DE102005010751A1 - Differenzialgetriebevorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Differenzialgetriebevorrichtung (10) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs zum variablen Verteilen eines über eine Getriebeeingangswelle (11) zugeführten Drehmoments zwischen zwei Getriebeausgangswellen (20A, 20B), die in Fahrzeugquerrichtung jeweils mit einem Rad (2A bis 3B) einer antreibbaren Fahrzeugquerachse (2, 3) verbunden sind, beschrieben. Die Getriebeeingangswelle (11) ist mit den Getriebeausgangswellen (20A, 20B) über eine Planetengetriebeeinrichtung wirkverbunden, deren Übersetzung stufenlos veränderbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Differenzialgetriebevorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Bei aus der Praxis bekannten Fahrzeugen wird ein von einer Antriebsmaschine erzeugtes Antriebsmoment bekannterweise bedarfsgerecht über ein Getriebe zu den Antriebsrädern geleitet. Bei Fahrzeugen, wie beispielsweise Allrad-PKWs oder allradgetriebenen LKWs, die mit mehreren gleichzeitig antreibbaren Achsen ausgeführt sind, wird die Leistung der Antriebsmaschine im Antriebsstrang zwischen den einzelnen Antriebsachsen verteilt.
  • Zur Leistungsverteilung werden so genannte Differenzialgetriebe eingesetzt, wobei Längsdifferenziale in Fahrtrichtung gesehen zur Längsverteilung der Antriebsleistung der Antriebsmaschine zwischen mehreren angetriebenen Achsen eines Fahrzeugs verwendet werden. So genannte Querdifferenziale bzw. Ausgleichsgetriebe werden in Bezug auf die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs zu einer Querverteilung der einer antreibbaren Fahrzeugquerachse zugeführten Antriebsleistung zwischen den Antriebsrädern der Fahrzeugquerachse verwendet.
  • Herkömmliche Bauarten von Differenzialgetrieben sind so genannte Kegelraddifferenziale, Stirnraddifferenziale in Planetenbauweise oder auch Schneckenraddifferenziale. Insbesondere Stirnraddifferenziale werden wegen der Möglichkeit zur unsymmetrischen Momentenverteilung meist als Längsdifferenziale eingesetzt. Kegelraddifferenziale stellen mittlerweile für den Querausgleich bei Fahrzeugen einen Standard dar und Schneckenraddifferenziale werden sowohl zur Längsverteilung als auch für eine Querverteilung eingesetzt.
  • Mit Hilfe derartiger Verteilergetriebe besteht die Möglichkeit, ein Antriebsmoment in beliebigen Verhältnissen zwischen mehreren Antriebsachsen zu verteilen, ohne Spannungen in einem Antriebsstrang zu erzeugen. Des Weiteren wird mit dem Einsatz von Ausgleichsgetrieben erreicht, dass Antriebsräder einer antreibbaren Fahrzeugquerachse mit unterschiedlichen Drehzahlen unabhängig voneinander entsprechend den verschiedenen Weglängen der linken bzw. rechten Fahrspur angetrieben werden können, womit das Antriebsmoment symmetrisch und somit giermomentenfrei auf beide Antriebsräder verteilbar ist.
  • Den beiden oben genannten Vorteilen steht jedoch der Nachteil gegenüber, dass die auf die Fahrbahn übertragbaren Vortriebskräfte von Antriebsrädern einer Fahrzeugachse bzw. mehrerer Antriebsachsen aufgrund der Ausgleichstätigkeit des Differenzialgetriebes jeweils von dem geringeren bzw. geringsten übertragbaren Antriebsmoment der beiden Antriebsräder bzw. der Antriebsachsen abhängig ist. Das bedeutet, wenn ein beispielsweise auf Glatteis stehendes Antriebsrad durchdreht, wird dem anderen Antriebsrad derselben Fahrzeugachse kein höheres Moment als dem durchdrehenden Antriebsrad zugeführt, auch wenn es auf griffigem Untergrund steht. In einer solchen Fahrsituation kann das Fahrzeug aufgrund der Ausgleichstätigkeit eines Differenzialgetriebes, welche eine Drehzahldifferenz zwischen zwei Abtriebswellen des Differenzialgetriebes ermöglicht, nachteilhafterweise nicht anfahren.
  • Aus diesem Grund ist in der Praxis dazu übergegangen worden, eine Ausgleichsbewegung eines Ausgleichsgetriebes bei Vorliegen kritischer Fahrzustände durch geeignete Maßnahmen zu behindern. Dies wird beispielsweise mittels einer manuell oder automatisch mit mechanischen, magnetischen, pneumatischen oder hydraulischen Mitteln aktivierbaren und an sich bekannten Differenzialsperre realisiert, die durch ein Blockieren des Ausgleichsgetriebes jede Ausgleichsbewegung zu 100 % sperrt.
  • Des Weiteren werden selbsttätig sperrende Differenziale, die auch als Ausgleichsgetriebe mit begrenztem Schlupf oder Sperrdifferenziale bezeichnet werden, eingesetzt. Derartige Ausgleichsgetriebe bieten die Möglichkeit, auf ein Rad einer Fahrzeugachse oder eine Antriebsachse auch dann ein Drehmoment zu übertragen, wenn das andere Rad derselben Fahrzeugachse oder bei mehreren Antriebsachsen beide Räder der anderen Antriebsachse in Folge schlechter Bodenhaftung durchrutschen. Gleichzeitig geht jedoch der Vorteil der vorgenannten giermomentenfreien Kraftübertragung verloren, und die freie Anpassung der Raddrehzahlen an die Weglängen der beiden Fahrspuren der beiden Antriebsräder einer Antriebsachse wird nachteilhafterweise ebenfalls behindert.
  • Darüber hinaus ist es aus der Praxis bekannt, extern angesteuerte Differenzialbremsen zum Einstellen eines Grades der Ausgleichstätigkeit eines Ausgleichsgetriebes vorzusehen. Derartige Differenzialbremsen stellen meist elektronisch geregelte und hydraulisch betätigte Systeme dar, bei welchen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Fahrzustand ein normalerweise nicht gesperrtes oder nur schwach gesperrtes Differenzial in weiten Grenzen sperrbar ist. Eine Höhe der Behinderung der Ausgleichstätigkeit eines Differenzialgetriebes ist über eine Steuerung an den jeweils aktuellen Fahrzustand anpassbar.
  • Letztgenannte Lösungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie durch einen hohen Steuerungs- und Regelungsaufwand charakterisiert sind und zudem aufgrund der Hydraulik einen hohen konstruktiven Aufwand erfordern.
  • Mit den vorbeschriebenen Verteilergetrieben ist jedoch nachteilhafterweise die Verteilung des anstehenden Antriebsmoments zwischen zwei Getriebeausgangswellen bzw. zwischen den damit verbundenen Antriebsrädern einer Fahrzeugquerachse nicht variierbar, so dass das Antriebsmoment bei einem zur Querverteilung eingesetzten Verteilergetriebe jeweils zur Hälfte einem Antriebsrad zugeführt wird. Zur Beeinflussung einer aktuellen Fahrdynamik, um beispielsweise eine Fahrsicherheit zu verbessern, wird aber eine Veränderung eines in Abhängigkeit einer konstruktiven Gestaltung eines Verteilergetriebes stehenden und daher vordefinierten Verteilungsgrades des anstehenden Antriebsmomentes zwischen den beiden mit dem Verteilergetriebe wirkverbundenen Antriebsrädern einer Fahrzeugachse angestrebt, was jedoch mit den bekannten Ausgleichsgetrieben nicht möglich ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Differenzialgetriebevorrichtung eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, mittels dem ein einer Antriebsachse zugeführtes Antriebsmoment zwischen den Antriebsrädern der Antriebsachse bedarfsgerecht mit unterschiedlichen an den aktuellen Betriebszustand anpassbaren Verteilungsgraden verteilbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Differenzialgetriebevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Differenzialgetriebevorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zum variablen Verteilen eines über eine Getriebeeingangswelle zugeführten Drehmoments zwischen zwei Getriebeausgangswellen, die in Fahrzeugquerrichtung jeweils mit einem Rad einer antreibbaren Fahrzeugquerachse verbunden sind, ist die Getriebeeingangswelle mit den Getriebeausgangswellen über eine Planetengetriebeeinrichtung wirkverbunden, deren Übersetzung stufenlos veränderbar ist.
  • Damit besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, das über die Getriebeeingangswelle anstehende Antriebsmoment betriebszustandsabhängig derart zwischen den beiden Rädern einer antreibbaren Fahrzeugquerachse variabel zu verteilen, dass die Fahrdynamik eines Fahrzeugs durch eine Veränderung der Übersetzung der Planetengetriebeeinrichtung positiv beeinflusst wird. Dies ist insbesondere zur Vermeidung fahrkritischer Betriebssituationen, die unter Umständen zu einem Schleudern des Fahrzeugs führen können, besonders geeignet, da einem aktuell am Fahrzeug angreifenden Giermoment durch eine unsymmetrische Momentenverteilung zwischen zwei Antriebsrädern einer Fahrzeugquerachse wirkungsvoll entgegengetreten werden kann. D. h., dass die Verteilung des Drehmoments zwischen den Rädern einer Fahrzeugquerachse derart eingestellt wird, dass ein dem ermittelten Giermoment entgegenwirkendes Giermoment erzeugt wird, um ein Fahrzeug zu stabilisieren.
  • Dabei wird ein vordefinierter Verteilungsgrad, der bei einem Achsdifferenzial üblicherweise eine symmetrische Momentenverteilung zwischen den beiden Antriebsrädern einer antreibbaren Fahrzeugachse zur Folge hat, beispielsweise in Abhängigkeit einer Steuer- und oder Regelvorgabe von einem übergeordneten Antriebsstrangmanagement, mittels welchem eine aktuelle Fahrdynamik eines Fahrzeugs ermittelt wird, zur Verbesserung der ermittelten Fahrdynamik in geeigneter Art und Weise verändert.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
  • Es zeigt:
  • 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugs mit zwei antreibbaren Fahrzeugachsen und zwei Differenzialgetriebevorrichtungen, mittels welchen die Fahrdynamik beeinflussbar ist;
  • 2 ein stark schematisiertes Räderschema einer erfindungsgemäßen Differenzialgetriebevorrichtung während einer symmetrischen Verteilung eines Antriebsmoments; und
  • 3 das Räderschema gemäß 2 während einer unsymmetrischen Verteilung eines an der Differenzialgetriebevorrichtung anliegenden Antriebsmomentes.
  • 1 zeigt ein stark schematisiertes Allradfahrzeug 1 mit zwei antreibbaren Fahrzeugachsen 2, 3, die Teil eines Antriebsstrangs 4 des Allradfahrzeugs 1 sind. Der Antriebsstrang 4 umfasst des Weiteren eine Antriebsmaschine bzw. eine Brennkraftmaschine 5 und ein Hauptgetriebe 6, welches jedes an sich aus der Praxis bekannte Getriebe sein kann und zur Darstellung verschiedener gestuft und/oder stufenlos einstellbarer Übersetzungsstufen vorgesehen ist.
  • Zwischen dem Hauptgetriebe 6 und den beiden antreibbaren Fahrzeugquerachsen 2, 3 des Fahrzeugs, die in bekannter Art und Weise auf jeder Fahrzeugseite mit wenigstens einem Antriebsrad 2A, 2B bzw. 3A, 3B verbunden sind, ist ein Verteilergetriebe 7 zum Verteilen des Antriebsmoments der Antriebsmaschine bzw. eines Getriebeausgangsmoments des Hauptgetriebes 6 in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den beiden antreibbaren Fahrzeugquerachsen 2 und 3 angeordnet.
  • Des Weiteren sind zwischen den Antriebsrädern bzw. den Reifen 2A, 2B und 3A, 3B der Fahrzeugquerachsen 2 und 3 Einrichtungen 8, 9 zum Ausgleichen von Differenzdrehzahlen zwischen den Reifen 2A, 2B der Fahrzeugquerachse 2 und den Reifen 3A, 3B der Fahrzeugquerachse 3 vorgesehen. Die Einrichtungen 8, 9 sind vorliegend als Querverteilergetriebe bzw. Achsgetriebe ausgeführt, über welche das jeweils an der Fahrzeugquerachse 2 bzw. 3 anliegende Antriebsmoment in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Reifen 2A, 2B bzw. 3A, 3B grundsätzlich zu gleichen Teilen verteilt wird. Dabei ist die Einrichtung 8 als ein an sich bekanntes Querverteilergetriebe bzw. Achsgetriebe ausgeführt, wohingegen die Einrichtung 9 eine in 2 und 3 näher dargestellte erfindungsgemäß ausgebildete Differenzialgetriebevorrichtung 10 ist.
  • Die Einrichtungen 8 und 9 bieten die Möglichkeit, die Antriebsräder 2A bis 3B der Fahrzeugquerachsen 2 und 3 unabhängig voneinander entsprechend den verschiedenen Weglängen der linken bzw. rechten Fahrspur mit unterschiedlichen Drehzahlen anzutreiben, wodurch das Antriebsmoment symmetrisch und somit giermomentenfrei zwischen zwei Antriebsrädern einer Fahrzeugquerachse 2 bzw. 3 verteilbar ist.
  • Zusätzlich ist der an der vorliegend als Fahrzeughinterachse ausgeführten Fahrzeugquerachse 3 anliegende Teil des Getriebeausgangsmoments bedarfsweise unsymmetrisch zwischen den beiden Rädern 3A und 3B der Fahrzeugquerachse 3 durch eine entsprechende Ansteuerung der Einrichtung 9 bzw. der Differenzialgetriebevorrichtung 10 gemäß 2 verteilbar.
  • Der Aufbau der Differenzialgetriebevorrichtung 10 entspricht grundsätzlich dem eines an sich bekannten Kegelraddifferenzials und wird nachfolgend näher beschrieben.
  • Der der Fahrzeugquerachse 3 zugeführte Teil des Getriebeausgangsmoments wird über eine Führungslängswelle 11 und zwei miteinander kämmende Kegelräder 12, 13 in ein Differenzialgehäuse 14 der Differenzialgetriebevorrichtung 10 eingeleitet. Anschließend wird das auf das Differenzialgehäuse 14 geführte Drehmoment über Ausgleichswellen 15A, 15B, die drehfest mit kreisförmigen Ausgleichsrädern 16A, 16B verbunden sind, übertragen.
  • Die Ausgleichswellen 15A und 15B stellen jeweils Drehachsen bzw. Rotationsachsen der Ausgleichsräder 16A und 16B dar, die gemeinsam mit den Ausgleichsrädern 16A und 16B in der in 3 dargestellten Art und Weise um senkrecht zur Zeichenebene stehende Schwenkachsen 17A, 17B kippbar sind ohne die Wirkverbindung zur Drehmomentübertragung zwischen dem Differenzialgehäuse 14 und den Ausgleichswellen 15A und 15B zu verändern. Die Wirkverbindung zwischen dem Differenzialgehäuse 14 und den Ausgleichswellen 15A und 15B ist vorliegend derart ausgeführt, dass die von der Führungslängswelle 11 über das damit drehfest verbundene Kegelrad 12, das mit dem Kegelrad 12 kämmende und mit dem Differenzialgehäuse 14 drehfest verbundene zweite Kegelrad 13 auf das Differenzialgehäuse 14 übertragene Rotationsbewegung die Ausgleichswellen 15A, 15B gemeinsam mit den Ausgleichsrädern 16A und 16B um eine Rotationsachse 18 der Differenzialgetriebevorrichtung 10 bzw. des Differenzialgehäuses 14 rotieren lässt.
  • Die Rotation der Ausgleichswellen 15A, 15B und der Ausgleichsräder 16A und 16B um die Rotationsachse 18 bewirkt zudem eine Rotation der Ausgleichsräder 16A und 16B um deren Rotationsachsen 15A und 15B. Die Rotationsbewegung der Ausgleichsräder 16A und 16B um die Rotationsachsen bzw. die Ausgleichswellen 15A und 15B wird durch einen Reibeingriff der Ausgleichsräder 16A und 16B an deren Umfang mit Reibrädern 19A, 19B bewirkt, die wiederum mit Fahrzeugquerteilachsen bzw. Getriebeausgangswellen 20A, 20B der Getriebedifferenzialvorrichtung drehfest verbunden sind. Die Getrie beausgangswellen 20A, 20B stellen vorliegend Fahrzeugquerteilachsen der Fahrzeugquerachse 3 dar, die jeweils mit einem der Räder 3A bzw. 3B der Fahrzeugquerachse 3 zum Übertragen des Antriebsdrehmoments der Antriebsmaschine wirkverbunden sind und im Differenzialgehäuse 14 gelagert sind.
  • Die Reibräder 19A, 19B sind an ihren den Ausgleichsrädern 16A, 16B zugewandten Bereichen bereichsweise wenigstens annähernd toroidförmig ausgebildet und derart parallel zueinander beabstandet, dass die toroidförmigen Bereiche der Reibräder 19A, 19B jeweils einen Teil eines im Wesentlichen kugelförmigen Torus ausbilden.
  • Das bedeutet, dass die Ausgleichsräder 16A und 16B, die zwischen den Reibrädern 19A und 19B angeordnet sind und jeweils an ihrem Umfang mit den wenigstens teilweise toroidförmig ausgeführten Bereichen der Reibräder 19A und 19B in Reibeingriff stehen, im Wesentlichen von einem durch den strichliert ausgeführten Kreis T im Querschnitt dargestellten Torus umgeben sind und in diesem in der in 2 und 3 dargestellten Art und Weise verkippbar sind, ohne den Reibeingriff zwischen den Augleichsrädern 16A und 16B sowie den Reibrädern 19A und 19B zu beeinträchtigen.
  • Das von der Führungslängswelle 11 auf das Differenzialgehäuse 14 geführte Drehmoment wird wie vorbeschrieben über die Ausgleichswellen 15A und 15B zunächst auf die Ausgleichsräder 16A und 16B weitergeleitet. Die dem eingeleiteten Drehmoment entsprechenden Umfangskräfte, die jeweils in Berührungspunkten 16A_1 und 16A_2 bzw. 16B_1 und 16B_2 zwischen den Reibrädern 9A und 19B und den Ausgleichsrädern 16A und 16B vorliegen, bewirken an den Reibrädern damit korrespondierende Umfangskräfte derselben Größe. Dies führt dazu, dass das über die Führungslängswelle 11 zugeführte Drehmoment zwischen den Getriebeausgangswellen 20A und 20B sym metrisch verteilt wird, wenn sich die Ausgleichsräder 16A und 16B jeweils in einer wenigstens annähernd waagerechten Position befinden, die in 2 dargestellt ist.
  • Die waagerechten Positionen der Ausgleichsräder 16A und 16B sind dadurch gekennzeichnet, dass die Abrollradien der Berührungspunkte 16A_1 und 16A_2 bzw. 16B_1 und 16B_2 an den Reibrädern 19A und 19B identisch sind. Die Abrollradien der Ausgleichsräder 16A und 16B an den Reibrädern 19A und 19B sind in 2 und 3 jeweils mit R16A_1, R16A_2 bzw. R16B_1 und R16B_2 bezeichnet und entsprechen jeweils den lotrechten Abständen zwischen den Berührpunkten 16A_1, 16A_2 bzw. 16B_1, 16B_2 und der Rotationsachse 18 des Differenzialgehäuses 14.
  • Werden die Ausgleichsräder 16A, 16B ausgehend von in 2 dargestellten und im Wesentlichen waagerechten Positionen, in die in 3 dargestellten verschwenkten Positionen verbracht, bei denen sich die Abrollradien R16A_1 und R16A_2 bzw. R16B_1 und R16B_2 jeweils eines Ausgleichsrades 16A und 16B unterscheiden und die Abrollradien R16A_1 und R16B_1 bzw. R16A_2 und R16B_2 jeweils wenigstens annähernd gleich sind, verändern sich bei gleich bleibendem über die Führungslängswelle 11 zugeführtem Antriebsdrehmoment die Umfangskräfte in den Berührpunkten 16A_1 und 16A_2 bzw. 16B_1 und 16B_2 nicht.
  • Die Veränderung der Abrollradien R16A_1 bis R16B_2 führt jedoch zu einer Veränderung der Momentenverteilung zwischen den beiden Getriebeausgangswellen 20A und 20B, da der jeweils einer Getriebeausgangswelle 20A bzw. 20B zugeführte Anteil des über die Führungslängswelle 11 anstehenden Drehmoments dem Produkt aus dem Abrollradius R16A_1 bzw. R16B_1 oder dem Abrollradius R16A_2 bzw. R16B_2 und der Umfangskraft im damit jeweils korrespondierenden Berührpunkt 16A_1, 16_A2, 16B_1 oder 16B_2 entspricht.
  • Dadurch besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, dass über die Führungslängswelle 11 der Differenzialgetriebevorrichtung 10 zugeführte Drehmoment innerhalb eines vordefinierten Bereichs eines variablen Verteilungsgrades zwischen den Getriebeausgangswellen 20A und 20B betriebszustandsabhängig, d. h. beispielsweise zur Erhöhung einer Fahrsicherheit, zu verteilen.
  • Der vordefinierte Bereich des Verteilungsgrads des Drehmoments zwischen den Getriebeausgangswellen 20A, 20B, innerhalb dem der Verteilungsgrad in Abhängigkeit einer Vorgabe eines in 1 dargestellten Steuergeräts 21, das beispielsweise Teil einer Steuerung eines übergeordneten Antriebsstrangmanagements sein kann, veränderbar ist, ist durch die maximal mögliche Verstellung bzw. Verkippung der Ausgleichsräder 16A, 16B, d. h. durch die Größe der von den Reibrädern 19A und 19B gebildeten toroidförmigen Bereiche, begrenzt.
  • Die in 2 und 3 stark schematisiert dargestellte Ausführung der Differenzialgetriebevorrichtung 10 entspricht einem so genannten Halbtoroid bzw. einem Reibradgetriebe, die im Wesentlichen als eine Planetengetriebeeinrichtung mit stufenlos verstellbarer Übersetzung ausgebildet ist. Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes, die Differenzialgetriebevorrichtung in Abhängigkeit des jeweilig vorliegenden Anwendungsfalls als Volltoroid, als Kugelvariator oder dergleichen auszuführen, um die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswellen über eine Planetengetriebeeinrichtung zu verbinden, deren Übersetzung stufenlos veränderbar ist, um eine variable Momentenverteilung im Bereich einer antreibbaren Fahrzeugquerachse zwischen deren Antriebsrädern betriebszustandsabhängig durchführen zu können.
  • Die Einrichtung 8 zum Ausgleichen von Differenzdrehzahlen zwischen den Reifen 2A und 2B der Fahrzeugquerachse 2 kann bei einem weiteren Ausführungsbeispiel in derselben Art und Weise wie die Einrichtung 9 ausgebildet sein. Dann besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, auch den der Fahrzeugquerachse 2 zugeführten Anteil des Getriebeausgangsmoments des Hauptgetriebes 6 betriebszustandsabhängig und bedarfgerecht zwischen den Reifen 2A und 2B, d. h. auch unsymmetrisch, zu verteilen, um eine Fahrdynamik auch im Bereich der Fahrzeugvorderachse dahingehend positiv beeinflussen zu können, dass fahrsicherheitskritische Fahrsituationen vermieden werden können bzw. diesen wirkungsvoll entgegengetreten werden kann.
  • Die vorbeschriebene erfindungsgemäße Differenzialgetriebevorrichtung ist selbstverständlich auch bei Fahrzeugen einsetzbar, die lediglich mit einer antreibbaren Fahrzeugquerachse ausgeführt sind. Darüber hinaus besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Differenzialgetriebevorrichtung in einem Fahrzeug, welches mit mehreren gleichzeitig antreibbaren Fahrzeugachsen ausgeführt ist, jeweils eine beliebige Anzahl der antreibbaren Fahrzeugquerachsen mit einer erfindungsgemäßen Differenzialgetriebevorrichtung auszuführen und die jeweils anderen antreibbaren Fahrzeugachsen mit herkömmlichen Differenzialen auszugestalten, um die Querverteilung des zugeführten Drehmomentes durchzuführen.
  • 1
    Allradfahrzeug
    2
    Fahrzeugquerachse
    2A, 2B
    Reifen
    3
    Fahrzeugquerachse
    3A, 3B
    Reifen
    4
    Antriebsstrang
    5
    Antriebsmaschine
    6
    Hauptgetriebe
    7
    Verteilergetriebe
    8, 9
    Einrichtung zum Ausgleichen von Differenzdrehzahlen
    10
    Differenzialgetriebevorrichtung, Planetengetriebeeinrichtung
    11
    Führungslängswelle
    12, 13
    Kegelrad
    14
    Differenzialgehäuse
    15A, B
    Ausgleichswelle
    16A, B
    Ausgleichsräder
    16A_1 bis 16B_2
    Berührungspunkt
    17A, B
    Schwenkpunkt
    18
    Rotationsachse
    19A, B
    Reibrad
    20A, B
    Getriebeausgangswelle
    21
    Steuergerät
    R16A_1 bis R16B_2
    Abrollradius
    T
    Torus

Claims (11)

  1. Differenzialgetriebevorrichtung (10) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zum variablen Verteilen eines über eine Getriebeeingangswelle (11) zugeführten Drehmoments zwischen zwei Getriebeausgangswellen (20A, 20B), die in Fahrzeugquerrichtung jeweils mit einem Rad (2A bis 3B) einer antreibbaren Fahrzeugquerachse (2, 3) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (11) mit den Getriebeausgangswellen (20A, 20B) über eine Planetengetriebeeinrichtung (10) wirkverbunden ist, deren Übersetzung stufenlos veränderbar ist.
  2. Differenzialgetriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenlos verstellbare Planetengetriebeeinrichtung (10) als Reibradgetriebe ausgebildet ist.
  3. Differenzialgetriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das auf die Getriebeausgangswellen (20A, 20B) zu führende Antriebsmoment über ein Differenzialgehäuse (14) geleitet wird, welches jeweils derart mit einer Rotationsachse (15A, 15B) eines kippbaren Ausgleichsrades (16A, 16B) verbunden ist, dass das Antriebsmoment an den Ausgleichsrädern (16A, 16B) ansteht.
  4. Differenzialgetriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (15A, 15B) der Ausgleichsräder (16A, 16B) und die Ausgleichsräder (16A, 16B) gemeinsam um einen Drehpunkt (17A, 17B) schwenkbar sind, der jeweils dem Rotationsmittelpunkt eines Ausgleichsrades (16A, 16B) entspricht.
  5. Differenzialgetriebevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den Getriebeausgangswellen (20A, 20B) in Abhängigkeit einer Verkippung der Ausgleichsräder (16A, 16B) steht.
  6. Differenzialgetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzialgehäuse (14) mit einem Kegelrad (13) verbunden ist, das mit einem weiteren Kegelrad (12) einer das Antriebsmoment im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung führenden Führungslängswelle, die die Getriebeeingangswelle (11) darstellt, in Eingriff steht.
  7. Differenzialgetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsräder (16A, 16B) jeweils an ihrem Umfang (16A_1, 16A_2, 16B_1, 16B_2) mit an ihren den Ausgleichsrädern (16A, 16B) zugewandten Bereichen bereichsweise wenigstens annähernd toroidförmig ausgebildeten und zueinander beabstandet angeordneten Reibrädern (19A, 19B) derart in Reibeingriff stehen, dass das an den Ausgleichsrädern (16A, 16B) anstehende Antriebsmoment auf die Reibräder (19A, 19B) übertragen wird.
  8. Differenzialgetriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibräder (19A, 19B) derart parallel zueinander beabstandet angeordnet sind, dass die toroidförmigen Bereiche der Reibräder (19A, 19B) jeweils einen Teil eines im wesentlichen kugelförmigen Torus (T) ausbilden.
  9. Differenzialgetriebevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Reibrad (19A, 19B) mit jeweils einer Getriebeausgangswelle (20A, 20B) verbunden ist.
  10. Differenzialgetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswellen (20A, 20B) in dem Differenzialgehäuse (14) gelagert sind.
  11. Differenzialgetriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenlos verstellbare Planetengetriebeeinrichtung als Kugelvariator (z. B. Kopp-Tourator, Technica-Getriebe) ausgebildet ist.
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