DE102016213711B4

DE102016213711B4 - Mehrstufengetriebe

Info

Publication number: DE102016213711B4
Application number: DE102016213711.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beck; Michael Wechs; Marc Seeberger; Jens Moraw; Gerhard Niederbrucker
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: DE102016213711A1

Abstract

Mehrstufengetriebe mit einer Eingangswellenachse (I) und einer Ausgangswellenachse (II), die achsversetzt zueinander angeordnet sind, wobei zumindest eine erste Welle (1) als Antrieb (An) koaxial zur Eingangswellenachse (I) angeordnet ist, wobei zumindest eine zweite Welle (2) als Abtrieb (Ab) koaxial zur Ausgangswellenachse (II) angeordnet ist, wobei sechs weitere Wellen (3, 4, 5, 6, 7, 8) vorgesehen sind, wobei eine erste Stirnradstufe (ST1) und eine zweite Stirnradstufe (ST2) sowie ein erster Planetenradsatz (RS1) und ein zweiter Planetenradsatz (RS2) vorgesehen sind, wobei sechs Schaltelemente (A, A1, B, C, D, D1, E, F) vorgesehen sind, sodass zumindest acht Vorwärtsgänge (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7 G8) und zumindest zwei Rückwärtsgänge (R1, R2) schaltbar sind, wobei die erste Welle (1) mit einem dritten Element des zweiten Planentenradsatzes (RS2) verbunden ist, wobei die erste Welle (1) mit einem zweiten Element des ersten Planentenradsatzes (RS1) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (2) mit einem dritten Element des ersten Planentenradsatzes (RS1) verbunden ist, und wobei die zweite Welle (2) mit einem zweiten Element des zweiten Planentenradsatzes (RS2) und mit einem ersten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) sowie mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe mit einer Eingangswellenachse einer ersten Welle als Antrieb und einer Ausgangswellenachse einer zweiten Welle als Abtrieb, die achsversetzt zueinander angeordnet sind, wobei sechs weitere Wellen vorgesehen sind. Ferner sind zwei Stirnradstufen und zwei Planetenradsätze sowie sechs Schaltelemente vorgesehen, sodass zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest zwei Rückwärtsgänge realisiert werden.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2011 079 720 A1 ist ein Mehrstufengetriebe bekannt, mit dem nur sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welches bei maximaler Gangstufenzahl möglichst kostengünstig ist und einen möglichst geringen Bauraumbedarf aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
Somit wird ein Mehrstufengetriebe mit einer Eingangswellenachse und einer Ausgangswellenachse vorgeschlagen, die beispielsweise für eine Front- oder Heck-Queranordnung in einem Fahrzeug achsversetzt zueinander angeordnet sind. Das Mehrstufengetriebe wird somit bevorzugt mit einem seitlichen Abtrieb ausgeführt. Eine erste, als Antrieb beispielsweise mit dem Fahrzeugmotor verbundene oder verbindbare Welle ist koaxial zur Eingangswellenachse angeordnet, wobei eine zweite Welle, als Abtrieb koaxial zur Ausgangswellenachse angeordnet ist, die z.B. mit einem Abtriebsdifferential Diff oder dergleichen koppelbar ist. Ferner sind sechs weitere Wellen und eine erste Stirnradstufe sowie eine zweite Stirnradstufe vorgesehen, um die Elemente, die der Eingangswellenachse und der Ausgangswellenachse zugeordnet sind, miteinander in Verbindung zu bringen. Ferner sind ein erster Planetenradsatz und ein zweiter Planetenradsatz sowie zumindest sechs Schaltelemente vorgesehen, sodass zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest zwei Rückwärtsgang schaltbar sind.
Bei dem gleichwohl einen geringen Bauraum und einen guten Wirkungsgrad aufweisenden Mehrstufengetriebe ist ferner vorgesehen, dass die erste Welle mit einem dritten Element des zweiten Planentenradsatzes verbunden ist, wobei die erste Welle mit einem zweiten Element des ersten Planentenradsatzes verbindbar ist, wobei die zweite Welle mit einem dritten Element des ersten Planentenradsatzes verbunden ist, und wobei die zweite Welle mit einem zweiten Element des zweiten Planentenradsatzes und mit einem ersten Element des ersten Planetenradsatzes sowie mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist.
Das vorgeschlagene Mehrstufengetriebe umfasst somit nur zwei Planetenradsatzebenen und zwei Stirnradstufen sowie sechs Schaltelemente, wobei zum Realisieren der Gangstufen gleichzeitig drei der Schaltelemente geschlossen bzw. aktiviert sind. Unabhängig von den verschiedenen Ausführungsvarianten des Mehrstufengetriebes ergibt sich eine insgesamt kompakte Bauweise mit geringer Bauteilbelastung und geringen Getriebeverlusten sowie gutem Verzahnungswirkungsgrad und zudem eine gute Übersetzungsreihe, wobei eine konstruktiv einfache Anbindung zumindest einer elektrischen Maschine zur Hybridisierung des Mehrstufengetriebes möglich ist. Vorzugsweise eignet sich eine der Stirnradstufen zum achsparallelen Anbinden der elektrischen Maschine. Es ist auch möglich, dass bei Bedarf eine koaxiale Anbindung der elektrischen Maschine z.B. an der ersten Welle vorgesehen ist.
Sollte jedoch eine noch größere Übersetzung oder ein aus Bauraumgründen größerer Achsabstand zwischen der elektrischen Maschine und den Eingangs- und Ausgangswellenachsen gewünscht werden, kann auch eine weitere Übersetzungsstufe bzw. ein Zwischengetriebe zum Anbinden der elektrischen Maschine vorgesehen sein. Wenn die elektrische Maschine fest zum Antrieb übersetzt ist, können sämtliche verbrennungsmotorischen Gänge auch elektrisch realisiert werden.
Dem Mehrstufengetriebe bzw. der ersten Welle des Mehrstufengetriebes kann beispielsweise eine Drehschwingungs-Entkopplungseinheit vorgeschaltet sein. Im Falle einer Hybridisierung ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor vorzugsweise ein zusätzliches Schaltelement als Trennkupplung positioniert, mit dem der Verbrennungsmotor bzw. der Antriebsmotor des Fahrzeuges von der ersten Welle entkoppelbar ist. Auf diese Weise ist auch sowohl rein verbrennungsmotorisches Fahren als auch rein elektrisches Fahren möglich. Im Falle der Hybridisierung eignet sich bevorzugt ein fünftes Schaltelement als internes Anfahrelement (IAE).
Als Schaltelemente können sowohl reib- als auch formschlüssige Schaltelemente eingesetzt werden. Vorzugsweise können aufgrund ihrer Charakteristik vor allem ein als Bremse ausgeführtes erstes Schaltelement oder eine erste Alternative des ersten Schaltelementes und/oder ein als Bremse ausgeführtes drittes Schaltelement und/oder die Trennkupplung als formschlüssiges Klauenschaltelement ausgeführt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung können beide Planetenradsätze sowohl als Minus-Planetenradsatz als auch als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein. Ein Minus-Planetenradsatz kann bevorzugt in einen Plus-Planetenradsatz überführt werden, wenn die Planetenträger- und die Hohlradanbindung an diesem Radsatz miteinander vertauscht wird und der Betrag der Standübersetzung um 1 erhöht wird. Dies bedeutet für den Fachmann, dass bei einem Minus-Planetenradsatz ein erstes Element als Sonnenrad, ein zweites Element als Planetenradträger oder Steg und ein drittes Element als Hohlrad ausgeführt sind. Bei einem Plus-Planetenradsatz gilt jedoch, dass ein erstes Element als Sonnenrad, ein zweites Element als Hohlrad und ein drittes Element als Steg bzw. Planetenradträger ausgeführt sind. Anhand dieser Angaben kann beispielsweise ein vorgesehener Minus-Planetenradsatz bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe in einen Plus-Planetenradsatz umgewandelt werden.
Ein Minus-Planetenradsatz weist bekanntlich an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte Planetenräder auf, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad dieses Planetenradsatzes kämmen, so dass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung entgegengesetzter Richtung dreht. Ein Plus-Planetenradsatz weist bekanntlich an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte und miteinander in Zahneingriff stehende innere und äußere Planetenräder auf, wobei das Sonnenrad dieses Planetenradsatzes mit den inneren Planetenrädern und das Hohlrad dieses Planetenradsatzes mit den äußeren Planetenrädern kämmen, so dass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung gleicher Richtung dreht.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
2 eine Ansicht einer Schaltmatrix der in 1 dargestellten Ausführungsvariante ;
3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführung der Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gemäß 1 mit einer alternativen Anordnungsposition eines ersten Schaltelementes an der Ausgangswellenachse;
4 eine Ansicht einer Schaltmatrix der in 3 dargestellten Ausführung;
5 eine schematische Ansicht der Ausführung des Mehrstufengetriebes gemäß 3 mit einer alternativen Anordnungsposition des vierten Schaltelementes an der Ausgangswellenachse;
6 eine Ansicht einer Schaltmatrix der in 5 dargestellten Ausführung;
7 eine schematische Ansicht der Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gemäß 1 mit einer achsversetzt angeordneten, elektrischen Maschine;
8 eine schematische Ansicht der Ausführung des Mehrstufengetriebes gemäß 5 mit einer achsversetzt angeordneten, elektrischen Maschine;
9 eine schematische Ansicht anhand der Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gemäß 1 mit einem ersten Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz exemplarisch für sämtliche Ausgestaltungen; und
10 eine schematische Ansicht anhand der Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gemäß 1 mit einem zweiten Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz und einem ersten Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz exemplarisch für sämtliche Ausgestaltungen; und
11 eine schematische Ansicht anhand der Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gemäß 1 mit einer koaxialen Anbindung einer elektrischen Maschine exemplarisch für sämtliche Ausgestaltungen.

In den 1 bis 11 sind eine mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes und entsprechende alternative Ausführungen beispielhaft dargestellt. Die verschiedenen Ausführungen der Ausführungsvariante sind auch miteinander kombinierbar, jedoch der Einfachheit halber nur exemplarisch dargestellt. In den 1 bis 8 sowie 11 sind die Planetenradsätze RS1, RS2 beispielhaft als Minus-Planetenradsätze dargestellt, die jedoch anhand der vorgenannten Ausführungen bezüglich der Zuordnung der einzelnen Elemente von dem zuständigen Fachmann je nach Bedarf in Plus-Planetenradsätze umwandelbar sind. Für den Fachmann ist anhand der Ausführungsvariante gemäß 1 in der 9 exemplarisch für sämtliche Ausführungen ein erster Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz und ein zweiter Planetenradsatz RS2 als Minus-Planetenradsatz dargestellt. Für den Fachmann ist anhand der Ausführungsvariante gemäß 1 in der 10 exemplarisch für sämtliche Ausführungen ein erster Planetenradsatz RS1 als Minus-Planetenradsatz und ein zweiter Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz dargestellt. Ferner ist für den Fachmann anhand der Ausführungsvariante gemäß 1 in 11 exemplarisch für sämtliche Ausführungen eine koaxiale Anbindung einer elektrischen Maschine EM dargestellt.
Das vorgeschlagene Mehrstufengetriebe umfasst unabhängig von den jeweiligen Ausführungen eine Eingangswellenachse I und eine Ausgangswellenachse II, die achsversetzt bzw. achsparallel zueinander angeordnet sind, wobei eine erste Welle 1 als Antrieb An koaxial zur Eingangswellenachse I angeordnet ist. Eine Welle 2 ist als Abtrieb Ab koaxial zur Ausgangswellenachse II angeordnet, wobei die sechs weiteren Wellen 3, 4, 5, 6, 7, 8 je nach Ausführung sowohl koaxial zur Eingangswellenachse I oder zur Ausgangswellenachse II angeordnet sein können. Beispielsweise bei den Ausführungen gemäß 1, 3, 7, 9, 10 und 11 ist jeweils eine vierte Welle 4 der Eingangswellenachse I zugeordnet, während die vierte Welle 4 bei den Ausführungen gemäß 5 und 8 der Ausgangswellenachse II zugeordnet ist. Beispielsweise sind eine dritte Welle 3, eine fünfte Welle 5, eine sechste Welle 6, eine siebente Welle 7 und eine achte Welle 8 bei sämtlichen Ausführungen der Ausgangswellenachse II zugeordnet.
Ferner ist eine erste Stirnradstufe ST1 und eine zweite Stirnradstufe ST2 vorgesehen, die jeweils z. B. ein Stirnradpaar umfassen. Bevorzugt weisen die erste Stirnradstufe ST1 und die zweite Stirnradstufe ST2 unterschiedliche Übersetzungen auf. Zudem ist ein erster Planetenradsatz RS1 und ein zweiter Planetenradsatz RS2 vorgesehen, die axial nebeneinander angeordnet sind und denen sechs Schaltelemente A, A1, B, C, D, D1, E, F zugeordnet sind, die z. B. lösbare Verbindungen zwischen Elementen bzw. Wellen ermöglichen, so dass durch deren Betätigung zumindest acht Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8 und zumindest zwei Rückwärtsgänge R1, R2 schaltbar sind.
Bei dem vorgeschlagenen Mehrstufengetriebe ist die erste Welle 1 mit einem dritten Element des zweiten Planentenradsatzes RS2 verbunden. Ferner ist die erste Welle 1 mit einem zweiten Element des ersten Planentenradsatzes RS1 verbindbar. Zudem ist die zweite Welle 2 mit einem dritten Element des ersten Planentenradsatzes RS1 verbunden, wobei die zweite Welle 2 ferner mit einem zweiten Element des zweiten Planentenradsatzes RS2 und mit einem ersten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 sowie mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar ist.
Hierbei ist die erste Welle 1 über die zweite Stirnradstufe ST2 und über ein viertes Schaltelement D oder über eine erste Alternative des vierten Schaltelementes D1 sowie über eine vierte Welle 4 und über eine sechste Welle 6 mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar. Ferner ist die zweite Welle 2 über ein drittes Schaltelement C und über eine achte Welle 8 mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar. Darüber hinaus ist die zweite Welle 2 über das dritte Schaltelement C und über die achte Welle 8 sowie über ein sechstes Schaltelement F und über eine siebente Welle 7 mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar. Ferner ist die zweite Welle 2 über das dritte Schaltelement C und über die achte Welle 8 sowie über das sechste Schaltelement F und über ein fünftes Schaltelement E sowie über eine fünfte Welle 5 mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar.
Nachfolgend wird die in 1 dargestellte Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes anhand der beispielhaft dargestellten Minus-Planetenradsätze beschrieben. Der Antrieb An bzw. die erste Welle 1 ist über die erste Stirnradstufe ST1 und über die dritte Welle 3 fest mit dem dritten Element bzw. dem Hohlrad HR2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Ferner ist die erste Welle 1 über das geschlossene vierte Schaltelement D und über die vierte Welle 4 sowie über die zweite Stirnradstufe ST2 und über die sechste Welle 6 mit dem zweiten Element bzw. dem Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Hierbei ist das vierte Schaltelement D als Kupplung der Eingangswellenachse I zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die erste Welle 1 mit der vierten Welle 4. Ferner ist die zweite Welle 2 fest mit dem dritten Element bzw. mit dem Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Darüber hinaus ist die zweite Welle 2 als abtrieb Ab im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements C über die achte Welle 8 mit dem zweiten Element bzw. dem Planetenradträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Hierbei ist das dritte Schaltelement als Kupplung der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die zweite Welle 2 mit der achten Welle 8. Die achte Welle und damit auch die zweite Welle 2 wird im geschlossenen Zustand des sechsten Schaltelements F und über die siebente Welle 7 mit dem ersten Element bzw. dem Sonnenrad SR2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Das sechste Schaltelement ist als Kupplung der zweiten Ausgangswelle II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die fünfte Welle 5 mit der achten Welle 8. Ferner ist im geschlossenen Zustand des sechsten Schaltelements F und im geschlossenen Zustand des fünften Schaltelements E die achte Welle 8 bzw. die zweite Welle 2 mit über die fünfte Welle 5 mit dem ersten Element bzw. mit dem Sonnenrad SR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Hierbei ist das fünfte Schaltelement E als Kupplung der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die fünfte Welle 5 mit der siebenten Welle 7. Ein erstes als Bremse ausgeführtes Schaltelement A ist der Eingangswellenachse I zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die vierte Welle 4 mit dem Gehäuse 0. Einen zweites als Bremse ausgeführte Schaltelement B ist der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die siebente Welle 7 mit der mit dem Gehäuse 0. In 2 ist die Schaltmatrix des in 1 dargestellten Radsatzes gezeigt.
Die in 3 dargestellte alternative Ausführung unterscheidet sich von der Ausführungsvariante gemäß 1 dadurch, dass die Anordnungsposition des ersten Schaltelements A verändert ist. Die erste Alternative des ersten Schaltelements A1 ist nun der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet als Bremse die sechste Welle 6 mit dem Gehäuse 0. In 4 ist die Schaltmatrix des in 3 dargestellten Radsatzes gezeigt.
In 5 ist eine alternative Ausführung der in 3 dargestellten Ausführung gezeigt und unterscheidet sich dadurch, dass die Anordnungsposition des vierten Schaltelements D verändert ist. Die erste Alternative des vierten Schaltelements D1 ist als Kupplung der Ausgangswellenachse II zugeordnet und verbindet die vierte Welle 4 mit der sechsten Welle 6. In 6 ist das entsprechende Schaltschema gezeigt.
Die in 7 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der Ausführungsvariante gemäß 1 dadurch, dass eine Hybridvariante dargestellt ist. Dazu ist eine elektrische Maschine EM vorgesehen, deren Antriebswelle 9 achsparallel zu der Eingangswellenachse I und der Ausgangswellenachse II angeordnet ist, wobei die Antriebswelle 9 der elektrischen Maschine EM mit ihrem Antriebsritzel mit der ersten Stirnradstufe ST1 beispielhaft in Eingriff steht.
Die in 8 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der Ausführung gemäß 5 dadurch, dass eine Hybridvariante dargestellt ist. Dazu ist eine elektrische Maschine EM vorgesehen, deren Antriebswelle 9 achsparallel zu der Eingangswellenachse I und der Ausgangswellenachse II angeordnet ist, wobei die Antriebswelle 9 der elektrischen Maschine EM mit ihrem Antriebsritzel mit der zweiten Stirnradstufe ST2 beispielhaft in Eingriff steht.
Durch die vorbeschriebenen Ausführungen bzw. Ausführungsvarianten des Mehrstufengetriebes wird kinematisch nichts verändert. Diese sind jeweils exemplarisch dargestellt und können miteinander kombiniert werden.
Unabhängig von der Ausführungsvariante und deren Ausführungen ergeben sich aus den gezeigten Schaltschemen gemäß 2, 4, und 6, dass der erste Vorwärtsgang G1 bei geschlossenem ersten Schaltelement A oder bei geschlossener ersten Alternative des ersten Schaltelements A1 und bei geschlossenem dritten Schaltelement C sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement E schaltbar ist, dass der zweite Vorwärtsgang G2 bei geschlossenem zweiten Schaltelement B und bei geschlossenem dritten Schaltelement C sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement E schaltbar ist, dass der dritte Vorwärtsgang G3 bei geschlossenem dritten Schaltelement C und bei geschlossenem fünften Schaltelement E sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar ist, dass der vierte Vorwärtsgang G4 bei geschlossenem dritten Schaltelement C und bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement E schaltbar ist, dass der fünfte Vorwärtsgang G5 bei geschlossenem dritten Schaltelement C und bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar ist, dass der sechste Vorwärtsgang G6 bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 und bei geschlossenem fünften Schaltelement E sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar ist, dass der siebente Vorwärtsgang G7 bei geschlossenem zweiten Schaltelement B und bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar ist und dass der achte Vorwärtsgang G8 bei geschlossenem zweiten Schaltelement B und bei geschlossenem vierten Schaltelement D oder bei geschlossener ersten Alternative des vierten Schaltelements D1 sowie bei geschlossenem fünften Schaltelement E schaltbar ist. Ferner ist der erste Rückwärtsgang R1 bei geschlossenem ersten Schaltelement A oder bei geschlossener ersten Alternative des ersten Schaltelements A1 und bei geschlossenem zweiten Schaltelement B sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar. Zudem ist der zweite Rückwärtsgang R2 bei geschlossenem ersten Schaltelement A oder bei geschlossener ersten Alternative des ersten Schaltelements A1 und bei geschlossenem fünften Schaltelement E sowie bei geschlossenem sechsten Schaltelement F schaltbar.
Bei den Hybridvarianten ist es von Vorteil, dass die erste Welle 1 über ein zusätzliches Schaltelement bzw. eine Trennkupplung K0 mit dem Fahrzeugmotor verbindbar ist. Auf diese Weise ist der Fahrzeugmotor von der elektrischen Maschine EM auch abkoppelbar.
In 9 ist die in 1 dargestellte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes exemplarisch für sämtliche Ausführungen mit einem als Plus-Planetenradsatz dargestellten ersten Planetenradsatz RS1 gezeigt. Demzufolge ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes RS1 als Sonnenrad SR1, das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1 als Hohlrad HR1 und das dritte Element als Planetenradträger PT1 ausgeführt. Demzufolge wird eine Vertauschung der Hohlrad- und Planetenradträgeranbindung bei dem ersten Planetenradsatzes RS1 vorgenommen. Die Darstellung gemäß 9 ist stellvertretend für die anderen Ausführungen gezeigt, bei denen ebenfalls der erste Planetenradsatz RS1 anstelle eines Minus-Planetenradsatzes einen Plus-Planetenradsatz aufweisen kann. Die Beschreibung der 9 entspricht der in 1, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1 dem Hohlrad HR1 und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes RS1 dem Planetenradträger PT1 entspricht.
In 10 ist die in 1 dargestellte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes exemplarisch für sämtliche Ausführungen mit einem als Plus-Planetenradsatz dargestellten zweiten Planetenradsatz RS2 gezeigt. Demzufolge ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 als Sonnenrad SR2, das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 als Hohlrad HR2 und das dritte Element als Planetenradträger PT2 ausgeführt. Demzufolge wird eine Vertauschung der Hohlrad- und Planetenradträgeranbindung bei dem zweiten Planetenradsatzes RS2 vorgenommen. Die Darstellung gemäß 10 ist stellvertretend für die anderen Ausführungen gezeigt, bei denen ebenfalls der zweite Planetenradsatz RS2 anstelle eines Minus-Planetenradsatzes einen Plus-Planetenradsatz aufweisen kann. Die Beschreibung der 10 entspricht der in 1, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 dem Hohlrad HR2 und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 dem Planetenradträger PT2 entspricht.
In 11 ist die in 1 dargestellte Ausführungsvariante mit einer elektrischen Maschine EM exemplarisch dargestellt, die koaxial zur Eingangswellenachse I bzw. zur ersten Welle 1 angeordnet ist. Hierzu ist die Antriebswelle bzw. der Rotor 9 der elektrischen Maschine EM vorzugsweise fest mit der ersten Welle 1 verbunden. Alternativ könnte auch eine lösbare Verbindung vorgesehen sein. Die koaxiale Anbindung der elektrischen Maschine EM zur Eingangswellenachse I ist stellvertretend anhand der Ausführungsvariante gemäß 1 dargestellt, wobei die koaxiale Anordnung auch bei den anderen Ausführungen möglich ist.
Bevorzugt können das erste Schaltelement A oder die erste Alternative des ersten Schaltelementes A1 und/oder das dritte Schaltelement C und/oder die Trennkupplung K0 als formschlüssiges Schaltelement, zum Beispiel als Schaltklaue, Synchronisierung oder dergleichen, ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste

0: Gehäuse
1: erste Welle
2: zweite Welle
3: dritte Welle
4: vierte Welle
5: fünfte Welle
6: sechste Welle
7: siebente Welle
8: achte Welle
9: Antriebwelle bzw. Rotor der elektrischen Maschine
EM: elektrische Maschine
I: Eingangswellenachse
II: Ausgangswellenachse
ST1: erste Stirnradstufe
ST2: zweite Stirnradstufe
RS1: erster Planetenradsatz
RS2: zweiter Planetenradsatz
G1: erster Vorwärtsgang
G2: zweiter Vorwärtsgang
G3: dritter Vorwärtsgang
G4: vierter Vorwärtsgang
G5: fünfter Vorwärtsgang
G6: sechster Vorwärtsgang
G7: siebenter Vorwärtsgang
G8: achter Vorwärtsgang
R1: erster Rückwärtsgang
R2: zweiter Rückwärtsgang
A: erstes Schaltelement
A1: erste Alternative des ersten Schaltelements
B: zweites Schaltelement
C: drittes Schaltelement
D: viertes Schaltelement
D1: erste Alternative des vierten Schaltelements
E: fünftes Schaltelement
F: sechstes Schaltelement
SR1: Sonnenrad erster Planetenradsatz
PT1: Planetenradträger erster Planetenradsatz
HR1: Hohlrad erster Planetenradsatz
SR2: Sonnenrad zweiter Planetenradsatz
PT2: Planetenradträger zweiter Planetenradsatz
HR2: Hohlrad zweiter Planetenradsatz
Diff: Abtriebsdifferential
K0: Trennkupplung
An: Antrieb
Ab: Abtrieb

Claims

Mehrstufengetriebe mit einer Eingangswellenachse (I) und einer Ausgangswellenachse (II), die achsversetzt zueinander angeordnet sind, wobei zumindest eine erste Welle (1) als Antrieb (An) koaxial zur Eingangswellenachse (I) angeordnet ist, wobei zumindest eine zweite Welle (2) als Abtrieb (Ab) koaxial zur Ausgangswellenachse (II) angeordnet ist, wobei sechs weitere Wellen (3, 4, 5, 6, 7, 8) vorgesehen sind, wobei eine erste Stirnradstufe (ST1) und eine zweite Stirnradstufe (ST2) sowie ein erster Planetenradsatz (RS1) und ein zweiter Planetenradsatz (RS2) vorgesehen sind, wobei sechs Schaltelemente (A, A1, B, C, D, D1, E, F) vorgesehen sind, sodass zumindest acht Vorwärtsgänge (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7 G8) und zumindest zwei Rückwärtsgänge (R1, R2) schaltbar sind, wobei die erste Welle (1) mit einem dritten Element des zweiten Planentenradsatzes (RS2) verbunden ist, wobei die erste Welle (1) mit einem zweiten Element des ersten Planentenradsatzes (RS1) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (2) mit einem dritten Element des ersten Planentenradsatzes (RS1) verbunden ist, und wobei die zweite Welle (2) mit einem zweiten Element des zweiten Planentenradsatzes (RS2) und mit einem ersten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) sowie mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (1) über die zweite Stirnradstufe (ST2) und über ein viertes Schaltelement (D) oder über eine erste Alternative des vierten Schaltelementes (D1) sowie über eine vierte Welle (4) und über eine sechste Welle (6) mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbindbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (2) über ein drittes Schaltelement (C) und über eine achte Welle (8) mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (2) über das dritte Schaltelement (C) und über die achte Welle (8) sowie über ein sechstes Schaltelement (F) und über eine siebente Welle (7) mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbindbar ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (2) über das dritte Schaltelement (C) und über die achte Welle (8) sowie über das sechste Schaltelement (F) und über ein fünftes Schaltelement (E) sowie über eine fünfte Welle (5) mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbindbar ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes als Bremse ausgeführtes Schaltelement (A) der Eingangswellenachse (I) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die vierte Welle (4) mit dem Gehäuse (0) verbindet.
Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Alternative des ersten Schaltelement (A1) als Bremse ausgeführt und der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die sechste Welle (6) mit dem Gehäuse (0) verbindet.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites als Bremse ausgeführtes Schaltelement (B) der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die siebente Welle (7) mit dem Gehäuse (0) verbindet.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Kupplung ausgeführtes drittes Schaltelement (C) der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die zweite Welle (2) mit der achten Welle (8) verbindet.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement (D) der Eingangswellenachse (I) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die erste Welle (1) mit der vierten Welle (4) verbindet.
Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Alternative des vierten Schaltelement (D1) als Kupplung der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die vierte Welle (4) mit der sechsten Welle (6) verbindet.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Kupplung ausgeführtes fünftes Schaltelement (E) der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die fünfte Welle (5) mit der siebenten Welle (7) verbindet.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Kupplung ausgeführtes sechstes Schaltelement (F) der Ausgangswellenachse (II) zugeordnet ist und im geschlossenen Zustand die fünfte Welle (5) mit der achten Welle (8) verbindet.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine elektrische Maschine (EM) vorgesehen ist, deren Antriebswelle (9) achsparallel zu der Eingangswellenachse (I) und der Ausgangswellenachse (II) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (9) der elektrischen Maschine (EM) direkt oder über eine weitere Übersetzung mit der ersten Stirnradstufe (ST1) oder der zweiten Stirnradstufe (ST2) verbunden ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine elektrische Maschine (EM) vorgesehen ist, deren Antriebswelle oder Rotor (9) koaxial zu der Eingangswellenachse (I) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle der Rotor (9) der elektrischen Maschine (EM) direkt oder über eine weitere Übersetzung mit der ersten Welle (1) verbunden oder verbindbar ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (1) über eine Trennkupplung (K0) mit dem Fahrzeugmotor verbindbar ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) oder eine erste Alternative des ersten Schaltelements (A1) und/oder das dritte Schaltelement (C) und/oder die Trennkupplung (K0) als formschlüssiges Schaltelement ausführbar ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten des ersten Vorwärtsganges (G1) das erste Schaltelement (A) oder die erste Alternative des ersten Schaltelements (A1) und das dritte Schaltelement (C) sowie das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten des zweiten Vorwärtsganges (G2) das zweite Schaltelement (B) und das dritte Schaltelement (C) sowie das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten des dritten Vorwärtsganges (G3) das dritte Schaltelement (C) und das fünfte Schaltelement (E) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des vierten Vorwärtsganges (G4) das dritte Schaltelement (C) und das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) sowie das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten des fünften Vorwärtsganges (G5) das dritte Schaltelement (C) und das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelements (D1) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des sechsten Vorwärtsganges (G6) das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelementes (D1) und das fünfte Schaltelement (E) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des siebenten Vorwärtsganges (G7) das zweite Schaltelement (B) und das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelementes (D1) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten des achten Vorwärtsganges (G8) das zweite Schaltelement (B) und das vierte Schaltelement (D) oder die erste Alternative des vierten Schaltelementes (D1) sowie das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten eines ersten Rückwärtsganges (R1) das erste Schaltelement (A) oder die erste Alternative des ersten Schaltelements (A1) und das zweite Schaltelement (B) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind und dass zum Schalten eines zweiten Rückwärtsganges (R2) das erste Schaltelement (A) oder die erste Alternative des ersten Schaltelements (A1) und das fünfte Schaltelement (E) sowie das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element des ersten und/oder des zweiten Planetenradsatzes (RS1, RS2) ein Sonnenrad (SR1, SR2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist, dass das zweite Element des ersten und/oder des zweiten Planetenradsatzes (RS1, RS2) ein Planetenradträger (PT1, PT2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist, und dass das dritte Element des ersten und/oder des zweiten Planentenradsatzes (RS1, RS2) ein Hohlrad (HR1, HR2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element des ersten und/oder zweiten Planentenradsatzes (RS1, RS2) ein Sonnenrad (SR1, SR2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist, dass das zweite Element des ersten und/oder zweiten Planetenradsatzes (RS1, RS2) ein Hohlrad (HR1, HR2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist und dass das dritte Element des ersten und/oder zweiten Planetenradsatzes (RS1, RS2) ein Planetenradträger (PT1, PT2) ist, wenn der erste und/oder der zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist.