Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein lastschaltbares

Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrzeug, das beispielsweise als ei Automatgetriebe verwendet werden kann.

Lastschaltbare Mehrstufengetriebe finden eine Anwendung als Fahrgetriebe i Antriebssträngen von Fahrzeugen. Solche Mehrstufengetriebe weisen mehrere Getriebestufen und mehrere Schaltelemente auf. Sie finden sich in Ausführungen fü Personenkraftwagen mit bis zu acht Vorwärtsgängen für Frontquereinbau oder für Längseinbau. Zur Erzeugung der Getriebeübersetzungen gibt es lastschaltbare Mehrstufengetriebe mit Stirnradstufen und mit Planetenradstufen. Bei Mehrstufengetrieben mit Planetenradstufen handelt es sich meist um Automatgetriebe, welche mittels Reibungselementen beziehungsweise Schaltelementen, wie etwa

Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden. Üblicherweise sind derartige

Mehrstufengetriebe mit einem Anfahrelement, wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden. Ein solches Anfahrelement unterliegt einer Schlupfwirkung und ist wahlweise mit einer

Überbrückungskupplung versehen. Die bekannten Getriebekonzepte weisen spezifische Vorteile und spezifische Nachteile auf, sodass diese nur für bestimmte Anwendungsfälle interessant sind.

Die Patentschrift US 7,819, 772 B2 offenbart ein lastschaltbares

Mehrstufengetriebe zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle. Das Mehrstufengetriebe weist mehrere Getriebestufen und mehrere Schaltelemente auf.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrzeug gemäß dem Hauptanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den

Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Fahrzeug, weist eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, sechs Schaltelemente, zumindest zwei Stirnradstufen und drei Planetenradsätze mit jeweils einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger mit mehreren Planetenrädern auf, wobei der Planetenträger in einem Steg zusammengeführt ist. Die beiden Wellenstränge sind über die zumindest zwei Stirnradstufen miteinander verbindbar. Durch ein selektives Eingreifen der sechs Schaltelemente sind

verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der

Abtriebswelle bewirkbar. Dadurch sind eine Mehrzahl an Vorwärtsgängen, insbesondere zumindest neun Vorwärtsgänge, und zumindest ein Rückwärtsgang realisierbar.

Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein sonstiges Nutzfahrzeug handeln. Das Fahrzeug kann mit einem Verbrennungsmotor und gleichzeitig oder alternativ mit einem Elektro-Antrieb ausgestattet sein, also auch als ein Hybrid- Fahrzeug ausgeführt sein. Die Aufteilung der gekoppelten Planetenradstufen auf nur zwei Wellenstränge führt zu einer kurzen Baulänge, aber auch zu einer kompakten Gesamtanordnung.

Unter einem Schaltelement kann je nach Ausführungsform eine Kupplung oder eine Bremse verstanden werden. Ein Schaltelement kann sowohl als ein reibschlüssiges als auch als ein formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein. Ein eingesetztes Schaltelement kann als eine lastschaltende Kupplung oder eine lastschaltende Bremse ausgebildet sein. Insbesondere kann ein Schaltelement als eine kraftschlüssige Kupplung oder als eine kraftschlüssige Bremse, wie z.B. eine Lamellenkupplung, eine Bandbremse oder eine Konuskupplung, ausgeführt sein. Des weiteren kann ein Schaltelement als eine formschlüssige Bremse oder eine formschlüssige Kupplung, wie z.B. eine Synchronisierung oder eine Klauenkupplung, ausgeführt sein. Für die sechs Schaltelemente des Mehrstufengetriebes können Schaltelemente unterschiedlicher Art eingesetzt werden.

Für die Stirnradstufen und für die Planetenradsätze kann auf bekannte

Anordnungen zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann das Mehrstufengetriebe genau zwei Stirnradstufen, also nicht mehr als zwei Stirnradstufen oder genau drei Stirnradstufen, also nicht mehr als drei Stirnradstufen aufweisen. Bezüglich der Planetenradsätze kann das Mehrstufengetriebe beispielsweise genau drei

Planetenradsätze, also nicht mehr als drei Planetenradsätze aufweisen.

Für frontgetriebene Fahrzeuge ist eine Anordnung des Getriebes im Vorderteil des Fahrzeugs und eine Ausrichtung der Getriebehauptausrichtung quer zur

Fahrzeug-Hauptachse und damit insbesondere eine parallele Anordnung der beiden Wellenstränge von Vorteil. Somit können die Antriebswelle und die Abtriebswelle parallel zueinander angeordnet sein. Das Mehrstufengetriebe weist vorteilhaft eine kurze axiale Bauweise auf, die ideal für die Frontquer-Bauweise ist. Ferner zeichnet sich das Mehrstufengetriebe durch einen geringen Bauaufwand, niedrige Kosten und niedriges Gewicht sowie eine gute Übersetzungsreihe, niedrige Absolutdrehzahlen, niedrige Relativdrehzahlen, niedrige Planetensatzmomente und niedrige

Schaltelementmomente, gute Verzahnungswirkungsgrade und eine kompakte

Bauweise aus.

Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Mehrstufengetriebe um ein 9-Gang-Planetenlastschaltgetriebe. Durch eine entsprechende Anordnung der Radsätze und der Schaltelemente kann das Mehrstufengetriebe auch als

Frontquer-System nutzbar sein. Das Mehrstufengetriebe kann zumindest neun Vorwärtsgänge umfassen. Dabei kann das Mehrstufengetriebe mit drei

Planetenradsätzen realisiert werden.

Somit kann das lastschaltbare Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise über zumindest neun Vorwärtsgänge sowie einen Rückwärtsgang verfügen und eine für Kraftfahrzeuge sehr gut geeignete Übersetzung mit einer hohen Gesamtspreizung sowie günstigen Stufensprüngen aufweisen. Das Getriebe kann eine hohe

Anfahrübersetzung in Vorwärtsrichtung ermöglichen und einen direkten Gang enthalten. Dabei erfordert das Mehrstufengetriebe nur einen geringen Bauaufwand und zeichnet sich insbesondere durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen aus und vermeidet bei sequenzieller Schaltweise Doppelschaltungen. Dadurch kann bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein zuvor geschlossenes

Schaltelement geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen werden. Bezüglich des Mehrstufengetriebes lassen sich zwei grundsätzliche

Anordnungen realisieren, die im Folgenden als erstes und drittes Hauptsystem bezeichnet werden. Weiterhin kann von dem ersten Hauptsystem ein zweites Hauptsystem durch eine geänderte Anordnung von zwei Planetenradsätzen auf dem ersten Wellenstrang abgeleitet werden. Im ersten und zweiten Hauptsystem sind die drei Planetenradsätze auf dem ersten Wellenstrang angeordnet. Im dritten

Hauptsystem sind zwei der drei Planetenradsätze auf dem ersten Wellenstrang und einer der drei Planetenradsätze auf dem zweiten Wellenstrang angeordnet, wobei im Vergleich zum ersten Hauptsystem eine zusätzliche Stirnradstufe benötigt wird.

Für die drei Hauptsysteme können zusätzlich noch verschiedene

Anordnungsvarianten umgesetzt werden. Dazu können Schaltelemente in einem Leistungspfad des Getriebes gleich wirkend an unterschiedlichen Stellen des

Leistungspfades angeordnet werden. Insbesondere ergeben sich für die nachfolgend als erstes, drittes und viertes Schaltelement bezeichneten Schaltelemente

verschiedenen Kopplungsmöglichkeiten an die verschiedenen Wellen des

Mehrstufengetriebes. Somit lässt sich eine ganze Getriebefamilie realisieren.

Im Folgenden werden Ausführungsformen des ersten Hauptsystems beschrieben.

Dabei können die drei Planetenradsätze und die Antriebswelle auf einem ersten Wellenstrang der zwei parallelen Wellenstränge angeordnet sein. Die

Abtriebswelle kann auf einem zweiten Wellenstrang der zwei parallelen

Wellenstränge angeordnet sein. Die zwei parallelen Wellenstränge können über die zwei Stirnradstufen miteinander verbindbar sein. Ein Sonnenrad eines zweiten Planetenradsatzes der drei Planetenradsätze und die Antriebswelle können verdrehfest miteinander verbunden sein und ein erstes Verbindungselement bilden. Ein Sonnenrad eines ersten Planetenradsatzes der drei Planetenradsätze, ein erstes Stirnrad einer ersten Stirnradstufe der zumindest zwei Stirnradstufen und ein Hohlrad des dritten Planetenradsatzes der drei Planetenradsätze können über ein zweites, drittes und viertes Verbindungselement miteinander verbunden sein, wobei das zweite, das dritte und das vierte Verbindungselement einen gemeinsamen Verbindungspunkt aufweisen können und das zweite Verbindungselement kann ferner mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden sein, das dritte Verbindungselement kann ferner mit dem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe verbunden sein und das vierte Verbindungselement kann ferner mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden sein. Ein erstes Stirnrad einer zweiten

Stirnradstufe der zumindest zwei Stirnradstufen und ein Hohlrad des ersten

Planetenradsatzes können miteinander verbunden sein und ein fünftes

Verbindungselement bilden. Ein zweites Stirnrad der zweiten Stirnradstufe und die Abtriebswelle können miteinander verbunden sein und ein sechstes Verbindungselement bilden. Ein Steg des ersten Planetenradsatzes und die Antriebswelle können miteinander verbunden sein und ein siebtes Verbindungselement bilden. Ein zweites Stirnrad der ersten Stirnradstufe und die Abtriebswelle können miteinander verbunden sein und ein achtes Verbindungselement bilden. Ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und ein Steg des dritten Planetenradsatzes können miteinander verbunden sein und ein neuntes Verbindungselement bilden. Ein zweites

Schaltelement der sechs Schaltelemente kann im Kraftfluss zwischen dem vierten Verbindungselement und einem Steg des zweiten Planetenradsatzes angeordnet sein. Ein fünftes Schaltelement der sechs Schaltelemente kann im Kraftfluss zwischen dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und einem Getriebegehäuse angeordnet sein. Ein sechstes Schaltelement der sechs Schaltelemente kann im Kraftfluss zwischen dem Steg des zweiten Planetenradsatzes und dem Getriebegehäuse angeordnet sein.

Im Kraftfluss kann so verstanden werden, dass über das jeweilige

Schaltelement eine Kraft übertragen werden kann, wenn das jeweilige Schaltelement geschlossen ist. Ist das Schaltelement dagegen geöffnet, so kann über das jeweilige Schaltelement keine Kraft übertragen werden, der Kraftfluss kann also unterbrochen sein.

Unter einem Verbindungselement kann eine Welle verstanden werden. Je nach Ausführungsform kann unter einem Verbindungselement entweder ein starres Element verstanden werden oder aber ein aus mindestens zwei über eine Kupplung gekoppelten Teilelementen zusammengesetztes Element verstanden werden. Somit können zwei mittels eines Verbindungselements verbundene Elemente verdrehfest miteinander verbunden sein und beispielsweise eine starre Welle bilden. Alternativ kann ein Verbindungselement eine Kupplung aufweisen. Auf jeder Welle des

Mehrstufengetriebes kann prinzipiell ein Freilauf zum Gehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.

Für das dargestellte erste Hauptsystem können einzelne der Schaltelemente an unterschiedlichen Stellen der Leistungspfade angeordnet werden ohne eine Veränderung in den Getriebeübersetzungen oder einer Schaltmatrix zu bewirken. So können in unterschiedlichen Anordnungsvarianten an unterschiedlichen Stellen Leistungspfade im Getriebe über Kupplungen, hier das erste und das vierte

Schaltelement, verbunden oder getrennt werden, wobei dies gleich wirkend an verschiedenen Stellen eines Leistungspfades geschehen kann. So ergeben sich die folgend beschriebenen Alternativen Ausführungsformen für das erste Hauptsystem.

In einer Ausführungsform des ersten Hauptsystems kann das siebte

Verbindungselement ein erstes Schaltelement der sechs Schaltelemente aufweisen. Dabei kann das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der Antriebswelle und dem Steg des ersten Planetenradsatzes angeordnet sein.

In einer weiteren Ausführungsform des ersten Hauptsystems kann das zweite Verbindungselement das erste Schaltelement aufweisen. Dabei kann das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und dem dritten und/oder vierten Verbindungselement angeordnet sein. In dieser Ausführungsform kann das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen dem

Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und dem ersten Stirnrad der ersten

Stirnradstufe und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes angeordnet sein.

In einer weiteren Ausführungsform des ersten Hauptsystems kann das fünfte Verbindungselement das erste Schaltelement aufweisen. Dabei kann das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und einem ersten Stirnrad der zweiten Stirnradstufe angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform des ersten Hauptsystems kann das sechste Verbindungselement das erste Schaltelement aufweisen. Dabei kann das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen einem zweiten Stirnrad der ersten Stirnradstufe und der Abtriebswelle angeordnet sein.

In einer Ausführungsform als erstes Hauptsystem kann das dritte

Schaltelement der sechs Schaltelemente im Kraftfluss zwischen der Antriebswelle und dem Steg des zweiten Planetenradsatzes angeordnet sein. In einer

Ausführungsform als zweites Hauptsystem kann das dritte Schaltelement der sechs Schaltelemente im Kraftfluss zwischen dem Steg des zweiten Planetenradsatzes und dem neunten Verbindungselement angeordnet sein, Beide Anordnungsvarianten des dritten Schaltelements können mit den beschriebenen Anordnungsvarianten des ersten Schaltelements sowie mit den später beschriebenen Anordnungsvarianten des vierten Schaltelements kombiniert werden.

Im Folgenden werden Ausführungsformen des dritten Hauptsystems beschrieben.

Im Unterschied zum dargestellten ersten und/oder zweiten Hauptsystem kann bei dem dritten Hauptsystem einer der Planetenradsätze auf dem zweiten

Wellenstrang angeordnet werden. Dabei kann der auf dem zweiten Wellenstrang angeordnete Planetenradsatz auf zumindest zwei Arten mit den Stirnradstufen bei gleichbleibender Höhe der Standübersetzungen und Höhe der Getriebeübersetzungen des Hauptsystems gekoppelt werden.

Gemäß dem dritten Hauptsystem können zwei Planetenradsätze und die Antriebswelle auf einem ersten Wellenstrang der zwei parallelen Wellenstränge angeordnet sein. Ein erster Planetenradsatz der drei Planetenradsätze und die Abtriebswelle können auf einem zweiten Wellenstrang der zwei parallelen

Wellenstränge angeordnet sein. Die zwei parallelen Wellenstränge können über drei Stirnradstufen miteinander verbindbar sein. Ein Sonnenrad eines zweiten

Planetenradsatzes der drei Planetenradsätze und die Antriebswelle können verdrehfest miteinander verbunden sein und ein erstes Verbindungselement bilden. Ein Hohlrad des dritten Planetenradsatzes, ein erstes Stirnrad einer dritten

Stirnradstufe und ein erstes Stirnrad einer ersten Stirnradstufe der zumindest zwei Stirnradstufen können über ein drittes, viertes und zehntes Verbindungselement verbunden sein, wobei das dritte, vierte und zehnte Verbindungselement einen gemeinsamen Verbindungspunkt aufweisen können. Das dritte Verbindungselement kann ferner mit dem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe verbunden sein. Das vierte Verbindungselement kann ferner mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden sein. Das zehnte Verbindungselement kann ferner mit dem ersten Stirnrad der dritten Stirnradstufe verbunden sein.. Ein zweites Stirnrad der ersten Stirnradstufe und die Abtriebswelle können verbunden sein und ein achtes Verbindungselement bilden. Ein Hohlrad eines zweiten Planetenradsatzes der drei Planetenradsätze und der Steg des dritten Planetenradsatzes können verdrehfest miteinander verbunden sein und ein neuntes Verbindungselement bilden. Die Abtriebswelle und das Hohlrad eines ersten Planetenradsatzes können verbunden sein und ein elftes Verbindungselement bilden. Ein Steg des ersten Planetenradsatzes und ein zweites Stirnrad der vierten Stirnradstufe können verbunden sein und ein zwölftes Verbindungselement bilden, Ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und ein zweites Stirnrad der dritten Stirnradstufe können verbunden sein und ein dreizehntes Verbindungselement bilden, Ein erstes Stirnrad einer vierten Stirnradstufe der zumindest zwei Stirnradstufen und die Antriebswelle können miteinander verbunden sein und ein vierzehntes Verbindungselement bilden. Mittels eines zweiten Schaltelements der sechs Schaltelemente können das vierte

Verbindungselement und der Steg des zweiten Planetenradsatzes verbindbar sein. Mittels eines dritten Schaltelements der sechs Schaltelemente kann der Steg des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und der Antriebswelle verbindbar sein. Ein fünftes Schaltelement der sechs Schaltelemente kann im Kraftfluss zwischen dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Getriebegehäuse angeordnet sein. Ein sechstes Schaltelement der sechs Schaltelemente kann im Kraftfluss zwischen dem Steg des dritten Planetenradsatzes und dem Getriebegehäuse angeordnet sein. Entsprechend der Darstellung für das erste Hauptsystem ergeben sich auch für das dritte Hauptsystem gleich wirkende, alternative Ausführungsvarianten durch Verschiebung von Schaltelementen auf einem Leistungspfad. So kann das erste Schaltelement gleich wirkend an zumindest fünf Stellen und das vierte Schaltelement gleich wirkend an zumindest zwei Stellen positioniert werden.

Somit kann gemäß einer Ausführungsform des dritten Hauptsystems das vierzehnte Verbindungselement ein erstes Schaltelement der sechs Schaltelemente aufweisen. Dabei kann das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der

Antriebswelle und dem ersten Stirnrad der vierten Stirnradstufe angeordnet sein.

Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des zweiten

Hauptsystems das zwölfte Verbindungselement ein erstes Schaltelement der sechs Schaltelemente aufweisen.

Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des zweiten

Hauptsystems das elfte Verbindungselement ein erstes Schaltelement der sechs Schaltelemente aufweisen.

Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des zweiten

Hauptsystems das zehnte Verbindungselement ein erstes Schaltelement der sechs Schaltelemente aufweisen.

Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des zweiten

Hauptsystems das dreizehnte Verbindungselement ein erstes Schaltelement aufweisen.

Ferner kann gemäß weiterer Ausführungsformen der drei Hauptsysteme das achte Verbindungselement ein viertes Schaltelement der sechs Schaltelemente aufweisen. Dabei kann das vierte Schaltelement im Kraftfluss zwischen dem zweiten Stirnrad der ersten Stirnradstufe und der Abtriebswelle angeordnet sein. Ferner kann gemäß weiterer Ausführungsformen der drei Hauptsysteme das dritte Verbindungselement ein viertes Schaltelement der sechs Schaltelemente aufweisen. Dabei kann das vierte Schaltelement im Kraftfluss zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt von drittem, vierten und zehntem Verbindungselement und dem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe angeordnet sein.

Die Hybridisierung von Fahrzeugen gewinnt immer mehr an Bedeutung.

Gemäß einer Ausführungsform kann auf der Antriebswelle eine Leistungsquelle angeordnet sein. Bei der Leistungsquelle kann es sich um einen Motor, beispielsweise um einen Elektromotor handeln. Die Leistungsquelle kann

achsparallel zur Antriebswelle angeordnet werden. In einem weiteren

Ausführungsbeispiel kann die Leistungsquelle direkt auf der Antriebswelle

angeordnet werden.

Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Mehrstufengetriebes besteht darin, dass an jeder Welle zusätzlich eine elektrische Maschine als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine anbringbar ist. Wie bereits beschrieben, kann prinzipiell auf jeder Welle, hier auch als Verbindungselement bezeichnet, eine elektrische Maschine oder sonstige Kraft-/Leistungsquelle angeordnet werden.

Allerdings erscheint insbesondere für die elektrische Maschine eine Verknüpfung mit der Antriebswelle sinnvoll. Sie kann entweder direkt auf oder achsparallel über ein Radpaar mit der Antriebswelle verbunden sein. Diese Varianten sind für alle dargestellten Konzepte möglich.

Gemäß den Ausführungsformen sind alle drei Planetenradsätze beispielhaft als sogenannte Minus-Planetenradsätze ausgeführt, deren jeweiliges Hohlrad bei festgehaltenem Steg in zum Sonnenrad entgegengesetzter Richtung rotiert.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zumindest ein Planetenradsatz als sogenannter Plus-Planetenradsatz ausgeführt werden, wenn die beschriebene Steg- und Hohlradanbindung des betreffenden Planetenradsatzes getauscht wird und die Standübersetzung angepasst wird. Ein Plus-Planetenradsatz bezeichnet ein Planetengetriebe, dessen Hohlrad mit gleicher Drehrichtung rotiert wie das Sonnenrad, wenn der Steg festgehalten wird. Ein Minus-Planetenradsatz weist an einem Planetenträger verdrehbar gelagerte Planetenräder auf, die mit Sonnenrad und Hohlrad dieses Planetenradsatzes kämmen, sodass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung entgegengesetzter Richtung dreht. Ein Plus-Planetenradsatz weist an einem Planetenträger verdrehbar gelagerte und miteinander in Zahneingriff stehende innere und äußere Planetenräder auf, wobei das Sonnenrad dieses Planetenradsatzes mit den genannten inneren Planetenrädern und das Hohlrad dieses Planetenradsatzes mit den genannten äußeren Planetenrädern kämmen, sodass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenträger und drehendem

Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung gleicher Richtung dreht.

Generell gilt für die unterschiedlichen Ausführungsformen, dass überall dort, wo es die Bindbarkeit zulässt, einzelne oder mehrere Minus-Planetenradsätze in Plus-Planetenradsätze umgewandelt werden können, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht, und der Betrag der Standübersetzung um eins erhöht wird.

Gemäß einer Ausführungsform kann sich der erste Vorwärtsgang des

Mehrstufengetriebes durch Schließen des zweiten, vierten und fünften

Schaltelements ergeben. Der zweite Vorwärtsgang kann sich durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelements ergeben. Der dritte Vorwärtsgang kann sich durch Schließen des zweiten, vierten und fünften Schaltelements ergeben. Der vierte Vorwärtsgang kann sich durch Schließen des ersten, dritten und vierten Schaltelements ergeben. Der fünfte Vorwärtsgang kann sich durch Schließen des ersten, dritten und fünften Schaltelements ergeben. Der sechste Vorwärtsgang kann sich durch Schließen des ersten, zweiten und dritten Schaltelements ergeben. Der siebte Vorwärtsgang kann sich durch Schließen des ersten, zweiten und fünften Schaltelements ergeben. Der achte Vorwärtsgang kann sich durch Schließen des ersten, zweiten und sechsten Schaltelements ergeben. Der neunte Vorwärtsgang kann sich durch Schließen des ersten, fünften und sechsten Schaltelements ergeben. Der Rückwärtsgang kann sich durch Schließen des vierten, fünften und sechsten Schaltelements ergeben.

Das beschriebene Getriebe kann aus dem antriebsseitigen ersten

Wellenstrang und dem abtriebsseitigen zweiten Wellenstrang bestehen. Diese beiden Wellenstränge können durch zumindest zwei Leistungspfade verbunden sein, zu denen die zumindest zwei Stirnradstufen gehören können. Wenn Leistungspfade durch Kupplungen getrennt werden, so kann das gleichwertig an einer beliebigen Stelle innerhalb des Leistungspfades geschehen. Wenn solche Leistungspfade durch Bremsen mit dem Getriebegehäuse verbindbar sind, so kann diese Bremse gleichwertig auch an anderen Stellen des Leistungspfades angreifen. Identische Standübersetzungen können durch unterschiedliche Planetengetriebestrukturen erzeugt werden, die dann im Sinne dieser Erfindung als gleichwertig gelten sollen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem

lastschaltbaren Mehrstufengetriebe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Getriebeschemata eines 9-Gang-Mehrstufengetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig.3 ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 und 5 Ausführungsvarianten eines ersten Hauptsystems eines

Mehrstufengetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 Darstellung eines zweiten Hauptsystems gemäß einem

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 und 8 Verblockungsvarianten eines zweiten Hauptsystems eines Mehrstufengetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig.9 Darstellung eines dritten Hauptsystems gemäß einem

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 10 Ausführungsvarianten des dritten Hauptsystems eines

Mehrstufengetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig 1 1 schematische Darstellung eines weiteren Hauptsystems als

Kombination des zweiten und des dritten Hauptsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 Verblockungsvarianten des in Fig. 1 1 gezeigten

Ausführungsbeispiels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 eine schematische Darstellung des ersten Hauptsystems mit einer Leistungsquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 14 eine schematische Darstellung eines Mehrstufengetriebes mit einer Leistungsquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Im Nachfolgenden wird anhand von Fig. 1 ein Überblick über den Einsatz eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes gegeben. Anschließend wird in Fig. 2 ein erstes Hauptsystem eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes als ein

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgestellt und später anhand der Figuren 4 und 5 in unterschiedlichen Verblockungsvarianten beschrieben. Ein zweites Hauptsystem eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes und

unterschiedliche Ausführungsvarianten hiervon werden in den Figuren 6 bis 8 dargestellt. Die Figuren 9 bis 12 zeigen ein drittes Hauptsystem eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes und unterschiedliche Ausführungsvarianten hiervon. Die

Figuren 13 und 14 zeigen eine Hybridisierung eines lastschaltbaren

Mehrstufengetriebes am Beispiel des ersten Hauptsystems. Fig. 3 zeigt eine

Schaltmatrix für ein erfindungsgemäßes lastschaltbares Mehrstufengetriebe.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Motor 1 10 und einem lastschaltbaren Mehrstufengetriebe 120 in Planetenbauweise gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das lastschaltbare Mehrstufengetriebe 120, auch Planetenlastschaltgetriebe oder Lastschalteinheit genannt, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Frontquer-Bauweise in dem Fahrzeug 100 eingebaut. Der Motor 1 10, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ist mittels einer Antriebswelle AN mit dem lastschaltbaren Mehrstufengetriebe 120 verbunden. Eine Abtriebswelle AB des lastschaltbaren Mehrstufengetriebes 120 verbindet das lastschaltbare Mehrstufengetriebe 120 mit der Vorderachse des

Fahrzeugs 100, um das Fahrzeug 100 anzutreiben.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das lastschaltbare

Mehrstufengetriebe drei Planetenradsätze, zwei beziehungsweise drei Stirnradstufen und sechs Schaltelemente, davon vier Kupplungen und zwei Bremsen, wobei zwei Schaltelemente gleichzeitig zu schalten sind. Das lastschaltbare Mehrstufengetriebe 120 weist keine festen Gehäusekopplungen auf und kann neun

Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang schalten. Als Anfahrelement kann ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine hydrodynamische Kupplung, eine zusätzliche Anfahrkupplung, eine integrierte Anfahrkupplung oder -bremse, eine zusätzliche elektrische Maschine oder eine Powershuttle-Einheit beziehungsweise PowerReversier-Einheit dienen.

Fig. 2 zeigt ein Getriebeschemata eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine als erstes Hauptsystem bezeichnete Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 120 gemäß der beschriebenen Erfindung. Bei dem lastschaltbaren Mehrstufengetriebe 120 kann es sich um das anhand von Fig. 1 gezeigte Mehrstufengetriebe 120 handeln. Das Mehrstufengetriebe 120, auch

Planetenlastschaltgetriebes genannt, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein 9-Gang-Mehrstufengetriebe realisiert.

Das Mehrstufengetriebe 120 umfasst zwei parallele Wellenstränge WS1 , WS2, sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2, zwei Stirnradstufen STS1 , STS2 und drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3, die alle in einem Gehäuse GG des

Mehrstufengetriebes 120 angeordnet sind. Alle drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 sind in diesem Ausführungsbeispiel als einfache Minus-Planetenradsätze ausgebildet, deren jeweiliges Hohlrad H01 , H02, H03 bei festgehaltenem Steg ST1 , ST2, ST3 in zum Sonnenrad S01 , S02, S03 entgegengesetzter Richtung rotiert. Ein Minus-Planetenradsatz weist bekanntlich an einem Planetenträger verdrehbar gelagerte Planetenräder auf, die mit Sonnenrad und Hohlrad dieses Planetenradsatzes kämmen. Die drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 sind in axialer

Richtung in der Reihenfolge„PS1 , PS2, PS3" koaxial hintereinander auf dem ersten Wellenstrang WS1 der zwei parallelen Wellenstränge WS1 , WS2 angeordnet.

Ein erstes Stirnrad ST1 a einer ersten Stirnradstufe STS1 der zwei

Stirnradstufen STS1 , STS2 und ein erstes Stirnrad ST2a einer zweiten Stirnradstufe STS2 der zwei Stirnradstufen STS1 , STS2 sind koaxial hintereinander auf dem ersten Wellenstrang WS1 zwischen dem ersten Planetenradsatz PS1 und dem zweiten Planetenradsatz PS2 angeordnet. Zusammen mit den drei Planetenradsätzen PS1 , PS2, PS3 sind die beiden Stirnräder ST1 a, ST2a in der Reihenfolge„PS1 /ST2a, ST1 a, PS2, PS3" koaxial hintereinander auf dem ersten

Wellenstrang WS1 angeordnet.

Die Antriebswelle AN ist auf dem ersten Wellenstrang WS1 angeordnet, die Abtriebswelle AB ist auf einem zweiten Wellenstrang WS2 der zwei parallelen

Wellenstränge WS1 , WS2 angeordnet. Weiterhin sind die beiden Wellenstränge WS1 , WS2 über die zwei Stirnradstufen STS1 , STS2 miteinander verbunden.

Die Schaltelemente K1 , K2, K3, K4 sind als Kupplungen ausgebildet, die zwei Schaltelemente B1 , B2 sind als Bremsen ausgebildet und werden im Folgenden teilweise auch als solche bezeichnet. Durch ein selektives Eingreifen der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 sind verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle AN und der Abtriebswelle AB bewirkbar. Auf diese Weise sind zumindest neun Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang realisierbar.

Im Folgenden wird eine Kopplung der einzelnen Elemente der drei

Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 untereinander, zu den beiden Stirnradstufen STS1 , STS2 und zur Antriebswelle AN und zur Abtriebswelle AB beschrieben. Das Mehrstufengetriebe 120 weist zumindest neun Verbindungselemente auf, die mit 1 bis 9 bezeichnet sind. Die Verbindungselemente 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 können als Wellen ausgebildet sein, wobei innerhalb der Verbindungselemente 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 jeweils auch ein oder mehrere Schaltelemente angeordnet sein können, wie es nachfolgend noch detaillierter ausgeführt wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind ein Sonnenrad S02 eines zweiten

Planetenradsatzes PS2 der drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 und die

Antriebswelle AN verdrehfest miteinander verbunden und bilden ein erstes

Verbindungselement 1 . Ein Sonnenrad S01 eines ersten Planetenradsatzes PS1 der drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3, ein Stirnrad STS1 a einer ersten Stirnradstufe STS1 und ein Hohlrad H03 des dritten Planetenradsatzes PS3 der drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 sind über ein zweites, drittes und viertes

Verbindungselement 2, 3, 4 miteinander verbunden. Das zweite, dritte und vierte Verbindungselement 2, 3, 4 weisen einen gemeinsamen Verbindungspunkt auf. Das zweite Verbindungselement verbindet den gemeinsamen Verbindungspunkt des zweiten, dritten und vierten Verbindungselements 2, 3, 4 mit dem Sonnenrad S01 des ersten Planetenradsatzes PS1 . Das dritte Verbindungselement 3 verbindet den gemeinsamen Verbindungspunkt des zweiten, dritten und vierten Verbindungselements 2, 3, 4 mit dem ersten Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS1 . Das vierte Verbindungselement 4 verbindet den gemeinsamen Verbindungspunkt des zweiten, dritten und vierten Verbindungselements 2, 3, 4 mit dem Hohlrad H03 des dritten Planetenradsatzes PS3.

Das zweite Verbindungselement 2 und das vierte Verbindungselement 4 sind miteinander verbunden, sodass auch zwischen dem Hohlrad H02 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und dem Sonnenrad S01 des ersten Planetenradsatzes PS1 eine Verbindung besteht. Das erste Stirnrad ST1 a der zweiten Stirnradstufe STS2 ist mit einem Hohlrad H01 des ersten Planetenradsatzes PS1 verbunden und bildet ein fünftes Verbindungselement 5. Ein zweites Stirnrad ST2b der zweiten Stirnradstufe STS2 und die Abtriebswelle AB sind verbunden und bilden ein sechstes

Verbindungselement 6. Ein Steg ST1 des ersten Planetenradsatzes PS1 ist mit der Antriebswelle AN verbunden und bildet ein siebtes Verbindungselement 7. Ein zweites Stirnrad ST1 b der ersten Stirnradstufe STS1 und die Abtriebswelle AB sind verbunden und bilden ein achtes Verbindungselement 8. Ein Hohlrad H02 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und ein Steg ST3 des dritten Planetenradsatzes PS3 sind verdrehfest miteinander verbunden und bilden ein neuntes

Verbindungselement 9.

Das siebte Verbindungselement 7 weist ein erstes Schaltelement K1 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 auf, wobei das erste Schaltelement K1 im Kraftfluss zwischen der Antriebswelle AN und dem Steg ST1 des ersten

Planetenradsatzes PS1 angeordnet ist. Das erste Schaltelement K1 ist als Kupplung ausgebildet. Ein zweites Schaltelement K2 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist im Kraftfluss zwischen dem vierten Verbindungselement 4 und einem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 angeordnet. Ein drittes Schaltelement K3 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist im Kraftfluss zwischen dem Hohlrad H02 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und der

Antriebswelle AN angeordnet. Das achte Verbindungselement 8 weist ein viertes Schaltelement K4 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 auf, wobei das vierte Schaltelement K4 im Kraftfluss zwischen dem zweiten Stirnrad ST1 b der ersten Stirnradstufe STS1 und der Abtriebswelle AB angeordnet ist. Ein fünftes Schaltelement B1 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist im Kraftfluss zwischen dem Sonnenrad S03 des dritten Planetenradsatzes PS3 und einem

Getriebegehäuse GG angeordnet. Ein sechstes Schaltelement B2 der sechs

Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist im Kraftfluss zwischen dem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und dem Getriebegehäuse GG angeordnet.

Entsprechend der räumlichen Anordnung der drei Planetenradsätze und der zwei ersten Stirnräder der zwei Stirnradstufen, in axialer Richtung gesehen in der Folge„PS1 /ST2a, ST1 a, PS2, PS3", verläuft das erste Verbindungselement 1 des Mehrstufengetriebes 120 abschnittsweise zentrisch innerhalb des zweiten

Verbindungselements 2, des dritten Verbindungselements 3 und des vierten

Verbindungselements 4. Weiterhin umgreift das siebte Verbindungselement mit dem ersten Schaltelement K1 die Antriebswelle AN beziehungsweise das erste Verbindungselement 1 abschnittsweise in axialer Richtung. Das erste Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe ist radial über dem ersten Planetenradsatz PS1 angeordnet.

Das fünfte Schaltelement B1 und das sechste Schaltelement B2, also die beiden Bremsen B1 , B2 sind in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel räumlich gesehen axial unmittelbar nebeneinander in einem Bereich außerhalb der Folge„PS1 /ST2a, ST1 a, PS2, PS3" neben dem dritten Planetenradsatz PS3 angeordnet. Dabei ist das fünfte Schaltelement B1 zwischen dem dritten

Planetenradsatz PS3 und dem sechsten Schaltelement B2 angeordnet. Das fünfte und das sechste Schaltelement B1 , B2 sind mit dem Getriebegehäuse GG

verbunden. Die kinematische Anbindung des fünften und sechsten Schaltelements B1 , B2 an den zweiten beziehungsweise dritten Planetenradsatz PS2, PS3 bedingt in diesem Anordnungsbeispiel, dass das Schaltelement B1 näher am dritten Planetenradsatz PS3 als das Schaltelement B2 angeordnet ist.

Die in Fig. 2 dargestellte räumliche Anordnung der Schaltelemente B1 , B2 ist als beispielhaft zu verstehen. So kann das Schaltelement B1 beispielsweise auch zumindest teilweise radial über dem Schaltelement B2 angeordnet sein oder alternativ das sechste Schaltelement B2 in den Bereich der Rotationsachse des ersten Wellenstrangs WS1 angeordnet sein.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das dritte Schaltelement K3 axial unmittelbar zwischen dem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und dem Steg ST3 des dritten Planetenradsatzes PS3 angeordnet. Das vierte Verbindungselement, also die Verbindung des Hohlrads H03 des dritten Planetenradsatzes PS3 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des zweiten, dritten und vierten Verbindungselements 2, 3 ,4 umgreift das neunte Verbindungselement 9, das zweite Schaltelement K2, das dritte Schaltelement K3 und den zweiten Planetenradsatz PS2 in axialer Richtung vollständig. Die räumliche

Anordnung der beiden zweiten Stirnräder ST1 b, ST2b der beiden Stirnradstufen STS1 , STS2 ist in axialer Richtung gesehen auf dem zweiten Wellenstrahlung WS2 in der Form "ST2b, ST1 b". Das vierte Schaltelement K4 ist zwischen den beiden zweiten Stirnrädern ST1 b, ST2b der zweit Stirnradstufen STS1 , STS2 angeordnet.

Die ersten vier Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, das heißt die vier Kupplungen, sind in einem Ausführungsbeispiel als reibschlüssig schaltbare

Lammellenkupplungen ausgeführt, aber können selbstverständlich in einem weiteren Ausführungsbeispiel als formschlüssig schaltbare Klauenkupplung oder

Konuskupplung ausgeführt sein. Die als Bremsen ausgeführten Schaltelemente B1 , B2 sind in einem Ausführungsbeispiel als reibschlüssig schaltbare Lamellenbremsen ausgeführt, können gemäß anderen Ausführungsbeispielen jedoch auch als reibschlüssig schaltbare Bandbremse oder als formschlüssig schaltbare Klauen- oder Konusbremse ausgeführt sein.

Aus dem in Fig. 2 dargestellten Getriebe 120 lassen sich mehrere

wirkungsgleiche Getriebevarianten ableiten. Für die Kupplung K1 des in Fig. 2 gezeigten Hauptsystems gibt es drei weitere wirkungsgleiche Anordnungsmöglichkeiten, für die Kupplung K4 eine weitere Anordnungsmöglichkeit. Dies ist in der folgenden Figur 5 im Detail ausgeführt. Weiterhin ist eine weitere Ausführungsvariante realisierbar, wenn die Anordnung des dritten Schaltelements und die

Koppelung des zweiten Planetenradsatzes geändert werden. So ist es möglich, die Verblockung von dem zweiten Planetenradsatz PS2 durch das dritte Schaltelement K3, beziehungsweise die Kupplung K3 - Koppelung von Sonne und Steg, wie in Fig. 2 mit dem ersten Hauptsystem dargestellt, durch eine Koppelung von Steg und Hohlrad zu ersetzen. Eine derartige Ausführungsvariante ist in Fig. 4 dargestellt. Wenn es die Bindbarkeit zulässt, ist auch eine Verblockung von Sonne und Hohlrad möglich.

Fig.3 zeigt ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Mehrstufengetriebe, beziehungsweise Planetenlastschaltgetriebe, kann es sich um eines der in den vorangegangen bzw. nachfolgend beschriebenen Mehrstufengetrieben handeln. Von links nach rechts gesehen sind in der ersten Spalte der in Fig. 3

gezeigten Tabelle Gangstufen angegeben, die jeweils einen Gang des

Mehrstufengetriebes bezeichnen. In den folgenden sechs Spalten, reserviert für die sechs Schaltelemente B1 , B2, K1 , K2, K3, K4, wie sie beispielsweise bereits anhand von Fig. 2 beschrieben wurden, ist jeweils für ein geschlossenes Schaltelement B1 , B2, K1 , K2, K3, K4ein Kreuz in der Tabelle eingetragen. Dabei sind zuerst die beiden Bremsen B1 und B2 und nachfolgend die vier Kupplungen K1 , K2, K3, K4 aufgelistet. Bei einem geschlossenen Schaltelement B1 , B2, K1 , K2, K3, K4 erfolgt eine

Kraftübertragung über das jeweilige Schaltelement B1 , B2, K1 , K2, K3, K4. Dabei kann das jeweilige Schaltelement B1 , B2, K1 , K2, K3, K4 ein starres

Verbindungselement ausbilden. Die vorletzte Spalte zeigt eine beispielhafte

Übersetzung i, gefolgt von einem sich daraus ergebenden Gangsprung φ in der letzten Spalte. Die mit einem„x" gekennzeichneten geschlossenen Schaltelemente können auch mit dem englischsprachigen Ausdruck„engaged shifting elements" bezeichnet werden. Für jeden Gang sind drei der Schaltelemente B1 , B2, K1 , K2, K3, K4 offen und drei der Schaltelemente B1 , B2, K1 , K2, K3, K4 geschlossen.

Dem Schaltschema können neben der Schaltlogik auch beispielhafte Werte für die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge φ entnommen werden. Die angegebenen

Übersetzungen i ergeben sich aus den (typischen) Standgetriebeübersetzungen der drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 von minus 2,404 für den ersten

Planetenradsatz PS1 , minus 1 ,953 für den zweiten Planetenradsatz PS2 und minus 2,191 für den dritten Planetenradsatz sowie für die erste Stirnradstufe STS1 von 3,235 und für die zweite Stirnradstufe STS2 von 1 ,000. Die (typischen)

Standgetriebeübersetzungen betragen für die dritte Stirnradstufe STS3 und für die vierte Stirnradstufe STS4 jeweils 1 ,000. Die Standübersetzungen der Stirnradstufen sind dabei in einem konstruktionsbedingten Toleranzbereich veränderbar, ohne wesentliche Auswirkungen auf die Getriebeübersetzungen zu haben. Des weiteren kann dem Schaltschema entnommen werden, dass bei sequenzieller Schaltweise Doppelschaltungen beziehungsweise Gruppenschaltungen vermieden werden. Zwei benachbarte Gangstufen benutzen zwei der notwendigen drei Schaltelemente gemeinsam. Der sechste Gang ist vorzugsweise als direkter Gang ausgebildet. Die angegebenen Übersetzungen und daraus abgeleiteten Größen stellen eine bevorzugte Ausführungsform dar. Der Fachmann mag auch andere Werte hier entsprechend der Anforderungen an das Mehrstufengetriebe einsetzen.

Wie bereits, beispielsweise anhand von Fig. 2, beschrieben, bestehen die sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 aus den vier Kupplungen K1 , K2, K3, K4 und den zwei Bremsen B1 , B2. In der folgenden Beschreibung wird für die ersten vier Schaltelemente K1 , K2, K3, K4 die Bezeichnung Kupplung K1 , K2, K3 und K4 und für das fünfte und sechste Schaltelement B1 , B2 die Bezeichnung Bremse B1 , B2 gewählt.

Der erste Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der Bremse B1 und der Kupplungen K2, K4, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplungen K2, K3, K4, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B1 und der Kupplungen K2, K4, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplungen K1 , K3, K4, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B1 und der Kupplungen K1 , K3, der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplungen K1 , K2, K3, der siebte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B1 und der Kupplungen K1 , K2, der achte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B2 und der beiden Kupplungen K1 , K2 sowie der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der beiden

Bremsen B1 , B2 und der Kupplung K1 . Wie aus dem Schaltschema in Fig. 3 weiter ersichtlich, ergibt sich der Rückwärtsgang durch Schließen der beiden Bremsen B1 , B2 und der Kupplung K4.

Die Übersetzung i kann auch mit dem Begriff „ratio" bezeichnet werden. Für den mit der Gangstufe 1 bezeichneten ersten Gang ergibt sich eine Übersetzung i von 5,531 , für den mit der Gangstufe 2 bezeichneten zweiten Gang ergibt sich eine Übersetzung i von 3,228, für den dritten Gang ergibt sich eine Übersetzung i von 2,232, für den vierten Gang ergibt sich eine Übersetzung i von 1 ,619, für den fünften Gang ergibt sich eine Übersetzung i von 1 ,207, für den sechsten Gang ergibt sich eine direkte Übersetzung i von 1 ,000, für den siebten Gang ergibt sich eine Übersetzung i von 0,862, für den achten Gang ergibt sich eine Übersetzung i von 0,722 und für den neunten Gang ergibt sich eine Übersetzung i von 0,615. Wie aus dem Schaltschema weiter ersichtlich, ergibt sich für den Rückwärtsgang eine Übersetzung i von minus 5,1 65. Folglich ergibt sich von dem ersten Gang zum zweiten Gang ein Gangsprung φ, auch mit dem Begriff "step" bezeichnet, von 1 ,713, von dem zweiten Gang zum dritten Gang ein Gangsprung φ von 1 ,446, von dem dritten Gang zum vierten Gang ein Gangsprung φ von 1 ,379, von dem vierten Gang zum fünften Gang ein Gangsprung φ von 1 ,341 , von dem fünften Gang zum sechsten Gang ein Gangsprung φ von 1 ,207, von dem sechsten Gang zum siebten Gang ein Gangsprung φ von 1 ,160, von dem siebten Gang zum achten Gang ein Gangsprung φ von 1 ,194, von dem achten Gang zum neunten Gang ein Gangsprung φ von 1 ,174. Somit weist das Getriebe eine Spreizung von 8,993 auf. Das Verhältnis von Rückwärtsgang zu dem ersten Gang beträgt minus 0,934 ist ist somit sehr nahe an einem idealen Wert von minus 1 .

Die in der ersten Spalte aufgelisteten Mehrfachgänge M4', M4", M4'" sind weitere Schaltkombinationen, die ebenfalls den vierten Gang darstellen. Der erste Mehrfachgang M4' ergibt sich durch ein Schließen der Bremse B2 und der

Kupplungen K1 , K4, der zweite Mehrfachgang M4" ergibt sich durch ein Schließen der Kupplungen K1 , K2, K4 und der dritte Mehrfachgang M4'" ergibt sich durch ein Schließen der Bremse B1 und der Kupplungen K1 , K4.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Anfahren des

Fahrzeugs, beispielsweise des in Fig. 1 gezeigten Fahrzeugs, mit einem im Getriebe integrierten Schaltelement möglich. Hierbei ist ein Schaltelement besonders geeignet, dass im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang benötigt wird, hier also die Bremse B1 oder die Kupplung K4. Vorteilhafterweise wird die Kupplung K4 auch im zweiten Vorwärtsgang benötigt. Wird die Kupplung K4 als im Getriebe integriertes Anfahrelement genutzt, so ist damit sogar ein Anfahren in den ersten vier Vorwärtsgängen und dem Rückwärtsgang möglich.

Die Höhe der Standübersetzungen, und damit die Höhe der

Getriebeübersetzungen, ist prinzipiell frei wählbar. Gemäß einem

Ausführungsbeispiel sind bevorzugte Standübersetzungen des Hauptsystems für den ersten Planetensatz PS1 -2,404, für den zweiten Planetensatz PS2 -1 ,953, für den dritten Planetensatz PS3 -2,191 und für die Stirnradstufe STS1 (ST1 a-ST1 b) 3,235, für die zweite Stirnradstufe STS2 (ST2a-ST2b) 1 ,000 und für die in den in den Figuren 9 bis 12 gezeigten Ausführungsvarianten mit drei Stirnradstufen für die dritte Stirnradstufe STS3 (ST3a-ST3b) 1 ,000 sowie für die vierte Stirnradstufe STS4 (ST4a-ST4b) 1 ,000. Alle in den Figuren 1 und 3 bis 14 gezeigten Ausführungsbeispiele ergeben wirkungsgleiche Getriebevarianten, welche dieselbe Schaltmatrix verwenden können.

Im Folgenden sind in den Figuren 4 bis 8 mögliche Anordnungsvarianten und Verblockungsvarianten des in Fig. 2 gezeigten Mehrstufengetriebes 120 dargestellt. Die räumliche Anordnung der Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Mehrstufengetriebes 120 kann innerhalb des Mehrstufengetriebes 120 im Prinzip beliebig sein und wird nur durch die

Abmessungen und die äußere Formgebung des Getriebegehäuses GG begrenzt. Entsprechend sind in den folgenden Figuren beispielhaft Bauteil- Anordnungsvarianten des Mehrstufengetriebes 120 gemäß Fig. 2 dargestellt, wobei alle kinematischen Kupplungen der Planetenradsätze, Stirnradstufen,

Schaltelemente und Wellen, beziehungsweise Verbindungselemente, untereinander unverändert aus Fig. 2 übernommen sind.

Fig. 4 zeigt eine Verblockungsvariante des bereits anhand von Fig. 2 beschriebenen ersten Hauptsystems eines Mehrstufengetriebes 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Das in Fig. 4 dargestellte Getriebeschema entspricht dem in Fig. 2

dargestellten Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes 120, aus welchem sich mehrere wirkungsgleiche Getriebevarianten ableiten lassen, wobei für das dritte Schaltelement K3 und die Kopplung des zweiten Planetenradsatzes PS2 eine weitere wirkungsgleiche Anordnungsvariante gezeigt ist.

Das dritte Schaltelement K3 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist im Kraftfluss zwischen dem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und dem neunten Verbindungselement 9 angeordnet. Somit ergibt sich bei geschlossener Kupplung K3 eine verdrehfeste Verbindung zwischen dem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und dem Hohlrad H02 des zweiten Planetenradsatzes PS2.

Abgesehen von der in Fig. 2 gezeigten Kopplung von Sonne S02 und

Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 mittels dem dritten Schaltelement K3 beziehungsweise der Kupplung K3, welche in Fig. 4 wirkungsgleich durch eine Kopplung von Steg ST2 und Hohlrad H02 des zweiten Planetenradsatzes PS2 mittels dem dritten Schaltelement K3 beziehungsweise der Kupplung K3 ersetzt wird, entspricht das in Fig. 4 dargestellte Getriebeschema dem in Fig. 2 dargestellten Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes.

Fig. 5 zeigt eine Übersicht über Verblockungsvarianten des bereits anhand von Fig. 2 beschriebenen ersten Hauptsystems eines Mehrstufengetriebes gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.

Das in Fig. 5 dargestellte Getriebeschema entspricht dem in Fig. 2

dargestellten Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes 120, aus welchem sich mehrere wirkungsgleiche Getriebevarianten ableiten lassen, wobei für das erste Schaltelement K1 , beziehungsweise die Kupplung K1 , drei weitere wirkungsgleiche Anordnungsvarianten und für das vierte Schaltelement K4, beziehungsweise die Kupplung K4, eine weitere Anordnungsvariante gezeigt ist.

Die drei Anordnungsvarianten für die Kupplung K1 sind in Fig. 5 mit A1 , A2, A3 bezeichnet, die Anordnungsvariante für die Kupplung K4 ist mit A4 bezeichnet.

Eine erste Anordnungsvariante A1 der Kupplung K1 ist eine Anordnung der Kupplung K1 auf dem zweiten Verbindungselement 2 zwischen dem Sonnenrad S01 des ersten Planetenradsatzes und dem dritten und vierten Verbindungselement 3, 4. In der ersten Anordnungsvariante A1 ist das erste Schaltelement K1 im Kraftfluss zwischen dem Hohlrad H03 des dritten Planetenradsatzes PS2, dem ersten

Stirnrad ST2a der zweiten Stirnradstufe STS2 und dem Sonnenrad S01 des ersten Planetenradsatzes PS1 angeordnet. Eine zweite Anordnungsvariante A2 der Kupplung K1 ist eine Anordnung der Kupplung K1 auf dem fünften Verbindungselement 5 zwischen dem Hohlrad H01 des ersten Planetenradsatzes und dem ersten Stirnrad ST1 a des ersten

Stirn radsatzes STS1 . In der zweiten Anordnungsvariante A2 ist das erste

Schaltelement K1 im Kraftfluss zwischen einem Hohlrad H01 des ersten

Planetenradsatzes PS1 und einem ersten Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS1 angeordnet.

Eine dritte Anordnungsvariante A3 der Kupplung K1 ist eine Anordnung der Kupplung K1 auf dem sechsten Verbindungselement 6 zwischen dem zweiten Stirnrad ST2b der zweiten Stirnradstufe STS2 und der Abtriebswelle AB. In der dritten Anordnungsvariante A3 ist das erste Schaltelement K1 im Kraftfluss zwischen einem zweiten Stirnrad ST2b der zweiten Stirnradstufe STS2 und der Abtriebswelle AB angeordnet.

In einer Anordnungsvariante A4 der Kupplung K4 weist das dritte

Verbindungselement 3 die Kupplung K4 auf. In der Anordnungsvariante A4 der Kupplung K4 ist das vierte Schaltelement K4 im Kraftfluss zwischen dem

gemeinsamen Verbindungspunkt des zweiten, dritten und vierten Verbindungselements 2, 3, 4 und dem ersten Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS1 angeordnet. Bei geöffneter Kupplung K4 in der Anordnungsvariante A4 wird das erste Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS1 von der Verbindung von

Sonnenrad S01 des ersten Planetenradsatzes PS1 und dem Hohlrad H03 des dritten Planetenradsatzes PS3 entkoppelt.

Wenn die Kupplung K1 in einer ersten Anordnungsvariante A1 im zweiten Verbindungselement 2 angeordnet ist, so stellt das siebte Verbindungselement 7 eine verdrehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle AN und dem Steg ST1 des ersten Planetenradsatzes PS1 her und das Sonnenrad S01 des ersten

Planetenradsatzes ist über die Kupplung K1 mit dem ersten Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS1 , dem Hohlrad H03 des dritten Planetenradsatzes PS3 sowie über die Kupplung K2 mit dem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 koppelbar. Dabei sind alle acht Kombinationen der in Fig. 2 offenbarten Position für die Kupplung K1 und der drei Anordnungsvarianten A1 , A2, A3 für die Kupplung K1 mit der in Fig. 2 offenbarten Position für die Kupplung K4 und der Anordnungsvariante A4 für die Kupplung K4 möglich. Die aufgezeigten Anordnungsvarianten sind wirkungsgleich mit der in Fig. 4 offenbarten Anordnungs- und Verkoppelungs- variante für die dritte Kupplung K3 kombinierbar. In den folgenden Figuren 5 bis 8 ist jeweils eine der möglichen Anordnungsvarianten A1 , A2, A3, A4 für die

Kupplungen K1 respektive K4 gezeigt.

Aus dem ersten Hauptsystem lässt sich durch Vertauschen der Radsätze PS2 und PS§ ein weiteres mögliches Getriebekonzept ableiten, welches als zweites Hauptsystem bezeichnet in Fig. 6 dargestellt ist.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das

Ausführungsbeispiel zeigt ein zweites Hauptsystem eines Mehrstufengetriebes 120 gemäß der beschriebenen Erfindung. Bei dem lastschaltbaren Mehrstufengetriebe 120 kann es sich um das anhand von Fig. 1 gezeigte Mehrstufengetriebe 120 handeln. Das Mehrstufengetriebe 120, auch Planetenlastschalt- getriebes genannt, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein 9-Gang- Mehrstufengetriebe realisiert.

Die Kopplungen der einzelnen Elemente der drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 untereinander, zu den beiden Stirnradstufen STS1 , STS2 und zur Antriebswelle AN und zur Abtriebswelle AB entsprechen dem in Fig. 2 gezeigten

Ausführungsbeispiel, jedoch wurde die Position der zweiten und der dritten

Planetenradstufe PS2, PS3 vertauscht, wodurch sich eine geänderte räumliche Anordnung der genannten Komponenten und der Verbindungselemente ergibt.

Fig. 7 zeigt eine Verblockungsvariante des bereits anhand von Fig. 6 beschriebenen zweiten Hauptsystems eines Mehrstufengetriebes 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es ist analog zum ersten Hauptsystem möglich, die Verblockung des zweiten Planetenradsatzes PS2 durch die Kupplung K3 (Koppelung von Sonne und Steg in Fig. 6) durch eine Koppelung von Steg und Hohlrad zu ersetzen (Kupplung K3 in Fig. 7). Auf welche Weise ein Planetenradsatz verblockt wird, ist für die Funktion eines Getriebesystems nicht relevant. Wenn es die Bindbarkeit zulässt, ist auch eine Verblockung von Sonne und Hohlrad möglich.

Das in Fig. 7 dargestellte Getriebeschema entspricht dem in Fig. 6

dargestellten Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes 120, aus welchem sich mehrere wirkungsgleiche Getriebevarianten ableiten lassen, wobei für das dritte Schaltelement K3 und die Kopplung des zweiten Planetenradsatzes PS2 eine weitere wirkungsgleiche Anordnungsvariante gezeigt ist.

Das dritte Schaltelement K3 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist im Kraftfluss zwischen dem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und dem neunten Verbindungselement 9 angeordnet. Somit ergibt sich bei geschlossener Kupplung eine verdrehfeste Verbindung zwischen dem Steg ST2 des zweiten

Planetenradsatzes PS2 und dem Hohlrad H02 des zweiten Planetenradsatzes PS2.

Fig. 8 zeigt eine Übersicht über Verblockungsvarianten des bereits anhand von Fig. 6 beschriebenen zweiten Hauptsystems eines Mehrstufengetriebes 120 gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Da sich zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptsystem nur die Anordnung des zweiten und dritten Planetenradsatzes geändert hat, aber die Bindungen gleich geblieben sind, entsprechen die Verblockungsvarianten den bereits in Fig. 5 dargestellten Verblockungsvarianten.

Aus dem in Fig. 6 gezeigten zweiten Hauptsystem lassen sich mehrere wirkungsgleiche Getriebevarianten ableiten, wobei für das erste Schaltelement K1 , drei weitere wirkungsgleiche Anordnungsvarianten und für das vierte Schaltelement K4 eine weitere Anordnungsvariante gezeigt ist. Die drei Anordnungsvarianten für das Schaltelement K1 sind in Fig. 8 mit A1 , A2, A3 bezeichnet, die Anordnungsvariante für die Kupplung K4 ist mit A4

bezeichnet. In einer ersten Anordnungsvariante A1 des zweiten Hauptsystems weist das zweite Verbindungselement 2 das erste Schaltelement K1 auf. In einer zweiten Anordnungsvariante A2 des zweiten Hauptsystems weist das fünfte Verbindungselement 5 das erste Schaltelement K1 auf. In einer dritten Anordnungsvariante A3 des zweiten Hauptsystems weist das sechste Verbindungselement 6 das erste Schaltelement K1 auf. In einer vierten Anordnungsvariante A4 des zweiten

Hauptsystems weist das dritte Verbindungselement 3 das vierte Schaltelement K4 auf. Die Anordnungsvarianten des ersten Schaltelements K1 sind mi den

Anordnungsvarianten des vierten Schaltelements K4 frei kombinierbar. Die gezeigten und dargestellten Anordnungsvarianten für das erste Schaltelement K1 und für das vierte Schaltelement K4 sind mit der hier dargestellten Anordnungsvariante für das dritte Schaltelement K3 und mit der in Fig. 7 gezeigten Anordnungsvariante für das dritte Schaltelement K3 kombinierbar.

Das in den Figuren 2 und 4 bis 8 gezeigte lastschaltbare Mehrstufengetriebe 120 kann wirkungsgleich durch eine Anordnung des ersten Planetenradsatzes PS1 auf der Abtriebswelle AB realisiert werden. Die folgenden Figuren 9 bis 12 zeigen zwei Anordnungsvarianten und mögliche alternative Verblockungsvarianten eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes 120 mit einem Planetenradsatz auf der Abtriebswelle AB. Ein solches Mehrstufengetriebe 120 wird im Folgenden als drittes Hauptsystem bezeichnet.

Fig. 9 zeigt ein Getriebeschemata eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Ausführungsbeispiel basiert auf dem genannten dritten Hauptsystem eines

Mehrstufengetriebes 120. Bei dem lastschaltbaren Mehrstufengetriebe 120 kann es sich um das anhand von Fig. 1 gezeigte Mehrstufengetriebe 120 handeln. Das Mehrstufengetriebe 120, auch Planetenlastsclialtgetriebe genannt, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein 9-Gang-Mehrstufengetriebe realisiert. Im Vergleich zu dem in den Figuren 2 und 4 bis 8 gezeigten

Ausführungsbeispielen eines Mehrstufengetriebes 120 weist das in Fig. 9 gezeigte Mehrstufengetriebe 120 keine erste Stirnradstufe STS1 , dafür jedoch neben der bereits anhand von Fig. 2 beschriebenen zweiten Stirnradstufe STS2 zwei zusätzliche Stirnradstufen STS3, STS4 auf. Somit werden anstelle von zwei Stirnradstufen STS1 , STS2, wie beispielsweise in Fig. 2 für das erste Hauptsystem gezeigt, nun drei Stirnradstufen STS2, STS3, STS4 eingesetzt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Planetenradsatz PS1 auf der Abtriebswelle AB positioniert.

Das in Fig. 9 gezeigte Mehrstufengetriebe 120 umfasst zwei parallele

Wellenstränge WS1 , WS2, sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2, drei Stirnradstufen STS1 , STS3, STS4 und drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3, die alle in einem Gehäuse GG des Planetenlastschaltgetriebes 120 angeordnet sind. Alle drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 sind in diesem Ausführungsbeispiel als einfache Minus-Planetenradsätze ausgebildet, deren jeweiliges Hohlrad H01 , H02, H03 bei festgehaltenem Steg ST1 , ST2, ST3 in zum Sonnenrad S01 , S02, S03 entgegengesetzter Richtung rotiert. Der zweite und dritte Planetenradsatz PS2, PS3 sind in axialer Richtung in der Reihenfolge„PS2, PS3" koaxial hintereinander auf dem ersten Wellenstrang WS1 der zwei parallelen Wellenstränge WS1 , WS2 angeordnet.

Ein erstes Stirnrad ST4a der vierten Stirnradstufe STS4, ein erstes

Stirnrad ST3a einer dritten Stirnradstufe STS3 der drei Stirnradstufen STS2, STS3, STS4 und ein erstes Stirnrad ST1 a einer ersten Stirnradstufe STS1 der drei Stirnradstufen STS1 , STS3, STS4 sind koaxial hintereinander auf dem ersten Wellenstrang WS1 vor dem zweiten Planetenradsatz PS2 angeordnet. Somit ergibt sich eine Reihenfolge von„ST4a, ST3a, ST1 a, PS2, PS3".

Die Antriebswelle AN ist auf dem ersten Wellenstrang WS1 angeordnet, die Abtriebswelle AB ist auf einem zweiten Wellenstrang WS2 der zwei parallelen Wellenstränge WS1 , WS2 angeordnet. Weiterhin sind die beiden Wellen- stränge WS1 , WS2 über die drei Stirnradstufen STS1 , STS3, STS4 miteinander verbunden.

Die Schaltelemente K1 , K2, K3, K4 sind als Kupplungen ausgebildet, die zwei Schaltelemente B1 , B2 sind als Bremsen ausgebildet und werden im Folgenden teilweise auch als solche bezeichnet. Durch ein selektives Eingreifen der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 sind verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle AN und der Abtriebswelle AB bewirkbar. Auf diese Weise sind zumindest neun Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang realisierbar.

Im Folgenden wird eine Kopplung der einzelnen Elemente der drei

Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 untereinander, zu den drei Stirnradstufen STS1 , STS3, STS4 und zur Antriebswelle AN und zur Abtriebswelle AB beschrieben.

Das Planetenlastschaltgetriebe 120 weist zumindest neun Verbindungselemente auf, die mit 1 , 3, 4, 8, 9, 10, 1 1 , 12 13, 14 bezeichnet sind. Die

Verbindungselemente 1 , 3, 4, 8, 9, 10, 1 1 , 12 13, 14 können als Wellen ausgebildet sein, wobei innerhalb der Verbindungselemente auch Schaltelemente, insbesondere Kupplungen, angeordnet sein können, , wie es nachfolgend noch detaillierter ausgeführt wird.

Wie in Fig. 9 gezeigt, sind ein Sonnenrad S02 eines zweiten

Planetenradsatzes PS2 der drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 und die

Antriebswelle AN verdrehfest miteinander verbunden und bilden ein erstes

Verbindungselement 1 . Ein Hohlrad H03 eines dritten Planetenradsatzes PS3 der drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 und der Steg ST2 des zweiten

Planetenradsatzes PS2 sind über das Schaltelement K2 miteinander verbunden. Ein Hohlrad H03 des dritten Planetenradsatzes PS3 ist mit dem ersten Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS2 sowie dem ersten Stirnrad ST3a der dritten

Stirnradstufe STS3 über ein drittes, viertes respektive zehntes Verbindungselement 3, 4, 10 verbunden. Das dritte, vierte und zehnte Verbindungselement 3, 4, 10 weisen einen gemeinsamen Verbindungspunkt auf. Das dritte

Verbindungselement 3 ist ferner mit dem ersten Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS1 verbunden. Das vierte Verbindungselement 4 ist ferner mit dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes PS3 verbunden. Das zehnte

Verbindungselement 10 ist ferner mit dem ersten Stirnrad ST3a der dritten

Stirnradstufe STS3 verbunden. Ein zweites Stirnrad ST1 b der ersten Stirnradstufe STS1 und die Abtriebswelle AB sind verbunden und bilden ein achtes

Verbindungselement 8.

Ein Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes PS1 und die Abtriebswelle AB sind verbunden und bilden ein elftes Verbindungselement. Ein Steg ST1 des ersten Planetenradsatzes PS1 und ein zweites Stirnrad ST4b der vierten Stirnradstufe STS4 sind verbunden und bilden ein zwölftes Verbindungselement 12. Ein Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes PS1 und ein zweites Stirnrad ST3b der dritten

Stirnradstufe STS3 sind verbunden und bilden ein dreizehntes Verbindungselement 13. Die Antriebswelle AN und ein erstes Stirnrad ST4a der vierten Stirnradstufe STS4 sind verbunden und bilden ein vierzehntes Verbindungselement. Das vierzehnte Verbindungselement 14 weist das erste Schaltelement K1 auf. In dem achten Verbindungselement 8 ist das vierte Schaltelement K4 angeordnet.

Ein drittes Schaltelement K3 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist zwischen dem Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und dem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 angeordnet. Das achte Verbindungselement 8 weist ein viertes Schaltelement K4 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 auf. Ein fünftes Schaltelement B1 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist im Kraftfluss zwischen dem Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes PS3 und einem Getriebegehäuse GG angeordnet. Ein sechstes

Schaltelement B2 der sechs Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2 ist im Kraftfluss zwischen dem Steg ST2 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und dem

Getriebegehäuse GG angeordnet.

Um axialen Bauraum zu sparen, kann ein Radsatz auf der Abtriebswelle AB positioniert werden. Hierfür bietet sich vor allen Dingen der Radsatz PS1 an.

Allerdings wird hierfür eine Stirnradstufe zusätzlich benötigt. In den Figuren 9 bis 12 ist diese Möglichkeit für das zweite Hauptsystem dargestellt. Fig. 9 zeigt ein Getriebeschema vom dritten Hauptsystem mit dem ersten Planetenradsatz PS1 auf der Abtriebswelle AB. Auch bei diesem System sind wieder die beschriebenen Anordnungsvarianten möglich, wie es in Figur 10 dargestellt ist. Figur 1 1 zeigt dann eine alternative Anordnung des zweiten und dritten Planetenradsatzes PS2, PS3 - entsprechend zu Fig. 6 - mit dem ersten Planetenradsatz PS1 auf der Abtriebswelle AB.

Fig. 10 zeigt Verblockungsvarianten des des bereits anhand von Fig. 9 beschriebenen dritten Hauptsystems des Mehrstufengetriebes 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei handelt es sich um zu dem anhand von Fig. 9 beschriebenen dritten Hauptsystem wirkungsgleiche

Verblockungsvarianten des Mehrstufengetriebes 120.

Das in Fig. 10 dargestellte Getriebeschema entspricht dem in Fig. 9 dargestellten Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes 120, aus welchem sich mehrere wirkungsgleiche Getriebevarianten ableiten lassen, wobei es für das erste Schaltelement K1 , beziehungsweise die Kupplung K1 , vier weitere wirkungsgleiche Anordnungsvarianten gibt und für das vierte Schaltelement K4, beziehungsweise die Kupplung K4, eine weitere Anordnungsvariante möglich ist. Die vier Anordnungsvarianten für die Kupplung K1 sind in Fig. 10 mit A5, A6, A7, A8 bezeichnet, die Anordnungsvariante für die Kupplung K4 ist mit A9 bezeichnet.

In einer ersten Anordnungsvariante A5 ist die Kupplung K1 im zwölften Verbindungselement 12 zwischen dem zweiten Stirnrad ST4b des vierten

Stirnradsatzes STS4 und dem Steg ST1 des ersten Planetenradsatzes PS1 angeordnet.

In einer zweiten Anordnungsvariante A6 ist die Kupplung K1 im elften

Verbindungselement 1 1 zwischen dem Hohlrad H01 des ersten Planetenradsatzes PS1 und der Abtriebswelle AB angeordnet.

In einer dritten Anordnungsvariante A7 ist die Kupplung K1 im zwölften Verbindungselement 12 zwischen dem zweiten Stirnrad ST3b der dritten Stirnradstufe STS3 und dem Sonnenrad S01 des ersten Planetenradsatzes PS1 angeordnet.

In einer vierten Anordnungsvariante A8 ist die Kupplung K1 im neunten Verbindungselement zwischen dem ersten Stirnrad ST4a der vierten Stirnradstufe STS4 und dem gemeinsamen Verbindungspunkt des vierten, neunten und vierzehnten Verbindungselements angeordnet.

Für die Kupplung K4 ergibt sich neben der Anordnungsvariante im zehnten Verbindungselement 10 zwischen dem ersten Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS1 und dem gemeinsamen Verbindungspunkt des dritten, vierten und zehnten Verbindungselements 3, 4, 10 eine weitere Anordnungsvariante A9. Dabei ist die Kupplung K4 im dritten Verbindungselement 3 zwischen dem ersten Stirnrad ST1 a der ersten Stirnradstufe STS1 und dem gemeinsamen Verbindungspunkt des dritten, vierten und zehnten Verbindungselements 3, 4, 10 angeordnet.

Figur 10 zeigt eine der zehn möglichen Anordnungsvarianten für die

Kupplungen K1 , K4, gemäß denen jede der fünf Anordnungsvarianten für die

Kupplung K1 mit den beiden Anordnungsvarianten für die Kupplung K4 kombiniert werden kann.

Somit zeigt Fig. 10 wirkungsgleiche Getriebevarianten beziehungsweise Getriebeschemata der Anordnungsvarianten für die Kupplungen K1 , K4. Wie bei den ersten und zweiten Hauptsystemen mit allen Planetensätzen auf der Antriebswelle AN, gezeigt in den Figuren 2 und 3 bis 8, ist auch bei den Varianten des dritten Hauptsystems mit einem Radsatz auf der Abtriebswelle AB eine ganze Reihe an Getriebevarianten möglich. Diese sind größtenteils identisch und immer wirkungsgleich mit den Getriebevarianten des ersten Hauptsystems. Allerdings kommt aufgrund der Umpositionierung für die Kupplung K1 eine zusätzliche

Anordnungsvariante hinzu. Auch hier sind analog zum ersten Hauptsystem für die Kupplungen K1 , K4 weitere Anordnungen möglich, ohne dass sich die Funktion des Getriebes 120 verändert. Diese Anordnungsmöglichkeiten sind in Fig. 10 dargestellt. So ergeben sich für die Kupplung K1 vier weitere Anordnungsmöglichkeiten A5, A6, A7, A8. Für die Kupplung K4 ergibt sich eine weitere Anordnungsmöglichkeit A9.

Fig. 1 1 zeigt ein Getriebeschema des Mehrstufengetriebes 120 als zweites Hauptsystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden

Erfindung. Dabei ist die erste Planetenradstufe PS1 auf der Abtriebswelle AB angeordnet.

Im Vergleich zu dem in Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispiel wurde die Anordnung des zweiten und des dritten Planetenradsatzes variiert. Alle

Getriebeelemente, Verbindungselemente, Wellen, verdrehfeste Verbindungen, Schaltelemente und Anordnungsvarianten sind zu dem in Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispiel identisch. Wie bereits in den Figuren 6 bis 8 gezeigt ergibt sich insbesondere für das erste, vierte und neunte Verbindungselement 1 , 4, 9 sowie für das zweite und das fünfte Schaltelement K2, B1 eine im Vergleich zu dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel eine geänderte räumliche Anordnung. Die exakte geometrische Lage der Getriebeelemente (Kupplungen, Radsätze, Stirnräder etc.) ist dabei bei sämtlichen Varianten flexibel, so können einzelne Planetenradsätze, Stirnräder oder Kupplungen auch vertauscht beziehungsweise verschoben werden, solange es die Bindbarkeit zulässt.

Fig. 12 zeigt Verblockungsvarianten des in Fig. 1 1 gezeigten Ausführungsbeispiels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 12 dargestellte Getriebeschema entspricht dem in Fig. 1 1 dargestellten

Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes 120, aus welchem sich mehrere wirkungsgleiche Getriebevarianten ableiten lassen, wobei es für das erste

Schaltelement K1 , beziehungsweise die Kupplung K1 , vier weitere wirkungsgleiche Anordnungsvarianten gibt und für das vierte Schaltelement K4, beziehungsweise die Kupplung K4, eine weitere Anordnungsvariante möglich ist. Die vier Anordnungsvarianten für die Kupplung K1 sind in Fig. 10 mit A5, A6, A7, A8 bezeichnet, die Anordnungsvariante für die Kupplung K4 ist mit A9 bezeichnet. Die Anordnung der wirkungsgleichen Verblockungsvarianten entspricht den in Fig. 10 gezeigten

Verblockungsvarianten. So kann das erste Schaltelement wirkungsgleich als für das erste Schaltelement gezeigte Anordnungsvariante im vierzehnten Verbindungselement 14, mit einer als A5 bezeichneten Anordnungsvariante im zwölften

Verbindungselement 12, mit einer als A6 bezeichneten Anordnungsvariante im elften Verbindungselement 1 1 , mit einer als A7 bezeichneten Anordnungsvariante im dreizehnten Verbindungselement 13 sowie mit einer als A8 bezeichneten

Anordnungsvariante im zehnten Verbindungselement 10 angeordnet sein. Das vierte Schaltelement K4 kann neben dem gezeigten Ausführungsbeispiel im achten

Verbindungselement 8 als neunte Anordnungsvariante A9 im dritten

Verbindungselement 3 angeordnet sein.

In den Figuren 13 und 14 wird eine Hybridisierung eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes gezeigt. Auf jeder Welle eines Mehrstufengetriebes gemäß einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann prinzipiell eine elektrische Maschine oder sonstige Kraft-/Leistungsquelle angeordnet werden.

Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung eines lastschaltbaren

Mehrstufengetriebes 120, ausgeführt als erstes Hauptsystem, mit einer

Leistungsquelle EM gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Leistungsquelle EM ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine elektrische Maschine EM ausgeführt. Somit handelt es sich um eine Hybridisierung mit einer elektrischen Maschine EM, die direkt auf der Antriebswelle AN des anhand von Fig. 2 beschriebenen und als erstes Hauptsystem ausgeführten Mehrstufengetriebes 120.

Das aus Fig. 2 bekannte Mehrstufengetriebe 120 wird gemäß diesem

Ausführungsbeispiel um eine elektrische Maschine EM und eine zusätzliche

Kupplung K0 auf der Antriebswelle AN erweitert. Im ersten Wellenstrang WS1 wird zusätzlich die elektrische Maschine EM als Lastquelle und die Kupplung K0 zwischen einem die Antriebswelle AN antreibenden Verbrennungsmotor, wie er beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, und der elektrischen Maschine EM angeordnet. In axialer Richtung sind auf dem ersten Wellenstrang WS1 die Kupplung K0, die elektrische Maschine EM die zwei Stirnradstufen STS1 , STS2 und die drei Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 in der Reihenfolge„K0, EM, PS1/STS2, STS1 , PS2, PS3" koaxial hintereinander angeordnet. Die elektrische Maschine wirkt direkt auf die Antriebswelle. Die Hybridisierung ist mit allen in den Figuren 1 bis 12 gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich. Die Verknüpfung der elektrischen Maschine EM mit der Antriebswelle AN stellt eine beispielhafte Ausführungsvariante dar, prinzipiell kann eine elektrische Maschine oder sonstige Kraftquelle oder Leistungsquelle, auf jeder Welle eines erfindungsgemäßen Planetenlastschalt- getriebes angeordnet werden.

Wird, wie in Fig. 13 gezeigt, zusätzlich zur elektrischen Maschine EM noch die zusätzliche Kupplung KO zwischen einem Verbrennungsmotor, wie er beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, und der elektrischen Maschine EM platziert, ist es möglich, alle Gänge, wie sie beispielsweise anhand von Fig. 3 beschrieben sind, sowohl vorwärts als auch rückwärts rein elektrisch zu fahren. Dazu wird der Verbrennungsmotor durch die geöffnete Kupplung KO abgekoppelt.

Neben der in Fig. 13 gezeigten Hybridisierung mit einer elektrischen

Maschine EM direkt auf der Antriebswelle AN ist auch eine Hybridisierung mit einer elektrischen Maschine EM achsparallel zur Antriebswelle AN denkbar, wie es anhand der Fig. 14 beschrieben ist.

Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung eines lastschaltbaren

Mehrstufengetriebes 120 mit einer Leistungsquelle EM gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Leistungsquelle EM ist entsprechend zu dem anhand von Fig. 13 beschriebenen Ausführungsbeispiel als eine elektrische Maschine EM ausgeführt. Somit handelt es sich um eine Hybridisierung mit einer elektrischen Maschine EM, die achsparallel zur Antriebswelle AN des anhand von Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiels eines Mehrstufengetriebes 120 angeordnet ist.

Die elektrische Maschine EM wird in diesem Ausführungsbeispiel im Vergleich zu dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel nicht direkt verdrehfest mit dem ersten Verbindungselement verbunden, sondern über eine fünfte Stirnradstufe STS5 mit dem ersten Verbindungselement gekoppelt. Die elektrische Maschine EM ist achsparallel zu den Wellensträngen auf der dem zweiten Wellenstrang WS2 gegenüberliegenden Seite des ersten Wellenstrangs WS1 angeordnet. Die

Anordnung der Planetenradsätze PS1 , PS2, PS3 und der Stirnradstufen STS1 , STS2 sowie die Verbindungen beziehungsweise Verblockung untereinander entspricht dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die im Vorangegangenen beschriebenen Anordnungen der Radsätze und Kupplungen ermöglicht es, das ein Mehrstufengetriebe gemäß dem beschriebenen Konzept auch als Front-Quer-System genutzt werden kann. Dabei kommt das Mehrstufengetriebe mit einer geringen Anzahl an Planetensätzen aus.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. Neben den beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen und Ausführungsbeispielen gibt es weitere räumliche Anordnung der Planetensätze und der Schaltelemente an sich sowie zueinander, welche die Funktion des beschriebenen Getriebes nicht beeinflusst.

Insbesondere können sich für alle dargestellten beziehungsweise

beschriebenen Ausführungsbeispiele der Getriebefamilie bei gleichem

Getriebeschema, je nach Standgetriebeübersetzung der einzelnen Planetensätze, unterschiedliche Gangsprünge ergeben, sodass eine anwendungs- beziehungsweise fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird. Weiterhin ist es möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden. Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite kann erfindungsgemäß ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe kann entsprechend vorteilhaft weitergebildet werden, beispielsweise durch Anordnung eines

Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Antriebsmotor und Getriebe. Weiterhin kann die Antriebswelle AN durch ein Kupplungselement von einem Antriebsmotor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung einsetzbar ist. Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle AN ständig mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist.

Neben der Hybridisierung eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes kann in einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle AN oder der Abtriebswelle AB, eine

verschleißfreie Bremse, wie beispielsweise ein hydraulischer oder elektrischer Retarder, angeordnet sein, welche insbesondere für den Einsatz in

Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Des weiteren kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle AN oder der Abtriebswelle AB, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein.

Bezuqszeichen

100 Fahrzeug

1 10 Motor

120 Planetenlastschaltgetriebe

AN Antriebswelle

AB Abtriebswelle

WS1 erster Wellenstrang

WS2 zweiter Wellenstrang

K1 Schaltelement, Kupplung

K2 Schaltelement, Kupplung

K3 Schaltelement, Kupplung

K4 Schaltelement, Kupplung

B1 Schaltelement, Bremse

B2 Schaltelement, Bremse

PS1 erster Planetenradsatz

PS2 zweiter Planetenradsatz

PS3 dritter Planetenradsatz

S01 Sonnenrad

S02 Sonnenrad

S03 Sonnenrad

H01 Hohlrad

H02 Hohlrad

H03 Hohlrad

ST1 Steg

ST2 Steg

ST3 Steg

STS1 erste Stirnradstufe

STS2 zweite Stirnradstufe

STS3 dritte Stirnradstufe

ST1 a erstes Stirnrad

ST1 b zweites Stirnrad

ST2a erstes Stirnrad ST2b zweites Stirnrad

ST3a erstes Stirnrad

ST3b zweites Stirnrad

ST4a erstes Stirnrad

ST4b zweites Stirnrad

1 erstes Verbindungselement

2 zweites Verbindungselement

3 drittes Verbindungselement

4 viertes Verbindungselement

5 fünftes Verbindungselement

6 sechstes Verbindungselement

7 siebtes Verbindungselement

8 achtes Verbindungselement

9 neuntes Verbindungselement

10 zehntes Verbindungselement

1 1 elftes Verbindungselement

12 zwölftes Verbindungselement

13 dreizehntes Verbindungselement

GG Getriebegehäuse

EM Leistungsquelle