AT510922B1 - Getriebeanordnung zur variablen drehmomentverteilung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle 3, die relativ zu einem Gehäuse 8 um eine erste Drehachse A drehend antreibbar ist; eine Hohlwelle 4, die koaxial zur ersten Welle 3 angeordnet und relativ zu dieser drehend antreibbar ist; eine Getriebestufe 5 mit einem ersten Sonnenrad 32, das mit der Hohlwelle 4 antriebsverbindbar ist, einem koaxial benachbart zum ersten Sonnenrad 32 angeordneten zweiten Sonnenrad 34, das mit der Antriebswelle 3 drehfest verbunden ist, und mit einem Hohlrad 33, das in dem Gehäuse 8 auf einer zur Drehachse A parallelen Drehachse B drehbar gelagert ist und mit dem ersten Sonnenrad 32 und dem zweiten Sonnenrad 34 in Verzahnungseingriff ist, wobei das erste und das zweite Sonnenrad 32, 34 unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen; eine Reibungskupplung 6 mit einem ersten Kupplungsteil 27, das mit dem ersten Sonnenrad 32 drehfest verbunden ist, und einem relativ zum ersten Kupplungsteil 27 drehbaren zweiten Kupplungsteil 26, das mit der Hohlwelle 4 drehfest verbunden ist, wobei das erste Sonnenrad 32 durch Betätigen der Reibungskupplung 6 mit der Hohlwelle 4 antriebsverbunden wird.

Description

österreichisches Patentamt AT510 922B1 2012-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Getriebemodul für eine Differentialanordnung zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sowie eine Differentialanordnung mit einem solchen Getriebemodul. Differentialanordnungen der genannten Art umfassen üblicherweise ein Differentialgetriebe mit einer Eingangswelle und zwei Ausgangswellen, wobei die Ausgangswellen untereinander eine ausgleichende Wirkung haben.

[0002] Die Funktionsweise der Differentialanordnung zur variablen Drehmomentverteilung ist dergestalt, daß ein Teil des über die Eingangswelle eingeleiteten Drehmoments vor einer Aufteilung auf die beiden Ausgangswellen vom Differentialkorb abgezweigt wird; der abgezweigte Drehmomentanteil wird hinter der Aufteilung des übrigen Drehmoments zusätzlich auf eine der beiden Ausgangswellen eingeleitet. Hierfür sind je Ausgangswelle eine Getriebestufe sowie eine Reibungskupplung vorgesehen. Die Getriebestufe umfaßt ein vom Differentialkorb angetriebenes Eingangsrad, das ein Ausgangrad beschleunigt oder verzögert. Durch Ankoppeln des Ausgangsrads an die zugehörige Ausgangswelle des Differentials wird letztere beschleunigt oder verzögert. So kann auf eine der beiden Ausgangswellen bedarfsweise ein größeres Drehmoment übertragen werden als auf die andere der Ausgangswellen, um die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Solche Getriebeanordnungen können zum Verteilen des Drehmoments zwischen den beiden Seitenwellen eines Achsdifferentials oder zum gesteuerten Verteilen des Drehmoments zwischen den beiden Ausgangswellen eines Mittendifferentials eines mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen.

[0003] Aus der DE 10 2005 004 291 AI ist eine Differentialanordnung mit einem Differentialgetriebe und zwei Getriebestufen bekannt. Jede der Getriebestufen umfaßt zwei Sonnenräder mit untereinander unterschiedlicher Zähnezahl sowie mit den beiden Sonnenrädern kämmende Planetenräder. Zur Erzielung einer Übersetzung vom ersten Sonnenrad zum zweiten Sonnenrad haben diese relativ zueinander profilverschobene Verzahnungen, die mit einer durchgehenden Verzahnung der Planetenräder in Eingriff sind.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebemodul für eine Differentialanordnung vorzuschlagen, das einfach aufgebaut ist, eine hohe Stellgenauigkeit ermöglicht und eine geringe Verlustleistung hat. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Getriebeanordnung zur variablen Drehmomentverteilung mit einem solchen Getriebemodul vorzuschlagen.

[0005] Eine erste Lösung besteht in einem Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle, die relativ zu einem Gehäuse um eine erste Drehachse drehend antreibbar ist; [0006] eine Hohlwelle, die koaxial zur ersten Welle angeordnet und relativ zu dieser drehend antreibbar ist; [0007] eine Getriebestufe mit einem ersten Sonnenrad, das mit der Hohlwelle antriebsverbindbar ist, einem koaxial und benachbart zum ersten Sonnenrad angeordneten zweiten Sonnenrad, das mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist, und mit einem Hohlrad, das in dem Gehäuse auf einer zur Drehachse parallelen Drehachse drehbar gelagert ist und mit dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad in Verzahnungseingriff ist, wobei das erste und das zweite Sonnenrad unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen; eine Reibungskupplung mit einem ersten Kupplungsteil, das mit dem ersten Sonnenrad drehfest verbunden ist, und einem relativ zum ersten Kupplungsteil drehbaren zweiten Kupplungsteil, das mit der Hohlwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Sonnenrad durch Betätigen der Reibungskupplung mit der Hohlwelle antriebsverbunden wird.

[0008] Eine zweite Lösung der obengenannten Aufgabe besteht in einem Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle, die relativ zu einem Gehäuse um eine erste Drehachse drehend antreibbar ist; [0009] eine Hohlwelle, die koaxial zur ersten Welle angeordnet und relativ zu dieser drehend 1 /22 österreichisches Patentamt AT510 922 B1 2012-08-15 antreibbar ist; [0010] eine Getriebestufe mit einem ersten Sonnenrad, das mit der Hohlwelle drehtest verbunden ist, einem koaxial und benachbart zum ersten Sonnenrad angeordneten zweiten Sonnenrad, das mit der Antriebswelle antriebsverbindbar ist, und mit einem Hohlrad, das in dem Gehäuse auf einer zur Drehachse parallelen Drehachse drehbar gelagert ist und mit dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad in Verzahnungseingriff ist, wobei das erste und das zweite Sonnenrad unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen; eine Reibungskupplung mit einem ersten Kupplungsteil, das mit dem zweiten Sonnenrad drehtest verbunden ist, und einem relativ zum ersten Kupplungsteil drehbaren zweiten Kupplungsteil, das mit der Antriebswelle drehtest verbunden ist, wobei die Antriebswelle durch Betätigen der Reibungskupplung mit dem zweiten Sonnenrad antriebsverbunden wird.

[0011] Eine dritte Lösung besteht in einem Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend [0012] eine Antriebswelle, die relativ zu einem Gehäuse um eine erste Drehachse drehend antreibbar ist; [0013] eine Hohlwelle, die koaxial zur ersten Welle angeordnet und relativ zu dieser drehend antreibbar ist; [0014] eine Getriebestufe mit einem ersten Sonnenrad, das mit der Hohlwelle drehfest verbunden ist, einem koaxial und benachbart zum ersten Sonnenrad angeordneten zweiten Sonnenrad, das mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist, und mit einem Hohlrad, das in einem Trägerelement auf einer zur Drehachse parallelen Drehachse drehbar gelagert ist und mit dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad in Verzahnungseingriff ist, wobei das erste und das zweite Sonnenrad unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen, und wobei das Trägerelement in dem Gehäuse koaxial zur Drehachse drehbar gelagert ist; [0015] eine Reibungskupplung mit einem ersten Kupplungsteil, das mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist, und einem relativ zum ersten Kupplungsteil drehbaren zweiten Kupplungsteil, das mit dem Trägerelement drehfest verbunden ist, wobei das Trägerelement durch Betätigen der Reibungskupplung relativ zum Gehäuse verzögert wird.

[0016] Alle drei erfindungsgemäße Ausführungsformen haben den Vorteil eines einfachen Aufbaus und somit einer einfachen Fertigung und Montage. Es ist je Getriebestufe lediglich ein Hohlrad erforderlich, das mit dem ersten und dem zweiten Sonnenrad in Verzahnungseingriff ist. Das heißt insgesamt umfaßt jede Getriebestufe nur drei Zahnräder. Die Verwendung des Hohlrads ist besonders günstig, da ein hoher Umschlingungsgrad um die Sonnenräder erreicht wird. So sind jeweils eine Vielzahl von Zähnen der jeweils zwischen Hohlrad und Sonnenrad gebildeten Verzahnungspaarung miteinander in Eingriff, so daß die Belastung je Zahn gering ist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebemoduls liegt darin, daß der radiale Bauraum relativ klein ist und die Einheit kompakt baut. Das Getriebemodul ist vielseitig ersetzbar und kann beispielsweise in einem Achsdifferential zur variablen Drehmomentverteilung zwischen zwei Seitenwellen einer Antriebsachse verwendet werden. Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann das Getriebemodul auch in einem Mittendifferential eines mehrachsgetriebe-nen Kraftfahrzeugs verwendet werden, wobei es zur variablen Drehmomentverteilung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse dient.

[0017] Mit der Bezeichnung "antriebsverbindbar" ist gemeint, daß die beiden zugehörigen Bauteile je nach Bedarf durch Betätigen der Reibungskupplung aneinander ankoppelbar bzw. voneinander abkoppelbar sind. Die Reibungskupplungen sind vorzugsweise in Form von Lamellenkupplungen gestaltet und umfassen zwei Kupplungsteile, nämlich einen Außenlamellenträger, mit dem Außenlamellen drehfest und axial verschiebbar verbunden sind, und einen Innenlamellenträger, mit dem Innenlamellenträger drehfest und axial verschiebbar verbunden sind. Dabei versteht es sich, daß die beiden Kupplungsteile in den drei Ausführungsformen prinzipiell sowohl als Außenlamellenträger als auch als Innenlamellenträger gestaltet sein können.

[0018] Nach einer ersten Variante, die für alle drei Lösungen gilt, hat das Hohlrad einen ersten 2/22 österreichisches Patentamt AT510 922B1 2012-08-15

Verzahnungsbereich, der mit dem ersten Sonnenrad kämmt, und einen zweiten Verzahnungsbereich, der mit dem zweiten Sonnenrad kämmt, wobei die beiden Verzahnungsbereiche unterschiedliche Verzahnungen mit unterschiedlichen Zähnezahlen haben.

[0019] Nach einer hierzu alternativen Variante, die für alle drei Lösungen gilt, hat das Hohlrad einen ersten Verzahnungsbereich, der mit dem ersten Sonnenrad kämmt, und einen zweiten Verzahnungsbereich, der mit dem zweiten Sonnenrad kämmt, wobei die beiden Verzahnungsbereiche eine übereinstimmende Verzahnung aufweisen. Zur Erzeugung einer Übersetzung ins Schnelle bzw. Untersetzung ins Langsame haben die beiden Sonnenräder, die relativ zur Drehachse des Hohlrads den gleichen Achsabstand aufweisen, relativ zueinander profilverschobene Verzahnungen. Der Vorteil der übereinstimmenden Verzahnungsbereiche des Hohlrads liegt in einer hohen Genauigkeit des Verzahnungseingriffs mit den hiermit kämmenden Sonnenrädern. Dabei ist es besonders günstig, wenn die zwei Verzahnungsbereiche des Hohlrads nahtlos aneinander anschließen, das heißt eine einzige gemeinsame durchgehende Verzahnung bilden. So können beide Verzahnungsbereiche gemeinsam hergestellt werden, was sich günstig auf die Kosten auswirkt. Die Zähne der beiden Sonnenräder und die Zähne des Hohlrads haben den gleichen Modul. Die Übersetzung bzw. Untersetzung vom ersten Sonnenrad auf das zweite Sonnenrad wird allein durch Profilverschiebung der beiden Verzahnungen zueinander bewirkt.

[0020] Nach einer bevorzugten Ausgestaltung, die für beide Varianten gilt, sind die Zähnezahlen des ersten und zweiten Sonnenrads derart gewählt, daß eine Übersetzung von 0,85 bis 1,15, ausgenommen einer Übersetzung von 1,0, zwischen dem ersten und dem zweiten Sonnenrad erzeugt wird. Auf diese Weise läßt sich ein ergänzendes bzw. reduziertes Drehmoment von ± 15 % auf die entsprechende Antriebswelle übertragen. Vorzugsweise wird vom ersten Sonnenrad auf das zweite Sonnenrad eine Übersetzung ins Schnelle erzeugt. Hierfür ist die Zähnezahl des Hohlrads größer als die Zähnezahl des ersten Sonnenrads, die wiederum größer ist als die Zähnezahl des zweiten Sonnenrads. Durch diese Ausgestaltung kann unmittelbar dem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Sonnenrad ein zusätzliches Drehmoment aufgeprägt werden. Es ist jedoch auch eine Untersetzung ins Langsame möglich, wobei bei Betätigung der Reibungskupplung ein zusätzliches Drehmoment in das Hohlrad eingeleitet werden würde.

[0021] Um ein günstiges NVH-Verhalten (noise-vibration-harshness') zu erreichen, sind die Sonnenräder und das Hohlrad vorzugsweise schrägverzahnt. Dabei sind die Schrägverzahnungen vorzugsweise derart gestaltet, daß die durch den Verzahnungseingriff mit dem Hohlrad auf das erste und das zweite Sonnenrad wirkenden Axialkräfte - bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs - aufeinander zu gerichtet sind. Alternativ zur Schrägverzahnung können die Sonnenräder und das Hohlrad selbstverständlich auch Geradverzahnungen aufweisen. Das Hohlrad ist vorzugsweise mittels eines Wälzlagers auf einem Lageransatz des Gehäuses exzentrisch zur Drehachse der Sonnenräder drehbar gelagert. Weiterhin ist das erste Sonnenrad nach einer bevorzugten Ausgestaltung mittels Lagermitteln auf dem zweiten Sonnenrad drehbar gelagert, das seinerseits mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist.

[0022] Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Axialverstellvorrichtung zum Betätigen der Reibungskupplung vorgesehen. Diese kann beispielsweise in Form einer an sich bekannten Kugelrampenanordnung gestaltet sein, die zwei auf der Drehachse zentrierte Scheiben und axial zwischen den Scheiben gehaltene Kugeln umfaßt. Dabei ist eine der Scheiben relativ zum Gehäuse axial abgestützt und die andere ist axial verschiebbar. Auf ihren einander zugewandten Stirnflächen haben die beiden Scheiben eine gleich große Anzahl von Kugelrillen mit in entgegengesetzter Umfangsichtung zunehmender Tiefe, wobei in jedem Paar von einander gegenüberliegenden Kugelrillen eine der Kugeln gehalten ist. Durch Verdrehen der beiden Scheiben zueinander erfolgt eine Spreizung und damit eine Betätigung der Reibungskupplung. Alternativ zur Kugelrampenanordnung kann die Reibungskupplung auch hydraulisch betätigt werden. Hierfür ist die Axialverstellvorrichtung in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit gestaltet. Dabei ist der Kolben ringförmig gestaltet und sitzt in einer nach außen abgedichteten Ringkammer im Gehäuse ein. Der Ringkolben beaufschlagt das Lamellenpaket der Reibungskupplung über ein Axiallager. 3/22 österreichisches Patentamt AT510 922B1 2012-08-15 [0023] Eine weitergehende Lösung der obengenannten Aufgabe besteht in einer Differentialanordnung zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Differentialgetriebe mit einem drehend antreibbaren Differentialkorb, Ausgleichsrädern, die in dem Differentialkorb drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem um die Drehachse umlaufen, sowie mit zwei auf der Drehachse drehbar gelagerten Seitenwellenrädern, die mit den Ausgleichsrädern kämmen; und zumindest eine Getriebemodul nach einer der obengenannten drei Lösungen, wobei die Hohlwelle mit dem Differentialkorb drehfest verbunden ist und wobei die Antriebswelle mit einem der beiden Seitenwellenräder drehfest verbunden ist. Das Getriebemodul kann eine der obengenannten Ausgestaltungen aufweisen. Die Differentialanordnung kann als Achsdifferential eines ein-oder mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeugs und/oder als Mittendifferential eines mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeugs verwendet werden.

[0024] Erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sind nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt [0025] Figur 1a) ein erfindungsgemäßes Getriebemodul nach einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt; [0026] Figur 1b) das Getriebemodul nach Figur 1a) im Querschnitt die Verzahnungsanordnung; [0027] Figur 2 [0028] Figur 3 [0029] Figur 4 [0030] Figur 5 [0031] Figur 6 [0032] Figur 7 [0033] Figur 8 ein erfindungsgemäßes Getriebemodul nach einer zweiten Ausführungsform im Längsschnitt; eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung mit einem erfindungsgemäßen Getriebemodul in einer dritten Ausführungsform als Prinzipdarstellung; schematisch eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung mit einem erfindungsgemäßen Getriebemodul in einer vierten Ausführungsform als Prinzipdarstellung; schematisch eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung mit einem erfindungsgemäßen Getriebemodul in einer fünften Ausführungsform als Prinzipdarstellung; schematisch eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung mit einem erfindungsgemäßen Getriebemodul in einer sechsten Ausführungsform als Prinzipdarstellung; schematisch eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung mit einem erfindungsgemäßen Getriebemodul in einer siebten Ausführungsform als Prinzipdarstellung; schematisch eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung mit einem erfindungsgemäßen Getriebemodul in einer achten Ausführungsform als Prinzipdarstellung; [0034] Figur 1 zeigt ein Getriebemodul 2, das eine erste Welle in Form einer Antriebswelle 3, eine koaxial zur ersten Welle drehbar gelagerte zweite Welle in Form einer Hohlwelle 4, eine im Drehmomentfluß zwischen der Antriebswelle 3 und der Hohlwelle 4 liegende Getriebestufe 5 sowie eine Reibungskupplung 6 zum Ankoppeln eines Zahnrads 32 der Getriebestufe 5 an die Hohlwelle 4 umfaßt. Die Antriebswelle 3 ist mittels eines Wälzlagers 7 in einem Gehäuse 8 des Getriebemoduls 2 drehbar gelagert und mittels eines Wellendichtrings 9 gegenüber diesem abgedichtet. Ausgangsseitig hat die Antriebswelle 3 einen Flansch 10 zum Verbinden mit einer zugehörigen hier nicht dargestellten Seitenwelle des Kraftfahrzeugs.

[0035] Das Getriebemodul 2 wird über eine Flanschverbindung 12 an ein Differentialgehäuse eines hier nicht dargestellten Differentialgetriebes angeschraubt. Dabei wird die Antriebswelle 3 über eine Längsverzahnung mit einem Seitenwellenrad des Differentialgetriebes drehfest verbunden. Die Hohlwelle 4 wird über eine Längsverzahnung mit dem Differentialkorb des Differentialgetriebes drehfest verbunden. Vorliegend ist die Hohlwelle 4 einstückig mit einem Hülsenan- 4/22 österreichisches Patentamt AT510 922B1 2012-08-15 satz 13 des Differentialkorbs ausgebildet. Dabei ist der Hülsenansatz 13 gegenüber dem Differentialgehäuse 14 mittels eines Wälzlagers 15 drehbar gelagert und mittels eines Dichtrings 16 gegenüber diesem abgedichtet.

[0036] Zur Betätigung der Reibungskupplung 6 ist eine Axialverstellvorrichtung 17 vorgesehen, die in Form einer hydraulisch betätigten Kolben-Zylinder-Einheit gestaltet ist. Diese umfaßt einen ringförmigen Kolben 18, der in einer Ringkammer 19 des Differentialgehäuses 14 einsitzt und mittels Dichtringen 20, 22 gegenüber dieser abgedichtet ist. Beim Druckbeaufschlagen der Ringkammer 19 mit einem hydraulischen Medium wird der Kolben 18 in Richtung zur Reibungskupplung 6 verschoben. Dabei wird die Reibungskupplung 6 über ein axial zwischengeschaltetes Axiallager 24 und eine Druckplatte 25 axial beaufschlagt.

[0037] Die Reibungskupplung 6 umfaßt ein erstes Kupplungsteil in Form eines Innenlamellenträgers 26, der mit der Hohlwelle 4 über eine Längsverzahnung drehfest verbunden ist und gegenüber dem Innenlamellen axial beweglich und drehfest gehalten sind, sowie ein zweites Kupplungsteil in Form eines Außenlamellenträgers 27, der mit dem Zahnrad 32 der Getriebestufe 5 drehfest verbunden ist und gegenüber dem Außenlamellen axial beweglich und drehfest gehalten sind. Dabei sind Außenlamellen und Innenlamellen axial abwechselnd angeordnet und bilden gemeinsam ein Lamellenpaket 23. In dem Innenlamellenträger 26 sind Federmittel 29 angeordnet, die gegen den Innenlamellenträger axial abgestützt sind und die Druckplatte 25 der Wirkrichtung der Kolben-Zylinder-Einheit entgegenwirkend beaufschlagen. Die Federmittel 29, die als Schraubenfedern gestaltet sind, dienen somit zur Rückstellung, so daß die Reibungskupplung bei unbetätigter Kolben-Zylinder-Einheit gelüftet wird. Der Außenlamellenträger 27 ist topfförmig gestaltet und umfaßt einen Boden 28, der als Stützfläche für das Lamellenpaket 23 dient. Weiterhin ist der Außenlamellenträger 27 einstückig mit dem als Sonnenrad 32 gestalteten Zahnrad der Getriebestufe gestaltet.

[0038] Die Getriebestufe 5 umfaßt neben dem ersten Sonnenrad 32 ein hiermit kämmendes Hohlrad 33 sowie ein mit dem Hohlrad 33 kämmendes zweites Sonnenrad 34, das axial benachbart zum ersten Sonnenrad 32 angeordnet ist. Das erste Sonnenrad 32 ist an einer Außenfläche des Außenlamellenträgers 27 angeschlossen und über diesen auf einer Nabe 36 des zweiten Sonnenrads 34 mittels eines Wälzlagers 35 drehbar gelagert. Dabei dient das Wälzlager 35 als Radial- und Axiallager. Die Reibungskupplung 6 liegt radial innerhalb des Hohlrads 33 und mit teilweiser Überdeckung hierzu, so daß sich ein kompakter Aufbau ergibt. Das zweite Sonnenrad 34 ist über eine Längsverzahnung zwischen der Nabe 36 und der Antriebswelle 3 drehfest mit dieser verbunden. Flanschseitig hat die Nabe 36 eine außenliegende Lagerfläche 37, auf der das Wälzlager 7 aufsitzt. Das Hohlrad 33 ist mittels eines Wälzlagers 38 auf einem Lageransatz 39 des Modulgehäuses 8 auf einer zur Drehachse A exzentrischen Achse B drehbar gelagert. Hieraus ergibt sich, daß die Sonnenräder 32, 34 in einem Umfangsbereich mit dem Hohlrad 33 kämmen, was in der oberen Bildhälfte erkennbar ist. Die Anordnung der Sonnenräder 32, 34 zum Hohlrad 33 ist insbesondere in Figur 1b) ersichtlich. Darin ist der Achsabstand zwischen der Drehachse A, auf der die Sonnenräder 32, 34 liegen, und der Achse B, auf der das Hohlrad 33 liegt, mit E bezeichnet. Die Drehzahlübersetzung wird durch Profilverschiebung der Verzahnungen der beiden Sonnenräder 32, 34 zueinander ermöglicht, wobei die Sonnenräder und das Hohlrad 33 den gleichen Modul haben.

[0039] Das Hohlrad 33 hat zwei Verzahnungsbereiche 41, 42 mit übereinstimmender Verzahnung, von denen einer mit dem ersten Sonnenrad 32 und der andere mit dem zweiten Sonnenrad 34 kämmend in Eingriff ist. Um eine Drehzahlübersetzung zwischen den beiden Sonnenrädern 32, 34 zu erreichen, haben diese eine unterschiedliche Zähnezahl. Dabei sind die Zähnezahlen der Sonnenräder 32, 34 so gewählt, daß zwischen der Hohlwelle 4 und der Antriebswelle 3 ein Drehzahlunterschied von bis zu 15% erreicht wird. Im vorliegenden Fall wird vom ersten Sonnenrad 32 auf das zweite Sonnenrad 34 eine Übersetzung ins Schnelle erzeugt. Hierfür hat das erste Sonnenrad 32 eine größere Zähnezahl Z1 als die Zähnezahl Z2 des zweiten Sonnenrads 34, wobei das Zähnezahlverhältnis Z1 zu Z2 zwischen 1,10 und 1,12 liegt. Das Hohlrad 33 hat eine Zähnezahl Z3, die größer ist als die Zähnezahl Z1 des ersten Sonnenrads 32. 5/22 österreichisches Patentamt AT510 922 B1 2012-08-15 [0040] Die Funktionsweise des Getriebemoduls ist wie folgt. Bei geöffneter Reibungskupplung 6 dreht der über die Hohlwelle 4 mit dem Differentialkorb 13 drehfest verbundene Innenlamellenträger 26 schneller als der über die Getriebestufe 5 mit der Antriebswelle 3 antriebsverbundene Außenlamellenträger 27. Wird die Reibungskupplung 6 durch Betätigen der Axialverstellvorrichtung geschlossen, wird ein zusätzliches Drehmoment direkt vom Differentialkorb abgegriffen und über die Reibungskupplung 6 und die Getriebestufe 5 in die Antriebswelle 3 eingeleitet. Dieser zusätzliche Drehmomentfluß ist in Figur 1 anhand von Pfeilen dargestellt. Das Schließen der Kupplung bewirkt somit eine asymmetrische Drehmomentverteilung zwischen den beiden Ausgangswellen des Differentialgetriebes, so daß die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs in bestimmten Fahrzuständen erhöht wird.

[0041] Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebemoduls. Dieses entspricht hinsichtlich seines Aufbaus weitestgehend demjenigen aus Figur 1, auf deren Beschreibung hinsichtlich der Gemeinsamkeiten insofern Bezug genommen wird. Dabei sind einander entsprechende Bauteile mit um zwei tiefergestellten Bezugsziffern versehen. Vorliegend ist auch das Differentialgetriebe 43 mit seinem Differentialkorb 44 teilweise zu sehen, an dem ein Tellerrad 45 zur Drehmomenteinleitung angebracht ist. Der Differentialkorb 44 hat zwei hülsenförmige Ansätze 13, mit denen er im Differentialgehäuse 14 mittels der Wälzlager 15 um die Drehachse A drehbar gelagert ist. Im Differentialkorb 44 sind mehrere Ausgleichsräder 46 auf einem zur Drehachse A senkrechten Zapfen 49 drehbar gelagert, die gemeinsam mit dem Differentialkorb umlaufen. Mit den Ausgleichsrädern 46 sind zwei Seitenwellenräder 47 in Verzahnungseingriff, die zur Drehmomentübertragung auf die jeweilige Antriebswelle 3 des Getriebemoduls 2 dienen. Die Seitenwellenräder 47 sind im Differentialkorb 44 auf der Drehachse A drehbar gelagert und über Anlaufscheiben 48 gegenüber diesem axial abgestützt. Vorliegend ist lediglich eine Hälfe des Differentialgetriebes und lediglich ein Getriebemodul sichtbar, wobei die nicht sichtbare Hälfte etwa spiegelsymmetrisch zur sichtbaren Hälfte gestaltet ist.

[0042] Das gezeigte Getriebemodul 22 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverstellvorrichtung 172 in Form einer Kugelrampenanordnung gestaltet ist. Diese umfaßt zwei zur Drehachse A koaxiale Scheiben 52, 53 sowie zwischen den Scheiben gehaltene Kugeln 54. Dabei ist die erste der Scheiben als Stützscheibe 52 gestaltet, die gegenüber dem Differentialgehäuse 14 axial abgestützt und gegenüber diesem drehfest gehalten ist. Die zweite Scheibe ist als axial verschiebbare und drehend antreibbare Stellscheibe 53 gestaltet. Die beiden Scheiben 52, 53 weisen jeweils auf ihren einander zugewandten Stirnflächen mehrere umfangsverteilte und in Umfangsrichtung verlaufende Kugelrillen mit gegensinnig veränderlicher Tiefe auf. In jeweils einem Paar von einander gegenüberliegenden Kugelrillen ist eine der Kugeln 54 aufgenommen, über die sich die beiden Scheiben axial abstützen. Die Stellscheibe 53 ist ausschließlich über die Kugeln 54 gegenüber der Stützscheibe 52 radial gelagert, wobei die Stützscheibe auf einem hülsenförmigen Ansatz des Differentialgehäuses 14 fixiert ist. Die Kugeln 54 sind in einem axial zwischen den beiden Scheiben angeordneten Käfig mit umfangsverteilten Fenstern gehalten.

[0043] Zur Erzielung einer Drehbewegung der Stellscheibe 53 ist diese an ihrer Außenumfangsfläche mit einer Außenverzahnung 55 versehen. In die Außenverzahnung 55 greift ein nicht dargestelltes Ritzel ein, das im Gehäuse 14 drehbar gelagert ist und von einem Elektromotor drehend antreibbar ist. Im unbetätigten Zustand, das heißt bei vollständig geöffneter Reibungskupplung 6, befinden sich Stellscheibe 52 und Stützscheibe 53 in der zueinander nächstmöglichen Position. Bei entsprechender Verdrehung der Stellscheibe 52 laufen die Kugeln 54 in Bereiche geringerer Tiefe. So findet zwischen den Scheiben eine Spreizung statt, wobei die Stellscheibe 52 axial in Richtung zur Reibungskupplung 6 verschoben wird. Die Stellscheibe 52 hat an ihrer Rückseite eine radiale Druckfläche, die über ein zwischengeschaltetes Axiallager 56 die Druckplatte 25 axial beaufschlagt. Die Druckplatte 25 ist mit dem Lamellenpaket 23 axial in Anlage und beaufschlagt dieses bei Betätigung der Kugelrampenanordnung mit einer Axialkraft im Schließsinn. So führt eine Betätigung der Kugelrampenanordnung zu einer vorbestimmten Sperrung der Reibungskupplung 6 und damit einer Ankopplung des ersten Sonnenrads 322 an den schneller drehenden Differentialkorb 44. Zum erneuten Öffnen der Reibungskupplung 6 wird die Stellscheibe 53 in entgegengesetzte Richtung betätigt. Dabei bewirken axial am Ge- 6/22 österreichisches Patentamt AT510 922B1 2012-08-15 triebegehäuse abgestützte und die Stellscheibe 53 beaufschlagende Druckfedern, die im vorliegenden Schnitt nicht sichtbar sind, eine Rückstellung der Stellscheibe in Richtung zur Stützscheibe 54.

[0044] Es ist weiterhin ersichtlich, daß axial zwischen der Hohlwelle 4 und der Nabe 36 des zweiten Sonnenrads 342 eine Anlaufscheibe 57 vorgesehen ist. Das erste Sonnenrad 322 ist auf der Nabe 36 des zweiten Sonnenrads 342 mittels eines Radiallagers 58 drehbar gelagert und mittels eines Axiallagers 59 gegenüber dieser axial abgestützt. So werden beim Betätigen der Reibungskupplung 6 von dem Außenlamellenträger 272 auf das erste Sonnenrad 322 wirkende Axialkräfte abgestützt und von dem zweiten Sonnenrad 342 über das Wälzlager 7 in das Modulgehäuse 8 eingeleitet. Wie auch in der obigen Ausführungsform ist der topfförmige Außenlamellenträger 27 mit dem ersten Sonnenrad 322 mittels Schweißen fest verbunden. Der Außenlamellenträger ist vorliegend benachbart zum ersten Sonnenrad 322 angeordnet. Die Reibungskupplung 6 und das Lamellenpaket 23 liegen somit auf einem größeren Durchmesser als bei der obigen Ausführungsform, während die Getriebestufe 5 vorliegend radial kompakter baut.

[0045] Figur 3 zeigt als Prinzipbild eine erfindungsgemäße Differentialanordnung 62 zur variablen Drehmomentverteilung zwischen zwei Seitenwellen 63, 63' im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Differentialanordnung 62 ist symmetrisch aufgebaut und umfaßt ein Differentialgetriebe 43, wie es bereits im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben wurde, mit zwei erfindungsgemäßen Getriebemodulen 2, 2', die axial benachbart zum Differentialgetriebe 43 angeordnet sind. Die beiden Getriebemodule 2, 2' entsprechen einander und werden daher gemeinsam beschrieben, wobei Bauteile des rechten Getriebemoduls mit um eins gestrichenen Indizes versehen sind. Weiterhin entsprechen die beiden Getriebemodule hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise denjenigen nach Figur 1a), 1b) bzw. Figur 2, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Dabei sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen wie in den Figuren 1a), 1b) und 2. Im vorliegenden Prinzipbild sind die zur Betätigung der Reibungskupplungen 6, 6' erforderlichen Axialverstellvorrichtungen nicht gezeigt. Es ist das Tellerrad 45 erkennbar, das mit einem Antriebsritzel in Verzahnungseingriff ist.

[0046] Ein Unterschied der vorliegenden Ausführungsform zur oben gezeigten besteht darin, daß hier der Außenlamellenträger 26, 26' der Reibungskupplung 6, 6' mit dem Differentialkorb 44 drehfest verbunden ist, während der Innenlamellenträger 27, 27' mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' drehfest verbunden ist. An der Funktionsweise der Differentialanordnung ändert sich dadurch jedoch nichts. In Übereinstimmung mit den Ausführungsformen nach den Figuren 1a), 1b) und 2 hat das erste Sonnenrad 32, 32', das mit dem Differentialkorb 44 koppelbar ist, eine größere Zähnezahl Z1 als das zweite Sonnenrad 34, 34', das mit der Antriebswelle 3, 3' drehtest verbunden ist, so daß eine Übersetzung ins Schnelle erfolgt. Das Hohlrad 33, 33' hat zwei Verzahnungsbereiche mit einer durchgehenden Verzahnung, wobei ein erster Verzahnungsbereich 41,41' mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' kämmt und ein zweiter Verzahnungsbereich 42, 42' mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' kämmt. Die Drehzahlübersetzung wird durch Profilverschiebung der Verzahnungen der beiden Sonnenräder 32, 32', 34, 34' zueinander bewerkstelligt. Es ist ersichtlich, daß das linke und das rechte Hohlrad auf unterschiedlichen Exzenterachsen B, B', jeweils mit demselben Achsabstand zur Drehachse A, angeordnet sind. Dabei ist der Verzahnungseingriff zwischen dem Hohlrad 33 und den Sonnenrädern 32, 34 bei dem linken Getriebemodul 2 in der unteren Bildhälfte, während der Verzahnungseingriff zwischen dem Hohlrad 33' und den Sonnenrädern 32', 34' bei dem rechten Getriebemodul 2' in der oberen Bildhälfte liegt.

[0047] Figur 4 zeigt eine Getriebeanordnung in einer weiteren Ausführungsform, die hinsichtlich ihres Aufbaus derjenigen aus Figur 3 weitestgehend entspricht. Insofern wird auf obige Beschreibung bezug genommen, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um vier tiefergestellten Indizes versehen sind. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich lediglich in der Ausgestaltung der Hohlräder 334, 334'. Der Verzahnungsbereich 414, 414' der mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' kämmt, und der Verzahnungsbereich 424, 424', der mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' kämmt, 7/22 österreichisches Patentamt AT510 922B1 2012-08-15 liegen jeweils auf unterschiedlichen Durchmessern und weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf. In Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Ausführungsformen hat das erste Sonnenrad 32, 32', das mit dem Differentialkorb 44 koppelbar ist, eine größere Zähnezahl Z1 als die Zähnezahl Z2 des zweiten Sonnenrads 34, 34', das mit der Antriebswelle 3, 3' drehfest verbunden ist, so daß eine Übersetzung ins Schnelle erfolgt. Dementsprechend hat der mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' kämmende erste Verzahnungsbereich 414, 414' des Hohlrads 334, 334' auch eine größere Zähnezahl als der mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' kämmende zweite Verzahnungsbereich 424, 424' des Hohlrads. Die Funktionsweise ist dieselbe wie bei den obigen Ausführungsformen.

[0048] Figur 5 zeigt eine Getriebeanordnung in einer weiteren Ausführungsform, die hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise derjenigen aus Figur 3 weitgehend entspricht. Insofern wird auf obige Beschreibung Bezug genommen, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um fünf tiefergestellten Indizes versehen sind. Da die beiden Getriebemodule 25, 25' einander entsprechen, werden diese im folgenden gemeinsam beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sonnenrad 32, 32' mit dem Differentialkorb 44 drehfest verbunden ist und daß das zweite Sonnenrad 34, 34' über die Reibungskupplung 6, 6' mit der Antriebswelle 3, 3' koppelbar ist. Dabei ist das erste Kupplungsteil 265, 265' der Reibungskupplung 6, 6', das als Außenlamellenträger gestaltet ist, mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' drehfest verbunden. Das zweite Kupplungsteil 275, 275' der Reibungskupplung, das als Innenlamellenträger gestaltet ist, ist mit der Ausgangswelle 3, 3' drehfest verbunden ist. Es ist ersichtlich, daß die Hohlräder 33, 33' jeweils eine durchgehende Verzahnung bzw. zwei Verzahnungsbereiche 41,42; 41', 42' mit übereinstimmender Verzahnung aufweisen. Die beiden Sonnenräder 32, 34; 32', 34' haben relativ zueinander profilverschobene Verzahnungen mit unterschiedlichen Zähnezahlen, wobei sie zu dem jeweiligen Hohlrad 33, 33' denselben Achsabstand aufweisen. Die Übersetzung wird hier ebenfalls durch die Profilverschiebung der beiden Sonnenräder zueinander bewirkt. Die Zähnezahlen der Sonnenräder 32, 34; 32', 34' sind so gestaltet, daß eine Übersetzung ins Schnelle erfolgt, das heißt der Außenlamellenträger 265, 265' schneller dreht als die Antriebswelle 3, 3'. Durch Schließen der Reibungskupplung 6, 6' kann somit ein erhöhtes Drehmoment auf die zugehörige Antriebswelle 3, 3' übertragen werden als auf die entgegengesetzt gerichtete Antriebswelle 3', 3.

[0049] Figur 6 zeigt eine Getriebeanordnung in einer weiteren Ausführungsform, die hinsichtlich ihres Aufbaus derjenigen aus Figur 5 weitestgehend entspricht. Insofern wird auf obige Beschreibung bezug genommen, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um sechs tiefergestellten Indizes versehen sind. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich lediglich in der Ausgestaltung der Hohlräder 33s, 33s'. Der Verzahnungsbereich 416, 416', der mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' kämmt, und der Verzahnungsbereich 426, 426', der mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' kämmt, liegen jeweils auf unterschiedlichen Durchmessern und weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf. Dabei hat der mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' kämmende erste Verzahnungsbereich 416, 416' des Hohlrads 336, 336' eine größere Zähnezahl als der mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' kämmende zweite Verzahnungsbereich 42s, 42s' des Hohlrads 336, 336'. Die Funktionsweise ist dieselbe wie bei der obigen Ausführungsform nach Figur 5.

[0050] Figur 7 zeigt eine Getriebeanordnung in einer weiteren Ausführungsform, die hinsichtlich ihres Aufbaus derjenigen aus Figur 4 weitgehend entspricht. Insofern wird auf obige Beschreibung bezug genommen, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um sieben tiefergestellten Indizes versehen sind. Da die beiden Getriebemodule einander entsprechen werden sie gemeinsam beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Sonnenrad 32, 32' mit dem Differentialkorb 44 drehfest verbunden, und das zweite Sonnenrad 34, 34' ist mit der zugehörigen Antriebswelle 3, 3' drehfest verbunden. Das Hohlrad 337, 337', das mit seinem ersten Verzahnungsbereich 41, 41' mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' und mit seinem zweiten Verzahnungsbereich 42, 42' mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' in Eingriff ist, ist in einem Trägerelement 30, 30' auf einer zur Dreh er 22 österreichisches Patentamt AT510 922B1 2012-08-15 achse A der Sonnenräder parallelen Achse B, B' drehbar gelagert. Das Trägerelement 30, 30' ist seinerseits in dem Gehäuse 8, 8' mittels nicht dargestellter Lager koaxial zur Drehachse A drehbar gelagert. Die Reibungskupplung 67, 6/ umfaßt ein erstes Kupplungsteil 267, 267', das gegenüber dem ortsfesten Modulgehäuse 8, 8' fest gehalten ist. Weiterhin umfaßt die Reibungskupplung 67, 6/, ein zweites Kupplungsteil 277, 27/, das als Innenlamellenträger gestaltet ist und mit dem Trägerelement 30, 30' drehfest verbunden ist. Dabei können Innenlamellenträger und Außenlamellenträger selbstverständlich auch vertauscht sein, ohne daß sich die Funktion des Getriebemoduls ändert. Die Funktionsweise der Anordnung ist folgendermaßen. In unbetätigtem Zustand läuft das Trägerelement 30, 30' gemeinsam mit dem Hohlrad 33, 33' im Block um die Drehachse A um, wobei "im Block" bedeutet, daß die beiden Bauteile zueinander keine Relativbewegung ausführen. Durch Betätigung der Reibungskupplung 67, 6/ wird das Trägerelement 30, 30' an das Gehäuse 8, 8' angekoppelt, so daß das Hohlrad 33, 33' im Trägerelement 30, 30' relativ zu diesem um die parallelversetzte Achse B dreht. Je nach Schließstellung der Reibungskupplung 67, 6/ wird ein zusätzliches Drehmoment direkt am Differentialkorb 44 abgegriffen und über die Hohlwelle 4, 4' und die Getriebestufe 5, 5' auf die Antriebswelle 3, 3' übertragen. Es ist ersichtlich, daß die Hohlräder 337, 33/ jeweils eine durchgehende Verzahnung bzw. zwei Verzahnungsbereiche 41, 42; 41', 42' mit übereinstimmender Verzahnung aufweisen. Die beiden Sonnenräder 32, 34; 32', 34' haben relativ zueinander profilverschobenen Verzahnungen mit unterschiedlichen Zähnezahlen, wobei sie zu dem zugehörigen Hohlrad 337, 33/ denselben Achsabstand E, E' aufweisen. Die Übersetzung wird hier ebenfalls durch die Profilverschiebung der beiden Sonnenräder 32, 34; 32', 34' zueinander bewirkt. Die Zähnezahlen der Sonnenräder sind so gestaltet, daß eine Übersetzung ins Schnelle erfolgt. Durch Schließen der Reibungskupplung 67, 67' kann somit ein erhöhtes Drehmoment auf die zugehörige Antriebswelle 3, 3' übertragen werden als auf die entgegengesetzt gerichtete Antriebswelle 3', 3.

[0051] Figur 8 zeigt eine Getriebeanordnung in einer weiteren Ausführungsform, die hinsichtlich ihres Aufbaus derjenigen aus Figur 7 weitestgehend entspricht. Insofern wird auf obige Beschreibung bezug genommen, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um acht tiefergestellten Indizes versehen sind. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich lediglich in der Ausgestaltung der Hohlräder 33s, 33/, die jeweils zwei unterschiedliche Verzahnungsbereiche aufweisen. Der Verzahnungsbereich 418, 41/, der mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' kämmt, und der Verzahnungsbereich 428, 42/, der mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' kämmt, liegen jeweils auf unterschiedlichen Durchmessern und weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf. Dabei hat der mit dem ersten Sonnenrad 32, 32' kämmende erste Verzahnungsbereich 418, 41/ des Hohlrads 338, 33/ eine größere Zähnezahl als der mit dem zweiten Sonnenrad 34, 34' kämmende zweite Verzahnungsbereich 428, 42/ des Hohlrads 338, 33/. Die Funktionsweise ist dieselbe wie bei der Ausführungsform nach Figur 7.

BEZUGSZEICHENLISTE 2 Getriebemodul 3 Antriebswelle 4 Hohlwelle 5 Getriebestufe 6 Reibungskupplung 7 Wälzlager 8 Modulgehäuse 9 Dichtring 10 Flansch 9/22 österreichisches Patentamt AT510 922 B1 2012-08-15 13 Ansatz 14 Differentialgehäuse 15 Wälzlager 16 Dichtring 17 Axialverstellvorrichtung 18 Kolben 19 Zylinder 20 Dichtring 22 Dichtring 23 Lamellenpaket 24 Axiallager 25 Druckplatte 26 Innenlamellenträger 27 Außenlamellenträger 28 Boden 29 Federmittel 30 Trägerelement 32 erstes Sonnenrad 33 Hohlrad 34 zweites Sonnenrad 35 Wälzlager 36 Nabe 37 Lageransatz 38 Wälzlager 39 Lageransatz 41 erster Verzahnungsbereich 42 zweiter Verzahnungsbereich 43 Differentialgetriebe 44 Differentialkorb 45 Tellerrad 46 Ausgleichsrad 47 Seitenwellenrad 48 Anlaufscheibe 49 Zapfen 52 erste Scheibe 53 zweite Scheibe 54 Kugel 55 Verzahnung 56 Axiallager 57 Anlaufscheibe 58 Radiallager 59 Axiallager 62 Differentialanordnung 63 Seitenwelle 10/22

Claims (13)

1. AT510 922 B1 2012-08-15 österreichisches Patentamt A Drehachse B Drehachse E Achsabstand Z Zähnezahl Patentansprüche 1. Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle (3), die relativ zu einem Gehäuse (8) um eine erste Drehachse (A) drehend antreibbar ist; eine Hohlwelle (4), die koaxial zur ersten Welle (3) angeordnet und relativ zu dieser drehend antreibbar ist; eine Getriebestufe (5) mit einem ersten Sonnenrad (32), das mit der Hohlwelle (4) antriebsverbindbar ist, einem koaxial und benachbart zum ersten Sonnenrad (32) angeordneten zweiten Sonnenrad (34), das mit der Antriebswelle (3) drehfest verbunden ist, wobei das erste und das zweite Sonnenrad (32, 34) unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen; eine Reibungskupplung (6) mit einem ersten Kupplungsteil (27), das mit dem ersten Sonnenrad (32) drehfest verbunden ist, und einem relativ zum ersten Kupplungsteil (27) drehbaren zweiten Kupplungsteil (26), das mit der Hohlwelle (4) drehfest verbunden ist, wobei das erste Sonnenrad (32) durch Betätigen der Reibungskupplung (6) mit der Hohlwelle (4) antriebsverbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebestufe (5) ein Hohlrad (33) aufweist, das in dem Gehäuse (8) auf einer zur Drehachse (A) parallelen Drehachse (B) drehbar gelagert ist und mit dem ersten Sonnenrad (32) und dem zweiten Sonnenrad (34) in Verzahnungseingriff ist.
2. 2. Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle (3), die relativ zu einem Gehäuse (8) um eine erste Drehachse (A) drehend antreibbar ist; eine Hohlwelle (4), die koaxial zur ersten Welle (3) angeordnet und relativ zu dieser drehend antreibbar ist; eine Getriebestufe (5) mit einem ersten Sonnenrad (32), das mit der Hohlwelle (4) drehfest verbunden ist, einem koaxial und benachbart zum ersten Sonnenrad (32) angeordneten zweiten Sonnenrad (34), das mit der Antriebswelle (3) antriebsverbindbar ist, wobei das erste und das zweite Sonnenrad (32, 34) unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen; eine Reibungskupplung (6) mit einem ersten Kupplungsteil (26), das mit dem zweiten Sonnenrad (32) drehfest verbunden ist, und einem relativ zum ersten Kupplungsteil (26) drehbaren zweiten Kupplungsteil (27), das mit der Antriebswelle (3) drehfest verbunden ist, wobei die Antriebswelle (3) durch Betätigen der Reibungskupplung (6) mit dem zweiten Sonnenrad (34) antriebsverbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebestufe (5) ein Hohlrad (33) aufweist, das in dem Gehäuse (8) auf einer zur Drehachse (A) parallelen Drehachse (B) drehbar gelagert ist und mit dem ersten Sonnenrad (32) und dem zweiten Sonnenrad (34) in Verzahnungseingriff ist.
3. 3. Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle (3), die relativ zu einem Gehäuse (8) um eine erste Drehachse (A) drehend antreibbar ist; eine Hohlwelle (4), die koaxial zur ersten Welle (3) angeordnet und relativ zu dieser drehend antreibbar ist; eine Getriebestufe (5) mit einem ersten Sonnenrad (32), das mit der Hohlwelle (4) drehfest verbunden ist, einem koaxial und benachbart zum ersten Sonnenrad (32) angeordneten zweiten Sonnenrad (34), das mit der Antriebswelle (3) drehfest verbunden ist, wobei das erste und das zweite Sonnenrad (32, 34) unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen, und wobei das Trägerelement (30) in dem Gehäuse (8) koaxial zur Drehachse (A) drehbar ge- 11 /22 österreichisches Patentamt AT510 922B1 2012-08-15 lagert ist; eine Reibungskupplung (6) mit einem ersten Kupplungsteil (26), das mit dem Gehäuse (8) drehtest verbunden ist, und einem relativ zum ersten Kupplungsteil (26) drehbaren zweiten Kupplungsteil (27), das mit dem Trägerelement (30) drehtest verbunden ist, wobei das Trägerelement (30) durch Betätigen der Reibungskupplung (6) relativ zum Gehäuse (8) verzögert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebestufe (5) ein Hohlrad (33) aufweist, das in einem Trägerelement (30) auf einer zur Drehachse (A) parallelen Achse (B) drehbar gelagert ist und mit dem ersten Sonnenrad (32) und dem zweiten Sonnenrad (34) in Verzahnungseingriff ist.
4. 4. Getriebemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (33) einen ersten Verzahnungsbereich (41) aufweist, der mit dem ersten Sonnenrad (32) kämmt, und einen zweiten Verzahnungsbereich (42), der mit dem zweiten Sonnenrad (33) kämmt, wobei die beiden Verzahnungsbereiche (41, 42) unterschiedliche Verzahnungen haben.
5. 5. Getriebemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (33) einen ersten Verzahnungsbereich (41) aufweist, der mit dem ersten Sonnenrad (32) kämmt, und einen zweiten Verzahnungsbereich (42), der mit dem zweiten Sonnenrad (33) kämmt, wobei die beiden Verzahnungsbereiche (41,42) eine übereinstimmende Verzahnung aufweisen, wobei das erste Sonnenrad (32) und das zweite Sonnenrad (34) relativ zur Drehachse des Hohlrads (33) den gleichen Achsabstand (E) aufweisen und relativ zueinander profilverschobene Verzahnungen haben.
6. 6. Getriebemodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Verzahnungsbereiche (41, 42) des Hohlrads (33) nahtlos aneinander anschließen.
7. 7. Getriebemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahlen des ersten und zweiten Sonnenrads (32, 34) derart gewählt sind, daß eine Übersetzung von 0,85 bis 1,15 zwischen dem ersten und dem zweiten Sonnenrad (32, 34) erzeugt wird.
8. 8. Getriebemodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl (Z3) des Hohlrads (33) größer ist als die Zähnezahl (Z1) des ersten Sonnenrads (32), und daß die Zähnezahl (Z1) des ersten Sonnenrads (32) größer ist als die Zähnezahl (Z2) des zweiten Sonnenrads (34).
9. 9. Getriebemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sonnenrad (32), das zweite Sonnenrad (34) und das Hohlrad (33) Schrägverzahnungen aufweisen.
10. 10. Getriebemodul nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (33) mittels eines Wälzlagers (38) auf einem Lageransatz (39) des Gehäuses (8) exzentrisch zur Drehachse (A) drehbar gelagert ist.
11. 11. Getriebemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sonnenrad (32) mittels Lagermitteln (35, 58, 59) auf dem zweiten Sonnenrad (34) drehbar gelagert ist. 12/22 österreichisches Patentamt AT510 922 B1 2012-08-15
12. 12. Getriebemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Axialverstellvorrichtung (17) zum Betätigen der Reibungskupplung (6) vorgesehen ist.
13. 13. Differentialanordnung (62) zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Differentialgetriebe (43) mit einem drehend antreibbaren Differentialkorb (44), Ausgleichsrädern (46), die in dem Differentialkorb (44) drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem um die Drehachse (A) umlaufen, sowie mit zwei auf der Drehachse (A) drehbar gelagerten Seitenwellenrädern (47), die mit den Ausgleichsrädern (46) kämmen, gekennzeichnet durch zumindest ein Getriebemodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Hohlwelle (4) mit dem Differentialkorb (44) drehfest verbunden ist und wobei die Antriebswelle (3) mit einem der beiden Seitenwellenräder (47) drehfest verbunden ist. Hierzu 9 Blatt Zeichnungen 13/22