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Patent Searching and Data


Title:
MULTISPEED TRANSMISSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/086858
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a mutispeed transmission comprising an input shaft (1), an output shaft (2), a first front-mounted gear set (VS1), a second front-mounted gear set (VS2), a third front-mounted gear set (VS3), a first rear-mounted gear set (NS1) and a second rear-mounted gear set (NS2), all of which gear sets are in the form of planetary gear sets, further comprising six shifting elements (A, B, C, D, E, F) which, when being selectively shifted, allow an input speed of the input shaft (1) and output speeds generated in the front-mounted gear sets (VS1, VS2, VS3) to be selectively transmitted to the output shaft (2) as an output speed via at least one of the rear-mounted gear sets (NS1, NS2) in order to engage at least 12 forward gears (G1 to G12) and at least one reverse gear (R), four shifting elements (A, B, C, D) being assigned to the front-mounted gear sets (VS1, VS2, VS3), and two shifting elements (E, F) being assigned to the two rear-mounted gear sets (NS1, NS2); at least one of the front-mounted gear sets (VS1, VS2, VS3) is fixedly connected to an element of the rear-mounted gear sets (NS1, NS2) such that six different output speeds of the front-mounted gear sets (VS1, VS2, VS3) can be transmitted to at least one of the rear-mounted gear sets (NS1, NS2); when using the input speed of the input shaft (1) as the standard, one of the output speeds is smaller than 0, three output speeds are between 0 and 1, one output speed equals 1, and one output speed is greater than 1.

Inventors:
ZIEMER PETER (DE)
BORNTRÄGER KAI (DE)
MARGRAF CHRISTOPH (DE)
BEISSWENGER ANDREAS (DE)
BROM STEFAN (US)
Application Number:
PCT/EP2017/077061
Publication Date:
May 17, 2018
Filing Date:
October 24, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H3/66; B60K6/48
Domestic Patent References:
WO2002079669A12002-10-10
Foreign References:
DE102014117679A12016-03-24
DE102011056897A12013-03-21
EP1373756B12012-04-25
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Claims:
Patentansprüche

1 . Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle (1 ), mit einer Abtriebswelle (2), mit einem ersten Vorschaltradsatz (VS1 ), einem zweiten Vorschaltradsatz (VS2) und einem dritten Vorschaltradsatz (VS3) sowie einem ersten Nachschaltradsatz (NS1 ) und einem zweiten Nachschaltradsatz (NS2), welche jeweils als Planetenradsätze ausgeführt sind, sowie mit sechs Schaltelementen (A, B, C, D, E, F), durch deren wahlweises Schalten eine Antriebsdrehzahl der Antriebswelle (1 ) und in den Vorschaltradsät- zen (VS1 , VS2, VS3) erzeugte Ausgangsdrehzahlen selektiv zur Schaltung von zumindest 12 Vorwärtsgängen (G1 bis G12) und zumindest einem Rückwärtsgang (R) über zumindest einen der Nachschaltradsätze (NS1 , NS2) auf die Abtriebswelle (2) als Abtriebsdrehzahl übertragbar sind, wobei den Vorschaltradsätzen (VS1 , VS2, VS3) vier Schaltelemente (A, B, C, D) zugeordnet sind, wobei den zwei Nachschalt- radsätzen (NS1 , NS2) zwei Schaltelemente (E, F) zugeordnet sind, und wobei zumindest einer der Vorschaltradsätze (VS1 , VS2, VS3) fest mit einem Element der Nachschaltradsätze (NS1 , NS2) verbunden ist, sodass sechs verschiedene Ausgangsdrehzahlen der Vorschaltradsätze (VS1 , VS2, VS3) auf zumindest einen der Nachschaltradsätze (NS1 , NS2) übertragbar sind, wobei normiert auf die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle (1 ) eine der Ausgangsdrehzahlen kleiner 0, drei Ausgangsdrehzahlen zwischen 0 und 1 , eine Ausgangsdrehzahl gleich 1 und eine Ausgangsdrehzahl größer als 1 sind.

2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass den Vorschaltradsätzen (VS1 , VS2, VS3) ein erstes Schaltelement (A) als Bremse, ein zweites Schaltelement (B) als Bremse, ein drittes Schaltelement (C) als Kupplung und ein viertes Schaltelement (D) als Kupplung zugeordnet sind und dass den Nachschalt- radsätzen (NS1 , NS2) ein fünftes Schaltelement (E) als Kupplung und ein sechstes Schaltelement (F) als Bremse zugeordnet sind.

3. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorschaltradsatz (VS1 ), der zweite Vorschaltradsatz (VS2) und der dritte Vorschaltradsatz (VS3) als 3-Steg-5-Wellengetriebe ausgeführt sind.

4. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Nachschaltradsatz (NS1 ) und der zweite Nachschaltrad- satz (NS2) als 2-Steg-4-Wellengetriebe ausgeführt sind.

5. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (1 ) bei geschlossenem vierten Schaltelement (D) mit einem Planetenradträger (PT2) des zweiten Vorschaltradsatzes (VS2) und mit einem Hohlrad (HR1 ) des ersten Vorschaltradsatzes (VS1 ) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (1 ) und der Planetenradträger (PT2) des zweiten Vorschaltradsatzes (VS2) sowie das Hohlrad (HR1 ) des ersten Vorschaltradsatzes (VS1 ) bei geschlossenem dritten Schaltelement (C) mit einem Hohlrad (HR2) des zweiten Vorschaltradsatzes (VS2) und mit einem Planetenradträger (PT3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) verbunden ist, dass die Antriebswelle (1 ) mit einem Sonnenrad (SR3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) verbunden ist, dass ein Sonnenrad (SR1 ) des ersten Vorschaltradsatzes (VS1 ) bei geschlossenem ersten Schaltelement (A) mit einem Gehäuse (3) des Getriebes verbunden ist, dass ein Sonnenrad (SR2) des zweiten Vorschaltradsatzes (VS2) bei geschlossenem zweiten Schaltelement (B) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist und dass ein Planetenradträger (PT1 ) des ersten Vorschaltradsatzes (VS1 ) mit einem Hohlrad (HR3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) verbunden ist.

6. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (1 ) bei geschlossenem vierten Schaltelement (D) mit einem Planetenradträger (PT2) des zweiten Vorschaltradsatzes (VS2) und mit einem Hohlrad (HR1 ) des ersten Vorschaltradsatzes (VS1 ) verbunden ist, wobei die Antriebswelle 1 , das Hohlrad (HR1 ) und der Planetenradträger (PT2) bei geschlossenem dritten Schaltelement (C) mit einem Sonnenrad (SR2) des zweiten Vorschaltradsatzes (VS2) verbunden ist, dass die Antriebswelle (1 ) mit einem Sonnenrad (SR3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) verbunden ist, dass ein Sonnenrad (SR1 ) des ersten Vorschaltradsatzes (VS1 ) bei geschlossenem ersten Schaltelement (A) mit einem Gehäuse (3) des Getriebes verbunden ist, dass ein Planetenradträger (PT1 ) des ersten Vorschaltradsatzes (VS1 ) mit einem Hohlrad (HR3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) verbunden ist, dass das Sonnenrad (SR2) des zweiten Vorschaltradsat- zes (VS2) bei geschlossenem zweiten Schaltelement (B) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, und dass ein Hohlrad (HR2) des zweiten Vorschaltradsatzes (VS2) mit einem Planetenradträger (PT3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) verbunden ist.

7. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (PT3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) mit einem Sonnenrad (SR5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) verbunden ist, dass ein Sonnenrad (SR4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) bei geschlossenem sechsten Schaltelement (F) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, dass ein Planetenradträger (PT4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) mit einem Hohlrad (HR5) der zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) und mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, und dass ein Hohlrad (HR4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) mit einem Planetenradträger (PT5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) verbunden ist, wobei das Hohlrad (HR4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) und der Planetenradträger (PT5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) bei geschlossenem fünften Schaltelement (E) mit der Antriebswelle (1 ) verbunden ist.

8. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (PT3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) mit einem Sonnenrad (SR4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) und mit einem Sonnenrad (SR5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) verbunden ist, dass ein Planetenradträger (PT4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) mit einem Hohlrad (HR5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) und mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, dass ein Hohlrad (HR4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) bei geschlossenem sechsten Schaltelement (F) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, und dass ein Planetenradträger (PT5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) bei geschlossenem fünften Schaltelement (E) mit der Antriebswelle (1 ) verbunden ist.

9. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (PT3) des dritten Vorschaltradsatzes (VS3) mit einem Sonnenrad (SR4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) und mit einem Sonnenrad (SR5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) verbunden ist, dass ein Planetenradträger (PT4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, dass ein Hohlrad (HR5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) bei geschlossenem fünften Schaltelement (E) mit der Abtriebswelle (2) und mit dem Planetenradträ- ger (PT4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) verbunden ist, dass ein Hohlrad (HR4) des ersten Nachschaltradsatzes (NS1 ) bei geschlossenem sechsten Schaltelement (F) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, und das ein Planetenradträ- ger (PT5) des zweiten Nachschaltradsatzes (NS2) mit der Antriebswelle (1 ) verbunden ist.(Figur 3)

10. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten eines Rückwärtsganges (A) das zweite Schaltelement (B), das dritte Schaltelement (C) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten eines ersten Vorwärtsganges (G1 ) das erste Schaltelement (A), das zweite Schaltelement (B) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten eines zweiten Vorwärtsganges (G2) das erste Schaltelement (A), das dritte Schaltelement (C) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten eines dritten Vorwärtsganges (G3) das erste Schaltelement (A), das vierte Schaltelement (D) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten eines vierten Vorwärtsganges (G4) das dritte Schaltelement (C), das vierte Schaltelement (D) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten eines fünften Vorwärtsganges (G5) das zweite Schaltelement (B), das vierte Schaltelement (D) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten eines sechsten Vorwärtsganges (G6) das zweite Schaltelement (B), das fünfte Schaltelement (E) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind, dass zum Schalten eines siebenten Vorwärtsganges (G7) das zweite Schaltelement (B), das vierte Schaltelement (D) und das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten eines achten Vorwärtsganges (G8) das dritte Schaltelement (C), das vierte Schaltelement (D) und das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten eines neunten Vorwärtsganges (G9) das erste Schaltelement (A), das vierte Schaltelement (D) und das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten eines zehnten Vorwärtsganges (G10) das erste Schaltelement (A), das dritte Schaltelement (C) und das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, dass zum Schalten eines elften Vorwärtsganges (G1 1 ) das erste Schaltelement (A), das zweite Schaltelement (B) und das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind, und dass zum Schalten eines zwölften Vorwärtsganges (G12) das zweite Schaltelement (B), das dritte Schaltelement (C) und das fünfte Schaltelement (E) geschlossen sind.

1 1 . Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten einer ersten Alternative eines sechsten Vorwärtsganges (G6) das erste Schaltelement (A), das fünfte Schaltelement (E) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind.

12. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten einer zweiten Alternative eines sechsten Vorwärtsganges (G6) das dritte Schaltelement (C), das fünfte Schaltelement (E) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind.

13. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten einer dritten Alternative eines sechsten Vorwärtsganges (G6) das vierte Schaltelement (D), das fünfte Schaltelement (E) und das sechste Schaltelement (F) geschlossen sind.

Description:
Mehrstufengetriebe

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Beispielsweise aus der Druckschrift EP 1 373 756 B1 ist ein Mehrstufengetriebe als Automatikgetriebe bekannt, bei dem beispielsweise zwei Vorschaltradsätze und zwei Nachschaltradsätze vorgesehen sind, denen sieben Schaltelemente zugeordnet sind, wobei jedoch nur elf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind. Die Vorschaltradsätze sind über eine Verbindungswelle ständig mit den Nachschaltrads- ätzen verbunden. Ferner sind die Nachschaltradsätze über eine Welle und über eine Kupplung als Schaltelement mit der Antriebswelle verbindbar sowie über eine weitere Welle und über eine Bremse als weiteres Schaltelement festsetzbar, sodass in mindestens drei der Vorwärtsgänge die beiden Nachschaltradsätze gleichzeitig drehmomentführend sind. Dadurch ist die Anzahl der Gangstufen trotz der Vielzahl an benötigten Bauteilen, wie z. B. der sieben Schaltelemente begrenzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs beschriebenen Gattung mit maximaler Gangzahl und möglichst konstruktiv einfachem Aufbau vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausführungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.

Somit wird ein Mehrstufengetriebe als Automatikgetriebe, insbesondere für Fahrzeuge vorgeschlagen, welches eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle sowie einen ersten Vorschaltradsatz, einen zweiten Vorschaltradsatz und einen dritten Vorschalt- radsatz aufweist. Ferner sind ein erster Nachschaltradsatz und ein zweiter Nach- schaltradsatz vorgesehen. Die Vorschaltradsätze und die Nachschaltradsätze sind jeweils als Planetenradsätze ausgeführt. Darüber hinaus sind bei dem Mehrstufengetriebe nur 6 Schaltelemente vorgesehen, durch deren wahlweises Schalten eine Antriebsdrehzahl der Antriebswelle und in den Vorschaltradsätzen erzeugte Drehzahlen selektiv zur Schaltung von zumindest 12 Vorwärtsgängen und zumindest einen Rückwärtsgang über zumindest einen der Nachschaltradsätze auf die Abtriebswelle als Abtriebsdrehzahl übertragbar sind. Den beiden Vorschaltradsätzen sind vier Schaltelemente und den beiden Nachschaltradsätzen zwei Schaltelemente zugeordnet. Zumindest einer der Vorschaltradsätze ist fest mit einem Element der Nachschaltradsätze verbunden, sodass sechs verschiedene Ausgangsdrehzahlen der Vorschaltradsätze auf zumindest einen der Nachschaltradsätze übertragbar sind, wobei normiert auf die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle eine der Ausgangsdrehzahlen kleiner 0, drei Ausgangsdrehzahlen zwischen 0 und 1 , eine Ausgangsdrehzahl gleich 1 und eine Ausgangsdrehzahl größer 1 sind.

Auf diese Weise wird ein Mehrstufengetriebe als Automatikgetriebe vorgeschlagen, bei dem mit konstruktiv minimiertem Aufwand mindestens zwölf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang bereitgestellt wird, wobei zudem ein besonders kurz übersetzter und ein besonders lang übersetzter Vorwärtsgang realisierbar sind, wobei die Anzahl der Einzelradsätze maximal fünf beträgt und die Anzahl der Schaltelemente maximal sechs beträgt. Somit werden im Gegensatz zu bekannten Mehrstufengetriebe weitere Gangstufen realisiert und zugleich die Anzahl der Schaltelemente reduziert. Demzufolge ermöglicht das vorgeschlagene Mehrstufengetriebe eine maximale Ganganzahl bei möglichst konstruktiv einfachem Aufbau und optimierter Stufung.

Bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe nur drei der Schaltelemente als Kupplungen und drei Schaltelemente als Bremsen ausgeführt. Hierdurch ergibt sich ein weiterer Bauraumvorteil, da Bremsen gegenüber Kupplungen konstruktiv deutlich einfacher aufgebaut sind.

Dadurch, dass die drei Vorschaltradsätze vorzugsweise als 3-Steg-5-Wellengetriebe ausgeführt sind und zudem den Vorschaltradsätzen vier Schaltelemente zugeordnet sind, wird der Bauaufwand weiter reduziert. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Element des ersten Vorschaltradsatzes mit einem Element des zweiten Vorschalt- radsatzes und ein weiteres Element des zweiten Vorschaltradsatzes mit einem Element des dritten Vorschaltradsatzes und ein weiteres Element des dritten Vorschaltradsatzes mit einem Element des ersten Vorschaltradsatzes verbunden sind. Bei den beiden Nachschaltradsatzen ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese als 2- Steg-4-Wellengetriebe bzw. -anordnung ausgeführt sind. Bei einem 2-Steg-4- Wellengetriebe bzw. -anordnung ist vorgesehen, dass jeweils zwei Elemente der beiden Radsätze miteinander verbunden sind, sodass anstelle der normalerweise sechs Wellen nur noch vier Wellen vorgesehen sind. Den Nachschaltradsatzen sind hierbei

2 Schaltelemente zugeordnet. Dadurch wird das vorgeschlagene Mehrstufengetriebe konstruktiv weiter vereinfacht und insgesamt die Herstellungskosten weiter reduziert.

Das erfindungsgemäß vorschlagende Mehrstufengetriebe kann allgemein bei Fahrzeugen eingesetzt werden. Ein bevorzugter Anwendungsfall kann vorsehen, dass das Mehrstufengetriebe bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die einen besonders kurz übersetzten ersten Gang bzw. einen sogenannten Kriechgang benötigen, wie zum Beispiel bei Geländewagen oder auch bei Nutzkraftfahrzeugen, wie zum Beispiel bei Bussen oder dergleichen. Dadurch, dass bei dem Mehrstufengetriebe zudem ein lang übersetzter Gang realisierbar ist, ergibt sich zudem ein verbesserter Wirkungsgrad im Fahrbetrieb.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;

Figur 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes mit als Simpson-Radsatz ausgeführten Nachschaltsätzen;

Figur 3 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes mit als modifizierter Simpson-Radsatz ausgeführten Nachschaltradsätzen; und

Figur 4 ein beispielhaft dargestelltes Schaltschema für die in den Figuren 1 bis

3 dargestellten Radsätze. In den Figuren 1 bis 3 sind exemplarisch Radsatzschemen eines Mehrstufengetriebes eines Fahrzeuges mit beispielsweise 12 Vorwärtsgängen G1 bis G12 und zumindest einem Rückwärtsgang R dargestellt, wobei Figur 4 eine mögliche Schaltmatrix bzw. ein mögliches Schaltschema nur beispielhaft für die Radsatzschemen zeigt.

Das als Automatikgetriebe ausgeführte Mehrstufengetriebe umfasst eine Antriebswelle 1 und eine Abtriebswelle 2, wobei die Antriebswelle 1 vorzugsweise über einen Drehmomentwandler 4 mit einem Antriebsmotor des Fahrzeuges zum Beispiel einem Verbrennungsmotor oder dergleichen koppelbar ist, wie dies beispielsweise in Figur 1 exemplarisch dargestellt ist. In Figur 2 ist die Verbindung zwischen Antriebsmotor und Antriebswelle 1 bei dem Mehrstufengetriebe über einen Torsionsdämpfer K und eine Trennkupplung K0 exemplarisch angedeutet. In Figur 3 ist dieselbe Kopplung zwischen Antriebsmotor und Antriebswelle 1 realisiert, wobei zusätzlich bei dieser Ausführung eine elektrische Maschine EM mit der Antriebswelle 1 gekoppelt ist, um eine Hybridvariante exemplarisch zu zeigen. Die dargestellten Kopplungsmöglichkeiten zwischen dem Antriebsmotor, einer elektrischen Maschine und der Antriebswelle 1 des Mehrstufengetriebes sind lediglich beispielhaft und können beliebig miteinander kombiniert werden.

Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten sind ferner bei dem Mehrstufengetriebe ein erster Vorschaltradsatz VS1 , ein zweiter Vorschaltradsatz VS2 und ein dritter Vorschaltradsatz VS3 sowie ein erster Nachschaltradsatz NS1 und ein zweiter Nachschaltradsatz NS2 vorgesehen, welche jeweils als Planetenradsätze ausgeführt sind. Darüber hinaus sind nur sechs Schaltelemente A, B, C, D, E, F vorgesehen, durch deren wahlweises Schalten eine Antriebsdrehzahl der Antriebswelle 1 und in den Vorschaltradsätzen VS1 , VS2, VS3 erzeugte Drehzahlen selektiv zur Schaltung von zumindest zwölf Vorwärtsgängen G1 bis G12 und zumindest einem Rückwärtsgang über zumindest einen der Nachschaltradsätze NS1 , NS2 auf die Abtriebswelle 2 als Abtriebsdrehzahl übertragbar sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ist vorgesehen, dass den Vorschaltradsätzen VS1 , VS2, VS3 vier Schaltelemente A, B, C, D zugeordnet sind, wobei den zwei Nachschaltradsätzen NS1 , NS2 zwei Schaltelemente E, F zugeordnet sind, und wobei die Vorschaltradsätze VS2 und VS3 fest mit einem Element der Nachschaltradsätze NS1 , NS2 verbunden sind, sodass sechs verschiedene Ausgangsdrehzahlen der Vorschaltradsätze VS1 , VS2, VS3 auf zumindest einen der Nachschaltradsätze NS1 , NS2 übertragbar sind. Die Ausgangsdrehzahlen der Vorschaltradsätze VS1 , VS2, VS3 sind auf die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle 1 normiert bzw. bezogen. Eine der Ausgangsdrehzahlen ist kleiner 0. drei weitere Ausgangsdrehzahlen zwischen 0 und 1 . Eine weitere Ausgangsdrehzahl ist gleich 1 und eine weitere Ausgangsdrehzahl ist größer als 1 .

Bei einem Wert von 1 entspricht die Ausgangsdrehzahl der Antriebsdrehzahl. Ein Reduzier-Vorschaltradsatz liefert demgemäß eine normierte Drehzahl, welche zwischen 0 und 1 liegt. Ein Overdrive-Vorschaltradsatz liefert demgemäß eine normierte Drehzahl, welche größer 1 ist. Ein Reversier-Vorschaltradsatz liefert demgemäß eine normierte Drehzahl, welche kleiner 0 ist.

Unabhängig von den verschiedenen Ausführungsvarianten ist vorgesehen, dass den Vorschaltradsätzen VS1 , VS2, VS3 ein erstes Schaltelement A als Bremse, ein zweites Schaltelement B als Bremse, ein drittes Schaltelement C als Kupplung und ein viertes Schaltelement D als Kupplung zugeordnet sind und dass den Nachschalt- radsätzen NS1 , NS2 ein fünftes Schaltelement E als Kupplung und ein sechstes Schaltelement F als Bremse zugeordnet sind. Ferner sind die Vorschaltradsätze VS1 , VS2, VS3 als 3-Steg-5-Wellengetriebe ausgeführt und die zwei Nachschaltradsätze NS1 , NS2 sind als 2-Steg-4-Wellengetriebe ausgeführt.

Bei der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante ist im Detail vorgesehen, dass die Antriebswelle 1 bei geschlossenem vierten Schaltelement D mit einem Pla- netenradträger PT2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 und mit einem Hohlrad HR1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 verbunden ist. Zudem kann die Antriebswelle mit dem Hohlrad HR1 und dem Planetenträger PT2 bei geschlossenem dritten Schaltelement C sowohl mit einem Hohlrad HR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 als auch mit einem Planetenradträger PT3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden werden. Ferner ist die Antriebswelle 1 mit einem Sonnenrad SR3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden. Darüber hinaus ist ein Sonnenrad SR1 des ers- ten Vorschaltradsatzes VS1 bei geschlossenem ersten Schaltelement A mit einem Gehäuse 3 des Mehrstufengetriebes verbunden. Ein Sonnenrad SR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 ist bei geschlossenem zweiten Schaltelement B mit dem Gehäuse 3 verbunden. Zudem ist ein Planetenradträger PT1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 mit einem Hohlrad HR3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden. Ferner ist das Hohlrad HR1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 mit dem Planetenradträger PT2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 verbunden. Schließlich ist das Hohlrad HR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 mit dem Planetenradträger PT3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden.

Ferner ist bei der ersten Ausführungsvariante vorgesehen, dass der Planetenradträger PT3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 mit einem Sonnenrad SR5 des zweiten Nachschaltradsatzes NS2 verbunden ist. Ein Sonnenrad SR4 des ersten Nachschalt- radsatzes NS1 ist bei geschlossenen sechsten Schaltelement F mit dem Gehäuse 3 verbunden. Ferner ist ein Planetenradträger PT4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 mit einem Hohlrad HR5 des zweiten Nachschaltradsatzes NS2 und mit der Abtriebswelle 2 verbunden. Ferner ist ein Hohlrad HR4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 mit einem Planetenradträger PT5 zweiten Nachschaltradsatzes NS2 verbunden. Bei geschlossenem fünften Schaltelement E sind das Hohlrad HR4 und der Planetenradträger PT5 mit der Antriebswelle 1 verbunden.

Das in Figur 1 beispielhaft dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt somit das vorteilhaft auf großem Durchmesser zwischen dem Planetenradträger bzw. Steg PT2 und dem Hohlrad HR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 liegende als Kupplung ausgeführte dritte Schaltelement C. Ferner ist bei der ersten Ausführungsvariante eine planetendrehzahlgünstige als CR-CR ausgebildete 2-Steg-4-Wellen- Getriebeanordnung als Nachschaltradsätze NS1 , NS2 realisiert.

In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes dargestellt, bei der die Antriebswelle 1 bei geschlossenem vierten Schaltelement D mit einem Planetenradträger PT2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 und einem Hohlrad HR1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 verbunden ist. Die Antriebswelle 1 und das Hohlrad HR1 sowie der Planetenradträger PT2 sind zudem bei geschlossenem dritten Schaltelement C mit einem Sonnenrad SR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 verbunden. Zudem ist die Antriebswelle 1 mit einem Sonnenrad SR3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden. Darüber hinaus ist ein Sonnenrad SR1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 bei geschlossenem ersten Schaltelement A mit dem Gehäuse 3 des Getriebes verbunden. Ein Planetenradträger PT1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 ist mit einem Hohlrad HR3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden. Das Hohlrad HR1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 ist mit dem Planetenradträger PT2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 verbunden. Ferner ist das Sonnenrad SR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 bei geschlossenem zweiten Schaltelement B mit dem Gehäuse 3 verbunden. Schließlich ist das Hohlrad HR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 mit dem Planetenradträger PT3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden.

Darüber hinaus ist bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß Figur 2 vorgesehen, dass der Planetenradträger PT3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 mit einem Sonnenrad SR4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 und einem Sonnenrad SR5 des zweiten Nachschaltradsatzes NS2 verbunden ist. Ferner ist ein Planetenradträger PT4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 mit einem Hohlrad HR5 des zweiten Nachschaltradsatzes NS2 und mit der Abtriebswelle 2 verbunden. Ein Hohlrad HR4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 ist bei geschlossenen sechsten Schaltelement F mit dem Gehäuse verbunden. Ferner ist ein Planetenradträger PT5 des zweiten Nachschaltradsatzes NS2 bei geschlossenem fünften Schaltelement E mit der Antriebswelle 1 verbunden.

Demzufolge ergibt sich bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß Figur 2 eine im Vergleich zur ersten Ausführungsvariante günstigere Aktuierung des dritten als Kupplung ausgeführten Schaltelements C, welches den Planetenradträger PT2 und das Sonnenrad SR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 miteinander gekoppelt. Ferner sind die beiden Nachschaltradsätze NS1 , NS2 als Simpson-Radsatz ausgeführt, wodurch sich deutlich niedrigere Bauteilbelastungen ergeben.

In Figur 3 ist eine dritte Ausführungsvariante dargestellt, bei der die Antriebswelle 1 mit einem Sonnenrad SR3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden ist. Ferner ist die Antriebswelle 1 bei geschlossenem vierten Schaltelement D mit einem Planetenradtrager PT2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 und mit einem Hohlrad HR1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 verbunden. Ein Sonnenrad SR1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 ist bei geschlossenem ersten Schaltelement A mit dem Gehäuse 3 des Getriebes verbunden. Darüber hinaus ist ein Planetenradtrager PT1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 mit einem Hohlrad HR3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden. Ein Hohlrad HR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 ist mit einem Planetenradtrager PT3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 verbunden. Zudem ist ein Sonnenrad SR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 bei geschlossenem zweiten Schaltelement B mit dem Gehäuse 3 verbunden, wobei das Sonnenrad SR2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 bei geschlossenen dritten Schaltelement C mit dem Planetenradträger PT2 des zweiten Vorschaltradsatzes VS2 und mit dem Hohlrad HR1 des ersten Vorschaltradsatzes VS1 verbunden ist. Wenn zudem das vierte Schaltelement D geschlossen ist, kann zudem eine Verbindung mit der Antriebswelle 1 realisiert werden.

Darüber hinaus ist bei der dritten Ausführungsvariante vorgesehen, dass der Planetenradträger PT3 des dritten Vorschaltradsatzes VS3 sowohl mit einem Sonnenrad SR4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 als auch mit einem Sonnenrad SR5 des zweiten Nachschaltradsatzes NS2 verbunden ist. Ein Planetenradträger PT4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 ist mit der Abtriebswelle 2 verbunden. Ferner ist ein Hohlrad HR5 des zweiten Nachschaltradsatzes NS2 bei geschlossenem fünften Schaltelement E ebenfalls mit der Abtriebswelle 2 und mit dem Planetenradträger PT4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 verbunden. Zudem ist ein Planetenradträger PT5 des zweiten Nachschaltradsatzes NS2 mit der Antriebswelle 1 verbunden. Schließlich ist ein Hohlrad HR4 des ersten Nachschaltradsatzes NS1 bei geschlossenem sechsten Schaltelement F mit dem Gehäuse 3 verbunden.

Demzufolge ist bei der dritten Ausführungsvariante gegenüber der zweiten Ausführungsvariante ein modifizierter Simpson-Radsatz als Hauptradsatz bzw. als Nach- schaltradsätze NS1 , NS2 vorgesehen, wobei gegenüber den ersten beiden Ausführungsvarianten ein niedrigerer Stützfaktor an dem als Kupplung ausgeführten fünften Schaltelement E realisiert wird. In Figur 4 ist exemplarisch für die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Radsatzschemen des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes ein Schaltschema dargestellt. Das Schaltschema gibt an, welche der Schaltelemente A, B, C, D, E, F zur Realisierung der jeweiligen Gangstufe geschlossen bzw. geschaltet sind. Ferner sind in dem Schaltschema die jeweilige Übersetzung, der Wirkungsgrad und der jeweilige Gangsprung angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ist der erste Vorwärtsgang G1 kurz übersetzt, d.h. er hat eine hohe Übersetzung und kann somit als Kriechgang eingesetzt werden. Ferner ist der achte Vorwärtsgang G8 als Direktgang ausgeführt. Zudem ist der zwölfte Vorwärtsgang G12 lang übersetzt, d.h. er hat eine niedrige Übersetzung und kann als so genannter Overdrive-Gang eingesetzt werden.

Je nach Anwendungsfall kann das Mehrstufengetriebe mit normal abgestuften 12 Vorwärtsgängen G1 bis G 12 und einem Rückwärtsgang ausgeführt werden. Es ist auch denkbar, dass, wie bereits erwähnt, 1 1 normal abgestufte Vorwärtsgänge und ein Kriechgang sowie ein Rückwärtsgang vorgesehen werden. Durch Überspringen zum Beispiel des dritthöchsten Ganges ergeben sich 1 1 Gangstufen mit optimierter Stufung. Durch Überspringen des dritthöchsten und des fünfthöchsten Ganges lassen sich 10 Gangstufen mit optimierten Gangsprüngen in den oberen Gangstufen darstellen.

Im Einzelnen ergibt sich aus dem beispielhaft dargestellten Schaltschema gemäß Figur 4, dass zum Schalten eines ersten Vorwärtsganges G1 das erste Schaltelement A, das zweite Schaltelement B und das sechste Schaltelement F geschlossen sind. Zum Schalten eines zweiten Vorwärtsganges G2 sind das erste Schaltelement A, das dritte Schaltelement C und das sechste Schaltelement F geschlossen. Zum Schalten eines dritten Vorwärtsganges G3 sind das erste Schaltelement A, das vierte Schaltelement D und das sechste Schaltelement F geschlossen. Zum Schalten eines vierten Vorwärtsganges G4 sind das dritte Schaltelement C, das vierte Schaltelement D und das sechste Schaltelement F geschlossen. Zum Schalten eines fünften Vorwärtsganges G5 sind das zweite Schaltelement B, das vierte Schaltelement D und das sechste Schaltelement F geschlossen. Zum Schalten eines sechsten Vorwärtsganges G6 sind das zweite Schaltelement B, das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F geschlossen. Zum Schalten eines siebenten Vorwärtsganges G 7 sind das zweite Schaltelement B, das vierte Schaltelement D und das fünfte Schaltelement E geschlossen. Zum Schalten eines achten Vorwärtsganges G8 sind das dritte Schaltelement C, das vierte Schaltelement D und das fünfte Schaltelement E geschlossen. Zum Schalten eines neunten Vorwärtsganges G9 sind das erste Schaltelement A, das vierte Schaltelement D und das fünfte Schaltelement E geschlossen. Zum Schalten eines zehnten Vorwärtsganges G10 sind das erste Schaltelement A, das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E geschlossen. Zum Schatten eines elften Vorwärtsganges G 1 1 sind das erste Schaltelement A, das zweite Schaltelement B und das fünfte Schaltelement E geschlossen. Schließlich sind zum Schalten eines zwölften Vorwärtsganges G12 das zweite Schaltelement B, das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E geschlossen.

Zum Schalten einer ersten Alternative des sechsten Vorwärtsganges G6 sind das erste Schaltelement A, das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F geschlossen. Zum Schalten einer zweiten Alternative der sechsten Vorwärtsganges G6 sind das dritte Schaltelement C, das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F geschlossen. Schließlich sind zum Schalten einer dritten Alternative der sechsten Vorwärtsganges G6 das vierte Schaltelement D, das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F geschlossen.

Somit sind zum Schalten einer beliebigen Gangstufe jeweils drei der Schaltelemente A, B, C, D, E, F geschlossen.

Im Leerlauf bzw. in Neutral N sind vorzugsweise das zweite Schaltelement B und das sechste Schaltelement F geschlossen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zum Schalten des Rückwärtsganges R oder eines Vorwärtsganges nur ein weiteres Schaltelement geschlossen werden muss. Bezuqszeichen

1 Antriebswelle

2 Abtriebswelle

3 Gehäuse

4 Drehmomentwandler

EM elektrische Maschine

K Torsionsdämpfer

KO Trennkupplung zwischen elektrischer Maschine und Antriebsmaschine

VS1 erster Vorschaltradsatz

VS2 zweiter Vorschaltradsatz

VS3 dritter Vorschaltradsatz

NS1 erster Nachschaltradsatz

NS2 zweiter Nachschaltradsatz

G1 erster Vorwärtsgang

G2 zweiter Vorwärtsgang

G3 dritter Vorwärtsgang

G4 vierter Vorwärtsgang

G5 fünfter Vorwärtsgang

G6 sechster Vorwärtsgang

G7 siebenter Vorwärtsgang

G8 achter Vorwärtsgang

G9 neunter Vorwärtsgang

G10 zehnter Vorwärtsgang

G1 1 elfter Vorwärtsgang

G12 zwölfter Vorwärtsgang

R Rückwärtsgang

N Neutral bzw. Leerlauf

A erstes Schaltelement als Bremse

B zweites Schaltelement als Bremse

C drittes Schaltelement als Kupplung

D viertes Schaltelement als Kupplung

E fünftes Schaltelement als Kupplung sechstes Schaltelement als Bremse

Sonnenrad des ersten Vorschaltradsatzes

Planetenradtrager des ersten Vorschaltradsatzes Hohlrad des ersten Vorschaltradsatzes

Sonnenrad des zweiten Vorschaltradsatzes Planetenradtrager des zweiten Vorschaltradsatzes Hohlrad des zweiten Vorschaltradsatzes

Sonnenrad des dritten Vorschaltradsatzes

Planetenradtrager des dritten Vorschaltradsatzes Hohlrad des dritten Vorschaltradsatzes

Sonnenrad des ersten Nachschaltsatzes

Planetenradtrager des ersten Nachschaltsatzes Hohlrad des ersten Nachschaltsatzes

Sonnenrad des zweiten Nachschaltsatzes

Planetenradtrager des zweiten Nachschaltsatzes Hohlrad des zweiten Nachschaltsatzes