DE102012001846A1 - Schaltgetriebe - Google Patents

Abstract

Schaltgetriebe (1) zwischen einer Antriebswelle (2) und einer Abtriebswelle (3) in einem Getriebegehäuse (0), wobei die Antriebswelle (2) über ein schaltbares Anfahrelement (16) mit einem Verbrennungsmotor (15) verbindbar ist und wobei die Antriebswelle (2) auf einem ersten Wellenstrang (4) angeordnet ist und wobei die Abtriebswelle (3) auf einem parallel dazu liegenden zweiten Wellenstrang (5) angeordnet ist und wobei die beiden Wellenstränge durch mindestens eine erste Zahnradstufe (6) und eine zweite Zahnradstufe (7) verbindbar sind und wobei auf mindestens einem der beiden Wellenstränge mindestens eine Planetenradstufe (40) angeordnet ist. Die Planetenradstufe (40) ist auf dem zweiten Wellenstrang (5) angeordnet ist und weist vier Wellen auf, von denen eine erste Welle (11) mit einer ersten Schaltmuffe (21) verbindbar ist, eine zweite Welle (12) mit einer zweiten Schaltmuffe (22) in permanenter, das heißt nicht schaltbarer, Verbindung steht, eine dritte Welle (13) mit einer dritten Schaltmuffe (23) in permanenter Verbindung steht und eine vierte Welle (14) mit der Abtriebswelle (3) verbunden ist. Mit den drei Schaltmuffen und zwei weiteren Zahnradstufe (8 und 9) sind sechs Zahnkupplungen (31 ... 36) schaltbar, von denen in jedem Gang zwei geschlossen sein müssen. Damit ergibt sich ein sehr kompaktes Schaltgetriebe mit neun gut gestuften Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang. Ein integrierter Elektromotor (26) wirkt über die dritte Zahnradstufe (8) auf die zweite Welle (12) und unterstützt alle Gangwechsel bis hin zu Lastschaltungen ohne Zugkraftunterbrechung.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle in einem Getriebegehäuse, wobei die Antriebswelle über ein schaltbares Anfahrelement mit einem Verbrennungsmotor verbindbar ist und wobei die Antriebswelle auf einem ersten Wellenstrang angeordnet ist und wobei die Abtriebswelle auf einem parallel dazu liegenden zweiten Wellenstrang angeordnet ist und wobei die beiden Wellenstränge durch mindestens eine erste Zahnradstufe und eine zweite Zahnradstufe verbindbar sind und wobei auf mindestens einem der beiden Wellenstränge mindestens eine Planetenradstufe angeordnet ist.
• So ein Schaltgetriebe ist zum Beispiel aus der US 5,106,352 bekannt. Das dort in den 1 sowie 4 bis 12, aber insbesondere in der 7 beschriebene Schaltgetriebe hat auch eine Antriebswelle, die über ein schaltbares Anfahrelement mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar ist und auf einem ersten Wellenstrang angeordnet ist. Das Schaltgetriebe hat auch eine Abtriebswelle auf einem zweiten Wellenstrang. Beide Wellenstränge stehen über zwei Zahnradstufen in Wirkverbindung. Auf dem zweiten Wellenstrang sind außerdem zwei dreiwellige Planetenradstufen angeordnet, die zu einer vierwelligen Planetenradstufe verschaltet sind. Auf dem zweiten Wellenstrang gibt es fünf Schaltelemente, zwei Bremsen und drei Kupplungen, mit denen sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind. Dies gelingt dadurch, dass in diesem Schaltgetriebe infolge der Planetenradstufe in jedem Gang zwei Schaltelemente geschaltet werden müssen. Bei zwei zu schließenden Schaltelementen aus einer Gruppe von 5 Schaltelementen gibt es 10 Schaltkombinationen, von denen in diesem Schaltgetriebe 7 für die sechs Vorwärtsgängen und den einen Rückwärtsgang genutzt werden.
• Nachteilig an diesem Getriebe ist aber, dass jedes der fünf Schaltelemente einen eigenen Aktuator benötigt. Das erfordert einen entsprechenden Aufwand in der inneren Schaltung und eventuell der Steuerung bei automatisierten Schaltabläufen.
• In den zahlreichen ausgeführten Getrieben nach diesem Stand der Technik sind die Schaltelemente meist als reibschlüssige Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen ausgeführt. Diese benötigen im geöffneten Zustand einen Ölvolumenstrom zum Aufbau eines trennenden Schmierfilms zwischen den Lamellen und zum Kühlen, da sich solche reibschlüssigen Schaltelemente während einer Schaltung stark erwärmen und auch im geöffneten Zustand infolge von Schleppverlusten weiter erwärmen würden. Zum Schalten dieser Schaltelemente ist dann noch ein hydraulischer Druck erforderlich, der solange aufrechterhalten werden muss, wie das Schaltelement geschlossen ist. Daraus resultiert der Bedarf nach einer hydraulischen Steuereinheit mit einem erheblichen Leistungsbedarf, der den Wirkungsgrad solcher Schaltgetriebe reduziert.
• Von Schaltgetrieben mit parallelen Wellensträngen, insbesondere von Handschaltgetrieben und von Doppelkupplungsgetrieben, sind zweiseitig wirkende Zahnkupplungen bekannt, die von einer gemeinsamen Schaltmuffe betätigt werden. So eine Schaltmuffe wird meist von einer Schaltgabel bewegt, deren Steuerung eine innere Schaltung übernimmt. Mit je einer Schaltgabel und Schaltmuffe als Aktuator können so zwei verschiedene Zahnkupplungen betätigt werden.
• Zahnkupplungen haben wegen der formschlüssigen Kraftübertragung hohe Drehmomentkapazitäten. Im offenen Schaltzustand verursachen Zahnkupplungen nur geringe Schleppverluste.
• Zum Ansynchronisieren der Zahnkupplungshälften vor einer Schaltung sind nach dem Stand der Technik verschiedene Bauformen von Synchronisierungen bekannt, die meist als Sperrsynchronisierung in jede Zahnkupplung integriert werden. Für die Erzeugung des Synchronisationsdrehmoments sind aber wieder Schaltkräfte erforderlich, die bei Handschaltgetrieben vom Fahrer und bei automatisierten Schaltgetrieben von einer meist hydraulisch wirkenden Aktuatorik aufgebracht werden.
• Aus dem Stand der Technik gehen auch Vorschläge für Zentralsynchronisierungen hervor, die dann die Drehzahlangleichungen der Zahnkupplungshälften für alle Schaltungen übernehmen sollen. Da in solchen Zentralsynchronisierungen aber meist die Verlustleistungen während der Schaltungen größer sind als in verteilten Synchronisierungen, haben sie sich im Markt noch nicht durchgesetzt.
• In den letzten Jahren gibt es einen wachsenden Bedarf nach teilelektrischen Antrieben, weil Elektromotoren im Antriebsstrang in Verbindung mit einer Batterie viele nützliche Hybridfunktionen ermöglichen. Diese sind zum Beispiel ein komfortables Anfahren in Verbindung mit einer Start/Stopp-Funktion für den Verbrennungsmotor, eine begrenzte Rückgewinnung von Bremsenergie, ein elektrisches Boosten, ein rein elektrisches Fahren mit begrenzter Leistung und begrenzter Reichweite. Neue Getriebekonzepte müssen für die Integration zumindest eines Elektromotors gut geeignet sein.
• Der vorliegenden Erfindung liegt nach kritischer Analyse des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe nach dem Oberbegriff zu realisieren, bei dem möglichst wenige und möglichst zweiseitig wirkende Zahnkupplungen für die Schaltung möglichst vieler Gänge ausreichen. Darüber hinaus soll die zu findende Getriebestruktur für den Einsatz einer Zentralsynchronisierung geeignet sein, um auf verteilte Synchronisierungen verzichten zu können. Außerdem soll die Zentralsynchronisierung über einen Elektromotor realisiert werden, der im Vergleich zu einer hydraulischen Betätigung weniger Energiebedarf hat. Der Elektromotor soll darüber hinaus die heute üblichen Hybridfunktionen realisieren können.
• Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs dadurch gelöst, dass die Planetenradstufe auf dem zweiten Wellenstrang angeordnet ist und vier Wellen aufweist, von denen eine erste Welle mit einer ersten Schaltmuffe verbindbar ist, eine zweite Welle mit einer zweiten Schaltmuffe in permanenter, das heißt nicht schaltbarer, Verbindung steht, eine dritte Welle mit einer dritten Schaltmuffe in permanenter Verbindung steht und eine vierte Welle mit der Abtriebswelle verbunden ist.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass von der ersten Schaltmuffe eine erste Zahnkupplung betätigbar ist, mittels derer die erste Welle über die erste Zahnradstufe mit der Antriebswelle verbindbar ist, dass von der zweiten Schaltmuffe eine zweite Zahnkupplung betätigbar ist, mittels derer die zweite Welle über die erste Zahnradstufe oder eine dritte Zahnradstufe mit der Antriebswelle verbindbar ist, dass von der zweiten Schaltmuffe eine dritte Zahnkupplung betätigbar ist, mittels derer die zweite Welle direkt oder über die erste Zahnradstufe oder die dritte Zahnradstufe mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist, dass von der dritten Schaltmuffe eine vierte Zahnkupplung betätigbar ist, mittels derer die dritte Welle über die zweite Zahnradstufe mit der Antriebswelle verbindbar ist, und dass von der dritten Schaltmuffe eine fünfte Zahnkupplung betätigbar ist, mittels derer die dritte Welle direkt oder über die zweite Zahnradstufe mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist.
• Diese Merkmale beschreiben eine Grundausführung eines Schaltgetriebes mit einer vierwelligen Planetenradstufe und zwei oder drei Zahnradstufen sowie fünf Zahnkupplungen, die von nur drei Schaltmuffen zu betätigen sind. Wenn in so einer Getriebeanordnung in jedem Gang zwei Zahnkupplungen geschlossen sein müssen, ergeben sich insgesamt acht Schaltkombinationen für Vorwärts- und Rückwärtsgänge. Tatsächlich sind mit dem erfindungsgemäßen Getriebe schon mit diesen Merkmalen sechs Vorwärtsgänge, ein Rückwärtsgang und eine Schaltstellung realisierbar, bei der das Getriebe in einer Parksperrenschaltung mit dem Getriebegehäuse verblockt ist.
• Für drei weitere Vorwärtsgänge hat das Schaltgetriebe im Vergleich zum Grundgetriebe eine vierte Zahnradstufe zwischen dem ersten Wellenstrang und dem zweiten Wellenstrang und eine sechste Zahnkupplung, die auch von der ersten Schaltmuffe betätigbar ist. Mit der sechsten Zahnkupplung ist die erste Welle über die vierte Zahnradstufe mit der Antriebswelle verbindbar.
• Ein so ausgestaltetes Getriebe mit neun Vorwärtsgängen benötigt dafür nur drei zweiseitig wirkende Schaltmuffen und damit auch nur drei Schaltgabeln. Damit ist der Schaltaufwand minimiert und der Wirkungsgrad wegen der geringen Anzahl mitgeschleppter Bauteile im Getriebe maximiert.
• Für zwei andere weitere Vorwärtsgänge und einen weiteren Rückwärtsgang hat das Schaltgetriebe im Vergleich zum Grundgetriebe eine siebte Zahnkupplung, die von einer vierten Schaltmuffe betätigbar ist. Damit ist die zweite Welle der Planetenradstufe über die erste Zahnradstufe oder die dritte Zahnradstufe mit der Antriebswelle verbindbar ist.
• Diese Ausführungsvariante des Schaltgetriebes mit acht Vorwärtsgängen braucht keine zusätzliche Zahnradstufe, dafür aber eine zusätzliche Schaltmuffe und eine zusätzliche Schaltgabel. Kombiniert man die Merkmale für die zusätzlichen Gänge gegenüber der Grundvariante mit sechs Vorwärtsgängen, so erhält man sogar ein kompaktes Schaltgetriebe mit zwölf Vorwärtsgängen. Somit lassen sich mit den Varianten des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes alle Anwendungen von frontquer angetriebenen kleinen Personenkraftwagen bis hin zu Stadtbussen und Lastkraftwagen abdecken.
• Schaltgetriebe nach dieser Erfindung mit mehr als sechs Vorwärtsgängen sollen vorzugsweise automatisiert schaltbar und bei komfortorientierten Anwendungen auch lastschaltbar sein. Dazu ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die zweite Welle der Planetenradstufe direkt oder mittels der dritten Zahnradstufe und einer Welle zum Elektromotor mit einem Rotor eines Elektromotors in Verbindung steht.
• Bei jedem Gangwechsel muss die zweite Welle der Planetenradstufe ihre Drehzahl verändern. Deshalb ist diese Welle für eine elektromotorische Zentralsynchronisierung geeignet. Die für die Synchronisierung eventuell nötige Energie kommt dabei aus einer Batterie. Die bei der Synchronisierung eventuell frei werdende Energie kann in der Batterie gespeichert werden. Der energetische Gesamtaufwand für alle Schaltungen sinkt. Der Getriebewirkungsgrad steigt.
• Eine besonders kompakte Ausführung der Planetenradstufe ergibt sich dadurch, dass die Planetenradstufe ein erstes Sonnenrad aufweist, das mit der ersten Welle der Planetenradstufe verbunden ist, dass die Planetenradstufe ein zweites Sonnenrad aufweist, das mit der zweiten Welle der Planetenradstufe verbunden ist, dass die Planetenradstufe einen Planetenträger aufweist, der mit der dritten Welle der Planetenradstufe verbunden ist, und dass die Planetenradstufe ein Hohlrad aufweist, das mit der vierten Welle der Planetenradstufe verbunden ist, und dass der Planetenträger mehrere Sätze von je zwei Planetenrädern trägt, von denen erste Planetenräder mit zweiten Planetenrädern und dem ersten Sonnenrad in Eingriff stehen, und von denen die zweiten Planetenräder mit den ersten Planetenrädern, mit dem zweiten Sonnenrad und dem Hohlrad in Eingriff stehen.
• In dieser Ausführung hat die vierwellige Planetenradstufe nur einen Planetenträger und baut deshalb äußerst kurz und leicht. Durch die Anordnung der Planetenradstufe auf dem zweiten Wellenstrang und die geschickte Wahl der Übersetzungen der Zahnradstufen können kritisch hohe Drehzahlen in der Planetenradstufe sicher vermieden werden.
• Zur Ausnutzung des hohen Drehvermögens von Elektromotoren ist weiterhin nach der Erfindung vorgesehen, dass das Schaltgetriebe eine weitere Planetenradstufe aufweist mit einem weiteren Sonnenrad, das mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und einem weiteren Planetenträger mit mehreren Planetenrädern, der mit der Welle zum Elektromotor verbunden ist, und einem weiteren Hohlrad, das mit dem Rotor des Elektromotors verbunden ist.
• Dieses weitere Planetenradstufe wirkt als Hochtreiberstufe zwischen der Welle zum Elektromotor und dem Rotor des Elektromotors. Der Aufwand für diese weitere Planetenradstufe lohnt sich dann, wenn die Einsparungen in der Baugröße des Elektromotors größer sind und der eventuell verbesserte Wirkungsgrad des Elektromotors die zusätzlichen Verluste in der Hochtreiberstufe überkompensiert.
• Alternativ dazu wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass das Schaltgetriebe eine weitere Planetenradstufe aufweist mit einem weiteren Sonnenrad, das mit der Antriebswelle verbunden ist, und einem weiteren Planetenträger mit mehreren Planetenrädern, der mit der Welle zum Elektromotor verbunden ist, und einem weiteren Hohlrad, das mit dem Rotor des Elektromotors verbunden ist.
• Mit dieser Anbindung einer weiteren Planetenradstufe gelingt eine noch weitergehende Leistungsverzweigung mit dem Effekt der Anhebung der Drehzahlen am Elektromotor und der Reduzierung der Belastungen des Elektromotors.
• Damit diese Leistungsverzweigung auch bei stehender Antriebswelle funktioniert, soll die Antriebswelle über eine achte Zahnkupplung und eine fünfte Schaltmuffe mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist. Dann lassen sich auch im Stillstand der Antriebswelle Reaktionsmomente an dieser Welle abstützen.
• Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale ihrer Ansprüche beschränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale und Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zu den Ausgestaltungsbeispielen Offenbarten.
• Die Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf nach dem Stand der Technik gleichwirkende Lösungen, von denen einige schon in den Ausführungsbeispielen beschrieben sind.
• Mehrere Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes sind beispielhaft in den 1 bis 18 dargestellt und bezüglich der Anordnung der Wellen, der Getriebestufen, der Schaltelemente und deren Funktionsweise erläutert.
• Dabei zeigen:
• 1 die Getriebestruktur einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes mit zwei Zahnradstufen und drei Schaltmuffen für sechs Vorwärtsgänge,
• 2 die Schaltlogik des Getriebes nach 1,
• 3 einen Drehzahlplan für die Planetenradstufe des Schaltgetriebes nach 1,
• 4 beispielhafte Auslegungen der Übersetzungen der einzelnen Getriebestufen für verschiedene Gesamtabstufungen der sechs Vorwärtsgänge,
• 5 eine Variante des Schaltgetriebes nach 1 mit anderer Anordnung der Schaltelemente und der Integration eines Elektromotors zur Unterstützung der Gangwechsel und für weitere Hybridfunktionen über eine weitere Zahnradstufe,
• 6 die Getriebestruktur eines Schaltgetriebes nach 5 mit einer weiteren Schaltmuffe für acht Vorwärtsgänge,
• 7 die Schaltlogik des Getriebes nach 6,
• 8 einen Drehzahlplan für die Planetenradstufe des Schaltgetriebes nach 6,
• 9 die Getriebestruktur eines Schaltgetriebes nach 5 mit einer weiteren Zahnradstufe aber ohne weitere Schaltmuffe für neun Vorwärtsgänge,
• 10 die Schaltlogik des Getriebes nach 9,
• 11 einen Drehzahlplan für die Planetenradstufe des Schaltgetriebes nach 9,
• 12 beispielhafte Auslegungen der Übersetzungen der einzelnen Getriebestufen für verschiedene Gesamtabstufungen der neun Vorwärtsgänge,
• 13 die Getriebestruktur eines Schaltgetriebes nach 9 mit neun Vorwärtsgängen für ein Fahrzeug mit Längsantrieb,
• 14 die Getriebestruktur eines Schaltgetriebes nach 13 mit zusätzlichen Planetenradsatz zur Erhöhung der E-Motorendrehzahlen,
• 15 die Getriebestruktur eines Schaltgetriebes nach 13 mit zusätzlichen Planetenradsatz für eine weitere antriebsseitige Leistungsverzweigung,
• 16 die Getriebestruktur eines Schaltgetriebes mit allen vorgenannten Merkmalen und dann zwölf Vorwärtsgängen für ein Fahrzeug mit Längsantrieb,
• 17 die Schaltlogik des Getriebes nach 16,
• 18 einen Drehzahlplan für die Planetenradstufe des Schaltgetriebes nach 16.
• 1 zeigt die Getriebestruktur einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes 1 für eine Anwendung in einem Fahrzeug mit Frontquerantrieb.
• Das Schaltgetriebe 1 hat zwei parallele Wellenstränge 4 und 5. Auf dem ersten Wellenstrang 4 befindet sich die Antriebswelle 2, die über ein als Reibungskupplung oder als Zahnkupplung mit Reibungssynchronisierung ausgeführtes Anfahrelement 16 mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors 15 verbindbar ist. Das Anfahrelement 16 wird über einen nicht näher erläuterten Aktuator 17 nach dem Stand der Technik betätigt.
• Auf dem zweiten Wellenstrang 5 befindet sich eine Planetenradstufe 40. Diese ist in dieser Ausführungsvariante eine vierwellige Planetenradstufe mit einem ersten Sonnenrad 41 auf einer ersten Welle 11, einem zweiten Sonnenrad 42 auf einer zweite Welle 12, einem Planetenträger 44 auf einer dritten Welle 13 und einem Hohlrad 43 auf einer vierten Welle 14. Der Planetenträger 44 trägt mehrere Sätze miteinander kämmender erster Planetenräder 45 und zweiter Planetenräder 46, wobei die ersten Planetenräder 45 auch mit dem ersten Sonnenrad 41 in Eingriff stehen und wobei die zweiten Planetenräder 46 auch mit dem zweiten Sonnenrad 42 und dem Hohlrad 43 in Eingriff stehen.
• Der Aufbau der vierwelligen Planetenradstufe 40 mit nur einem Planetenträger 44 ist in allen Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes gleich, weil sich dadurch die kürzeste Baulänge aller Getriebevarianten ergibt. Nach dem Stand der Technik gibt es zu dieser vierwelligen Planetenradstufe kinematisch gleichwertige Ersatzstrukturen, die dann aber mehr als einen Planetenträger aufweisen und dadurch länger bauen und schwerer sind.
• Die vierte Welle 14 der Planetenradstufe 40 ist mit der Abtriebswelle 3 verbunden. Die Abtriebswelle 3 steht über den als Zahnradstufe ausgeführten Endantrieb 18 mit einem Differenzial 19 in Verbindung, von dem aus die Räder eines frontgetriebenen Fahrzeugs angetrieben werden. Das Differenzial 19 ist hier als sehr schmal bauendes Kompaktdifferenzial nach dem Stand der Technik ausgeführt.
• Die beiden Wellenstränge 4 und 5 sind über eine erste Zahnradstufe 6 und eine zweite Zahnradstufe 7 verbindbar.
• Dazu sitzt auf der ersten Welle 11 der Planetenradstufe 40 eine erste, in dieser ersten Ausführungsvariante einseitig wirkende Schaltmuffe 21, die über eine erste Zahnkupplung 31 und die erste Zahnradstufe 6 die Antriebswelle 2 mit der Übersetzung der ersten Zahnradstufe 6 mit der ersten Welle 11 verbinden kann.
• Auf der zweiten Welle 12 der Planetenradstufe 40 sitzt eine zweite, in dieser Ausführungsvariante zweiseitig wirkende Schaltmuffe 22, die auf der einen Seite über eine zweite Zahnkupplung 32 die Antriebswelle 2 ebenfalls mit der Übersetzung der ersten Zahnradstufe 6 mit der zweiten Welle 12 verbinden kann. Auf der anderen Seite kann die zweite Schaltmuffe 22 über eine dritte Zahnkupplung 33 die zweite Welle 12 mit dem Getriebegehäuse 0 verbinden.
• Die dritte Welle 13 der Planetenradstufe 40 steht über die zweite Zahnradstufe 7 mit einer dritten, in dieser Ausführungsvariante ebenfalls zweiseitig wirkenden Schaltmuffe 23 in Verbindung. Diese Schaltmuffe 23 kann auf der einen Seite über eine vierte Zahnkupplung 34 eine Verbindung mit der Antriebswelle 2 herstellen oder auf der anderen Seite über eine fünfte Zahnkupplung 35 eine Verbindung mit dem Getriebegehäuse 0.
• In dieser Getriebevariante sitzen somit die erste Schaltmuffe 21 und die zweite Schaltmuffe 22 auf dem zweiten Wellenstrang 5 und die dritte Schaltmuffe 23 auf dem ersten Wellenstrang 4. Diese Anordnung führt zu einer insgesamt kurzen Baulänge des Schaltgetriebes 1.
• Nach dem Stand der Technik ist bekannt, dass bei einer Zahnkupplung, die durch eine einseitig wirkende Schaltmuffe an einer der beiden Kupplungshälfte betätigt wird, diese Schaltmuffe mit im Prinzip gleicher Wirkung auch auf der Anschlusswelle für die andere Zahnkupplungshälfte angeordnet sein kann.
• 2 verdeutlicht die Schaltlogik des Getriebes nach 1. Mit den fünf Zahnkupplungen 31, 32, 33, 34, 35 dieses Getriebes, die über drei Schaltmuffen 21, 22, 23 betätigt werden, lassen sich sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schalten. In einer weiteren Schaltstellung kann man das Schaltgetriebe blockieren. Diese Schaltstellung wäre zum Beispiel für eine Parksperre nutzbar.
• Aus der Schaltlogik nach 2 ist erkennbar, dass für jede Schaltung in den nächsten oder den übernächsten Gang immer nur eine Zahnkupplung zu öffnen und eine andere zu schließen ist. Das gilt auch für einige weitere Schaltungen über mehr als 2 Gänge.
• Nach dem Stand der Technik ist bekannt, dass in so einer Getriebestruktur für jeden Gang zwei Zahnkupplungen zu schließen sind. Dies gelingt nach dieser Erfindung mit nur drei Schaltmuffen, weil die fünf Zahnkupplungen so auf die drei Schaltmuffen verteilt wurden, dass niemals zwei in einem Gang zu schließende Zahnkupplungen von der gleichen Schaltmuffe aus zu betätigen sind.
• In einer Ausführung des Schaltgetriebes 1 nach 1 als Handschaltgetriebe braucht man noch eine äußere und innere Schaltung, die die Bewegung des Schalthebels in zwei Bewegungsrichtungen so auf die drei Schaltmuffen 21, 22 und 23 verteilt, dass in beiden Bewegungsrichtungen Zahnkupplungen betätigt werden können.
• 3 zeigt einen Drehzahlplan für den Planetenradsatz eines Schaltgetriebes 1 nach 1. Dargestellt sind die Drehzahlen der Wellen 11, 12, 13 und 14 = 3 des Planetenradsatzes. In den Vorwärtsgängen 1 bis 4 dreht die erste Welle 11 des Planetenradsatzes mit einer Drehzahl, die betragsmäßig kleiner als die Antriebsdrehzahl der Welle 2 ist. Dies wird durch Schließen der ersten Zahnkupplung 31 erreicht, mit der dann die Antriebswellendrehzahl über die erste Zahnradstufe 6 auf die Welle 11 übertragen wird. Für die Vorwärtsgänge 1 bis 4 werden dann nacheinander die Zahnkupplungen 35, 33, 32 und 34 geschlossen. Dabei wird die Drehzahl der zweiten Welle 12 des Planetenradsatzes von einer negativen Drehzahl im ersten Gang bis zu einer großen positiven Drehzahl im vierten Gang schrittweise verändert.
• Bei geschlossener vierter Zahnkupplung 34 dreht die dritte Welle 13 des Planetenradsatzes ungefähr 1,6mal schneller als die erste Welle 11.
• In den Vorwärtsgängen 4 bis 6 ist die vierte Zahnkupplung 34 geschlossen und es werden zusätzlich nacheinander die Zahnkupplungen 31, 32 und 33 geschlossen.
• Dabei wird die Drehzahl der zweiten Welle 12 des Planetenradsatzes von der großen positiven Drehzahl bis zum Stillstand schrittweise verändert.
• 4 zeigt eine Tabelle mit den einzelnen Übersetzungen der Getriebestufen für drei beispielhafte Auslegungen des Schaltgetriebes nach 1. Je größer die Gesamtübersetzung im ersten Gang werden soll, desto betragsmäßig größer ist die Übersetzung der ersten Zahnradstufe 6 zu wählen. Denn die betragsmäßige Übersetzung des Endantriebs 18 ist limitiert, damit der Achsabstand dieser Getriebestufe und das Rad am Differenzial nicht zu groß werden.
• Je größer das Verhältnis der Übersetzung der ersten Zahnradstufe 6 und der zweiten Zahnradstufe 7 wird, desto größer wird bei sonst gleichem Layout die Spreizung zwischen dem 4. und dem 6. Gang.
• Eine Vergrößerung der Standübersetzung i0_11-14 bewirkt bei sonst gleichem Layout eine größere Spreizung der Gänge 1 bis 4. Eine betragsmäßige Vergrößerung der Standübersetzung i0_12-14 bewirkt bei sonst gleichem Layout eine kleinere Spreizung der Gänge 4 bis 6 und eine etwas andere Abstufung zwischen den Gängen 1 bis 4.
• Die in 4 dargestellten Auslegungen führen zu Gesamtstellbereichen zwischen den Gängen 1 und 6 von 6,0 bis ca. 6,7. Dies ist für Handschaltgetriebe ausreichend und vergleichbar mit anderen aktuellen Getrieben nach dem Stand der Technik.
• Aus dem Drehzahlplan nach 3 wurde deutlich, dass sich in einem Schaltgetriebe 1 nach 1 bei jedem Gangwechsel die Drehzahl der Welle 12 verändert. Beim Übergang zwischen den Gängen 1 bis 4 nimmt sie in einem ersten Regelbereich von einem negativen Wert bis zu einem positiven Wert zu. Beim Weiterschalten zwischen den Gängen 4 bis 6 sinkt sie dann wieder in einem zweiten Regelbereich von dem positiven Wert bis auf null. Ein Elektromotor auf dieser zweiten Welle 12 könnte demnach für alle Gangwechsel die Aufgabe einer Zentralsynchronisierung lösen. Diese Aufgabe besteht darin, vor dem Schließen der Zahnkupplungen beide Kupplungshälften auf die gleiche Drehzahl zu synchronisieren.
• 5 zeigt eine Getriebestruktur für ein erfindungsgemäßes Schaltgetriebe 1 mit einem integrierten Elektromotor 26, der hier koaxial zum Anfahrelement 16 sitzt und dieses umfasst. Dies ist die ideale Position für einen Elektromotor 26 in solchen Fahrzeugantrieben, weil dort der größte radial Bauraum für einen kurzbauenden Elektromotor mit ausreichender Drehmomentkapazität ist. Der Stator 27 des Elektromotors treibt den Rotor 28 des Elektromotors, der über eine Welle 29 zum Elektromotor und eine dritten Zahnradstufe 8 mit der zweiten Welle 12 der Planetenradstufe 40 in permanenter Verbindung steht. Das Schaltgetriebe 1 nach 5 weist ein konventionelles Kegelraddifferenzial 19 auf. Wegen der Baulänge des Elektromotors 26 ist die Baulänge des Differenzials 19 hier nicht kritisch.
• Auch in dieser Ausführungsvariante des Schaltgetriebes 1 sind die beiden Wellenstränge 4 und 5 über die erste Zahnradstufe 6 und die zweite Zahnradstufe 7 verbindbar.
• Dazu sitzt hier wieder auf der ersten Welle 11 der Planetenradstufe 40 die erste Schaltmuffe 21, die über eine erste Zahnkupplung 31 und die erste Zahnradstufe 6 die Antriebswelle 2 mit der Übersetzung der ersten Zahnradstufe 6 mit der ersten Welle 11 verbinden kann.
• Mit der zweiten Welle 12 der Planetenradstufe 40 steht wieder die zweite Schaltmuffe 22 in kinematischer Verbindung, die auf der einen Seite über eine zweite Zahnkupplung 32 die Antriebswelle 2 mit der Übersetzung der dritten Zahnradstufe 8 mit der zweiten Welle 12 verbinden kann. Auf der anderen Seite kann die zweite Schaltmuffe 22 über die dritte Zahnkupplung 33 die zweite Welle 12 mit dem Getriebegehäuse 0 verbinden. Die dritte Zahnradstufe 8 hat eine ähnliche, aber nicht unbedingt die gleiche Übersetzung wie die erste Zahnradstufe 6. Dadurch lassen sich die einzelnen Gänge dieses Schaltgetriebes 1 noch individueller abstufen.
• Die dritte Welle 13 der Planetenradstufe 40 steht hier direkt mit der dritten Schaltmuffe 23 in Verbindung. Diese Schaltmuffe 23 kann auf der einen Seite über die vierte Zahnkupplung 34 und die zweite Zahnradstufe 7 eine Verbindung mit der Antriebswelle 2 herstellen oder auf der anderen Seite über die fünfte Zahnkupplung 35 eine Verbindung mit dem Getriebegehäuse 0.
• Die dritte Welle 13 der Planetenradstufe 40 verläuft hier innen durch die erste Welle 11 der Planetenradstufe, die ihrerseits ein kurzes Stück weit durch die zweite Welle 12 der Planetenradstufe 40 hindurchgeht.
• In dieser Getriebevariante sitzen jetzt die erste Schaltmuffe 21 und die dritte Schaltmuffe 23 auf dem zweiten Wellenstrang 5 und die zweite Schaltmuffe 22 auf dem ersten Wellenstrang 4. Diese Anordnung führt auch hier wieder zu einer insgesamt kurzen Baulänge des Schaltgetriebes 1.
• Bei einer automatisierten Gangschaltung mit Zugkraftunterbrechung öffnet man in dem Schaltgetriebe nach 5 zuerst das Anfahrelement 16 über dessen Aktuator 17 und trennt damit den Verbrennungsmotor 15 vom Schaltgetriebe 1. Danach öffnet man die nach der Schaltlogik nach 2 zu öffnende Zahnkupplung mittels eines weiteren Aktuators. Anschließend verändert die Getriebesteuerung die Drehzahl an dem Elektromotor 26 und damit die Drehzahl an der zweiten Welle 12 auf einen Wert, bei dem an der nach der Schaltlogik zu schließenden Zahnkupplung beide Kupplungshälften gleich schnell drehen. Danach wird diese Zahnkupplung durch deren Aktuator geschlossen. Der Elektromotor 26 muss für diese Art der Gangschaltung nur auf die Beschleunigungsdrehmomente an den zu synchronisierenden Drehmassen und die entsprechenden Drehzahlen ausgelegt sein.
• Wenn der Elektromotor 26 so stark dimensioniert ist, dass er während des Schaltvorganges auch noch das Schleppmoment des Verbrennungsmotors 15 abdeckt, dann kann während des Gangwechsels das Anfahrelement 16 sogar geschlossen bleiben. Dadurch wird das Anfahrelement 15 erheblich entlastet und kann dann deutlich kleiner dimensioniert werden.
• In dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe 1 fließt die Leistung immer auf zwei Wegen durch das Getriebe. Die beiden Leistungsflüsse überlagern sich dann in der Planetenradstufe 40 auf dem zweiten Wellenstrang. Die Planetenradstufe 40 und die während des Gangwechsels belasteten Zahnradstufen definieren die Drehmomentbeziehungen in diesem Schaltgetriebe. Das Schleppmoment des angekoppelten Verbrennungsmotors kann sogar zum Ansynchronisieren bei bestimmten Gangwechseln hilfreich sein.
• Ein Schaltgetriebe nach 5 ist sogar voll lastschaltfähig, wenn der Elektromotor 26 während einer Schaltung genau das Reaktionsmoment auf die zweite Welle 12 des Planetenradsatzes 40 aufprägt, dass sich aus dem Lastmoment an der Abtriebswelle 3, den Drehzahlverhältnissen und den Beschleunigungsmomenten an allen anderen Wellen ergibt. Der Verbrennungsmotor 15 muss dabei aber in seiner Last geregelt werden, weil er nicht mehr alleine das Fahrzeug antreibt. Das gehört aber heute schon zum Stand der Technik. Eine Lastregelung am Verbrennungsmotor 15 kann den Synchronisationsvorgang sogar signifikant unterstützen.
• 6 zeigt eine weitere Getriebestruktur eines Schaltgetriebes 1 nach der Erfindung. Wie bei dem Schaltgetriebe nach 5 hat dieses Getriebe drei Zahnradstufen 6, 7 und 8. Die dritte Zahnradstufe 8 hat in dieser Ausführungsvariante des Schaltgetriebes 1 aber eine ähnliche Übersetzung wie die zweite Zahnradstufe 7. Zusätzlich zu den Merkmalen des Schaltgetriebes nach 5 weist das Schaltgetriebe nach 6 eine vierte Schaltmuffe 24 und eine siebten Zahnkupplung 37 auf. Bei geschlossener siebter Zahnkupplung 37 treibt die Antriebswelle 2 die zweite Welle 12 der Planetenradstufe 40 über die erste Zahnradstufe 6. Daraus ergeben sich, wie in der Schaltlogik nach 7 und im Drehzahlplan nach 8 dargestellt ist, zwei weitere Gänge, so dass dieses Schaltgetriebe acht Vorwärtsgänge aufweist. Da diese neue Verbindung zwischen den beiden Wellensträngen 4 und 5 auf die zweite Welle 12 wirkt, ist für diese Ausführungsvariante des Schaltgetriebes 1 eine weitere Schaltmuffe 24 samt Betätigungsaktuator nötig, denn die zweite Schaltmuffe 22 ist bereits mit zwei Zahnkupplungen 32 und 33 belegt.
• Die drei Zahnkupplungen 32, 33 und 37 zur Verbindung der zweiten Welle 12 mit der Antriebswelle 2 über die Zahnradstufen 6 und 8 und zur Verbindung der zweiten Welle 12 mit dem Getriebegehäuse 0 lassen sich auch noch anders anordnen, um mit den zwei Schaltmuffen 22 und 24 betätigbar zu sein. So ist es auch möglich, die vierte Schaltmuffe 24 so auf der zweiten Welle 12 anzuordnen, dass diese vierte Schaltmuffe auf der einen Seite die siebte Zahnkupplung 37 betätigt und auf der anderen Seite die Anbindung der zweiten Welle 12 mit dem Getriebegehäuse 0 über die dritte Zahnkupplung 33.
• Um mit einem Schaltgetriebe 1 nach dieser Erfindung mehr als sechs Vorwärtsgänge mit nur drei Schaltmuffen wie in dem Schaltgetriebe nach 5 zu realisieren, bleibt nur die Möglichkeit, auf der ersten Schaltmuffe 21 eine sechste Zahnkupplung 36 vorzusehen, und damit die erste Welle 11 des Planetenradsatzes 40 mit einer weiteren Übersetzung mit der Antriebswelle 2 zu verbinden. Eine Ausführungsvariante des Schaltgetriebes 1 mit diesen Merkmalen ist in 9 gezeigt. Dieses Schaltgetriebe 1 weist eine vierte Zahnradstufe 9 auf, über die die Antriebswelle 2 mit der ersten Welle 11 verbindbar ist, wenn dazu die erste Schaltmuffe 21 die sechste Zahnkupplung 36 schließt.
• 10 zeigt die Schaltlogik für dieses Getriebe und 11 den zugehörigen Drehzahlplan für die Planetenradstufe 40. 12 nennt dazu beispielhaft noch drei verschiedene Auslegungsvarianten für die Übersetzungen der einzelnen Getriebestufen und die damit erzielbaren Abstufungen der Gesamtübersetzungen. In dieser Ausführungsvariante des Schaltgetriebes 1 sind wieder die Übersetzungen der ersten Zahnradstufe 6 und der dritten Zahnradstufe 8 ähnlich oder sogar gleich.
• Wenn die sechste Zahnkupplung 36 geschlossen ist, dreht die erste Welle 11 in diesen Auslegungen ungefähr doppelt so schnell wie die Antriebswelle 2. Durch zusätzliches Schließen der vierten Zahnkupplung 34, der dritten Zahnkupplung 33 und der zweiten Zahnkupplung 32 ergeben sich ein 7., 8. und 9. Vorwärtsgang. Diese weiteren Gänge, zusätzlich zu den sechs Vorwärtsgängen des Schaltgetriebes nach 5, schließen sich sehr harmonisch an die ersten sechs Vorwärtsgänge an und erweitern den Gesamtstellbereich auf Werte zwischen 9 und 10.
• Der oben bereits erwähnte zweite Regelbereich an der zweiten Welle 12 wird vom 4. bis zum 7. Vorwärtsgang ausgedehnt. Im 7. Vorwärtsgang dreht die zweite Welle 12 dann wieder mit negativer Drehzahl. Daran schließt sich beim Weiterschalten zwischen dem 7. und 9. Vorwärtsgang ein dritter Regelbereich an, beim dem die Drehzahl an der zweiten Welle 12 wieder von dem negativen Wert auf einen positiven Wert ansteigt.
• Dieses erfindungsgemäße Schaltgetriebe 1 hat somit drei Regelbereiche, in denen der Elektromotor 26 alle Schaltvorgänge unterstützen kann. Das Schaltgetriebe nach 9 ist somit je nach Drehmomentkapazität des Elektromotors 26 entweder als automatisiertes 9-Gang-Schaltgetriebe oder als lastschaltbares 9-Gang-Automatikgetriebe nutzbar.
• Die 13 bis 15 zeigen Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes 1 mit neun Vorwärtsgängen für Anwendungen in Längsantrieben. Der Antrieb vom Verbrennungsmotor 15 erfolgt in diesen Figuren auf der linken Seite. Dort sitzt auch das Anfahrelement 16 mit dem dort angeordneten Elektromotor 26. Der Abtrieb erfolgt auf der rechten Seite. Dort ist auch die Planetenradstufe 40 platziert.
• Die 13 und 14 unterscheiden sich durch den Einbau einer weiteren Planetenradstufe 50 mit einem weiteren Sonnenrad 51, einem weiteren Planetenträger 52 mit weiteren Planeten und einem weiteren Hohlrad 53.
• In dem Schaltgetriebe nach 14 ist das weitere Sonnenrad 51 mit dem Getriebegehäuse 0 verbunden, das weitere Hohlrad 53 mit der Rotorwelle 28 des Elektromotors 26 und der weitere Planetenträger 52 mit der Welle 29 zum Elektromotor 26. Die weitere Planetenradstufe 50 wirkt hier als Hochtreiberstufe, um die Drehzahl des Elektromotors 26 auf noch zulässige Werte zu erhöhen und damit dessen Drehmomentbelastungen zu reduzieren. Dieser mechanische Zusatzaufwand führt in Antrieben mit relativ langsam laufenden Verbrennungsmotoren, wie z. B. in Bussen und Nutzfahrzeugen, zu einem deutlich kleineren Elektromotor 26, so dass dadurch der Gesamtaufwand sinkt.
• In dem Schaltgetriebe nach 15 ist das weitere Sonnenrad 51 der weiteren Planetenradstufe 50 mit der Antriebswelle 2 verbunden, das weitere Hohlrad 53 mit der Rotorwelle 28 des Elektromotors 26 und der weitere Planetenträger 52 mit der Welle 29 zum Elektromotor 26. Die weitere Planetenradstufe 50 wirkt hier als weitere Verzweigungsstufe, um damit den Drehzahlbereich des Elektromotors 26 auf noch zulässige Werte aufzuspreizen und damit dessen Drehmomentbelastungen zu reduzieren. Auch dieser mechanische Zusatzaufwand führt unter Umständen zu einem deutlich kleineren Elektromotor 26, so dass dadurch wieder der Gesamtaufwand sinkt.
• Damit diese Ausführungsvariante des Schaltgetriebes 1 auch bei stehendem Verbrennungsmotor 15 funktioniert, muss zum Abstützen von Reaktionsmomenten am weiteren Sonnenrad 51 die Antriebswelle 2 über eine fünfte Schaltmuffe 25 und eine achte Zahnkupplung 38 mit dem Getriebegehäuse 0 verbindbar sein.
• 16 zeigt schließlich noch eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes 1 mit den Merkmalen der Ausführungsvarianten nach den 6 und 9. Dieses Getriebe hat 4 Zahnradstufen 6, 7, 8 und 9 sowie vier Schaltmuffen 21, 22, 23 und 24, mit denen sieben Zahnkupplungen 31, 32, 33, 34, 35, 36 und 37 schaltbar sind. Insgesamt hat dieses Schaltgetriebe zwölf gut gestufte Vorwärtsgänge, zwei Rückwärtsgänge sowie eine Neutralposition und eine Schaltposition zur Aktivierung einer Parksperre. 17 zeigt die zugehörige Schaltlogik und 18 den Drehzahlplan für die Planetenradstufe 40 dieses Schaltgetriebes.
• Alle erfindungsgemäßen Schaltgetriebe 1 mit integriertem Elektromotor 26 wirken in den sechs bis zwölf Vorwärtsgängen und dem einem Rückwärtsgang oder den zwei Rückwärtsgängen als Parallelhybridgetriebe, weil dann über den Elektromotor 26 ein elektrischer Leistungsfluss aus einer Batterie zu dem mechanischen Leistungsfluss vom Verbrennungsmotor 15 zum Abtrieb 3 addiert werden kann.
• Wenn der Verbrennungsmotor 15 noch mit einem weiteren Elektromotor als Starter und Generator verbunden ist, dann bildet diese Antriebseinheit zusammen mit dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe 1 mit integriertem Elektromotor 26 sowohl einen seriellen Hybridantrieb, als auch einen leistungsverzweigten Hybridantrieb mit vielen mechanischen Gängen. Diese vielen mechanischen Gänge dienen dazu, die Lastpunkte optimal auf die Kennfelder der Elektromotoren abzubilden und den Übertragungswirkungsgrad im Getriebe zu erhöhen.
• Bezugszeichenliste

0

Gehäuse

1

Schaltgetriebe

2

Antriebswelle

3

Abtriebswelle

4

erster Wellenstrang

5

zweiter Wellenstrang

6

erste Zahnradstufe

7

zweite Zahnradstufe

8

dritte Zahnradstufe

9

vierte Zahnradstufe

11

erste Welle der Planetenradstufe

12

zweite Welle der Planetenradstufe

13

dritte Welle der Planetenradstufe

14

vierte Welle der Planetenradstufe

15

Verbrennungsmotor

16

Anfahrelement

17

Aktuator für Anfahrelement

18

Endantrieb

19

Differenzial

21

erste Schaltmuffe

22

zweite Schaltmuffe

23

dritte Schaltmuffe

24

vierte Schaltmuffe

25

fünfte Schaltmuffe

26

Elektromotor

27

Stator des Elektromotors

28

Rotor des Elektromotors

29

Welle zum Elektromotor

31

erste Zahnkupplung

32

zweite Zahnkupplung

33

dritte Zahnkupplung

34

vierte Zahnkupplung

35

fünfte Zahnkupplung

36

sechste Zahnkupplung

37

siebte Zahnkupplung

38

achte Zahnkupplung

40

Planetenradstufe

41

erstes Sonnenrad der Planetenradstufe

42

zweites Sonnenrad der Planetenradstufe

43

Hohlrad der Planetenradstufe

44

Planetenträger

45

erste Planeten

46

zweite Planeten

50

weitere Planetenradstufe

51

weiteres Sonnenrad

52

weiterer Planetenträger

53

weiteres Hohlrad

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 5106352 [0002]

Claims (9)

1. Schaltgetriebe (1) zwischen einer Antriebswelle (2) und einer Abtriebswelle (3) in einem Getriebegehäuse (0), wobei die Antriebswelle (2) über ein schaltbares Anfahrelement (16) mit einem Verbrennungsmotor (15) verbindbar ist und wobei die Antriebswelle (2) auf einem ersten Wellenstrang (4) angeordnet ist und wobei die Abtriebswelle (3) auf einem parallel dazu liegenden zweiten Wellenstrang (5) angeordnet ist und wobei die beiden Wellenstränge durch mindestens eine erste Zahnradstufe (6) und eine zweite Zahnradstufe (7) verbindbar sind und wobei auf mindestens einem der beiden Wellenstränge mindestens eine Planetenradstufe (40) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradstufe (40) auf dem zweiten Wellenstrang (5) angeordnet ist und vier Wellen aufweist, von denen eine erste Welle (11) mit einer ersten Schaltmuffe (21) verbindbar ist, eine zweite Welle (12) mit einer zweiten Schaltmuffe (22) in permanenter, das heißt nicht schaltbarer, Verbindung steht, eine dritte Welle (13) mit einer dritten Schaltmuffe (23) in permanenter Verbindung steht und eine vierte Welle (14) mit der Abtriebswelle (3) verbunden ist.
2. Schaltgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten Schaltmuffe (21) eine erste Zahnkupplung (31) betätigbar ist, mittels derer die erste Welle (11) über die erste Zahnradstufe (6) mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist, dass von der zweiten Schaltmuffe (22) eine zweite Zahnkupplung (32) betätigbar ist, mittels derer die zweite Welle (12) über die erste Zahnradstufe (6) oder eine dritte Zahnradstufe (8) mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist, dass von der zweiten Schaltmuffe (22) eine dritte Zahnkupplung (33) betätigbar ist, mittels derer die zweite Welle (12) direkt oder über die erste Zahnradstufe (6) oder die dritte Zahnradstufe (8) mit dem Getriebegehäuse (0) verbindbar ist, dass von der dritten Schaltmuffe (23) eine vierte Zahnkupplung (34) betätigbar ist, mittels derer die dritte Welle (13) über die zweite Zahnradstufe (7) mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist, und dass von der dritten Schaltmuffe (23) eine fünfte Zahnkupplung (35) betätigbar ist, mittels derer die dritte Welle (13) direkt oder über die zweite Zahnradstufe (7) mit dem Getriebegehäuse (0) verbindbar ist.
3. Schaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (1) eine vierte Zahnradstufe (9) zwischen dem ersten Wellenstrang (4) und dem zweiten Wellenstrang (5) aufweist und dass von der ersten Schaltmuffe (21) auch eine sechste Zahnkupplung (36) betätigbar ist, mittels derer die erste Welle (11) über die vierte Zahnradstufe (9) mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist.
4. Schaltgetriebe (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (12) der Planetenradstufe (40) mittels einer siebten Zahnkupplung (37), die von einer vierten Schaltmuffe (24) betätigbar ist, über die erste Zahnradstufe (6) oder die dritte Zahnradstufe (8) mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist.
5. Schaltgetriebe (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (12) der Planetenradstufe (40) direkt oder mittels der dritten Zahnradstufe (8) und einer Welle zum Elektromotor (29) mit einem Rotor (28) eines Elektromotors (26) in Verbindung steht.
6. Schaltgetriebe (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradstufe (40) ein erstes Sonnenrad (41) aufweist, das mit der ersten Welle (11) der Planetenradstufe (40) verbunden ist, dass die Planetenradstufe (40) ein zweites Sonnenrad (42) aufweist, das mit der zweiten Welle (12) der Planetenradstufe (40) verbunden ist, dass die Planetenradstufe (40) einen Planetenträger (44) aufweist, der mit der dritten Welle (13) der Planetenradstufe (40) verbunden ist, und dass die Planetenradstufe (40) ein Hohlrad (43) aufweist, das mit der vierten Welle (14) der Planetenradstufe (40) verbunden ist, und dass der Planetenträger (44) mehrere Sätze von je zwei Planetenrädern trägt, von denen erste Planetenräder (45) mit zweiten Planetenrädern (46) und dem ersten Sonnenrad (41) in Eingriff stehen, und von denen die zweiten Planetenräder (46) mit den ersten Planetenrädern (45), mit dem zweiten Sonnenrad (42) und dem Hohlrad (43) in Eingriff stehen.
7. Schaltgetriebe (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (1) eine weitere Planetenradstufe (50) aufweist mit einem weiteren Sonnenrad (51), das mit dem Getriebegehäuse (0) verbunden ist, und einem weiteren Planetenträger (52) mit mehreren Planetenrädern, der mit der Welle zum Elektromotor (29) verbunden ist, und einem weiteren Hohlrad (53), das mit dem Rotor des Elektromotors (26) verbunden ist.
8. Schaltgetriebe (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (1) eine weitere Planetenradstufe (50) aufweist mit einem weiteren Sonnenrad (51), das mit der Antriebswelle (2) verbunden ist, und einem weiteren Planetenträger (52) mit mehreren Planetenrädern, der mit der Welle zum Elektromotor (29) verbunden ist, und einem weiteren Hohlrad (53), das mit dem Rotor (28) des Elektromotors (26) verbunden ist.
9. Schaltgetriebe (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) über eine achte Zahnkupplung (38) und eine fünfte Schaltmuffe (25) mit dem Getriebegehäuse (0) verbindbar ist.

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