsatzsystem ausgebildet, welches neben der ersten und zweiten Welle genau drei weitere Wellen umfasst, nämlich eine dritte Welle, eine vierte Welle und eine fünfte Welle. Die fünfte Welle des Planetenradsatzsystems ist dabei mit der Antriebswelle ständig verbunden. Durch Schließen eines vierten der Schaltelemente ist die dritte Welle des Planetenradsatzsystems drehfest festsetzbar. Durch Schließen eines fünften der Schaltelemente ist die dritte Welle des Planetenradsatzsystems mit der vierten Welle des Planetenradsatzsystems verbindbar, sodass bei geschlossenem fünften Schaltelement die Wellen des Planetenradsatzsystems folgende Drehzahlordnung aufweisen: zweite Welle, dritte Welle zusammen mit vierter Welle, erste Welle, fünfte Welle. Bezüglich der Drehzahlordnung wird auf die Ausführungen zur ersten Ausführungsform verwiesen. Durch Schließen eines sechsten der Schaltelemente ist die Antriebswelle mit der dritten Welle des Planetenradsatzsystems verbindbar.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist im Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform eine Welle des Hauptradsatzes mit der Antriebswelle ständig verbunden, während der Hauptradsatz ähnlich wie der Vorschaltradsatz nun als Fünf- Wellen-Getriebe aufgebaut ist. Die zweite Ausführungsform kann die Lagerung der Antriebswelle vereinfachen, und die axiale Baulänge des Getriebes verkürzen.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform weist das Planetenradsatzsystem zwei Planetenradsätze auf, welche je ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweisen. Das erste Element wird stets durch das Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet. Bei einer Ausbildung als Minus-Radsatz wird das zweite Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes. Bei einer Ausbildung als Plus-Radsatz wird das zweite Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes. Das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes sind miteinander verbunden und sind Bestandteile der ersten Welle des Hauptradsatzes. Das erste Element des ersten Planetenradsatzes ist Bestandteil der zweiten Welle des Hauptradsatzes. Das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ist Bestandteil der dritten Welle des Hauptradsatzes. Das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der vierten Welle des Hauptradsatzes. Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der fünften Welle des Hauptradsatzes. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht ebenso eine kompakten Aufbau sowie einen guten Verzahnungswirkungsgrad des Hauptradsatzes.
Ein Aufbau gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform ermöglich durch selektives Schließen von drei der Schaltelemente die Ausbildung von sieben Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle. Ein erster Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des zweiten, des vierten und des fünften Schaltelements. Dabei ist durch Schließen des vierten und des fünften Schaltelements das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bereits festgelegt. Durch Schließen des zweiten Schaltelements sind auch die Drehzahlen der übrigen Wellen festgelegt, wodurch die Steuerung des Getriebes vereinfacht wird. Ein zweiter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten, des zweiten und des fünften Schaltelements. Ein dritter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des zweiten, des dritten und des fünften Schaltelements. Ein vierter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des zweiten, des fünften und des sechsten Schaltelements. Dabei ist durch Schließen des fünften und des sechsten Schaltelements das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bereits festgelegt. Durch Schließen des zweiten Schaltelements sind auch die Drehzahlen der übrigen Wellen festgelegt, wodurch die Steuerung des Getriebes vereinfacht wird. Ein fünfter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des zweiten, des dritten und des sechsten Schaltelements. Ein sechster Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten, des dritten und des sechsten Schaltelements. Ein siebenter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten, des zweiten und des sechsten Schaltelements. Dadurch wird, bei geeigneter Wahl der Standgetriebeübersetzungen der Radsätze, eine für die Anwendung im Kraftfahrzeug gut geeignete Übersetzungsreihe erzielt. Bei einem Gangwechsel zwischen benachbarten Vorwärtsgängen ist zudem nur je ein Schaltelement zu öffnen und ein Schaltelement zu schließen. Dies vereinfacht den Schaltvorgang und verkürzt die Schaltdauer zwischen benachbarten Vorwärtsgängen. Ein Rückwärtsgang ergibt sich durch Schlie- ßen des ersten, des dritten und des vierten Schaltelements. Alternativ oder ergänzend dazu kann ein Rückwärtsgang auch durch Schließen des zweiten, des dritten und des vierten Schaltelements gebildet werden.
Ein Aufbau gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform ermöglicht zudem einen leistungsverzweigten Betrieb zwischen der Antriebswelle, der elektrischen Maschine und der Abtriebswelle. Dadurch kann die Abtriebswellendrehzahl bei vorgegebener Drehzahl der Antriebswelle und Vorgabe der Rotordrehzahl stufenlos verändert werden. Somit kann bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeugantriebsstrang ein Anfahrvorgang dargestellt werden, ohne ein separates oder integriertes Anfahrelement zur Bereitstellung eines Drehzahlausgleichs zwischen getriebe-externer Antriebseinheit und Abtriebswelle einzusetzen. Ein erster leistungsverzweigter Antriebsmodus ergibt sich durch Schließen des dritten Schaltelements und des fünften Schaltelements, wobei dieser erste leistungsverzweigte Antriebsmodus besonders für das Anfahren in Vorwärtsrichtung geeignet ist. Ein zweiter leistungsverzweigter Antriebsmodus ergibt sich durch Schließen des vierten Schaltelements und des ersten Schaltelements, wobei dieser zweite leistungsverzweigte Antriebsmodus besonders für das Anfahren in Rückwärtsrichtung geeignet ist.
Ein Aufbau gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform ermöglicht weitere Betriebsmodi, welche besonders für einen Einsatz in einem Hybridfahrzeug geeignet sind. Durch Schließen des vierten und des dritten Schaltelements ist beispielsweise ein Antrieb der Abtriebswelle mittels der elektrischen Maschine möglich, ohne die Antriebswelle anzutreiben. Durch Schließen des zweiten Schaltelements oder alternativ dazu durch Schließen des ersten und des dritten Schaltelements kann die elektrische Maschine mittels der Antriebswelle angetrieben werden, ohne die Abtriebswelle anzutreiben. Dadurch kann ein Energiespeicher durch generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine aufgeladen werden, ohne das Kraftfahrzeug anzutreiben. Ein Lastschaltvorgang zwischen fünften und sechsten Vorwärtsgang kann mittels der elektrischen Maschine gestützt werden, da die dabei geschlossen bleibenden
Schaltelemente einen leistungsverzweigten Zustand zwischen Antriebswelle, Abtriebswelle und elektrischer Maschine erzeugen. Dies gilt in gleicher Weise für einen Lastschaltvorgang zwischen sechsten und siebenten Vorwärtsgang. Vorzugsweise ist das vierte und/oder das zweite Schaltelement als ein formschlüssi- ges Schaltelement ausgebildet. Formschlüssige Schaltelemente stellen im geschlossenen Zustand die Verbindung durch Formschluss her, und zeichnen sich im geöffneten Zustand durch geringere Schleppverluste als kraftschlüssige Schaltelemente aus. Durch die im geöffneten Zustand geringen Schleppverluste wird der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert. Gemäß einer alternativen Ausführung kann das vierte und/oder das zweite Schaltelement als ein kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet sein, dessen Lamellen ausschließlich belaglose Reibflächen aufweisen. In anderen Worten weist der scheibenförmige Grundkörper jeder Lamelle des
Reibschaltelements keinen auf die Lamelle aufgebrachten Reibbelag auf. Die Reibflächen einzelner oder sämtlicher Lamellen eines solchen Reibschaltelements können jedoch wärmebehandelt sein, beispielsweise nitriert. Derartige Reibschaltelemente sind für hohe Flächenpressungen ausgelegt, und können daher mit kleiner Reibfläche und wenigen Lamellen ausgebildet werden. Dadurch können die
Schleppverluste eines solchen Schaltelements reduziert werden.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform sind eine Schnittstelle des Getriebes zu einer getriebe-externen Antriebseinheit und eine Schnittstelle der Abtriebswelle zu einem getriebe-internen oder getriebe-externen Differentialgetriebe koaxial zueinander und an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes angeordnet. Die Schnittstelle zur getriebe-externen Antriebseinheit ist zur Übertragung einer Drehbewegung von der getriebe-externen Antriebseinheit an das Getriebe ausgebildet, und kann beispielsweise als Flansch oder als Steckverzahnung ausgebildet sein. Die Schnittstelle kann auf der Antriebswelle ausgebildet sein oder auf einer mit der Antriebswelle verbindbaren Anschlusswelle. Die Schnittstelle kann beispielsweise auch an einem mit der Antriebswelle verbundenen hydrodynamischen Drehmomentwandler ausgebildet sein, welcher als Anfahrelement dient. Die Schnittstelle zum Differentialgetriebe ist zur Übertragung einer Drehbewegung von der Abtriebswelle zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs hin ausgerichtet, unter Zwischenschaltung des Differentialgetriebes. Der axiale Abstand zwischen der Schnittstelle zur getriebe-externen Antriebseinheit und dem Hauptradsatz ist dabei größer als der axiale Abstand zwischen der Schnittstelle zur getriebe-externen Antriebseinheit und dem Vorschaltrad- satz. Eine solche Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug mit parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Schnittstelle der Abtriebswelle als eine Stirnradverzahnung ausgebildet, welche mit einer weiteren Stirnradverzahnung einer zur Abtriebswelle achsparallelen Welle kämmt. Die Schnittstelle der Abtriebswelle weist dabei einen kürzeren axialen Abstand zur Schnittstelle der Antriebswelle als der Vorschaltradsatz auf. Eine solche Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug mit quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang. Bevorzugt ist der Hauptradsatz dabei axial zwischen der Stirnradverzahnung der Abtriebswelle und dem Vorschaltradsatz angeordnet. In anderen Worten befindet sich der Vorschaltradsatz bei einer solchen Anordnung an jenem axialen Ende des Getriebes, welche der Schnittstelle zur getriebe-externen Antriebseinheit gegenüberliegt.
Das Getriebe kann eine Anschlusswelle aufweisen, welche als Schnittstelle zu einer getriebeexternen Antriebseinheit dient, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine. Die Anschlusswelle ist über eine Trennkupplung mit der Antriebswelle verbindbar. Alternativ dazu kann die Trennkupplung samt der Anschlusswelle auch außerhalb des Getriebes angeordnet sein. Durch Öffnen der Trennkupplung kann das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine in sämtlichen Gängen des Getriebes angetrieben werden, ohne die getriebeexterne Antriebseinheit mitzuschleppen. Die Trennkupplung kann als formschlüssiges oder als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Das Getriebe kann einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweisen, welcher zur Dämpfung von Drehschwingungen eingerichtet ist, und vorzugsweise in der Wirkverbindung zwischen zwei Abschnitten der Anschlusswelle angeordnet ist. Der erste Abschnitt der Anschlusswelle ist der Schnittstelle zur getriebeexternen Antriebseinheit zugeordnet, und der zweite Abschnitt der Anschlusswelle ist der Trennkupplung zugeordnet. Derart können von der getriebeexternen Antriebseinheit erzeugte Drehschwingungen zur Antriebswelle hin gedämpft werden. Prinzipiell kann dem Getriebe in bekannter Weise ein Anfahrelement vorangeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Ein solches Anfahrelement kann auch integraler Bestandteil des Getriebes sein. Das Anfahrelement ermöglicht bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug- Antriebsstrang einen Anfahrvorgang, indem es einen Schlupfzustand zwischen Verbrennungsmotor und Abtriebswelle ermöglicht. Bevorzugt ist ein solches Anfahrelement jedoch innerhalb des Getriebes ausgebildet, indem das vierte Schaltelement als Reibschaltelement ausgebildet wird. Durch Schlupf betrieb des vierten Schaltelements ist ein Anfahrvorgang im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang möglich. Somit kann ein separates Anfahrelement entfallen. Ist das vierte Schaltelement als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet oder erlaubt es kein genaue Regelung eines Schlupfzustandes, so kann ein Schlupfzustand beim Anfahren durch das fünfte Schaltelement für einen Anfahrvorgang in Vorwärtsrichtung und durch das dritte Schaltelement für einen Anfahrvorgang in Rückwärtsrichtung erreicht werden, Das dritte und fünfte Schaltelement sind dazu als geeignete kraftschlüssige Schaltelemente auszubilden.
Das Getriebe kann Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Antriebsstrang weist neben dem Getriebe auch eine Verbrennungskraftmaschine auf, welche über einen Torsionsschwingungsdämpfer mit der Antriebswelle des Getriebes drehelastisch verbunden, bzw. verbindbar ist. Zwischen Antriebswelle und Verbrennungskraftmaschine kann sich die Trennkupplung befinden, welche Bestandteil des Getriebes sein kann. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit einem Differentialgetriebe antriebswirkverbunden, welche mit Rädern des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist. Weist das Getriebe die elektrische Maschine auf, so ermöglicht der Antriebsstrang mehrere Antriebsmodi des Kraftfahrzeugs. In einem elektrischen Fahrbetrieb wird das Kraftfahrzeug von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. In einem verbrennungsmotorischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben. In einem hybridischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug sowohl von der Verbrennungskraftmaschine als auch von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. Eine ständige Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht. Derart ständig verbundene Elemente drehen stets mit der gleichen Abhängigkeit zwischen deren Drehzahlen. In einer ständigen Verbindung zwischen zwei Elementen kann sich kein Schaltelement befinden. Eine ständige Verbindung ist daher von einer schaltbaren Verbindung zu unterscheiden. Eine ständig drehfeste Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht und deren verbundene Elemente somit stets die gleiche Drehzahl aufweisen.
Unter dem Begriff„Schließen eines Schaltelements" wird im Zusammenhang mit der Gangbildung ein Vorgang verstanden, bei dem das Schaltelement so angesteuert wird, dass es am Ende des Schließvorgangs ein hohes Maß an Drehmoment überträgt. Während formschlüssige Schaltelemente im„geschlossenen" Zustand keine Differenzdrehzahl zulassen, ist bei kraftschlüssigen Schaltelementen im„geschlossenen" Zustand die Ausbildung einer geringen Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften gewollt oder ungewollt möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine abstrakte Darstellung eines Getriebes gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 3 einen Drehzahlplan des Hauptradsatzes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 ein Schaltschema des Getriebes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 6 ein Schaltschema des Getriebes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fig. 8 ein Schaltschema des Getriebes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 10 ein Schaltschema des Getriebes gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 1 1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Fig. 1 zeigt eine abstrakte Darstellung eines Getriebes G gemäß der Erfindung. Das Getriebe G weist eine Antriebswelle GW1 , eine Abtriebswelle GW2, eine elektrische Maschine EM mit einem drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R, einen Vorschaltradsatz VRS sowie einen Hauptradsatz HRS auf. Der Aufbau des Vorschal- tradsatzes VRS ist beispielhaft dargestellt, während der Aufbau des Hauptradsatzes HRS nur angedeutet ist. Der Hauptradsatz HRS weist jedenfalls mehrere Wellen auf, darunter eine erste Welle Wy1 , welche mit der Antriebswelle GW2 ständig verbunden ist, und eine zweite Welle Wy2.
Der Vorschaltradsatz VRS weist fünf Wellen auf, welche als erste Welle Wx1 , zweite Welle Wx2, dritte Welle Wx3, vierte Welle Wx4 und fünfte Welle Wx5 bezeichnet sind. Die fünf Wellen Wx1 bis Wx5 des Vorschaltradsatzes VRS werden durch die Elemente eines ersten Planetenradsatzes P1 und eines zweiten Planetenradsatzes P2 gebildet. Jeder der beiden Planetenradsätze P1 , P2 weist ein erstes Element E1 1 , E12, ein zweites Element E21 , E22 und ein drittes Element E31 , E32 auf. Das erste Element E1 1 , E12 ist durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 , P2 gebildet. Ist der Planetenradsatz als ein Minus-Radsatz ausgebildet, so ist das zweite Element E21 , E22 durch einen Steg des jeweiligen Planetenradsatzes P1 , P2 gebildet und das dritte Element E31 , E32 durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 , P2. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Getriebes G sind die Planetenradsätze P1 , P2 als Minus-Radsätze ausgebildet.
Das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist Bestandteil der ersten Welle Wx1 des Vorschaltradsatzes VRS, und ist mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden. Das erste Element E1 1 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 sind ständig miteinander verbunden und Bestandteile der zweiten Welle Wx2 des Vorschaltradsatzes VRS, welche mit dem Rotor R der elektrischen Maschine EM ständig verbunden ist. Das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil der dritten Welle Wx3 des Vorschaltradsatzes VRS, welche mit der zweiten Welle Wy2 des Hauptradsatzes HRS ständig verbunden ist. Das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist Bestandteil der vierten Welle Wx4 des Vorschaltradsatzes VRS. Das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil der fünften Welle Wx5 des Vorschaltradsatzes VRS.
Das Getriebe G weist eine Mehrzahl von Schaltelementen auf, darunter ein erstes Schaltelement 57, ein zweites Schaltelement 07 und ein drittes Schaltelement 08. Durch Schließen des ersten Schaltelements 57 wird die dritte Vorschaltradsatzwelle Wx3 mit der vierten Vorschaltradsatzwelle Wx4 verbunden. Durch Schließen des zweiten Schaltelements 07 wird die vierte Vorschaltradsatzwelle Wx4 drehfest festgesetzt, indem sie mit einem drehfesten Bauelement GG des Getriebes G verbunden wird. Das drehfeste Bauelement kann beispielsweise durch das Gehäuse des Getriebes G gebildet sein. Durch Schließen des dritten Schaltelements 08 ist in gleicher Weise die fünfte Welle Wx5 des Vorschaltradsatzes VRS drehfest festsetzbar.
Es sei angemerkt, dass der Hauptradsatz HRS verschiedenartig aufgebaut sein kann. Der Hauptradsatz HRS kann beispielsweise nur einen einzigen Planetenradsatz, oder auch eine Mehrzahl von Planetenradsätzen aufweisen. Der Hauptradsatz könnte auch als Vorgelege-Getriebe aufgebaut sein. Dem Hauptradsatz HRS können Schaltelemente zugeordnet sein, mit denen einzelne Wellen des Hauptradsatzes HRS drehfest festgesetzt oder mit der Antriebswelle GW1 verbunden werden können. Durch die Schaltelemente können einzelne Wellen des Hauptradsatzes HRS auch miteinander verbunden werden. Konkrete Ausführungsformen von Getrieben G sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben.
Die Antriebswelle GW1 weist eine Schnittstelle A zu einer getriebeexternen Antriebseinheit auf. Die Abtriebswelle weist eine Schnittstelle B zu einem getriebeexternen oder getriebeinternen Differentialgetriebe auf. Die Schnittstellen A, B sind dabei koa- xial zueinander und an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes G angeordnet. Die Schnittstelle A ist zur Übertragung einer Drehbewegung von der getriebeexternen Antriebseinheit an das Getriebe G ausgebildet, und kann beispielsweise als Flansch oder als Steckverzahnung ausgebildet sein. Die Schnittstelle A kann auf der Antriebswelle GW1 ausgebildet sein oder auf einer mit der Antriebswelle GW1 verbindbaren Anschlusswelle. Die Schnittstelle A kann beispielsweise auch an einem mit der Antriebswelle GW1 verbundenen hydrodynamischen Drehmomentwandler ausgebildet sein, welcher als Anfahrelement dient. Die Schnittstelle B der Abtriebswelle GW2 ist zur Übertragung einer Drehbewegung von der Abtriebswelle GW2 zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs hin ausgerichtet, unter Zwischenschaltung des Differentialgetriebes.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes G gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Hauptradsatz HRS weist dabei ein Plane- tenradsatzsystem PS1 auf, welches einen ersten Planetenradsatz P3 und einen zweiten Planetenradsatz P4 umfasst. Jeder der beiden Planetenradsätze P3, P4 weist ein erstes Element E13, E14, ein zweites Element E23, E24 und ein drittes Element E33, E34 auf. Das erste Element E13, E14 ist durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P3, P4 gebildet. Ist der Planetenradsatz als ein Minus- Radsatz ausgebildet, so ist das zweite Element E23, E24 durch einen Steg des jeweiligen Planetenradsatzes P3, P4 gebildet und das dritte Element E33, E34 durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P3, P4. In der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform des Getriebes G sind die Planetenradsätze P3, P4 als Minus-Radsätze ausgebildet.
Das Planetenradsatzsystem PS1 weist dabei genau vier Wellen auf, nämlich die mit der Abtriebswelle GW2 verbundene erste Welle Wy1 , die mit der dritten Welle Wx3 des Vorschaltradsatzes VRS verbundene zweite Welle Wy2, eine dritte Welle Wy3 und eine vierte Welle Wy4. Ein Planetenradsatzsystem bestehend aus zwei Einzel- Planetenradsätzen, welche zusammen vier Wellen bilden, kann auch durch dessen Kinematik beschrieben werden. Beispiele hierfür sind der sogenannte Ravigneaux- Radsatz oder der Simpson-Radsatz. Die vier Wellen derartiger Planetenradsatzsys- teme weisen eine Drehzahlordnung auf, welche beispielhaft in weiterer Folge anhand Fig. 3 detailliert beschrieben wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die erste Welle Wy1 des Hauptradsatzes HRS mit dem dritten Element E33 des ersten Planetenradsatzes P3 und mit dem zweiten Element E24 des zweiten Planetenradsatzes P4 ständig verbunden. Die zweite Welle Wy2 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem ersten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P3 ständig verbunden. Die dritte Welle Wy3 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem zweiten Element E23 des ersten Planetenradsatzes P3 und mit dem dritten Element E34 des zweiten Planetenradsatzes P4 ständig verbunden. Zudem ist die dritte Welle Wy3 des Hauptradsatzes HRS durch Schließen eines vierten Schaltelements 04 drehfest festsetzbar. Die vierte Welle Wy4 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem ersten Element E14 des zweiten Planetenradsatzes P4 ständig verbunden, und über ein fünftes Schaltelement 13 mit der Antriebswelle GW1 verbindbar. Die dritte Welle Wy3 des Hauptradsatzes HRS ist durch Schließen eines sechsten Schaltelements 14 mit der Antriebswelle GW1 verbindbar.
Das Getriebe G gemäß dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist eine Anschlusswelle AN auf, welche über eine Trennkupplung K0 mit der Antriebswelle GW1 verbindbar ist. Diese beiden Komponenten sind optionaler Bestandteil des Getriebes G. Die Schnittstelle A ist an der Anschlusswelle AN ausgebildet.
Fig. 3 zeigt einen Drehzahlplan des Planetenradsatzsystems PS1 gemäß dem Getriebe G des in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels. Die vier vertikalen Linien beschreiben die Drehzahl jeder der vier Hauptradsatzwellen Wy1 bis Wy4 im Verhältnis zu einer vorgegebenen Drehzahl n der Antriebswelle GW1 , welche auf den Wert Eins normiert ist. Der Abstand zwischen den vertikalen Linien ergibt sich durch die Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze P3, P4. Die in Fig. 3 abgebildete Darstellung ist nicht maßstäblich.
Auf den vertikalen Linien angeordnete Kreise zeigen die Wirkung der sechs Schaltelemente 57, 07, 08, 04, 13, 14 an. Wird beispielsweise die Antriebswelle GW1 durch Schließen des fünften Schaltelements 13 mit der vierten Welle Wy4 verbunden, so stehen die vierte Welle Wy4 und die Antriebswelle GW1 unter einem Drehzahlverhältnis gleich Eins. Wird das vierte Schaltelement 04 geschlossen, so ist die Drehzahl der dritten Welle Wy3 gleich Null. Die dem Vorschaltradsatz VRS zugeordneten drei Schaltelemente 57, 07, 08 ergeben ihre Wirkung durch Schließen von zwei der drei Schaltelemente 57, 07, 08. Ist das erste Schaltelement 57 und das zweite Schaltelement 07 geschlossen, so ist die zweite Welle W2y drehfest festgesetzt, und nimmt daher den Wert Null an. Ist das erste Schaltelement 57 und das dritte Schaltelement 08 geschlossen, so wird die Drehzahl der zweiten Welle W2y im Verhältnis zur Drehzahl n der Antriebswelle GW1 reduziert. Ist das zweite Schaltelement 07 und das dritte Schaltelement 08 geschlossen, so wird die Drehzahl der zweiten Welle W2y im Verhältnis zur Drehzahl n der Antriebswelle GW1 ebenso reduziert, jedoch in geringerem Maß als beim Schließen des ersten und dritten Schaltelements 57, 08.
Durch Vorgabe der Drehzahlen an zwei der vier Wellen Wy1 bis Wy4 des Hauptradsatzes HRS sind die Drehzahlen aller vier Wellen Wy1 bis Wy4 des Hauptradsatzes HRS festgelegt. Dies ist durch geradlinige Verbindung von zwei der Kreise erkennbar. Die Drehzahlen der vier Wellen Wy1 bis Wy4 sind demnach linear voneinander abhängig, sobald die Drehzahl von zwei der vier Wellen Wy1 bis Wy4 definiert ist. Die Reihenfolge der vertikalen Linien im Drehzahlplan zeigt dabei die Drehzahlordnung an, welche im gegebenen Beispiel die folgende Reihenfolge annimmt: zweite Welle Wy2, dritte Welle Wy3, erste Welle Wy1 , vierte Welle Wy4.
Fig. 4 zeigt ein Schaltschema, welches für das Getriebe G gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel anwendbar ist. In den Zeilen des Schaltschemas sind zwei Rückwärtsgänge R1 , R2 sowie ein erster bis siebenter Vorwärtsgang 1 bis 7 angegeben. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Schaltelemente 04, 07, 08, 13, 14, 57 in welchem Gang 1 bis 7 beziehungsweise R1 , R2 geschlossen sind. Die Gänge beziehen sich dabei auf feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2. Zusammen mit dem in Fig. 4 dargestellten Schaltschema und dem in Fig. 3 dargestellten Drehzahlplan wird die Gangbildung des Getriebes G deutlich. Ein erster Vorwärtsgang 1 ergibt sich durch Schließen des vierten und des fünften Schaltelements 04, 13.
Dadurch ist das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bereits festgelegt. Durch Schließen des zweiten Schaltelements 07 sind auch die Drehzahlen der übrigen Wellen festgelegt. Ein zweiter Vorwärtsgang 2 ergibt sich durch Schließen des ersten, des zweiten und des fünften Schaltelements 57, 07, 13. Ein dritter Vorwärtsgang 3 ergibt sich durch Schließen des zweiten, des dritten und des fünften Schaltelements 07, 08, 13. Ein vierter Vorwärtsgang 4 ergibt sich durch Schließen des fünften und des sechsten Schaltelements 13, 14. Dadurch ist das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bereits festgelegt. Durch Schließen des zweiten Schaltelements 07 sind auch die Drehzahlen der übrigen Wellen festgelegt. Ein fünfter Vorwärtsgang 5 ergibt sich durch Schließen des zweiten, des dritten und des sechsten Schaltelements 07, 08, 14. Ein sechster Vorwärtsgang 6 ergibt sich durch Schließen des ersten, des dritten und des sechsten Schaltelements 57, 08, 14. Ein siebenter Vorwärtsgang 7 ergibt sich durch Schließen des ersten, des zweiten und des sechsten Schaltelements 57, 07, 14. Ein als R1 bezeichneter erster Rückwärtsgang ergibt sich sich durch Schließen des ersten, des dritten und des vierten Schaltelements 57, 08, 04. Ein zweiter Rückwärtsgang R2 kann durch Schließen des zweiten, des dritten und des vierten Schaltelements 07, 08, 04 gebildet werden. Ein erster leistungsverzweigter Antriebsmodus EDA1 ergibt sich durch Schließen des dritten und des fünften Schaltelements 08, 13. Ein zweiter leistungsverzweigter Antriebsmodus EDA2 ergibt sich durch Schließen des ersten und des vierten Schaltelements 57, 04. Ein elektrischer Antriebsmodus E1 ergibt sich durch Schließen des dritten und des vierten Schaltelements 08, 04.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes G gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Hauptradsatz HRS weist dabei ein Plane- tenradsatzsystem PS2 auf, welches einen ersten Planetenradsatz P23 und einen zweiten Planetenradsatz P24 umfasst. Jeder der beiden Planetenradsätze P23, P24 weist ein erstes Element E213, E214, ein zweites Element E223, E224 und ein drittes Element E233, E234 auf. Das erste Element E213, E214 ist durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P23, P24 gebildet. Ist der Planetenradsatz als ein Minus-Radsatz ausgebildet, so ist das zweite Element E223, E224 durch einen Steg des jeweiligen Planetenradsatzes P23, P24 gebildet und das dritte Element E233, E234 durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P23, P24. In dem in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Getriebes G sind die Planetenradsätze P23, P24 als Minus-Radsätze ausgebildet.
Das Planetenradsatzsystem PS2 weist dabei genau fünf Wellen auf, nämlich die mit der Abtriebswelle GW2 verbundene erste Welle Wy21 , die mit der dritten Welle Wx3 des Vorschaltradsatzes VRS verbundene zweite Welle Wy22, eine dritte Welle Wy23, eine vierte Welle Wy24 und eine fünfte Welle Wy25. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist die erste Welle Wy21 des Hauptradsatzes HRS mit dem dritten Element E233 des ersten Planetenradsatzes P23 und mit dem zweiten Element E224 des zweiten Planetenradsatzes P24 ständig verbunden. Die zweite Welle Wy22 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem ersten Element E213 des ersten Planetenradsatzes P23 ständig verbunden. Die dritte Welle Wy23 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem zweiten Element E223 des ersten Planetenradsatzes P3 ständig verbunden. Zudem ist die dritte Welle Wy23 des Hauptradsatzes HRS durch Schließen eines vierten Schaltelements 204 drehfest festsetzbar. Die vierte Welle Wy24 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem dritten Element E34 des zweiten Planetenradsatzes P4 ständig verbunden. Die fünfte Welle Wy25 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem ersten Element E214 des zweiten Planetenradsatzes P4 ständig verbunden, und mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden. Die dritte Welle Wy23 des Hauptradsatzes HRS ist durch Schließen eines fünften Schaltelements 234 mit der vierten Welle Wy24 des Hauptradsatzes HRS, und durch Schließen eines sechsten Schaltelements 214 mit der Antriebswelle GW1 verbindbar.
Der Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist daher im Wesentlichen die Koppelung zwischen dem ersten Element E14, E214 des zweiten Planetenradsatzes P4, P24 und der Antriebswelle GW1 einerseits, und die Koppelung zwischen dem zweiten Element E23, E223 des ersten Planetenradsatzes P3, P23 und dem dritten Element E34, E234 des zweiten Planetenradsatzes P4, P24 andererseits. Eine der beiden Kopplungen ist dabei als ständig drehfeste Verbindung ausgebildet, während die andere der beiden Koppelungen als eine mittels des fünften Schaltelements 13, 234 schaltbare Verbindung ausgebildet ist. Fig. 6 zeigt ein Schaltschema, welches für das Getriebe G gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel anwendbar ist. In den Zeilen des Schaltschemas sind zwei Rückwärtsgänge R1 , R2, ein erster bis siebenter Vorwärtsgang 1 bis 7, zwei leistungsverzweigte Antriebsmodi EDA1 , EDA2 sowie ein elektrischer Antriebsmodus E1 angegeben. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Schaltelemente 204, 07, 08, 234, 214, 57 in welchem Gang 1 bis 7, R1 , R2, beziehungsweise Betriebsmodus EDA1 , EDA2, E1 geschlossen sind.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes G gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Hauptradsatz HRS weist dabei einen einzigen Planetenradsatz P33 auf, welcher ein erstes Element E313, ein zweites Element E323 und ein drittes Element E333 aufweist. Das erste Element E313 ist durch ein Sonnenrad des Planetenradsatzes P33 gebildet. Ist der Planetenradsatz P3 wie in Fig. 7 dargestellt als ein Minus-Radsatz ausgebildet, so ist das zweite Element E323 durch einen Steg des Planetenradsatzes P33 gebildet und das dritte Element E333 durch ein Hohlrad des Planetenradsatzes P33. Bei einer Ausbildung des Planetenradsatzes P33 als ein Plus-Radsatz wäre das zweite Element E323 durch das Hohlrad des Planetenradsatzes P33 gebildet und das zweite Element E333 durch den Steg des Planetenradsatzes P33.
Der Hauptradsatz HRS gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist dabei genau drei Wellen auf, nämlich die mit der Abtriebswelle GW2 verbundene erste Welle Wy31 , die mit der dritten Welle Wx3 des Vorschaltradsatzes VRS verbundene zweite Welle Wy32 und eine dritte Welle Wy33. Das zweite Element E323 des Planetenradsatzes P33 ist Bestandteil der ersten Welle Wy31 des Hauptradsatzes HRS. Das dritte Element E333 des Planetenradsatzes P33 ist Bestandteil der zweiten Welle Wy32 des Hauptradsatzes HRS. Das erste Element E313 des Planetenradsatzes P33 ist Bestandteil der dritten Welle Wy33 des Hauptradsatzes HRS. Durch Schließen eines vierten Schaltelements 304 ist die dritte Welle Wy33 drehfest festsetzbar. Durch Schließen eines fünften Schaltelements ist die Antriebswelle GW1 mit der dritten Welle Wy33 verbindbar. Die Schnittstelle B ist im Getriebe G gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel als eine Stirnradverzahnung ausgebildet, welche mit einer weiteren Stirnradverzahnung einer zur Abtriebswelle achsparallelen, in Fig. 7 nicht dargestellten Welle kämmt. Der Hauptradsatz HRS ist dabei axial zwischen der Schnittstelle B und dem Vorschalt- radsatz VRS angeordnet. Die Schnittstelle B ist axial zwischen der Schnittstelle A zur getriebe-externen Antriebseinheit und dem Vorschaltradsatz VRS angeordnet.
Fig. 8 zeigt ein Schaltschema, welches für das Getriebe G gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel anwendbar ist. In den Zeilen des Schaltschemas sind ein erster bis fünfter Vorwärtsgang 21 bis 25 angegeben. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Schaltelemente 304, 07, 08, 234, 314, 57 in welchem Gang 21 bis 25 geschlossen sind. Die Gänge beziehen sich dabei auf feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes G gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Hauptradsatz HRS weist dabei ein Plane- tenradsatzsystem PS3 auf, welches einen ersten Planetenradsatz P43 und einen zweiten Planetenradsatz P44 umfasst. Jeder der beiden Planetenradsätze P43, P44 weist ein erstes Element E413, E414, ein zweites Element E423, E424 und ein drittes Element E433, E434 auf. Das erste Element E413, E414 ist durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P23, P24 gebildet. Ist einer der Planetenradsätze P43, P44 als ein Minus-Radsatz ausgebildet, so ist das zweite Element E423, E424 durch einen Steg des jeweiligen Planetenradsatzes P43, P44 gebildet und das dritte Element E433, E434 durch ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P33, P34. Ist einer der Planetenradsätze P43, P44 als ein Plus-Radsatz ausgebildet, so ist das zweite Element E423, E424 durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P43, P44 gebildet und das dritte Element E433, E434 durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes P33, P34. In dem in Fig. 9 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel des Getriebes G ist der erste Planetenradsatz P43 als ein Plus-Radsatz ausgebildet, und der zweite Planetenradsatz P44 als ein Minus- Radsatz. Das Planetenradsatzsystem PS4 weist dabei genau vier Wellen auf, nämlich die mit der Abtriebswelle GW2 verbundene erste Welle Wy41 , die mit der dritten Welle Wx3 des Vorschaltradsatzes VRS verbundene zweite Welle Wy42, eine dritte Welle Wy3 und eine vierte Welle Wy4. Ein Planetenradsatzsystem bestehend aus zwei Einzel- Planetenradsätzen, welche zusammen vier Wellen bilden, kann auch durch dessen Kinematik beschrieben werden. Der vorliegende Aufbau des Planetenradsatzsystems entspricht dabei dem bekannten Ravigneaux-Radsatz. Die in Fig. 9 dargestellte Ausführung ist lediglich schematisch anzusehen. Bei einer Umsetzung dieses Beispiels würde der Hauptradsatz HRS in der bekannten Bauweise einen Ravigneaux- Radsatzes aufgebaut sein, also mit einem einzigen Hohlrad und einem gemeinsamen Satz radial äußerer Planetenräder.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 sind das zweite Element E423 des ersten Planetenradsatzes P43 und das dritte Element R434 des zweiten Planetenradsatzes P44 Bestandteile der ersten Welle Wy41 des Hauptradsatzes HRS, welche mit der Abtriebswelle GW2 ständig verbunden ist. Das erste Element E413 des ersten Planetenradsatzes P43 ist Bestandteil der zweiten Welle Wy42 des Hauptradsatzes HRS; welche mit der dritten Welle Wx3 des Vorschaltradsatzes VRS ständig verbunden ist. Das dritte Element E433 des ersten Planetenradsatzes P43 und das zweite Element E424 des zweiten Planetenradsatzes P44 sind Bestandteile der dritten Welle Wy43 des Hauptradsatzes HRS. Das erste Element E414 des zweiten Planetenradsatzes P44 ist Bestandteil der vierten Welle Wy44 des Hauptradsatzes HRS. Die dritte Welle Wy43 ist durch Schließen eines vierten Schaltelements 403 drehfest festsetzbar. Die vierte Welle Wy44 ist durch Schließen eines fünften Schaltelements 414 mit der Antriebswelle GW1 , und durch Schließen eines sechsten Schaltelements 445 mit der zweiten Welle Wy42 verbindbar.
Fig. 10 zeigt ein Schaltschema, welches für das Getriebe G gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel anwendbar ist. In den Zeilen des Schaltschemas sind ein Rückwärtsgang 3R sowie ein erster bis achter Vorwärtsgang 31 bis 38 angegeben. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Schaltelemente 403, 07, 08, 414, 445, 57 in welchem Gang 31 bis 38, 3R geschlossen sind. Die Gänge beziehen sich dabei auf feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2.
Fig. 1 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Eine Verbren- nungskraftmaschine VKM ist über einen Torsionsschwingungsdämpfer TS mit der Anschlusswelle AN des Getriebes G verbunden. Das in Fig. 1 1 dargestellte Getriebe G entspricht dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Die Verbrennungskraftmaschine VKM könnte über den Torsionsschwingungsdämpfer TS auch direkt mit der Antriebswelle GW1 der Getriebes G verbunden sein. Der Antriebsstrang könnte mit jedem der gegenständlichen Ausführungsbeispiele ausgeführt sein. Der Antriebsstrang könnte auch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler enthalten, welcher im Kraftfluss zwischen der Verbrennungskraftmaschine VKM und der Antriebswelle GW1 des Getriebes G anzuordnen ist. Ein solcher Drehmomentwandler kann auch eine Überbrü- ckungskupplung umfassen. Der Fachmann wird Anordnung und räumliche Lage der einzelnen Komponenten des Antriebsstranges je nach den äußeren Randbedingungen frei konfigurieren. Die Abtriebswelle GW2 ist mit einem Differentialgetriebe AG verbunden, über welches die an der Abtriebswelle GW2 anliegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt wird.
Bezuqszeichen
G Getriebe
GG Drehfestes Bauelement
GW1 Antriebswelle
GW2 Abtriebswelle
A Schnittstelle
B Schnittstelle
VRS Vorschaltradsatz
Wx1 Erste Welle des Vorschaltradsatzes
Wx2 Zweite Welle des Vorschaltradsatzes
Wx3 Dritte Welle des Vorschaltradsatzes
Wx4 Vierte Welle des Vorschaltradsatzes
Wx5 Fünfte Welle des Vorschaltradsatzes
57 Erstes Schaltelement
07 Zweites Schaltelement
08 Drittes Schaltelement
P1 Erster Planetenradsatz
E1 1 Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
E21 Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
E31 Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
P2 Zweiter Planetenradsatz
E12 Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
E22 Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
E32 Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
HRS Hauptradsatz
PS1 Planetenradsatzsystem
P3 Erster Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems
E13 Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
E23 Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
E33 Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
P4 Zweiter Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems
E14 Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes E24 Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
E34 Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
Wy1 Erste Welle des Hauptradsatzes
Wy2 Zweite Welle des Hauptradsatzes
Wy3 Dritte Welle des Hauptradsatzes
Wy4 Vierte Welle des Hauptradsatzes
04 Viertes Schaltelement
13 Fünftes Schaltelement
14 Sechstes Schaltelement
1 -7 Erster bis siebter Vorwärtsgang
R1 , R2 Rückwärtsgang
PS2 Planetenradsatzsystem
P23 Erster Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems
E2 3 Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
E223 Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
E233 Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
P24 Zweiter Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems
E214 Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
E224 Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
E234 Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
Wy21 Erste Welle des Hauptradsatzes
Wy22 Zweite Welle des Hauptradsatzes
Wy23 Dritte Welle des Hauptradsatzes
Wy24 Vierte Welle des Hauptradsatzes
204 Viertes Schaltelement
234 Fünftes Schaltelement
214 Sechstes Schaltelement
P33 Planetenradsatz des Hauptradsatzes
E313 Erstes Element des Hauptradsatzes
E323 Zweites Element des Hauptradsatzes
E333 Drittes Element des Hauptradsatzes
Wy31 Erste Welle des Hauptradsatzes
Wy32 Zweite Welle des Hauptradsatzes Wy33 Dritte Welle des Hauptradsatzes
304 Viertes Schaltelement
314 Fünftes Schaltelement
21 -25 Erster bis fünfter Vorwärtsgang
PS3 Planetenradsatzsystem
P43 Erster Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems
E413 Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
E423 Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
E433 Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
P44 Zweiter Planetenradsatz des Planetenradsatzsystems
E414 Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
E424 Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
E434 Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
Wy41 Erste Welle des Hauptradsatzes
Wy42 Zweite Welle des Hauptradsatzes
Wy43 Dritte Welle des Hauptradsatzes
Wy44 Vierte Welle des Hauptradsatzes
403 Viertes Schaltelement
414 Fünftes Schaltelement
445 Sechstes Schaltelement
31 -38 Erster bis achter Vorwärtsgang
3R Rückwärtsgang
EM Elektrische Maschine
R Rotor
S Stator
K0 Trennkupplung
VKM Verbrennungskraftmaschine
DW Räder
AG Differentialgetriebe
TS Torsionsschwingungsdämpfer

Claims

Patentansprüche
1 . Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1 ), eine Abtriebswelle (GW2), einen Vorschaltradsatz (VRS) mit einem ersten Planetenradsatz (P1 ) und einem zweiten Planetenradsatz (P2), einen Hauptradsatz (HRS), eine elektrische Maschine (EM) mit einem drehfesten Stator (S) und einem drehbaren Rotor (R), sowie eine Mehrzahl von Schaltelementen (57, 07, 08, 04, 13, 14; 204, 234, 214; 304, 314; 403, 414, 445) aufweist,
- wobei durch selektives Schließen von jeweils drei der Schaltelemente (57, 07, 08, 04, 13, 14; 204, 234, 214; 304, 314; 403, 414, 445) eine Mehrzahl von festen Übersetzungsverhältnissen (1 bis 7; 21 bis 25; 31 bis 38) zwischen der Antriebswelle (GW1 ) und der Abtriebswelle (GW2) bereitstellbar sind,
- wobei die Antriebswelle (GW1 ) mit einer ersten Welle (Wx1 ) des Vorschaltradsat- zes (VRS) ständig verbunden ist,
- wobei der Rotor (R) mit einer zweiten Welle (Wx2) des Vorschaltradsatzes (VRS) ständig verbunden ist,
- wobei die Abtriebswelle (GW2) mit einer ersten Welle (Wy1 , Wy21 , Wy31 , Wy41 ) des Hauptradsatzes (HRS) ständig verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die beiden Planetenradsätze (P1 , P2) des Vorschaltradsatzes (VRS) neben der ersten und zweiten Welle (Wx1 , Wx2) genau drei weitere Wellen umfassen, nämlich eine dritte Welle (Wx3), eine vierte Welle (Wx4) und eine fünfte Welle (Wx5),
- wobei die dritte Welle (Wx3) des Vorschaltradsatzes (VRS) mit einer zweiten Welle (Wy2, Wy22, Wy32, Wy42) des Hauptradsatzes (HRS) ständig verbunden ist,
- wobei die dritte Welle (Wx3) des Vorschaltradsatz (VRS) durch Schließen eines ersten der Schaltelemente (57) mit der vierten Welle (Wx4) des Vorschaltradsatzes (VRS) verbindbar ist, wodurch die Wellen (Wx1 bis Wx5) des Vorschaltradsatzes (VRS) folgende Drehzahlordnung aufweisen: zweite Welle (Wx2), fünfte Welle (Wx5), dritte Welle (Wx3) zusammen mit vierter Welle (Wx4), erste Welle (Wx1 ),
- wobei die vierte Welle (Wx4) des Vorschaltradsatzes (VRS) durch Schließen eines zweiten der Schaltelemente (07) drehfest festsetzbar ist, und - wobei die fünfte Welle (Wx5) des Vorschaltradsatzes (VRS) durch Schließen eines dritten der Schaltelemente (08) drehfest festsetzbar ist.
2. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Standgetriebeübersetzung des ersten Planetenradsatzes (P1 ) des Vorschaltradsatzes (VRS) größer ist als der Betrag der Standgetriebeübersetzung des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Vorschaltradsatzes (VRS).
3. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Planetenradsätze (P1 , P2) des Vorschaltradsatzes (VRS) je ein erstes Element (E1 1 , E12), ein zweites Element (E21 , E22) und ein drittes Element (E31 , E32) aufweisen, wobei das erste Element (E1 1 , E12) durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2) gebildet ist, wobei das zweite Element (E21 , E22) im Falle eines Minus-Radsatzes durch einen Steg und im Falle eines Plus-Radsatzes durch ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2) gebildet ist, wobei das dritte Element (E31 , E32) im Falle eines Minus-Radsatzes durch das Hohlrad und im Falle eines Plus-Radsatzes durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2) gebildet ist,
- wobei das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) Bestandteil der ersten Welle (Wx1 ) des Vorschaltradsatzes (VRS) ist,
- wobei das erste Element (E1 1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) und das erste Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) Bestandteile der zweiten Welle (Wx2) des Vorschaltradsatzes (VRS) sind,
- wobei das dritte Element (E31 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) Bestandteil der dritten Welle (Wx3) des Vorschaltradsatzes (VRS) ist,
- wobei das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) Bestandteil der vierten Welle (Wx4) des Vorschaltradsatzes (VRS) ist, und
- wobei das zweite Element (E21 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) Bestandteil der fünften Welle (Wx5) des Vorschaltradsatzes (VRS) ist.
4. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptradsatz (HRS) als ein Planetenradsatzsystem (PS1 ) gebildet ist, welches neben der ersten und zweiten Welle (Wy1 , Wy2) genau zwei weitere Wellen umfasst, nämlich eine dritte Welle (Wy3) und eine vierte Welle (Wy4),
- wobei die vier Wellen (Wy1 bis Wy4) des Hauptradsatzes (HRS) folgende Drehzahlordnung aufweisen: zweite Welle (Wy2), dritte Welle (Wy3), erste Welle (Wy1 ), vierte Welle (Wy4),
- wobei durch Schließen eines vierten der Schaltelemente (04) die dritte Welle
(Wy3) des Hauptradsatzes (HRS) drehfest festsetzbar ist,
- wobei durch Schließen eines fünften der Schaltelemente (13) die Antriebswelle (GW1 ) mit der vierten Welle (Wy4) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, und
- wobei durch Schließen eines sechsten der Schaltelemente (14) die Antriebswelle (GW1 ) mit der dritten Welle (Wy3) verbindbar ist.
5. Getriebe (G) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenradsatzsystem (PS1 ) einen ersten Planetenradsatz (P3) und einen zweiten Planetenradsatz (P4) mit je einem ersten Element (E14, E14), einem zweiten Element (E24, E34) und einem dritten Element (E33, E34) aufweist, wobei das erste Element (E13, E14) durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P3, P4) gebildet ist, wobei das zweite Element (E23, E24) im Falle eines Minus-Radsatzes durch einen Steg und im Falle eines Plus-Radsatzes durch ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P3, P4) gebildet ist, wobei das dritte Element (E33, E34) im Falle eines Minus- Radsatzes durch das Hohlrad und im Falle eines Plus-Radsatzes durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes (P3, P4) gebildet ist,
- wobei das zweite Element (E24) des zweiten Planetenradsatzes (P4) des Plane- tenradsatzsystems (PS1 ) und das dritte Element (E33) des ersten Planetenradsatzes (P3) des Planetenradsatzsystems (PS1 ) Bestandteile der ersten Welle (Wy1 ) des Hauptradsatzes (HRS) sind,
- wobei das erste Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (P3) des Planetenradsatzsystems (PS1 ) Bestandteil der zweiten Welle (Wy2) des Hauptradsatzes (HRS) ist,
- wobei das zweite Element (E23) des ersten Planetenradsatzes (P3) des Planetenradsatzsystems (PS1 ) und das dritte Element (E34) des zweiten Planetenrad- satzes (P4) des Planetenradsatzsystems (PS1 ) Bestandteile der dritten Welle (Wy3) des Hauptradsatzes (HRS) sind, und
- wobei das erste Element (E14) des zweiten Planetenradsatzes (P4) des Planetenradsatzsystems (PS1 ) Bestandteil der vierten Welle (Wy4) des Hauptradsatzes (HRS) ist.
6. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptradsatz (HRS) als ein Planetenradsatzsystem (PS2) gebildet ist, welches zusammen neben der ersten und zweiten Welle (Wy21 , Wy22) eine dritte Welle (Wy23), eine vierte Welle (Wy24) und eine fünfte Welle (Wy25) umfasst,
- wobei die fünfte Welle (Wy25) des Planetenradsatzsystems (PS2) mit der Antriebswelle (GW1 ) ständig verbunden ist,
- wobei durch Schließen eines vierten der Schaltelemente (204) die dritte Welle (Wy23) des Planetenradsatzsystems (PS2) drehfest festsetzbar ist,
- wobei durch Schließen eines fünften der Schaltelemente (234) die dritte Welle (Wy23) des Planetenradsatzsystems (PS2) mit der vierten Welle (Wy24) des Planetenradsatzsystems (PS2) verbindbar ist, sodass bei geschlossenem fünftem Schaltelement (234) die Wellen (Wy21 bis Wy25) des Planetenradsatzsystems (PS1 ) folgende Drehzahlordnung aufweisen: zweite Welle (Wy22), dritte Welle (Wy23) zusammen mit vierter Welle (Wy24), erste Welle (Wy21 ), fünfte Welle (Wy25),
- wobei durch Schließen eines sechsten der Schaltelemente (214) die Antriebswelle (GW1 ) mit dritten Welle (Wy23) des Planetenradsatzsystems (PS2) verbindbar ist.
7. Getriebe (G) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenradsatzsystem (PS2) zwei Planetenradsätze (P23, P24) aufweist, welche je ein erstes Element (E213, E214), ein zweites Element (E223, E224) und ein drittes Element (E233, E234) aufweisen, wobei das erste Element (E213, E214) durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P23, P24) gebildet ist, wobei das zweite Element (E223, E224) im Falle eines Minus-Radsatzes durch einen Steg und im Falle eines Plus-Radsatzes durch ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P23, P24) gebildet ist, wobei das dritte Element (E233, E234) im Falle eines Minus- Radsatzes durch das Hohlrad und im Falle eines Plus-Radsatzes durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes (P23, P24) gebildet ist,
- wobei das zweite Element (E224) des zweiten Planetenradsatzes (P24) des Pla- netenradsatzsystems (PS2) und das dritte Element (E233) des ersten Planetenradsatzes (P23) des Planetenradsatzsystems (PS1 ) Bestandteile der ersten Welle (Wy21 ) des Hauptradsatzes (HRS) sind,
- wobei das erste Element (E213) des ersten Planetenradsatzes (P23) des Planetenradsatzsystems (PS2) Bestandteil der zweiten Welle (Wy22) des Hauptradsatzes (HRS) ist,
- wobei das zweite Element (E223) des ersten Planetenradsatzes (P23) des Planetenradsatzsystems (PS2) Bestandteil der dritten Welle (Wy23) des Hauptradsatzes (HRS) ist,
- wobei das dritte Element (E234) des zweiten Planetenradsatzes (P24) des Planetenradsatzsystems (PS2) Bestandteil der vierten Welle (Wy24) des Hauptradsatzes (HRS) ist, und
- wobei das erste Element (E214) des zweiten Planetenradsatzes (P24) des Planetenradsatzsystems (PS2) Bestandteil der fünften Welle (Wy5) des Hauptradsatzes (HRS) ist.
8. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch selektives Schließen von drei der Schaltelemente (57, 04, 07, 04/204, 13/234, 14/214) sieben Vorwärtsgänge (1 bis 7) und zumindest ein Rückwärtsgang (R1 , R2) zwischen der Antriebswelle (GW1 ) und der Abtriebswelle (GW2) ausbildbar sind, wobei sich
- ein erster Vorwärtsgang (1 ) durch Schließen des zweiten, des vierten und des fünften Schaltelements (07, 04/204, 13/234),
- ein zweiter Vorwärtsgang (2) durch Schließen des ersten, des zweiten und des fünften Schaltelements (57, 07, 13/234),
- ein dritter Vorwärtsgang (3) durch Schließen des zweiten, des dritten und des fünften Schaltelements (07, 08, 13/234)
- ein vierter Vorwärtsgang (4) durch Schließen des zweiten, des fünften und des sechsten Schaltelements (07, 13/234, 14/214), - ein fünfter Vorwärtsgang (5) durch Schließen des zweiten, des dritten und des sechsten Schaltelements (07, 08, 14/214),
- ein sechster Vorwärtsgang (6) durch Schließen des ersten, des dritten und des sechsten Schaltelements (57, 08, 14/214),
- ein siebenter Vorwärtsgang (7) durch Schließen des ersten, des zweiten, und des sechsten Schaltelements (57, 07, 14/214), und
- der Rückwärtsgang (R1 , R2) sich durch Schließen des dritten und des vierten Schaltelements (08, 04/204) sowie zusätzlich entweder dem zweiten Schaltelement (07) oder dem ersten Schaltelement (57) ergibt.
9. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich
- durch Schließen des dritten Schaltelements (08) und des fünften Schaltelements (13/234) ein zwischen der Antriebswelle (GW1 ), der elektrischen Maschine (EM) und der Abtriebswelle (GW2) erster leistungsverzweigter Antriebsmodus (EDA1 ), und
- durch Schließen des vierten Schaltelements (04/204) und des ersten Schaltelements (57) sich ein zwischen der Antriebswelle (GW1 ), der elektrischen Maschine (EM) und der Abtriebswelle (GW2) zweiter leistungsverzweigter Antriebsmodus (EDA2) ergibt.
10. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement (04/204) und/oder das zweite Schaltelement (07) als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist oder alternativ dazu als kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet ist, dessen Lamellen ausschließlich belaglose Reibflächen aufweisen.
1 1 . Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (A) des Getriebes (G) zu einer getriebe-externen Antriebseinheit und eine Schnittstelle (B) der Abtriebswelle (GW2) zu einem getriebeinternen oder getriebe-externen Differentialgetriebe koaxial zueinander und an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes (G) angeordnet sind, wobei der Hauptradsatz (HRS) einen größeren axialen Abstand zur Schnittstelle (A) zur getrie- be-externen Antriebseinheit aufweist der Vorschaltradsatz (VRS).
12. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (B) der Abtriebswelle (GW2) als eine Stirnradverzahnung ausgebildet ist, welche mit einer weiteren Stirnradverzahnung einer zur Abtriebswelle (GW2) achsparallelen Welle kämmt, wobei die Schnittstelle (B) der Abtriebswelle (GW2) einen kürzeren axialen Abstand zur Schnittstelle (A) der Antriebswelle (GW1 ) aufweist als der Vorschaltradsatz (VRS).
13. Getriebe (G) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptradsatz (HRS) axial zwischen der Schnittstelle (B) der Abtriebswelle (GW2) und dem Vorschaltradsatz (VRS) angeordnet ist.
14. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine Anschlusswelle (AN) aufweist, wobei die Anschlusswelle (AN) über eine Trennkupplung (KO) mit der Antriebswelle (GW1 ) verbindbar ist.
15. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wobei der Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine (VKM), ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 sowie ein mit Rädern (DW) des Kraftfahrzeugs verbundenes Differentialgetriebe (AG) aufweist, wobei die Antriebswelle (GW1 ) des Getriebes (G) über einen Torsions- schwingungsdämpfer (TS) entweder direkt oder über die Trennkupplung (KO) mit der Verbrennungskraftmaschine (VKM) drehelastisch verbunden ist, und wobei die Abtriebswelle (GW2) des Getriebes (G) mit dem Differentialgetriebe (AG) antriebswirk- verbunden ist.
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