WO2018197125A1

WO2018197125A1 - Getriebe für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2018197125A1
Application number: PCT/EP2018/057563
Authority: WO
Inventors: Stefan Beck; Kai BORNTRÄGER; Johannes Glückler; Michael Trübenbach; Peter Ziemer; Michael Wechs; Jens Moraw; Johannes Kaltenbach; Gerhard Niederbrucker
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2018-11-01
Also published as: US20200132172A1; DE102017206816A1; JP2020517871A; CN110582657A; US10948050B2; JP6951462B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), vier Planeten radsätze (P1, P2, P3, P4) sowie sechs Schaltelemente (B1, K1, K2, B2, K3, K4) aufweist, wobei durch selektives Betätigen der sechs Schaltelemente (B1, K1, K2, B2, K3, K4) elf Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2-A) schaltbar sind, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G).

Description

Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, sowie einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Planetenradsatz, wobei die Planetenradsätze jeweils mehrere Elemente umfassen, wobei ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes, ein fünftes und ein sechstes Schaltelement vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen über die Planetenradsätze unter Schaltung unterschiedlicher Gänge zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle darstellbar sind.

Vorliegend bezeichnet ein Getriebe also ein mehrgängiges Getriebe, d. h. es sind mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes durch Betätigung entsprechender Schaltelemente schaltbar, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Je nach Anordnung der Schaltelemente handelt es sich bei diesen um Kupplungen oder auch um Bremsen. Derartige Getriebe kommen überwiegend in Kraftfahrzeugen zur Anwendung, um ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des jeweiligen Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen.

Aus der US 8,545,362 B1 geht ein Getriebe hervor, welches vier Planeten radsätze umfasst, die sich jeweils aus mehreren Elementen in Form je eines Sonnenrades, je eines Planetensteges und je eines Hohlrades zusammensetzen. Zudem sind sechs Schaltelemente vorgesehen, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Gänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Getriebes dargestellt werden können. Insgesamt können dabei zehn Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle geschaltet werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ausgestaltung zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Getriebe mit mindestens zehn Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwärtsgang bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen An- sprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, bei welchem ein erfindungsgemäßes Getriebe zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 13.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, sowie einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Planetenradsatz. Dabei umfassen die Planetenradsätze jeweils mehrere Elemente und dienen dem Führen eines Kraftflusses von der Antriebswelle zu der Abtriebswelle. Ferner sind sechs Schaltelemente vorgesehen, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen über die Planetenradsätze unter Schaltung unterschiedlicher Gänge zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle darstellbar sind.

Unter einer„Welle" ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes axial und/oder radial drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements herstellbar ist. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.

Mit„axial" ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Achse gemeint, entlang welcher die Planetenradsätze koaxial zueinander liegend angeordnet sind. Unter„radial" ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer auf der Achse liegenden Welle zu verstehen.

Die Planeten radsätze sind in axialer Richtung bevorzugt in der Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz und vierter Planetenradsatz angeordnet. Prinzipiell könnte im Rahmen der Erfindung aber auch eine anderweitige Anordnung getroffen sein.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass das erste Element des ersten Planetenradsatzes über das erste Schaltelement an einem drehfesten Bauelement festgesetzt werden kann, wohingegen das zweite Element des ersten Planetenradsatzes drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist sowie mittels des zweiten Schalt- elements drehfest mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung gebracht werden kann, die drehfest miteinander verbunden sind. Des Weiteren steht das dritte Element des ersten Planetenradsatzes drehfest mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes in Verbindung und kann gemeinsam mit diesem über das dritte Schaltelement drehfest mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden werden, welches zudem mittels des vierten Schaltelements am drehfesten Bauelement festsetzbar ist. Das dritte Element des dritten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes sind drehfest miteinander verbunden, wohingegen das zweite Element des vierten Planetenradsatzes drehfest mit der Abtriebswelle in Verbindung steht.

Zudem kann der dritte Planetenradsatz über das fünfte Schaltelement verblockt werden, während bei dem zweiten Planetenradsatz eine erste Koppelung des ersten Elements des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes sowie eine zweite Koppelung des dritten Elements des zweiten Planeten radsatzes mit dem ersten Element des ersten Planeten radsatzes besteht. Von diesen beiden Koppelungen liegt eine Koppelung als permanent drehfeste Verbindungen vor, während bei der noch verbleibenden Koppelung eine drehfeste Verbindung mittels des sechsten Schaltelements herstellbar ist.

Mit anderen Worten steht bei dem erfindungsgemäßen Getriebe also die Antriebswelle permanent drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung, während das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist. Ebenso sind auch das dritte Element des dritten Planeten radsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes permanent drehfest miteinander verbunden, wobei beim dritten Planetenradsatz noch das erste Element des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes in Verbindung steht. Zudem ist noch das zweite Element des vierten Planetenradsatzes ständig drehfest mit der Abtriebswelle verbunden. Bei Betätigung des ersten Schaltelements wird das erste Element des ersten Planetenradsatzes am drehfesten Bauelement festgesetzt, wohingegen ein Schließen des zweiten Schaltelements eine drehfeste Verbindung des zweiten Elements des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem ersten Element des dritten Planeten radsatzes nach sich zieht. Dabei werden das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes auch drehfest mit der Antriebswelle verbunden. Durch Betätigen des dritten Schaltelements werden das erste Element des vierten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes gemeinsam drehfest mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden, welches zudem durch Schließen des vierten Schaltelements am drehfesten Bauelement festgesetzt werden kann. Ein Schließen des fünften Schaltelements hat dagegen ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes zur Folge.

Im Falle des zweiten Planetenradsatzes gibt es bei dem erfindungsgemäßen Getriebe zwei Koppelungen der Elemente des zweiten Planetenradsatzes. So ist eine erste Koppelung in Form des ersten Elements des zweiten Planeten radsatzes mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes vorhanden, während im Falle des dritten Elements des zweiten Planetenradsatzes eine zweite Koppelung zum ersten Element des ersten Planetenradsatzes besteht. Eine der beiden vorgenannten Koppelungen, also entweder die erste Koppelung oder die zweite Koppelung, ist dabei als permanent drehfeste Verbindung realisiert, während die jeweils andere Koppelung, also entweder die zweite Koppelung oder die erste Koppelung, als Verbindung vorliegt, die erst durch Schließen des sechsten Schaltelements drehfest hergestellt wird.

Unter einer„Koppelung" ist im Sinne der Erfindung eine Verbindung zu verstehen, die entweder als permanent drehfeste Verbindung besteht oder aber durch Betätigen eines jeweiligen Schaltelements drehfest hergestellt wird.

Bei dem drehfesten Bauelement des Getriebes handelt es sich erfindungsgemäß um eine permanent stillstehende Komponente des Getriebes, bevorzugt um ein Getriebegehäuse oder einen Teil eines derartigen Getriebegehäuses bzw. ein fest mit dem Getriebegehäuse verbundenes Bauteil. Das erste Element des ersten Planetenradsatzes wird bei Betätigung des ersten Schaltelements an diesem drehfesten Bauelement festgesetzt und damit dann an einer Drehbewegung gehindert. Ebenso kann auch das zweite Element des dritten Planeten radsatzes durch Schließen des vierten Schaltelements und dem hiermit einhergehenden Festsetzen am drehfesten Bauelement stillgesetzt werden. Dabei muss es sich nicht um das gleiche drehfeste Bauteil handeln, sondern um eines der drehfesten Bauteile.

Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe sind das erste und das vierte Schaltelement als Bremsen gestaltet, die bei Ansteuerung die jeweilige rotierbare Komponente bzw. die drehfest miteinander verbundenen, rotierbaren Komponenten des Getriebes auf Stillstand abbremsen und am drehfesten Bauelement festsetzen. Dagegen liegen das zweite, das dritte, das fünfte und das sechste Schaltelement als Kupplungen vor, welche bei Betätigung jeweils die je zugehörigen rotierbaren Komponenten des Getriebes in ihren Drehbewegungen einander angleichen und im Folgenden drehfest miteinander verbinden.

Bevorzugt ist das erste Schaltelement axial auf einer einer Anschlussstelle der Antriebswelle zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes und radial umliegend zu diesem vorgesehen, während das zweite Schaltelement axial insbesondere zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz liegt. Des Weiteren sind das dritte Schaltelement und das fünfte Schaltelement bevorzugt axial zwischen dem dritten Planetenradsatz und dem vierten Planetenradsatz vorgesehen und liegen dabei weiter bevorzugt axial unmittelbar nebeneinander, sowie radial im Wesentlichen auf derselben Höhe. Aufgrund dieser räumlichen Anordnung ist dabei eine gemeinsame Versorgung des dritten Schaltelements und des fünften Schaltelements über eine gemeinsame Versorgungsleitung denkbar.

Das vierte Schaltelement ist axial insbesondere zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem dritten Planetenradsatz vorgesehen und radial umliegend zu diesen angeordnet. Das sechste Schaltelement kann, je nach herzustellender Koppelung, entweder in der Radebene des zweiten Planetenradsatzes liegen und ist dann axial im Wesentlichen auf Höhe des zweiten Planetenradsatzes, sowie radial umliegend zu diesem vorgesehen, oder das sechste Schaltelement ist axial ebenfalls zwischen dem ersten Planeten radsatz und dem zweiten Planetenradsatz platziert. Im letztgenannten Fall wird das sechste Schaltelement axial dann bevorzugt zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Schaltelement angeordnet und ist radial innenliegend zu dem zweiten Schaltelement platziert. Dabei könnte eine gemeinsame Versorgung des zweiten und des sechsten Schaltelements über eine gemeinsame Versorgungsleitung verwirklicht werden.

Eine jeweilige drehfeste Verbindung der rotierbaren Elemente der Planetenradsätze ist erfindungsgemäß bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen realisiert, die dabei bei räumlich dichter Lage der Element auch als kurze axiale und/oder radiale Zwischenstücke vorliegen können. Konkret können die permanent drehfest miteinander verbundenen Elemente der Planeten radsätze dabei jeweils entweder als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Im zweitgenannten Fall werden dann die jeweiligen Elemente und die ggf. vorhandene Welle durch ein gemeinsames Bauteil gebildet, wobei dies insbesondere eben dann realisiert wird, wenn die jeweiligen Elemente im Getriebe räumlich dicht beieinander liegen.

Bei Elementen der Planetenradsätze, die erst durch Betätigung eines jeweiligen Schaltelements drehfest miteinander verbunden werden, wird ebenfalls eine Verbindung über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen verwirklicht.

Insgesamt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Getriebe durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, einen guten Verzahnungswirkungsgrad und geringe Getriebeverluste aus.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mittels des sechsten Schaltelements drehfest mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung gebracht werden kann. In diesem Fall steht also das erste Element des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planeten radsatzes in Verbindung, wohingegen das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes erst durch Betätigen des sechsten Schaltelements drehfest mit dem ersten Element des ersten Planeten radsatzes verbunden wird. Dabei liegt das sechste Schaltelement eben bevorzugt in der Radebene des zweiten Planetenradsatzes.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mittels des sechsten Schaltelements drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes in Verbindung gebracht werden kann.

Bei dieser Variante ist also das dritte Element des zweiten Planeten radsatzes permanent drehfest mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, während im Falle des ersten Elements des zweiten Planetenradsatzes eine drehfeste Verbindung zum dritten Element des ersten Planetenradsatzes und zum ersten Element des vierten Planetenradsatzes erst bei Schließen des sechsten Schaltelements hergestellt wird. Wie bereits vorstehend beschrieben, liegt das sechste Schaltelement dabei axial bevorzugt zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz und ist weiter bevorzugt axial zwischen dem ersten Planeten radsatz und dem zweiten Schaltelement vorgesehen.

In Weiterbildung der Erfindung verblockt das fünfte Schaltelement bei Betätigung den dritten Planetenradsatz durch drehfestes Verbinden des ersten Elements und des zweiten Elements des dritten Planetenradsatzes. Alternativ dazu wird ein Verblocken des dritten Schaltelements hervorgerufen, indem das fünfte Schaltelement im geschlossenen Zustand das zweite Element und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet. In beiden Fällen wird also jeweils ein Verblocken des dritten Planeten radsatzes erreicht. Bei den vorgenannten Varianten eines erfindungsgemäßen Getriebes können elf Vorwärtsgänge, sowie zwei Rückwärtsgänge durch selektives Schließen von je drei Schaltelementen realisiert werden. Dabei wird ein erster Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten, des vierten und des sechsten Schaltelements geschaltet, während ein zweiter Vorwärtsgang durch Schließen des ersten, des zweiten und des vierten Schaltelements gebildet wird. Des Weiteren ergibt sich ein dritter Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten, des vierten und des sechsten Schaltelements, wohingegen ein vierter Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten, des vierten und des fünften Schaltelements schaltbar ist. Ferner kann ein fünfter Vorwärtsgang durch Schließen des vierten, des fünften und des sechsten Schaltelements dargestellt werden, wobei für die Schaltung eines sechsten Vorwärtsganges das erste, das fünfte und das sechste Schaltelement zu betätigen sind.

Dagegen ergibt sich ein siebter Vorwärtsgang in einer ersten Variante durch Betätigen des zweiten, des fünften und des sechsten Schaltelements oder alternativ dazu in einer zweiten Variante durch Schließen des zweiten, des dritten und des sechsten Schaltelements. Des Weiteren kann ein siebter Vorwärtsgang in einer dritten Variante noch durch Betätigen des zweiten, des dritten und des fünften Schaltelements, sowie in einer vierten Variante durch Schließen des dritten, des fünften und des sechsten Schaltelements geschaltet werden. Ein achter Vorwärtsgang ist durch Betätigen des ersten, des zweiten und des fünften Schaltelements schaltbar ist, während ein neunter Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten, des dritten und des fünften Schaltelements geschaltet werden kann. Für die Schaltung eines zehnten Vorwärtsganges sind das erste, das zweite und das dritte Schaltelement zu schließen, wohingegen sich ein elfter Vorwärtsgang bei Betätigung des ersten, des dritten und des sechsten Schaltelements ergibt.

Dagegen ergibt sich ein erster Rückwärtsgang durch Betätigen des zweiten, des dritten und des vierten Schaltelements, während ein zweiter Rückwärtsgang bei Schließen des dritten, des vierten und des sechsten Schaltelements geschaltet wird. Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeuges geeignete Übersetzungsreihe realisiert. Für eine aufeinanderfolgende Schaltung der Vorwärtsgänge entsprechend ihrer Reihenfolge ist dabei, mit Ausnahme der zweiten, der dritten und vierten Variante des siebten Vorwärtsganges, stets der Zustand von je zwei Schaltelementen zu variieren, indem eines der am vorhergehenden Vorwärtsgang beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement zur Darstellung des nachfolgenden Vorwärtsganges zu schließen ist. Dies hat dann auch zur Folge, dass ein Schalten zwischen den Gängen sehr zügig ablaufen kann.

In vorteilhafter Weise können bei dem erfindungsgemäßen Getriebe zwei Rückwärtsgänge für einen Antrieb über die dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine realisiert werden. Dies kann dabei alternativ oder auch ergänzend zu einer Anordnung einer Elektromaschine im Getriebe verwirklicht sein, um im Falle eines Ausfalls der Elektromaschine dennoch eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges verwirklichen zu können.

Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass der jeweilige Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad handelt. Ein Minus-Planetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen. Von den vier Planetenradsätzen sind dann ein oder mehrere Planetenradsätze als derartige Minus- Planetensätze gestaltet. Besonders bevorzugt liegen aber alle Planetenradsätze als Minus-Planetensätze vor, wodurch sich ein besonders kompakter Aufbau realisieren lässt. Alternativ oder auch ergänzend dazu liegt der jeweilige Planeten radsatz als Plus- Planetensatz vor, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg handelt. Bei einem Plus-Planetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen. Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe können ein oder auch mehrere Planetenradsätze als derartige Plus- Planetensätze ausgeführt sein.

Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minus-Planetensatz in einen Plus-Planetensatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minus-Planetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plus-Planetensatz durch einen Minus-Planetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Wie bereits erwähnt, sind aber bevorzugt alle Planetenradsätze als Minus-Planetensätze ausgeführt.

In Weiterbildung der Erfindung sind ein oder mehrere Schaltelemente jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente realisiert. Kraftschlüssige Schaltelemente haben den Vorteil, dass sie auch unter Last geschaltet werden können, so dass ein Wechsel zwischen den Gängen ohne Zugkraftunterbrechung vollziehbar ist. Besonders bevorzugt ist aber das vierte Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation. Denn das vierte Schaltelement ist an der Darstellung des ersten bis fünften Vorwärtsganges beteiligt, so dass hier letztendlich nur ein Öffnen im Zuge einer aufeinanderfolgenden Hochschaltung stattfindet. Ein formschlüssiges Schaltelement hat gegenüber einem kraft- schlüssigen Schaltelement den Vorteil, dass im geöffneten Zustand nur geringe Schleppmomente auftreten, so dass sich ein höherer Wirkungsgrad realisieren lässt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegen die Antriebswelle und die Abtriebswelle koaxial zueinander und bilden jeweils je eine Anschlussstelle aus, wobei die Anschlussstelle der Antriebswelle und die Anschlussstelle der Abtriebswelle an entgegengesetzten axialen Enden liegen. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang. Alternativ dazu kann die Anschlussstelle der Abtriebswelle aber auch quer zur Anschlussstelle der Antriebswelle ausgerichtet sein, um einen Aufbau zu verwirklichen, der für einen quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang geeignet ist. Dabei kann die Anschlussstelle der Abtriebswelle durch eine Verzahnung gebildet sein, welche mit einer Verzahnung einer zur Antriebswelle achsparallel angeordneten Welle kämmt. Auf dieser Welle kann dann das Achsdifferential einer Antriebsachse angeordnet sein.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Elektromaschine vorgesehen, deren Rotor mit einem der rotierbaren Bauelemente des Getriebes drehfest gekoppelt ist. Bevorzugt ist dann ein Stator der Elektromaschine drehfest mit dem drehfesten Bauelement des Getriebes verbunden. Zudem kann die Elektromaschine insbesondere elektromotorisch und/oder generatorisch betrieben werden, um unterschiedliche Funktionen zu realisieren. Insbesondere kann dabei ein rein elektrisches Fahren, ein Boosten über die Elektromaschine, ein Abbremsen und Rekuperieren und/oder ein Synchronisieren im Getriebe über die Elektromaschine vollzogen werden. Der Rotor der Elektromaschine kann dabei koaxial zu dem jeweiligen Bauelement liegen oder achsversetzt zu diesem angeordnet sein, wobei im letztgenannten Fall dann eine Koppelung über eine oder mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen, beispielsweise in Form von Stirnradstufen, oder auch einen Zugmitteltrieb, wie einen Kettentrieb, realisiert sein kann.

Bevorzugt ist der Rotor der Elektromaschine aber mit der Antriebswelle drehfest gekoppelt, wobei hierdurch ein rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeuges auf geeignete Art und Weise dargestellt wird. Weiter bevorzugt werden eines oder mehrere der Schaltelemente als interne Anfahrelemente für das elektrische Fahren verwendet. Hierfür eignen sich insbesondere das zweite Schaltelement, das vierte Schaltelement oder das sechste Schaltelement, da diese jeweils sowohl im Rückwärtsgang, als auch im ersten Vorwärtsgang geschlossen sind. Als weitere Alternative kann aber auch eine separate Anfahrkupplung zur Anwendung kommen, welche zwischen der Elektromaschine und dem Getrieberadsatz positioniert ist.

Für das rein elektrische Fahren wird einer der Gänge im Getriebe geschaltet, wobei in den Vorwärtsgängen dabei auch eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges realisierbar ist, indem über die Elektromaschine eine entgegengesetzte Drehbewegung eingeleitet wird, wodurch die Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges im Übersetzungsverhältnis des jeweiligen Vorwärtsganges stattfindet. In der Folge können die Übersetzungsverhältnisse der Vorwärtsgänge sowohl für die elektrische Vorwärts- als auch für die elektrische Rückwärtsfahrt genutzt werden. Der Rotor der Elektromaschine könnte aber abgesehen von der Antriebswelle auch an eines der übrigen, rotierbaren Bauelemente des Getriebes angebunden sein.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche insbesondere in Kombination mit der vorgenannten Anordnung einer Elektromaschine realisiert wird, ist zudem eine Trennkupplung vorgesehen, über welche die Antriebswelle mit einer Anschlusswelle drehfest verbindbar ist. Die Anschlusswelle dient dann innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebsstranges der Anbindung an die Antriebsmaschine. Das Vorsehen der Trennkupplung hat dabei den Vorteil, dass im Zuge des rein elektrischen Fahrens eine Verbindung zur Antriebsmaschine unterbrochen werden kann, wodurch diese nicht mitgeschleppt wird. Die Trennkupplung ist dabei bevorzugt als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wie beispielsweise als Lamellenkupplung, kann aber ebenso gut auch als formschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation, vorliegen.

Generell kann dem Getriebe prinzipiell ein Anfahrelement vorgeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes oder die evtl. vorhandene Trennkupplung als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es bzw. sie als

Reibschaltelement vorliegt. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.

Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges und ist dann zwischen einer insbesondere als Brennkraftmaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist die Antriebswelle des Getriebes entweder permanent drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe zudem ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann bevorzugt mit einem Achsgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebene Achsen des Kraftfahrzeuges stattfindet. Das Achsgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ebenso kann auch ein Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein.

Dass zwei Bauelemente des Getriebes drehfest„verbunden" bzw.„gekoppelt" sind bzw.„miteinander in Verbindung stehen", meint im Sinne der Erfindung eine permanente Verbindung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze oder auch Wellen oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind starr miteinander gekoppelt.

Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung o- der unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, in welchem ein erfindungsgemäßes Getriebe zur Anwendung kommt;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer ersten

Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer zweiten

Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer vierten

Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer fünften

Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 7 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den Fig. 2 bis 6.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, in welchem eine Verbrennungskraftmaschine VKM über einen zwischenliegenden Torsionsschwingungsdampfer TS mit einem Getriebe G verbunden ist. Dem Getriebe G ist abtriebsseitig ein Achsgetriebe AG nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder DW einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe G und der Torsionsschwingungsdämpfer TS sind dabei in einem gemeinsamen Getriebegehäuse zusammengefasst, in welches dann auch das Achsgetriebe AG integriert sein kann. Wie zudem in Fig. 1 zu erkennen ist, sind die Verbrennungskraftmaschine VKM, der Torsionsschwingungsdämpfer TS, das Getriebe G und auch das Achsgetriebe AG in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet.

Aus Fig. 2 geht eine schematische Darstellung des Getriebes G gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hervor. Wie zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G einen ersten Planetenradsatz P1 , einen zweiten Planetenradsatz P2, einen dritten Planetenradsatz P3 und einen vierten Planetenradsatz P4. Jeder der Planetenradsätze P1 , P2, P3 und P4 weist je ein erstes Element E11 bzw. E12 bzw. E13 bzw. E14, je ein zweites Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 und je ein drittes Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 auf. Das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 bzw. E13 bzw. E14 ist dabei stets durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 bzw. P4 gebildet, während das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 bei den Planetenradsätzen P1 , P2, P3 und P4 jeweils als je ein Planetensteg vorliegt. Das jeweils noch verbleibende, dritte Ele- ment E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 wird dann durch ein jeweiliges Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 bzw. P4 gebildet.

Die Planeten radsätze P1 , P2, P3 und P4 sind vorliegend also jeweils als Minus- Planetensätze gestaltet, bei welchen der jeweilige Planetensteg ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und auch mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff stehen.

Dort wo es die Anbindung zulässt, könnten aber einer oder auch mehrere der Planetenradsätze P1 , P2, P3 und P4 als Plus-Planetensätze ausgeführt werden. Bei einem Plus-Planetensatz trägt der Planetensteg dann mindestens ein Planetenradpaar, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder des Radpaares untereinander kämmen. Im Vergleich zu einer jeweiligen Ausführung als Minus-Planetensatz müsste dann für die Überführung in einen Plus-Planetensatz das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 durch das jeweilige Hohlrad und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 durch den jeweiligen Planetensteg gebildet und zudem eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins erhöht werden.

Vorliegend sind der erste Planetenradsatz P1 , der zweite Planeten radsatz P2, der dritte Planetenradsatz P3 und der vierte Planetenradsatz P4 axial in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1 , zweiter Planetenradsatz P2, dritter Planeten radsatz P3 und vierter Planetenradsatz P4 zwischen einer Anschlussstelle GW1-A einer Antriebswelle GW1 und einer Anschlussstelle GW2-A einer Abtriebswelle GW2 angeordnet.

Die Anschlussstelle GW1-A und die Anschlussstelle GW2-A sind koaxial zueinander liegend an entgegengesetzten axialen Enden des Getriebes G vorgesehen. Dabei dient die Anschlussstelle GW1-A im Kraftfahrzeugantriebsstrang aus Fig. 1 einer Anbindung an die Verbrennungskraftmaschine VKM, während das Getriebe G an der Anschlussstelle GW2-A mit dem nachfolgenden Achsgetriebe AG verbunden ist. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G insgesamt sechs Schaltelemente in Form eines ersten Schaltelements B1 , eines zweiten Schaltelements K1 , eines dritten Schaltelements K2, eines vierten Schaltelements B2, eines fünften Schaltelements K3 und eines sechsten Schaltelements K4. Dabei sind die Schaltelemente B1 , K1 , K2, B2, K3 und K4 jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen bevorzugt als Lamellenschaltelemente vor. Zudem sind das zweite Schaltelement K1 , das dritte Schaltelement K2, das fünfte Schaltelement K3 und das sechste Schaltelement K4 vorliegend als Kupplungen gestaltet, während das erste Schaltelement B1 und das vierte Schaltelement B2 als Bremsen vorliegen.

Vorliegend kann das erste Element E1 1 des ersten Planetenradsatzes P1 über das erste Schaltelement B1 an einem drehfesten Bauelement GG festgesetzt werden, bei welchem es sich bevorzugt um ein Getriebegehäuse des Getriebes G oder einen Teil eines derartigen Getriebegehäuses handelt. Abgesehen von dieser Festsetzbarkeit kann das erste Element E1 1 des ersten Planeten radsatzes B1 dann noch durch Schließen des sechsten Schaltelements K4 drehfest mit dem dritten Element E32 des zweiten Planeten radsatzes P2 verbunden werden.

Das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 steht drehfest mit der Antriebswelle GW1 in Verbindung. Ferner kann das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 mittels des zweiten Schaltelements K1 drehfest mit dem zweiten Element E22 des zweiten Planeten radsatzes P2 und dem ersten Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden werden, die permanent drehfest miteinander in Verbindung stehen. Das Schließen des zweiten Schaltelements K1 hat dann auch eine drehfeste Verbindung des zweiten Elements E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 und des ersten Elements E13 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der Antriebswelle GW1 zur Folge.

Wie zudem in Fig. 2 zu erkennen ist, ist das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 permanent drehfest mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem ersten Element E14 des vierten Planeten radsatzes P4 verbunden und kann gemeinsam mit diesen über das dritte Schaltelement K2 drehfest mit dem zweiten Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 in Verbindung gebracht werden. Das zweite Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 kann außerdem durch Schließen des vierten Schaltelements B2 am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, sowie über das fünfte Schaltelement K3 drehfest mit dem ersten Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 und dem zweiten Element E22 des zweiten Planeten radsatzes P2 verbunden werden, wobei die drehfeste Verbindung des zweiten Elements E23 des dritten Planeten radsatzes P3 mit dem ersten Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 dabei ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 zur Folge hat.

Des Weiteren sind das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 und das dritte Element E34 des vierten Planetenradsatzes P4 permanent drehfest miteinander verbunden, wohingegen das zweite Element E24 des vierten Planetenradsatzes P4 drehfest mit der Abtriebswelle GW2 in Verbindung steht.

Das erste Schaltelement B1 liegt axial auf einer der Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 zugewandten Seite des ersten Planetenradsatzes P1 und ist radial umliegend zu diesem vorgesehen. Dagegen ist das zweite Schaltelement K1 axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet, wobei axial benachbart zum zweiten Schaltelement K1 das sechste

Schaltelement K4 platziert ist, welches axial in der Radebene des zweiten Planetenradsatzes P2 und damit im Wesentlichen auf derselben axialen Höhe des zweiten Planetenradsatzes P2 vorgesehen ist. Aufgrund der räumlichen Anordnung des zweiten Schaltelements K1 und des sechsten Schaltelements K4 könnte dabei eine gemeinsame Versorgung der beiden Schaltelemente über eine Versorgungsleitung verwirklicht sein.

Wie zudem in Fig. 2 zu erkennen ist, sind das dritte Schaltelement K2 und das fünfte Schaltelement K3 axial zwischen dem dritten Planetenradsatz P3 und dem vierten Planetenradsatz P4 angeordnet und liegen dabei axial unmittelbar nebeneinander, sowie radial im Wesentlichen auf derselben Höhe. Insofern könnte auch hier eine gemeinsame Versorgung des dritten Schaltelements K2 und des fünften Schaltelements K3 realisiert sein. Schließlich ist noch das vierte Schaltelement B2 axial zwi- sehen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem dritten Planetenradsatz P3 platziert und radial umliegend zu diesen angeordnet.

Zudem geht aus Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung hervor, welche dabei im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach Fig. 2 entspricht. Einziger Unterschied ist dabei, dass das fünfte Schaltelement K3 bei Betätigung nun das zweite Element E23 und das dritte Element E33 des dritten Planeten radsatzes P3 drehfest miteinander verbindet und hierdurch das Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 hervorruft. Aufgrund der geänderten Funktion des fünften Schaltelements K3 ist dieses nun im Vergleich zu dem axial unmittelbar benachbart liegenden, dritten Schaltelement K2 radial weiter außen liegend angeordnet. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform aus Fig. 3 der vorhergehenden Variante nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung. Auch diese Ausgestaltungsmöglichkeit entspricht dabei wiederum weitestgehend der Variante nach Fig. 2, wobei im Unterschied dazu das dritte Element E32 des zweiten Planeten radsatzes P2 nun permanent drehfest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden ist. Hingegen steht das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 nun nicht mehr permanent drehfest mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem ersten Element E14 des vierten Planetenradsatzes P4 in Verbindung, sondern eine drehfeste Verbindung wird erst durch Schließen des sechsten Schaltelements K4 hergestellt. Im Vergleich zu der Variante nach Fig. 2 ist das sechste Schaltelement K4 dabei axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Schaltelement K1 angeordnet und liegt radial innen zum zweiten Schaltelement K1 sowie axial unmittelbar benachbart zu diesem. In der Folge könnte auch hier wieder eine gemeinsame Versorgung des zweiten Schaltelements K1 und des sechsten Schaltelements K4 verwirklicht sein. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach Fig. 4 der Variante nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. Des Weiteren geht aus Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung hervor, die weitestgehend der unmittelbar vorhergehenden Ausgestaltungsmöglichkeit nach Fig. 4 entspricht. Unterschiedlich ist dabei aber, dass das fünfte Schaltelement K3 nun bei Betätigung das zweite Element E23 und das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 drehfest miteinander verbindet und hierdurch das Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 hervorruft. Aufgrund der geänderten Funktion des fünften Schaltelements K3 ist dieses nun gegenüber dem dritten Schaltelement K2 radial nach weiter außen versetzt, nach wie vor aber axial unmittelbar benachbart zu diesem angeordnet. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach Fig. 5 der Variante nach Fig. 4, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Schließlich zeigt Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht dabei im Wesentlichen der Variante nach Fig. 2, wobei im Unterschied dazu zusätzlich eine Elektromaschine EM vorgesehen ist, deren Stator S am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während ein Rotor R der Elektromaschine EM drehfest mit der Antriebswelle GW1 verbunden ist. Des Weiteren kann die Antriebswelle GW1 an der Anschlussstelle GW1-A über eine zwischenliegende Trennkupplung KO, welche vorliegend als Lamellenschaltelement gestaltet ist, mit einer Anschlusswelle AN drehfest verbunden werden, welche wiederum mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine VKM mittels des zwischenliegenden Torsionsschwingungs- dämpfers TS verbunden ist. Aufgrund der drehfesten Verbindung des Rotors R mit der Antriebswelle GW1 ist die Elektromaschine EM koaxial zu der Antriebswelle GW1 platziert.

Über die Elektromaschine EM kann dabei ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung KO geöffnet wird, um die Antriebswelle GW1 von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach Fig. 6 der Variante nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. In Fig. 7 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe G aus den Fig. 2 bis 6 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei jeweils insgesamt elf Vorwärtsgänge 1 bis 11 , sowie zwei Rückwärtsgänge R1 und R2 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente B1 , K1 , K2, B2, K3 und K4 in welchem der Vorwärtsgänge 1 bis 11 und den Rückwärtsgängen R1 und R2 jeweils geschlossen ist. In jedem der Vorwärtsgänge 1 bis 11 und den Rückwärtsgängen R1 und R2 sind dabei jeweils drei der Schaltelemente B1 , K1 , K2, B2, K3 und K4 geschlossen, wobei bei einer aufeinanderfolgenden Schaltung der Vorwärtsgänge 1 bis 11 , mit Ausnahme von Varianten 7.2, 7.3 und 7.4 eines siebten Vorwärtsganges, je eines der beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement im Folgenden zu schließen ist.

Wie in Fig. 7 zu erkennen ist, wird ein erster Vorwärtsgang 1 durch Betätigen des zweiten Schaltelements K1 , des vierten Schaltelements B2 und des sechsten Schaltelements K4 geschaltet, wobei hiervon ausgehend ein zweiter Vorwärtsgang 2 gebildet wird, indem das sechste Schaltelement K4 geöffnet und im Folgenden das erste Schaltelement B1 geschlossen wird. Des Weiteren wird ein dritter Vorwärtsgang 3 geschaltet, indem ausgehend vom zweiten Vorwärtsgang 2 das zweite Schaltelement K1 geöffnet und das sechste Schaltelement K4 geschlossen wird. Ausgehend davon ergibt sich dann ein vierter Vorwärtsgang 4 durch Öffnen des sechsten Schaltelements K4 und Schließen des fünften Schaltelements K3. Darauffolgend ergibt sich ein fünfter Vorwärtsgang 5 durch Öffnen des ersten Schaltelements B1 und Betätigen des sechsten Schaltelements K4, wobei hiervon ausgehend in einen sechsten Vorwärtsgang 6 geschaltet wird, indem das vierte Schaltelement B2 geöffnet und das erste Schaltelement B1 geschlossen wird.

Zum Schalten in einen siebten Vorwärtsgang 7.1 ist dann das erste Schaltelement B1 wieder zu öffnen und das zweite Schaltelement K1 zu schließen. Alternativ dazu kann auch in einen siebten Vorwärtsgang 7.2 geschaltet werden, indem sowohl das erste Schaltelement B1 , als auch das fünfte Schaltelement K3 geöffnet und das zweite Schaltelement K1 und das dritte Schaltelement K2 geschlossen werden. Weiter alternativ kann auch ein siebter Vorwärtsgang 7.3 durch Öffnen des ersten Schalt- elements B1 und des sechsten Schaltelements K4 und Schließen des zweiten Schaltelements K1 und des dritten Schaltelements K2 gebildet werden. Ebenso ergibt sich ein siebter Vorwärtsgang 7.4 ausgehend vom sechsten Vorwärtsgang 6 durch Öffnen des ersten Schaltelements B1 und Schließen des dritten Schaltelements K2. Der siebte Vorwärtsgang 7.1 ist dabei bevorzugt heranzuziehen, da in diesem Fall im Zuge des Schaltens nur der Schaltzustand von zwei Schaltelementen zu verändern ist.

Des Weiteren ergibt sich ein achter Vorwärtsgang 8, indem das erste Schaltelement B1 , das zweite Schaltelement K1 und das fünfte Schaltelement K3 betätigt werden. Zum weiteren Hochschalten in einen neunten Vorwärtsgang 9 ist im Folgenden das zweite Schaltelement K1 zu öffnen und das dritte Schaltelement K2 zu schließen. Im Weiteren wird vom neunten Vorwärtsgang 9 in einen zehnten Vorwärtsgang 10 geschaltet, indem das fünfte Schaltelement K3 in einen unbetätigten Zustand und anschließend das zweite Schaltelement K1 in einen betätigten Zustand überführt wird. Schließlich ergibt sich ein elfter Vorwärtsgang 11 ausgehend vom zehnten Vorwärtsgang 10 durch Öffnen des zweiten Schaltelements K1 und Betätigen des sechsten Schaltelements K4.

Der erste Rückwärtsgang R1 , in welchem eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges auch bei Antrieb über die Verbrennungskraftmaschine VKM realisiert werden kann, wird hingegen durch Schließen des zweiten Schaltelements K1 , des dritten Schaltelements K2 und des vierten Schaltelements B2 geschaltet. Dagegen ergibt sich der zweite Rückwärtsgang R2 durch Betätigen des dritten Schaltelements K2, des vierten Schaltelements B2 und des sechsten Schaltelements K4.

Wie in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist, ist das vierte Schaltelement B2 als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt. Jedoch könnte das vierte Schaltelement B2 auch als formschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise als Sperrsynchronisation oder als Klauenschaltelement, realisiert sein.

Des Weiteren können auch die Getriebe G entsprechend der Ausführungsformen der Fig. 3 bis 5 analog zu der Variante gemäß Fig. 6 hybridisiert werden. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und einem guten Wirkungsgrad realisiert werden.

Bezuqszeichen

G Getriebe

GG Drehfestes Bauelement

P1 Erster Planetenradsatz

E11 Erstes Element des ersten Planetenradsatzes

E21 Zweites Element des ersten Planetenradsatzes

E31 Drittes Element des ersten Planetenradsatzes

P2 Zweiter Planeten radsatz

E12 Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes

E22 Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes

E32 Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes

P3 Dritter Planetenradsatz

E13 Erstes Element des dritten Planetenradsatzes

E23 Zweites Element des dritten Planetenradsatzes

E33 Drittes Element des dritten Planetenradsatzes

P4 Vierter Planetenradsatz

E14 Erstes Element des vierten Planetenradsatzes

E24 Zweites Element des vierten Planeten radsatzes

E34 Drittes Element des vierten Planetenradsatzes

B1 Erstes Schaltelement

K1 Zweites Schaltelement

K2 Drittes Schaltelement

B2 Viertes Schaltelement

K3 Fünftes Schaltelement

K4 Sechstes Schaltelement

1 Erster Vorwärtsgang

2 Zweiter Vorwärtsgang

3 Dritter Vorwärtsgang

4 Vierter Vorwärtsgang

5 Fünfter Vorwärtsgang

6 Sechster Vorwärtsgang

7.1 Siebter Vorwärtsgang .2 Siebter Vorwärtsgang

.3 Siebter Vorwärtsgang

.4 Siebter Vorwärtsgang

8 Achter Vorwärtsgang

9 Neunter Vorwärtsgang

10 Zehnter Vorwärtsgang

11 Elfter Vorwärtsgang

R1 Erster Rückwärtsgang

R2 Zweiter Rückwärtsgang

GW1 Antriebswelle

GW1-A Anschlussstelle

GW2 Abtriebswelle

GW2-A Anschlussstelle

EM Elektromaschine

S Stator

R Rotor

AN Anschlusswelle

KO Trennkupplung

VKM Verbrennungskraftmaschine

TS Torsionsschwingungsdämpfer

AG Achsgetriebe

DW Antriebsräder

Claims

Patentansprüche

1. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (GW1) und eine Abtriebswelle (GW2), sowie einen ersten (P1), einen zweiten (P2), einen dritten (P3) und einen vierten Planetenradsatz (P4), wobei die Planetenradsätze (P1 , P2, P3, P4) jeweils mehrere Elemente (E11 , E12, E13, E14, E21 , E22, E23, E24, E31 , E32, E33, E34) umfassen, wobei ein erstes (B1 ), ein zweites (K1 ), ein drittes (K2), ein viertes (B2), ein fünftes (K3) und ein sechstes Schaltelement (K4) vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen über die Planetenradsätze (P1 , P2, P3, P4) unter Schaltung unterschiedlicher Gänge (1 bis 11 , R1 und R2) zwischen Antriebswelle (GW1 ) und Abtriebswelle (GW2) darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet,

- dass das erste Element (E11 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) über das erste Schaltelement (B1 ) an einem drehfesten Bauelement (GG) festsetzbar ist, wohingegen das zweite Element (E21 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) drehfest mit der Antriebswelle (GW1 ) verbunden sowie mittels des zweiten Schaltelements (K1 ) drehfest mit dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem ersten Element (E13) des dritten Planetenradsatzes (P3) verbindbar ist, die drehfest miteinander verbunden sind,

- dass das dritte Element (E31 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) drehfest mit dem ersten Element (E14) des vierten Planetenradsatzes (P4) in Verbindung steht und gemeinsam mit diesem über das dritte Schaltelement (K2) drehfest mit dem zweiten Element (E23) des dritten Planeten radsatzes (P3) verbindbar ist, welches zudem mittels des vierten Schaltelements (B2) am drehfesten Bauelement (GG) festsetzbar ist,

- dass das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) und das dritte Element (E34) des vierten Planeten radsatzes (P4) drehfest miteinander verbunden sind, wohingegen das zweite Element (E24) des vierten Planetenradsatzes (P4) drehfest mit der Abtriebswelle (GW2) in Verbindung steht,

- dass der dritte Planetenradsatz (P3) über das fünfte Schaltelement (K3) verb- lockbar ist,

- und dass bei dem zweiten Planetenradsatz (P2) eine erste Koppelung des ersten Elements (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit dem dritten Element (E31 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) und dem ersten Element (E14) des vierten Planetenradsatzes (P4) sowie eine zweite Koppelung des dritten Elements (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit dem ersten Element (E1 1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) besteht, wobei von diesen beiden Koppelungen eine Koppelung als permanent drehfeste Verbindung vorliegt, während bei der noch verbleibenden Koppelung eine drehfeste Verbindung mittels des sechsten Schaltelements (K4) herstellbar ist.

2. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest mit dem dritten Element (E31 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) und dem ersten Element (E14) des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist, wohingegen das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mittels des sechsten Schaltelements (K4) drehfest mit dem ersten Element (E1 1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) verbindbar ist.

3. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest mit dem ersten Element (E1 1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) verbunden ist, wohingegen das erste Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mittels des sechsten Schaltelements (K4) drehfest mit dem dritten Element (E31 ) des ersten Planeten radsatzes (P1 ) und dem ersten Element (E14) des vierten Planetenradsatzes (P4) verbindbar ist.

4. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte Schaltelement (K3) bei Betätigung das erste Element (E13) und das zweite Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) oder das zweite Element (E23) und das dritte Element (E33) des dritten Planeten radsatzes (P3) drehfest miteinander verbindet.

5. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Vorwärtsgang (1 ) durch Betätigen des zweiten (K1 ), des vierten (B2) und des sechsten Schaltelements (K4), ein zweiter Vorwärtsgang (2) durch Betätigen des ersten (B1 ), des zweiten (K1 ) und des vierten Schaltelements (B2), ein dritter Vorwärtsgang (3) durch Betätigen des ersten (B1 ), des vierten (B2) und des sechsten Schaltelements (K4), ein vierter Vorwärtsgang (4) durch Betätigen des ersten (B1 ), des vierten (B2) und des fünften Schaltelements (K3), ein fünfter Vorwärtsgang (5) durch Betätigen des vierten (B2), des fünften (K3) und des sechsten Schaltelements (K4), ein sechster Vorwärtsgang (6) durch Betätigen des ersten (B1 ), des fünften (K3) und des sechsten Schaltelements (K4), ein siebter Vorwärtsgang (7.1 ) durch Betätigen des zweiten (K1 ), des fünften (K3) und des sechsten Schaltelements (K4) oder (7.2) durch Betätigen des zweiten (K1 ), des dritten (K2) und des sechsten Schaltelements (K4) oder (7.3) durch Betätigen des zweiten (K1 ), des dritten (K2) und des fünften Schaltelements (K3) oder (7.4) durch Betätigen des dritten (K2), des fünften (K3) und des sechsten Schaltelements (K4), ein achter Vorwärtsgang (8) durch Betätigen des ersten (B1 ), des zweiten (K1 ) und des fünften Schaltelements (K3), ein neunter Vorwärtsgang (9) durch Betätigen des ersten (B1 ), des dritten (K2) und des fünften Schaltelements (K3), ein zehnter Vorwärtsgang (10) durch Betätigen des ersten (B1 ), des zweiten (K1 ) und des dritten Schaltelements (K2), ein elfter Vorwärtsgang (11 ) durch Betätigen des ersten (B1 ), des dritten (K2) und des sechsten Schaltelements (K4), ein erster Rückwärtsgang (R1 ) durch Betätigen des zweiten (K1 ), des dritten (K2) und des vierten Schaltelements (B2), sowie ein zweiter Rückwärtsgang (R2) durch Betätigen des dritten (K2), des vierten (B2) und des sechsten Schaltelements (K4) schaltbar ist.

6. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Planeten radsatz (P1 , P2, P3, P4) als Minus-Planetensatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element (E1 1 , E12, E13, E14) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3, P4) um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element (E21 , E22, E23, E24) des jeweiligen Planeten radsatzes (P1 , P2, P3, P4) um einen jeweiligen Planetensteg und bei dem jeweiligen dritten Element (E31 , E32, E33, E34) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3, P4) um ein jeweiliges Hohlrad handelt.

7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Planetenradsatz als Plus-Planetensatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planeten radsatzes um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg handelt.

8. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Schaltelemente (B1 , K1 , K2, B2, K3, K4) jeweils als kraftschlüssiges Schaltelement realisiert sind.

9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement realisiert ist.

10. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (GW1 ) und die Abtriebswelle (GW2) koaxial zueinander liegen und jeweils je eine Anschlussstelle (GW1-A, GW2-A) ausbilden, wobei die Anschlussstelle (GW1-A) der Antriebswelle (GW1 ) und die Anschlussstelle (GW2-A) der Abtriebswelle (GW2) an entgegengesetzten axialen Enden liegen.

11. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektromaschine (EM) vorgesehen ist, deren Rotor (R) mit einem rotierbaren Bauelement gekoppelt ist.

12. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine Trennkupplung (K0) vorgesehen ist, über welche die Antriebswelle (GW1 ) mit einer Anschlusswelle (AN) drehfest verbindbar ist.

13. Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend ein Getriebe (G) nach einem oder auch mehreren der Ansprüche 1 bis 12.