DE102004008962B4 - Zweigang-Verteilergetriebe mit Zentraldifferential - Google Patents
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Abstract
Planetengetriebeanordnung für ein Verteilergetriebe (12; 112; 210), umfassend:
ein erstes, ein zweites und ein drittes Planetengetriebeelement (24, 26, 22; 124, 126, 122; 224, 226, 222),
wobei das erste Planetengetriebeelement (24; 124; 224) in kontinuierlicher Verbindung mit einem Antrieb (14; 114; 214) steht,
das zweite Planetengetriebeelement (26; 126; 226) in kontinuierliche Verbindung mit einer Hinterachse (16; 116) gebracht werden kann,
das dritte Planetengetriebeelement (22; 122; 222) über eine Kuppelanordnung (30; 130) wahlweise mit einer Vorderachse (18; 118) in Verbindung gebracht werden kann, und
das dritte Planetengetriebeelement (22; 122; 222) über eine Reibungskupplung (28; 128; 223) wahlweise am Fahrzeug festgelegt werden kann,
wobei die Planetengetriebeanordnung als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung arbeitet, wenn die Reibungskupplung (28; 128; 223) in Eingriff steht, und als ein Zentraldifferential arbeitet, wenn die Kuppelanordnung (30; 130) in Eingriff steht
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kuppelanordnung (130) eine Freilaufkupplung (131;...
ein erstes, ein zweites und ein drittes Planetengetriebeelement (24, 26, 22; 124, 126, 122; 224, 226, 222),
wobei das erste Planetengetriebeelement (24; 124; 224) in kontinuierlicher Verbindung mit einem Antrieb (14; 114; 214) steht,
das zweite Planetengetriebeelement (26; 126; 226) in kontinuierliche Verbindung mit einer Hinterachse (16; 116) gebracht werden kann,
das dritte Planetengetriebeelement (22; 122; 222) über eine Kuppelanordnung (30; 130) wahlweise mit einer Vorderachse (18; 118) in Verbindung gebracht werden kann, und
das dritte Planetengetriebeelement (22; 122; 222) über eine Reibungskupplung (28; 128; 223) wahlweise am Fahrzeug festgelegt werden kann,
wobei die Planetengetriebeanordnung als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung arbeitet, wenn die Reibungskupplung (28; 128; 223) in Eingriff steht, und als ein Zentraldifferential arbeitet, wenn die Kuppelanordnung (30; 130) in Eingriff steht
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kuppelanordnung (130) eine Freilaufkupplung (131;...
Description
- Diese Anmeldung ist mit der U.S. Provisional Application 60/454,372 verwandt, die am 13. März 2003 eingereicht wurde und deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist.
- Die Erfindung betrifft ein Zweigang-Verteilergetriebe mit einem einfachen Planetenradsatz, der sowohl als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung als auch als ein Zentraldifferential arbeitet.
- Fahrzeuge mit Vierradantrieb (4WD) stellen eine Zugkraft bereit, die in Fahrzeugen mit Zweiradantrieb (2WD) oftmals nicht erzielt werden kann, indem Leistung an beide Fahrzeugachsen geliefert wird. Die zusätzliche Zugkraft, die durch den Vierradantrieb bereitgestellt wird, wird durch die im Gegensatz zu nur zwei Rädern zusätzliche Komplexität des Antriebsstrangs begleitet, die erforderlich ist, um die Leistung für alle vier Räder zu steuern bzw. an diese abzugeben. Es ist kennzeichnend, dass ein Vierradantrieb kein Zentraldifferential aufweist, das einen festen an jede Achse abgegebenen Drehmomentbruchteil aufrechterhalten würde, sondern vielmehr die gleiche Drehzahl an jeder Achse ungeachtet der Drehmomentaufteilung aufrecht erhält. Die Leistungsabgabe zwischen den Vorderrädern und Hinterrädern des Fahrzeugs wird typischerweise durch einen Verteilergetriebemechanismus gehandhabt, wie er beispielsweise in der
US 3,963,085 beschrieben ist, der gewöhnlich entweder eine mechanisch gesteuerte Kupplung oder eine elektronisch gesteuerte Kupplung aufweist, um zwischen Hinterradantrieb und Vierradantrieb umzuschalten. - Aus der
DE 20 26 216 ist ferner eine Verteilergetriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt mit der sichergestellt werden soll, dass sich die Hinterräder nur um einen bestimmten Betrag schneller drehen können als die Vorderräder. Hierzu umfasst die Verteilergetriebeanordnung einen Planetenradsatz zur Kraftaufteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse, wozu zwischen dem Planetenträger und einem Antriebsteil zur Vorderachse eine Einweg-Kupplung zwischengeschaltet ist, welche ein schnelleres Drehen der Hinterräder lediglich so lange zulässt, bis sich der Planetenträger mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Sonnenrad des Planetengetriebes dreht. - In Allradantriebssystemen (AWD-Systemen) stehen die Vorder- und Hinterachsen in kontinuierlichem Antriebseingriff mit dem Verteilergetriebe, aber das System enthält ein Zentraldifferential, um ein festes Drehmomentverhältnis zwischen der Vorderachse und der Hinterachse aufrechtzuerhalten.
- Zusätzlich zur Steuerung der Übertragung von Drehmoment zwischen den Vorder- und Hinterachsen eines Fahrzeugs kann das Verteilergetriebe auch einen Planetenradsatz oder einen Satz von Vorgelegewellenzahnrädern umfassen, die ein Übersetzungsverhältnis ins Langsame (Underdrive) oder ein Übersetzungsverhältnis ins Schnelle (Overdrive) bereitstellen. Statt ein neues Fünfgang- oder Sechsganggetriebe herzustellen, kann darüber hinaus ein bereits vorhandenes Vierganggetriebe mit einem Verteilergetriebe verwendet werden, um zusätzliche Drehzahlverhältnisse bereitzustellen, wie etwa zum Herausziehen von Baumstümpfen (extremes Übersetzungsverhältnis ins Langsame) oder in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses ins Schnelle im höchsten Gang.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zumindest eine Getriebeeinheit anzugeben, welche mit einfachen Mitteln zwischen einem Übersetzungsbetrieb bei Zweiradantrieb und einem Zentraldifferentialbetrieb bei Vierradantrieb umzuschalten in der Lage ist, wobei dieser Zentraldifferentialbetrieb auch während des Park- und Rückwärtsbetriebs des Kraftfahrzeugs aktiv ist.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Planetengetriebeanordnung gemäß Anspruch 1, einen Antriebsstrang gemäß Anspruch 5 sowie einen Antriebsstrang gemäß Anspruch 9.
- Die vorliegende Erfindung verwendet einen einfachen Planetenradsatz in einem Verteilergetriebe, das sowohl als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung als auch als ein Zentraldifferential arbeitet.
- Im Besonderen stellt die Erfindung eine einfache Planetengetriebeanordnung für ein Verteilergetriebe bereit, die einen Träger, der mit einem Antrieb (d. h. dem Abtrieb von dem Getriebe) verbunden ist, und ein Hohlrad in Antriebseingriff mit einer Hinterachse umfasst. Das Sonnenrad ist mit der Vorderachse über eine Kuppelanordnung verbindbar, die eine Freilaufkupplung und eine Klauenkupplung umfasst, die parallel geschaltet sind. Die Freilaufkupplung und die Klauenkupplung können unabhängig voneinander in Eingriff gebracht werden. Das Sonnenrad kann über eine Reibungskupplung wahlweise am Fahrzeug festgelegt werden (d. h. ist mit einem Verteilergetriebegehäuse verbindbar). Der einfache Planetenradsatz arbeitet als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung, wenn die Reibungskupplung in Eingriff steht, und als ein Zentraldifferential, wenn die Klauenkupplung oder die Freilaufkupplung in Eingriff steht. Ein Übersetzungsverhältnis ins Schnelle, das durch einen Eingriff der Reibungskupplung erzeugt wird, beträgt beispielhaft annähernd 1,5:1.
- Die Kuppelanordnung des Sonnenrades mit der Vorderachse, die die Freilaufkupplung und die Klauenkupplung umfasst, könnte durch eine einzige Kupplung ersetzt sein.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug bereit, der vordere und hintere Achsen und ein Verteilergetriebe umfasst. Das Verteilergetriebe umfasst einen Planetenradsatz, der ein Hohlrad, einen Träger und ein Sonnenrad aufweist. Der Träger steht in kontinuierlicher Verbindung mit einem Antrieb, das Hohlrad steht in kontinuierlicher Verbindung mit der Hinterachse und das Sonnenrad kann über eine Kuppelanordnung wahlweise mit der Vorderachse in Verbindung gebracht werden. Das Sonnenrad kann auch wahlweise über eine Reibungskupplung am Fahrzeug festgelegt werden. Der einfache Planetenradsatz arbeitet als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung, wenn die Reibungskupplung in Eingriff steht, und als ein Zentraldifferential, wenn die Kuppelanordnung in Eingriff steht, infolge der Verbin dung der Hinterachse mit der Vorderachse über eine Straßenoberfläche, auf der durch die Vorder- und Hinterachsen gelagerte Räder abrollen.
- Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen zeigt:
-
1 ein Hebeldiagramm eines erfindungsgemäßen Zweigang-Verteilergetriebes; -
2 eine Wahrheitstabelle für das Hebeldiagramm von1 ; -
3 ein schematisches Schaubild der durch das Hebeldiagramm von1 dargestellten Anordnung; -
4 ein Hebeldiagramm eines Zweigang-Verteilergetriebes gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung; -
5 eine Wahrheitstabelle für das Hebeldiagramm von4 , -
6 ein schematisches Schaubild einer Anordnung, in der das Hebeldiagramm von4 ausgeführt ist; und -
7 eine Ansicht in Teillängsschnitt eines Verteilergetriebes gemäß der Ausführungsform der4 –7 . - Die vorliegende Erfindung lässt zu, dass ein einfacher Planetenradsatz in einem Verteilergetriebe sowohl als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung als auch als ein Zentraldifferential arbeitet. Diese beiden Zustände treten nicht gleichzeitig auf. In der Direktantriebs-Betriebsart wird das Drehmoment auf der Grundlage des Zähneverhältnisses von Hohlrad zu Sonnenrad des Planetenradsatzes zu annähernd 33% auf die Vorderachse und zu 67% auf die Hinterachse verteilt, und in der Overdrive-Betriebsart geht das gesamte Drehmoment auf die Hinterachse.
- Um die Anzahl von Kuppelelementen zu minimieren, ist es notwendig, die Übersetzungsverhältnisse Direkt (1:1) und Overdrive (annähernd 1,5:1) einzurichten. Bei den bevorzugten Ausführungsformen ist der Planetenradsatz ein einfacher Zahnradsatz mit einem Verteilergetriebeantrieb (d. h. dem Getriebeabtrieb), der in kontinuierlicher Verbindung mit dem Planetenträger steht, und dem Hohlrad, das in kontinuierlicher Verbindung mit der Hinterachse steht. Das Sonnenrad wird zwischen einer Verbindung mit dem Fahrzeug (um einen Overdrive für die Hinterachse zu schaffen) und einer Verbindung mit der Vorderachse (für ein Drehmomentverhältnis von Vorderachse zu Hinterachse von 1/3 zu 2/3 bei offenem Zentraldifferential) umgeschaltet. Der Planetenradsatz ist in dem direkten Drehmomentverhältnis durch die Verbindung der Hinterachse mit der Vorderachse über die Straße gesperrt. Da das Verteilergetriebe dynamisch schaltet (eine Reibungskupplung wird für den Wechsel vom direkten Verhältnis zum Overdrive-Verhältnis verwendet), erzielt die Anordnung zusätzlich ein oder zwei Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse. Ein zusätzliches Übersetzungsverhältnis wird erzeugt, wenn das Getriebe sich im höchsten Gang befindet und das Verteilergetriebe von Direkt nach Overdrive schaltet. Ein zweites zusätzliches Übersetzungsverhältnis kann erzielt werden, indem das Verteilergetriebe von Direkt nach Overdrive umgeschaltet wird, wenn sich das Getriebe im ersten Gang befindet. Dies führt zu einem zusätzlichen Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Gang.
-
1 zeigt ein Hebeldiagramm für ein erfindungsgemäßes Zweigang-Verteilergetriebe. Ein Antrieb14 des Verteilergetriebes12 wird vom Abtrieb eines entsprechenden Getriebes angetrieben und überträgt Drehmoment wahlweise auf die Hinterachse16 bzw. die Vorderachse18 . - Das Hebeldiagramm für den einfachen Planetenradsatz
20 des Verteilergetriebes12 umfasst wie gezeigt einen Sonnenradknoten22 , einen Planetenträgerknoten24 und einen Hohlradknoten26 . Der Antrieb14 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem Träger24 , und das Hohlrad26 steht in kontinuierlicher Verbindung mit der Hinterachse16 . - Das Sonnenrad
22 kann über Kupplung "A"28 wahlweise am Fahrzeug (d. h. am Getriebegehäuse oder am Verteilergetriebegehäuse) festgelegt werden, oder kann alternativ über Kupplung "B"30 mit der Vorderachse18 in Verbindung gebracht werden. -
2 zeigt eine Wahrheitstabelle, die die Zustände angibt, in denen die Kupplungen "A" und "B"28 ,30 in Eingriff stehen. In einer hohen Übersetzung bei Zweiradantrieb (Overdrive) steht die Kupplung "A"28 in Eingriff und die Kupplung "B"30 steht außer Eingriff. Dementsprechend ist das Sonnenrad22 fahrzeugfest und die Hinterachse16 rotiert schneller als der Antrieb14 . Im Zustand eines direkten Antriebs bei Allradantrieb mit niedriger Übersetzung steht die Kupplung "B"30 in Eingriff und die Kupplung "A"28 steht außer Eingriff. In dieser Konfiguration wird Drehmoment von dem Antrieb14 zwischen den Hinter- und Vorderachsen16 ,18 aufgeteilt, wobei 33% des Drehmomentes auf die Vorderachse18 gehen und 67% des Drehmomentes auf die Hinterachse16 gehen, auf der Basis des vorgeschlagenen Zähneverhältnisses von Hohlrad zu Sonnenrad von 70:30. -
3 zeigt ein schematisches Schaubild, das die Struktur des Hebeldiagramms von1 wiedergibt, wobei gleiche Bezugszeichen dazu verwendet werden, auf gleiche oder ähnliche Bauelemente von1 Bezug zu nehmen. Das Kettenrad32 transportiert wie gezeigt Drehmoment von der Kupplung30 zur Vorderachse18 über das angetriebene Kettenrad34 und die Übertragungskette36 .1 veranschaulicht auch, dass die Straße15 eine direkte Verbindung zwischen den Rädern17 ,19 der Hinter- und Vorderachsen16 ,18 bereitstellt, um den Planetenradsatz20 im direkten Übersetzungsverhältnis zu sperren. - In
4 ist ein alternatives Hebeldiagramm110 gemäß der Erfindung gezeigt. Wie die Ausführungsform von1 veranschaulicht das Hebeldiagramm110 ein Verteilergetriebe112 , das einen Antrieb114 in Verbindung mit einem entsprechenden Getriebe aufweist und das Drehmoment wahlweise zwischen der Hinterachse116 und der Vorderachse118 aufteilt. Der einfache Planetenradsatz120 umfasst ein Sonnenrad122 , einen Planetenträger124 und ein Hohlrad126 . - Der Antrieb
114 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem Träger124 , und das Hohlrad126 steht in kontinuierlicher Verbindung mit der Hinterachse116 . Das Sonnenrad122 kann über die Kupplung128 wahlweise am Fahrzeug (d. h. am Getriebegehäuse oder am Verteilergetriebegehäuse) festgelegt werden. Das Sonnenrad122 kann wahlweise mit der Vorderachse118 über eine Kuppelanordnung130 verbunden werden, die eine Freilaufkupplung131 umfasst, die parallel zu einer Klauenkupplung133 geschaltet ist.4 veranschaulicht auch, dass die Straße115 eine direkte Verbindung zwischen den Rädern117 ,119 der Hinter- und Vorderachsen116 ,118 bereitstellt, um den Planetenradsatz120 in dem 1:1-Übersetzungsverhältnis zu sperren. - Die Klauenkupplung
133 wird durch ein PRNDL-Kabel in Zuständen Parken und Rückwärts aufgebracht und in Neutral-, Drive- und niedrigeren Vorwärtsübersetzungsverhältnissen gelöst. Dies lässt zu, dass das Getriebe sowohl die Funktion Parken als auch die Funktion Rückwärts in dem Getriebe bereitstellen kann, da die Klauenkupplung133 in der Lage ist, Drehmoment in beide Richtungen zu transportieren und die Vorderachse118 in dem Hebeldiagramm von4 "drücken oder ziehen" kann. -
5 zeigt eine Wahrheitstabelle, die die Zustände angibt, in denen die Kupplungen128 ,133 ,131 von4 in Eingriff stehen (O = offen, X = in Eingriff). In dem direkten Antrieb (Drehzahlen Eins – Vier) steht die Freilaufkupplung131 in Eingriff und die anderen Kupplungen128 ,133 stehen außer Eingriff. In diesem Zustand werden die Drehzahlen Eins – Vier innerhalb des entsprechenden Getriebes festgelegt und das Verteilergetriebe112 teilt das Drehmoment zwischen der Hinterachse116 und der Vorderachse118 proportional zu dem Zähneverhältnis von Hohlrad zu Sonnenrad auf. In dem Overdrive-Zustand (fünfter Gang) steht die Kupplung128 in Eingriff und die Kupplungen131 ,133 stehen außer Eingriff. In diesem Zustand ist das Sonnenrad122 fahrzeugfest und das Hohlrad126 und die Hinterachse116 rotieren schneller als der Träger124 und der Antrieb114 , was zu dem Overdrive-Zustand führt. In dem Zustand Parken/Rückwärts steht die Klauenkupplung133 in Eingriff und die Kupplungen128 ,131 stehen außer Eingriff. In diesem Zustand ermöglicht es die Klauenkupplung133 , dass das Sonnenrad122 die Vorderachse118 "drücken oder ziehen" kann, wenn das PRNDL-Kabel die Klauenkupplung133 in Eingriff bringt, so dass die Zustände Parken und Rückwärts innerhalb des Getriebes festgelegt werden. -
6 zeigt ein schematisches Schaubild, das das Hebeldiagramm von4 wiedergibt, wobei gleiche Bezugszeichen dazu verwendet werden, ähnliche oder gleiche Bauteile von4 zu beschreiben. Das Antriebskettenrad132 rotiert wie gezeigt das angetriebene Kettenrad134 über die Übertragungskette136 zum Antreiben der Vorderachse118 . Die Klauenkupplung133 ist als eine Hülse gezeigt, die im Zustand "offen" angeordnet ist. Die Hülse wird sich nach rechts, wie in6 betrachtet, bewegen, um die Kupplung für Parken und Rückwärts zu schließen. - Dementsprechend arbeitet der einfache Planetenradsatz
120 als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung, wenn die Reibungskupplung128 in Eingriff steht, so dass ein Overdrive-Zustand geschaffen wird, und als ein Zentraldifferential, wobei die Freilaufkupplung131 oder die Klauenkupplung133 in Eingriff steht, da die Straße die Vorderachse118 mit der Hinterachse116 verbindet. Beispielsweise könnte diese Konstruktion den Planetenradsatz, die Kupplungen und die Freilaufkupplung von existierenden Getrieben von General Motors verwenden. Diese Konstruktion hat einen Vorteil, dass die Scheibenkupplung eine Kupplungsbremse (kein rotierender Kolben) ist und somit jegliche Probleme in Hinblick auf Leckage an rotierenden Dichtungen beseitigt, was zulässt, dass die Kupplung Öl anwenden kann, das in das Verteilergetriebe eintritt. - Ein Nachteil dieser Konstruktion ist, dass sie nicht in der Lage ist, unabhängig zwischen Lo (Niedrig)–Hi (Hoch) und Zweiradantrieb–Allradantrieb umzuschalten. Das System wird nur in Lo (direkter Antrieb) einen Allradantrieb bereitstellen und wird nur in Hi (Overdrive) einen Zweiradantrieb bereitstellen. Dies sollte annehmbar sein, da das Fahrzeug im höchsten Gang nicht die Zugkraft eines Allradantriebs benötigt. Wenn eine zusätzliche Zugkraft erforderlich ist, wird der Antriebsstrang das Verteilergetriebe dynamisch in den direkten Antrieb, der den Allradantrieb bereitstellt, herunterschalten. Die vorgeschlagene Anordnung mit der Freilaufkupplung erzeugt einen Vorteil bei der Schaltqualität, erlaubt aber kein Motorbremsen in der direkten (Allradantriebs-)Betriebsart. Der Fahrer kann ein Motorbremsen erzielen, wenn das Getriebe in eine "manuelle" D3-, D2- oder D1-Betriebsart gebracht wird und das Verteilergetriebe in den Overdrive geschaltet wird (ein Motorbremsen wird nur im Zweiradantrieb verfügbar sein). Der Fahrer wird nicht in der Lage sein, ein Motorbremsen in dem niedrigsten Gang (höchstes N/V-Verhältnis, d. h. höchstes Verhältnis von Motordrehzahl/Fahrzeuggeschwindigkeit) zu erhalten, aber dieser Antriebsstrang wird drei N/V-Verhältnisse bereitstellen, was für ein Motorbremsen mehr als angemessen ist. Das extrem hohe N/V-Verhältnis im ersten Gang eines Getriebes mit einem Gesamtübersetzungsverhältnis von 6:1 wäre wahrscheinlich zu hoch, um für den Fahrer von Nutzen zu sein.
- Das Achsantriebs-Übersetzungsverhältnis wird zwischen 20% bis 30% von den gegenwärtigen Werten (es ist zu erwarten, dass das N/V-Verhältnis im höchsten Gang 5% bis 15% für einen Antriebsstrang mit einem Gesamtübersetzungsverhältnis von 6:1 abfallen wird) zunehmen müssen (sich in Richtung eines Übersetzungsverhältnisses ins Langsame bewegen müssen). Diese Änderung des Achsantriebs-Produktmixes könnte die Investitionskosten oder den Stückpreis etwas erhöhen, jedoch erlaubt es das System, dass ein existierendes Viergang-Automatikgetriebe an ein Verteilergetriebe mit geringfügig mehr Inhalt angepasst werden und die Funktion eines Fünf-(oder Sechs-)Gang-Automatikgetriebes erfüllen kann, das mit einem Verteilergetriebe mit einer Drehzahl und Allradantrieb (offenes Zentraldifferential) kombiniert ist, was beträchtliche Einsparungen liefern kann.
- Die Erfindung verringert die Kosten gegenüber der Alternative, ein Fünf- oder Sechs-Gang-Automatikgetriebe an ein Verteilergetriebe mit einem Zentraldifferential anzupassen.
-
7 zeigt eine besondere Ausführungsform eines Verteilergetriebes210 . Eine Antriebswelle214 steht wie gezeigt mit einem Träger224 in Verbindung. Ein Sonnenrad222 kann über eine Reibungskupplung223 mit einem Getriebegehäuse225 in Eingriff gebracht werden (um es fahrzeugfest zu machen). Das Sonnenrad222 kann auch über eine Freilaufkupplung227 oder eine Klauenkupplung229 wahlweise mit einem Antriebskettenrad232 in Eingriff gebracht werden, um die Vorderachse (nicht gezeigt) über eine Übertragungskette231 anzutreiben. - Ein Hohlrad
226 steht in kontinuierlicher Verbindung mit einer Abtriebswelle227 , um die Hinterachse (nicht gezeigt) anzutreiben. - Obwohl die besten Ausführungsarten zur Umsetzung der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Umsetzung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen. Beispielsweise könnte ein zusammengesetzter Planetenradsatz verwendet werden, und die Hohlrad- und Sonnenradverbindungen mit den Vorder- und Hinterachsen könnten ausgetauscht werden. Gleichermaßen bietet diese Erfindung die Freiheit, unterschiedliche Vorder- und Hinterachsenverhältnisse zu verwenden, damit ein einfacher Planetenradsatz mit herkömmlichen Übersetzungsverhältnissen von Hohlrad zu Sonnenrad unterschiedliche Drehmomentaufteilungswerte von vorne nach hinten bei einem Allradantrieb und eine unterschiedliche Stufengröße bei Overdrive erzielen kann.
- Zusammengefasst ist eine einfache Planetengetriebeanordnung für ein Verteilergetriebe vorgesehen. Das Verteilergetriebe umfasst einen Träger, der mit dem Antrieb des Verteilergetriebes verbunden ist. Das Hohlrad ist mit einer Hinterachse verbunden. Das Sonnenrad kann mit einer Vorderachse über eine Kuppelanordnung in Verbindung gebracht werden, die eine Freilaufkupplung und eine Klauenkupplung umfasst, die parallel geschaltet sind. Die Freilaufkupplung und die Klauenkupplung können unabhängig voneinander in Eingriff gebracht werden. Das Sonnenrad kann wahlweise über eine Reibungskupplung fahrzeugfest gemacht werden. Dementsprechend arbeitet der einfache Planetenradsatz als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung, wenn die Reibungskupplung in Eingriff steht, und als ein Zentraldifferential, wenn die Klauenkupplung oder die Freilaufkupplung in Eingriff steht.
Claims (9)
- Planetengetriebeanordnung für ein Verteilergetriebe (
12 ;112 ;210 ), umfassend: ein erstes, ein zweites und ein drittes Planetengetriebeelement (24 ,26 ,22 ;124 ,126 ,122 ;224 ,226 ,222 ), wobei das erste Planetengetriebeelement (24 ;124 ;224 ) in kontinuierlicher Verbindung mit einem Antrieb (14 ;114 ;214 ) steht, das zweite Planetengetriebeelement (26 ;126 ;226 ) in kontinuierliche Verbindung mit einer Hinterachse (16 ;116 ) gebracht werden kann, das dritte Planetengetriebeelement (22 ;122 ;222 ) über eine Kuppelanordnung (30 ;130 ) wahlweise mit einer Vorderachse (18 ;118 ) in Verbindung gebracht werden kann, und das dritte Planetengetriebeelement (22 ;122 ;222 ) über eine Reibungskupplung (28 ;128 ;223 ) wahlweise am Fahrzeug festgelegt werden kann, wobei die Planetengetriebeanordnung als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung arbeitet, wenn die Reibungskupplung (28 ;128 ;223 ) in Eingriff steht, und als ein Zentraldifferential arbeitet, wenn die Kuppelanordnung (30 ;130 ) in Eingriff steht dadurch gekennzeichnet, dass die Kuppelanordnung (130 ) eine Freilaufkupplung (131 ;227 ) und eine Klauenkupplung (133 ;229 ) umfasst, die parallel geschaltet sind, wobei die Freilaufkupplung (131 ;227 ) und die Klauenkupplung (133 ;229 ) unabhängig voneinander in Eingriff gebracht werden können. - Planetengetriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetengetriebeelement einen Träger (
24 ;124 ;224 ) umfasst, das zweite Planetengetriebeelement ein Hohlrad (26 ;126 ;226 ) umfasst und das dritte Planetengetriebeelement ein Sonnenrad (22 ;122 ;222 ) umfasst. - Planetengetriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetengetriebeanordnung als ein Zentraldifferential dient, wenn die Klauenkupplung (
133 ;229 ) oder die Freilaufkupplung (131 ;227 ) in Eingriff steht. - Planetengetriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Overdrive-Übersetzungsverhältnis, das durch den Eingriff der Reibungskupplung (
28 ;128 ;223 ) erzeugt wird, annähernd 1,5:1 beträgt. - Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit Vorder- und Hinterachsen (
16 ,18 ;116 ;118 ) und einem Verteilergetriebe (12 ;112 ;210 ), das einen einfachen Planetenradsatz aufweist, umfassend: einen Träger (24 ;124 ;224 ), der in kontinuierlicher Verbindung mit einem Antrieb (14 ;114 ;214 ) steht, ein Hohlrad (26 ;126 ;226 ), das in kontinuierlicher Verbindung mit der Hinterachse (16 ;116 ) steht, ein Sonnenrad (22 ;122 ;222 ), das über eine Kuppelanordnung (30 ;130 ) wahlweise mit der Vorderachse (18 ;118 ) in Verbindung gebracht werden kann, und wobei das Sonnenrad (22 ;122 ;222 ) über eine Reibungskupplung (28 ;128 ;223 ) wahlweise am Fahrzeug festgelegt werden kann, wobei der einfache Planetenradsatz infolge der Verbindung der Hinterachse (16 ;116 ) mit der Vorderachse (18 ;118 ) über eine Straßenoberfläche, auf der durch die Vorder- und Hinterachsen (16 ,18 ;116 ,118 ) gelagerte Räder abrollen, als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung arbeitet, wenn die Reibungskupplung (28 ;128 ;223 ) in Eingriff steht, und als ein Zentraldifferential arbeitet, wenn die Kuppelanordnung (30 ;130 ) in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuppelanordnung (130 ) eine Freilaufkupplung (131 ;227 ) und eine Klauenkupplung (133 ;229 ) umfasst, die parallel geschaltet sind, wobei die Freilaufkupplung (131 ;227 ) und die Klauenkupplung (133 ;229 ) unabhängig voneinander in Eingriff gebracht werden können. - Antriebsstrang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz als ein Zentraldifferential wirkt, wenn die Klauenkupplung (
133 ;229 ) oder die Freilaufkupplung (131 ;227 ) in Eingriff steht. - Antriebsstrang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Overdrive-Übersetzungsverhältnis, das durch den Eingriff der Reibungskupplung (
28 ;128 ;223 ) erzeugt wird, annähernd 1,5:1 beträgt. - Antriebsstrang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorder- und Hinterachsen (
16 ,18 ;116 ,118 ) unterschiedliche Achsantriebs-Übersetzungsverhältnisse aufweisen. - Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit Vorder- und Hinterachsen (
116 ,118 ) und einem Verteilergehäuse mit einem einfachen Planetenradsatz, umfassend: einen Träger (124 ;224 ), der in kontinuierlicher Verbindung mit einem Antrieb (114 ;214 ) steht, ein Hohlrad (126 ;226 ), das in kontinuierlicher Verbindung mit der Hinterachse (116 ) steht, ein Sonnenrad (122 ;222 ), das über eine Kuppelanordnung (130 ) wahlweise mit der Vorderachse (118 ) in Verbindung gebracht werden kann, wobei die Kuppelanordnung (130 ) eine Freilaufkupplung (131 ;227 ) und eine Klauenkupplung (133 ;229 ) umfasst, die parallel geschaltet sind, wobei die Freilaufkupplung (131 ;227 ) und die Klauenkupplung (133 ;229 ) unabhängig voneinander in Eingriff gebracht werden können, wobei das Sonnenrad (122 ;222 ) über eine Reibungskupplung (128 ;223 ) wahlweise am Fahrzeug festgelegt werden kann, wobei der einfache Planetenradsatz infolge der Verbindung der Hinterachse (116 ) mit der Vorderachse (118 ) über eine Straßenoberfläche, auf der durch die Vorder- und Hinterachsen (116 ,118 ) gelagerte Räder abrollen, als eine ein Übersetzungsverhältnis erzeugende Einrichtung arbeitet, wenn die Reibungskupplung (128 ;223 ) in Eingriff steht, und als ein Zentraldifferential arbeitet, wenn die Klauenkupplung (133 ;229 ) oder die Freilaufkupplung (131 ;227 ) in Eingriff steht, und wobei ein Overdrive-Übersetzungsverhältnis, das durch den Eingriff der Reibungskupplung (128 ;223 ) erzeugt wird, annähernd 1,5:1 beträgt.
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