DE102006012218A1

DE102006012218A1 - Vorderradantriebs-Achseinheit mit Getriebe, Kupplung und Differential

Info

Publication number: DE102006012218A1
Application number: DE102006012218A
Authority: DE
Inventors: James A. Krisher
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Automotive Systems Group LLC
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2006-09-28
Also published as: GB0605234D0; US7390278B2; GB2424251B; JP2006258296A; GB2424251A; US20060211532A1

Abstract

Es wird eine Vorderradantriebs-Achseinheit für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welche eine Differentialanordnung aufweist, welche eine Differentialeinrichtung hat, die in einem Differentialgehäuse angeordnet ist, und welche zwei gegenüberliegende Ausgangswellen umfaßt, die von dem Differentilgehäuse nach außen verlaufen. Ferner ist eine drehmomentübertragende Einrichtung zum selektiven Begrenzen der Differentialdrehbewegung der Differentialeinrichtung vorgesehen. Die drehmomentübertragende Einrichtung umfaßt eine Reibungskupplungsanordnung zum selektiven Reibschlusseingriff und zum Aufheben des Reibschlusseingriffes mit dem Differentialgehäuse und einer der Ausgangswellen, und eine selektiv steuerbare Kupplungsbetätigungsanordnung zur selektiven Reibschlussbeaufschlagung der Reibungskupplungsanordnung. Die Kupplungsanordnung umfaßt wenigstens ein erstes Teil, welches nicht drehbar mit dem Differentialgehäuse verbunden ist, und wenigstens ein zweites Teil, welches nicht drehbar mit einer der Ausgangswellen verbunden ist. Die drehmomentübertragende Einrichtung stellt eine Differentialanordnung für eine Vorderradachs-Antriebseinheit bereit, welche sowohl eine Schlupfbegrenzung als auch die Eigenschaft eines offenen Differentials hat.

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einer Vorderradantriebseinheit mit Getriebe, Kupplung und Differential für ein Kraftfahrzeug, und insbesondere mit einer Vorderradantriebseinheit, welche eine Differentialanordnung und eine drehmomentübertragende Einrichtung hat, wodurch der Differentialanordnung ein Schlupfbegrenzungsvermögen verliehen wird.

Üblich und an sich auf dem Fachgebiet bekannte Differentiale sind in einem Kraftübertragungsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet, um zu ermöglichen, dass ein Paar von Ausgangsachswellen, welche mit einer Eingangswelle betriebsverbunden sind, mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen eine Drehbewegung ausführen können, wodurch ermöglicht wird, dass die mit der jeweiligen Ausgangswelle gekoppelten Räder ihre Traktion mit der Fahrbahn während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs beibehalten. Eine derartige Einrichtung teilt das von der Eingangswelle gelieferte Drehmoment auf die Ausgangswellen auf. Diese Bauarten von üblichen Differentialen sind jedoch als offene Differentiale ausgelegt, d.h. es handelt sich um ein Differential ohne Kupplungen oder Federn, so dass derartige Differentiale bei glatten Untergrundverhältnissen ungeeignet sind, bei denen ein Rad einen wesentlich geringeren Reibungskoeffizienten als das andere Rad hat, beispielsweise dann, wenn eines der Räder eines Fahrzeugs sich auf einer Eisplatte oder einem schlammigen Untergrund befindet, und das andere sich auf einer trockenen Fahrbahnoberfläche. Bei solchen Verhältnissen verliert das Rad mit dem geringen Reibungskoeffizienten die Traktion, und ein kleines Drehmoment auf dieses Rad reicht aus, um zu einem "Durchdrehen" dieses Rades zu führen. Da das maximale Drehmoment, welches auf das Rad mit Traktion übertragen werden kann, gleich dem Drehmoment ist, welches auf das Rad ohne Traktion übertragen wird, d.h. das durchrutschende Rad, kann die Brennkraftmaschine kein Drehmoment aufbauen, und das Rad mit Traktion kann sich nicht drehen. Somit besteht ein Bedürfnis nach einem Differential, welches die Differentialdrehbewegung zwischen den Ausgangswellen begrenzt, um eine Traktion auch auf einer glatten Oberfläche sicher zu stellen, wie dies an sich bekannt ist.

Differentiale mit Schlupfbegrenzung sind im allgemeinen üblich bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb (RWD), aber es gibt diese nicht für Fahrzeuge mit Vorderradantrieb (FWD). FWD-Fahrzeuge nutzen üblicherweise Achseinheiten mit Getriebe, Kupplung und Differential und zwar mit offenen Differentialen.

Unter Berücksichtigung der zunehmenden Bestrebung hinsichtlich von hochleistungsfähigen FWD-Fahrzeugen in den letzten Jahren besteht ein zunehmendes Bedürfnis nach Differentialen für FWD-Antriebseinheiten mit einer steuerbaren Schlupfbegrenzung. Die Unterbringung eines Differentials bei FWD-Fahrzeugantriebseinheiten ist aufgrund von Platzbeschränkungen äußerst schwierig, und die FWD-Achsantriebseinheiten können nicht auf wirtschaftliche Weise so abgeändert werden, dass mehr Einbaurum zur Verfügung steht.

Daher wird eine FWD-Achsantriebseinheit mit einer Differentialanordnung benötigt, welche eine Schlupfbegrenzungsfunktion nur im Bedarfsfall hat, d.h., eine Schlupfbegrenzung dann verwirklicht wird, wenn eines der Räder die Traktion verloren hat, und welches in Form eines offenen oder unbegrenzten Differentials arbeitet, wenn ein ausreichendes Drehmoment aufgebaut wird.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine verbesserte Vorderrad-Achsantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug bereit zu stellen.

Nach der Erfindung wird eine Vorderrad-Achsantriebseinheit bereitgestellt, welche eine Differentialanordnung aufweist, welche eine Differentialeinrichtung hat, welche in einem Differentialgehäuse angeordnet ist, und welche zwei gegenüberliegende Ausgangswellen hat, welche von dem Differentialgehäuse nach außen verlaufen, und ferner eine drehmomentübertragende Einrichtung aufweist, um selektiv unter Begrenzung der Differentialdrehbewegung der Differentialeinrichtung eine entsprechende Betriebsweise zu verwirklichen. Die drehmomentübertragende Einrichtung umfaßt eine Reibungskupplungsanordnung zum selektiven Reibungseingriff und Außereingriffbringen von dem Differentialgehäuse und einer der Ausgangswellen, und eine selektiv steuerbare Kupplungsbetätigungseinrichtung zur selektiven Reibungsbeaufschlagung der Reibungskupplung. Die Kupplungsanordnung umfaßt wenigstens ein erstes Element, welches nicht drehbar mit dem Differentialgehäuse verbunden ist, und wenigstens ein zweites Element, welches nicht drehbar mit einer der Ausgangswellen verbunden ist. Die drehmomentübertragende Einrichtung verleiht der Differentialanordnung für die Vorderrad-Achsantriebseinheit sowohl die Eigenschaft einer Schlupfbegrenzung als auch die Eigenschaften eines offenen Differentials.

Die Vorderrad-Achsantriebseinheit nach der Erfindung umfaßt die drehmomentübertragende Einrichtung, welche der Differentialanordnung eine Schlupfbegrenzungsfunktion nur dann erteilt, wenn dies erforderlich ist, und ansonsten ein offenes Differential verwirklicht ist, wenn ein ausreichend großes Drehmoment zur Verfügung steht, wodurch die Mobilität eines FWD-Fahrzeugs verbessert wird, ein Durchdrehen der Räder minimiert wird und dem FWD-Fahrzeug ein Mobilitätsverhalten ähnlich eines Allrad-Antriebssystems verliehen wird, sich aber mit einem Bruchteil der Kosten darstellen lässt, und zugleich sich der Kraftstoffverbrauch wie bei einem zweiradgetriebenen Kraftfahrzeug beibehalten lässt. Die vorliegende Erfindung stellt eine FWD-Achsantriebseinheit mit einer drehmomentübertragenden Einrichtung in einer kompakten Bauweise bereit, ohne dass man umfangreiche Abänderungen bei der Achsantriebseinheit benötigt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin gilt:
1 ist eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb einschließlich einer Vorderrad-Antriebseinheit mit Getriebe, Kupplung und Differential;
2 ist eine Teilschnittansicht einer Vorderrad-Antriebsachseinheit nach der Erfindung;
3 ist eine Schnittansicht einer Reibungskupplungsanordnung und einer Kupplungsbetätigungsanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung; und
4 ist eine perspektivische, auseinander gezogene Darstellung einer Kupplungsbetätigungsanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
1 der Zeichnung zeigt schematisch eine Auslegung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs 1 mit Vorderradantrieb (FWD) sowie mit einer quer eingebauten frontseitigen Brennkraftmaschine, welche in passender Weise bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt. Das Kraftfahrzeug 1 hat ein Paar von vorderen Antriebsrädern 2, ein Paar von hintern Antriebsrädern 4 und eine Vorderrad-Achsantriebseinheit (FWD) 10, welche zwischen den beiden Vorderrädern 2 angeordnet ist, und ein Getriebe, eine Kupplung und ein Differential umfaßt. Die FWD-Achsantriebseinheit 10 ist betriebsmäßig mit einem Antriebsmotor 6, wie einer Brennkraftmaschine, einem Elektromotor oder dergleichen, verbunden. Insbesondere hat die Brennkraftmaschine 6 eine in Querrichtung verlaufende Kurbelwelle 8, deren linkes Ende mittels Keilverbindung mit der FWD-Achsantriebseinheit 10 verbunden ist.
Die FWD-Achsantriebseinheit 10 umfaßt einen Antriebsstrang, bei dem eine Leistungsübertragungseinrichtung 12, ein abschließendes Antriebsglied und eine Differentialanordnung 14 zu einer einzigen Einheit zusammengefasst werden, welche direkt mit der Brennkraftmaschine 6 verbunden ist. Die FWD-Antriebseinheit wird im allgemeinen bei Kraftfahrzeugen mit Vorderradantrieb eingesetzt. Die Leistungsübertragungseinrichtung 12 ist an sich auf diesem Gebiet als eine mechanische Einheit bekannt, welche eine manuelle oder eine automatische Schaltgetriebeeinrichtung und eine zugeordnete Betätigungseinrichtung enthält. Ein Ausgang von der Leistungsübertragungseinrichtung 12 ist mit der Differentialanordnung 14 verbunden. Die Differentialanordnung 14 ist mit der linken und rechten Ausgangsantriebswelle 20a, 20b jeweils antriebsverbunden. Die Ausgangsachsewellen 20a und 20b sind ihrerseits mit rechten und linken Stummelwellen 22a und 22b jeweils antriebsverbunden, welche die Vorderräder 2 über geeignete Verbindungseinrichtungen, wie Gleichlaufgelenke 24a und 24b, antreiben.
Wie in 1 dargestellt ist, umfaßt die FWD-Achsantriebseinheit 10 ferner eine Reibungskupplungsanordnung 16 und eine Kupplungsbetätigungsanordnung 18, welche in selektiver Weise die Reibungskupplungsanordnung 16 beaufschlägt. Die Reibungskupplungsanordnung 16 in Kombination mit der Kupplungsbetätigungseinrichtung 18 bildet eine drehmomentübertragende Einrichtung 15 der Differentialanordnung 14, um selektiv die differentiale Drehbewegung der Ausgangsachswelle 20a und 20b zu begrenzen.
2 der Zeichnung verdeutlicht eine bevorzugte Auslegungsform der Differentialanordnung nach der Erfindung in detaillierter Weise. Mit dem Bezugszeichen 14a ist ein Differentialgehäuse bezeichnet, welches drehbar in einem Differentialaufnahmegehäuse 26 mittels Wälzlagern 28 gelagert ist und eine Dreh achse 17 definiert. Vorzugsweise ist das Differentialaufnahmegehäuse 26 ein integrales Teil der Achsantriebseinheit und dessen Gehäuse.
Die Differentialanordnung 14 umfaßt eine Differentialeinrichtung mit einem Satz von Antriebszahnrädern 30, welche auf einer Antriebswelle 32 drehbar gelagert sind, welche fest mit dem Differentialgehäuse 14a verbunden ist. Die Antriebszahnräder 30 arbeiten mit einem Paar von gegenüberliegenden Nebenrädern 34a und 34b zusammen, welche derart beschaffen und ausgelegt sind, dass sie eine Drehbewegung um die Achse 17 ausführen. Die Nebenräder 34a und 34b sind mittels einer Keilverbindung mit den Ausgangsachswellen 20a (in 2 nicht gezeigt) und 20b jeweils verbunden.
Die drehmomentübertragende Einrichtung 15 ist außerhalb des Differentialgehäuses 14a angeordnet. Vorzugsweise ist die Reibungskupplungsanordnung 16 außerhalb des Differentialaufnahmegehäuses 26 und innerhalb eines Kupplungsgehäuses 36 angeordnet, welches fest mit dem Differentialaufnahmegehäuse 26 verbunden ist. Eine derartige Auslegung der drehmomentübertragenden Einrichtung 15 minimiert den Abänderungsaufwand bei einer FWD-Achsantriebseinheit sowie auch die Kosten und den Aufwand für die Werkzeugbeschaffung und die Herstellung.
Die vorliegende Erfindung stellt eine aktive Steuerung einer FWD-Achsantriebseinheit mit Differential bereit, und zugleich werden umfangreiche Abänderungen der Achseinheit im Hinblick auf den Platzbedarf vermieden.
Wie in den 2 und 3 verdeutlicht ist, umfaßt eine Reibungskupplungsanordnung 16 von an sich bekannter Bauart, ein Kupplungsträgerteil 40 und zwei Sätze von abwechselnden oder ersten Reibungselementen 38a und inneren oder zweiten Reibungselementen 38b. Das Kupplungsträgerteil 40 hat einen Trommelabschnitt 42a, welcher die Reibungselemente 38a und 38b aufnimmt, und einen Hülsenabschnitt 42b, welcher mit dem Differentialgehäuse 14a vorzugsweise über eine Keilverbindung antriebsverbunden ist. Üblicherweise ist ein äußerer Umfang der äußeren Reibungselemente 38a mit Vorsprüngen versehen, welche nicht drehbar mit zugeordneten Ausnehmungen 39 zusammen arbeiten, welche in einer Innenumfangsfläche des Trommelabschnitts 42a des Kupplungsträgerteils 40 ausgebildet sind. Somit sind die äußeren Reibungselemente 38a axial gleitbeweglich, aber sie sind nicht drehbar mit dem Differentialgehäuse 14a verbunden. Die inneren Reibungselemente 38 sind mittels einer Keilverbindung mit einem ringförmigen Adapterring 44 verbunden, welcher seinerseits mit seiner Keilverbindung mit der Ausgangsachswelle 20b verbunden ist, so dass dieser ringförmige Adapterring 44 axial gleitbeweglich aber nicht drehbar mit dem inneren Reibungselement 38b und der Ausgangsachswelle 20b verbunden ist. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Reibungselemente 38a und 38b im wesentlichen koaxial zu der Achse 17 angeordnet. In anderen Worten bedeutet dies, dass die Reibungskupplungsanordnung 16 im wesentlichen koaxial zum Differentialgehäuse 14a der Differentialanordnung 14 angeordnet ist und axial beabstandet hierzu liegt.
Die Kupplungsbetätigungseinrichtung 18 weist einen Motor 16 und eine Kugel-Rampen-Kupplungsbetätigungseinrichtung 56 auf, welche durch den Motor 46 angetrieben ist. Vorzugsweise ist der Motor 46 in Form eines reversiblen Elektromotors ausgebildet, da ein solcher Elektromotor kompakt ausgelegt und leicht zu steuern ist. Es ist noch zu erwähnen, dass auch irgendeine andere Art eines Bewegungsmotors, wie eines hydraulischen oder pneumatischen Motors, im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden kann. Der Motor 46 treibt die Kugel-Rampen-Betätigungseinrichtung 56 vorzugsweise über ein Drehzahlreduktionsmodul 48 an, welcher Reduktionszahnräder 50, 52 und 54 umfaßt. Wie in 4 verdeutlicht ist, wird das Zahnrad 50 durch den Motor 46 angetrieben, während die Zahnräder 52 und 54 durch das Zahnrad 50 angetrieben werden. Der Motor 46 in Kombination mit dem Drehzahluntersetzungsmodul 48 bildet eine Drehantriebseinrichtung 45. Die Kugel-Rampen-Betätigungseinrichtung 56 ist in einem Betätigungsgehäuse 55 angeordnet, welches fest mit dem Kupplungsgehäuse 36 verbunden ist. Das Zahnraduntersetzungsmodul 48 zusam men mit dem Motor 46 ist seinerseits in dem Betätigungsgehäuse 55 angeordnet.
Die bevorzugte Ausführungsform der Kugel-Rampen-Kupplungsbetätigungseinrichtung 56 der Betätigungsanordnung 18 nach der Erfindung umfaßt entsprechend den 3 und 4 einen Betätigungsring 58, einen Antriebsbund 64 und eine Mehrzahl von Rollelementen, wie Kugeln 72, welche mit in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Ausnehmungen mit variabler axialer Tiefe zusammen arbeiten. Der Betätigungsring 58 hat einen radial verlaufenden bogenförmigen Abschnitt 60, welcher mit einer Außenverzahnung 62 ausgebildet ist, welche in Kämmeingriff mit Zähnen des Reduktionsgetriebes 54 ist, so dass die Drehbewegung des Motors 46 eine Winkelverschiebung des Betätigungsrings 58, vorzugsweise um weniger als 180°, bewirkt. Ferner ist der Andrückbund 64 vorgesehen, um eine axiale Kraft auf die Andrückplatte 74 aufzubringen, so dass die Reibungskupplungsanordnung 16 belastet wird. Der Andrückbund 64 ist nicht drehbar an dem Betätigungsgehäuse 55 angebracht, er ist aber in axialer Richtung beweglich.
Wie in 4 verdeutlicht ist, ist eine ringförmige Radialfläche 66 des Andrüßckbundes 64, welche dem Betätigungsring 58 zugewandt liegt, mit einem Satz von in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen 68 mit sich ändernder axialer Tiefe versehen, und diese liegen komplementären Ausnehmungen 70 gegenüber, welche auf einer gegenüberliegenden, ringförmigen Fläche 63 des Betätigungsrings 58 ausgebildet sind, und deren Tiefe sich entgegengesetzt in Umfangsrichtung ändern. Eine zugeordnete Anzahl von Kugeln 72 ist zwischen dem Andrückbund 64 und dem Betätigungsring 58 angeordnet, und zwar eine Kugel in jeweils einem Paar von zugewandten Ausnehmungen 68 und 70. Die zusammenarbeitenden Flächen 63 und 66, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsrings 58 und des Andrückbundes 64 jeweils vorgesehen sind, und die dazwischen angeordneten Abwälzteile 72 bilden eine Andruckbundbeaufschlagungseinrichtung für die Kugel-Rampen-Betätigungseinrichtung 56.
Alternativ kann eine Nockenscheiben-Betätigungseinrichtung als Druckpunktbeaufschlagungseinrichtung vorgesehen sein, welche zusammenarbeitende Nockenflächen (nicht gezeigt) umfaßt, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsrings 58 und des Andrückbundes 64 vorgesehen sind. Auch sind natürlich andere Bauarten von Andrückbundbeaufschlagungseinrichtungen an sich üblicher Bauart einsetzbar.
Wenn der Motor 46 den Betätigungsring 58 in Winkelrichtung relativ zu dem Andrückbund 64 bewegt, bewegt sich der Andrückbund 64 in axialer Richtung und bewirkt, dass die Andrückplatte 74 die Kupplungsanordnung 16 mit einer Reibschlussbeaufschlagung belastet. Die Axialbewegung des Andrückbundes 64 wird auf die Andrückplatte 74 übertragen, welche mit den Reibungselementen 38a und 38b zusammen arbeitet, und zwar erfolgt die Übertragung über ein axiales Drucklager 76. Das axiale Drucklager 76 ist zwischen dem Andrückbund 64 und der Andrückplatte 74 vorgesehen, um die Reibung zu reduzieren, wenn die Andrückplatte 74 eine Drehbewegung um die Achse 17 ausführt.
Wie ferner in 1 gezeigt ist, wird der Elektromotor 46 der Kupplungsbetätigungsanordnung 18 und somit der Differentialanordnung 14 durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 80 gesteuert. Die Steuerung erfolgt nach Maßgabe von Fahrzeuglaufbedingungen in Übereinstimmung mit wenigstens einem Fahrzeugbetriebsparameter, welcher ohne jegliche Beschränkung eine Drehzahl und die Fahrzeugbremsbetätigung umfassen kann, welche in die ECU 80 von Radgeschwindigkeitssensoren 82 und einem Bremsschalter 84 eingegeben werden. Eine solche Auslegung einer FWD-Achsantriebseinheit 10 ermöglicht, dass das Drehmomentübertragungsvermögen der Kupplungsanordnung 16 aktiv elektronisch gesteuert werden kann, und dass eine Einrückung unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Radgeschwindigkeit ermöglicht wird.
Als Folge hiervon steuert die Betätigungsanordnung 18 selektiv durch die ECU 80 die axiale Verschiebebewegung der Andrückplatte 74, um die Reibungskupplungsanordnung 16 gegebenenfalls in entsprechender Weise zu belasten, so dass man die Differentialanordnung 14 mit einer Schlupfbegrenzungsfunktion erhält. Wenn in anderen Worten ausgedrückt die Kupplungsanordnung 16 nicht betätigt wird, arbeitet die Differentialanordnung 14 nach der Erfindung als ein offenes Differential bzw. ein Differential ohne Schlupfbegrenzung.
Alternativ kann die drehmomentübertragende Einrichtung 15 an einer Allrad-Antriebseinheit (AWD) angebracht sein, obgleich dies nicht näher dargestellt ist, ohne dass man hierzu Abänderungen an der Achseinheit mit Getriebe, Kupplung und Differential vorzunehmen braucht. Es ist lediglich eine zusätzliche Ausgangswelle erforderlich. Achsantriebseinheiten für AWD-Systeme umfassen eine geringfügige Abwandlung im Hinblick auf die Anpassung an die Drehmomentabgabeeinheit (PTU). Beim Einsatz einer AWD-Achsantriebseinheit kann eine Differentialsteuereinrichtung an Stelle der PTU vorgesehen sein, um eine aktive Drehmomentsteuerung zwischen dem Differentialgehäuse und der Ausgangswelle zu bewerkstelligen.
Die FWD-Antriebsachseinheit nach der Erfindung stellt eine neuartige Auslegung einer FWD-Antriebsachseinheit mit einer Differentialanordnung und einer drehmomentübertragenden Einrichtung dar, wodurch man eine Differentialanordnung mit einer Schlupfbegrenzungsfunktion erhält. Die Differentialanordnung der FWD-Achsantriebseinheit nach der Erfindung stellt die Schlupfbegrenzungsfunktion erforderlichenfalls bereit, und hat ansonsten die Eigenschaften eines offenen Differentials, wenn ein ausreichendes Drehmoment zur Verfügung steht, wodurch die FWD-Fahrzeugmobilität verbessert wird, das Durchdrehen der Räder minimiert wird, und ein FWD-Fahrzeug mit Mobilitätseigenschaften bereitgestellt wird, welche ähnlich jenen eines Allrad-getriebenen Antriebssystems sind, aber mit einem Bruchteil der Kosten darstellbar sind. Zugleich lässt sich der Kraftstoffverbrauch eines Zweirad-getriebenen Kraftfahrzeugs beibehalten. Die Erfindung stellt eine FWD-Achsantriebseinheit mit einer drehmomentübertragenden Einrichtung in einer kompakten Auslegung bereit, ohne dass man umfangreiche Abänderungen an der Achsantriebseinheit vorzunehmen braucht.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die voranstehend in der bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So werden natürlich vom Schutzumfang auch einzelne Abänderungen und Modifikationen sowie auch Äquivalente mit umfaßt. All diese Änderungen können vom Fachmann im Bedarfsfall vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Vorderrad-Achsantriebseinheit umfassend ein Getriebe, eine Kupplung und ein Differential für ein Kraftfahrzeug, welche folgendes aufweist: eine Differentialanordnung, welche eine Differentialeinrichtung hat, welche in einem Differentialgehäuse angeordnet ist, und zwei gegenüberliegende Ausgangswellen hat, die von dem Differentialgehäuse nach außen verlaufen; eine drehmomentübertragende Einrichtung zum selektiven Begrenzen der Differentialdrehbewegung der Differentialeinrichtung, wobei die drehmomentübertragende Einrichtung folgendes umfaßt: eine Reibungskupplungsanordnung zum selektiven, reibschlüssigen Eingreifen und Außereingriffbringen von Differentialgehäuse und einer der Ausgangswellen, wobei die Kupplungsanordnung wenigstens ein erstes Element aufweist, welches nicht drehbar mit dem Kupplungsgehäuse verbunden ist, und wenigstens ein zweites Element aufweist, welches nicht drehbar mit einer der Ausgangswellen verbunden ist; und eine selektiv steuerbare Kupplungsbetätigungsanordnung zum selektiven Reibungsbeaufschlagen der Reibungskupplungsanordnung.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplungsanordnung außerhalb des Differentialgehäuses angeordnet ist.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drehmomentübertragende Einrichtung um eine der Ausgangswellen angeordnet ist.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differentialaufnahmegehäuse vorgesehen ist, welches die Differentialanordnung drehbar lagert, und dass die Reibungskupplungsanordnung außerhalb des Differentialaufnahmegehäuses angeordnet ist.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungsgehäuse vorgesehen ist, welches die Reibungskupplungsanordnung drehbar lagert, und dass das Kupplungsgehäuse fest mit dem Differentialgehäuse verbunden ist.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Element und wenigstens ein zweites Element im wesentlichen koaxial zu dem Differentialgehäuse der Differentialanordnung angeordnet sind.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplungsanordnung ein Kupplungsträgerteil umfaßt, welches wenigstens ein erstes Element und wenigstens ein zweites Element aufnimmt, und dass das Kupplungsträgerteil nicht drehbar das Differentialgehäuse mit dem wenigstens einen Element verbindet.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsbetätigungsanordnung folgendes aufweist: eine Drehantriebseinrichtung; einen Betätigungsring, welcher durch die Drehantriebseinrichtung angetrieben ist; einen Andrückbund, welcher derart beschaffen und ausgelegt ist, dass er den Schubbund in axialer Richtung bewegt; und eine Andrückbundbetätigungseinrichtung, welche derart beschaffen und ausgelegt ist, dass sie den Andrückbund in Abhängigkeit von der Winkelbewegung des Betätigungsringes axial verschiebt.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsring längs einer Umfangsbahn kleiner als 180° drehbar ist.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehantriebseinrichtung einen Motor und einen Drehzahlübersetzungsmodul umfaßt.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein reversibler Elektromotor ist.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückbundbeaufschlagungseinrichtung eine Kugel-Rampen-Beaufschlagungseinrichtung ist, welche zusammenarbeitende Oberflächen umfaßt, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsringes und des Andrückbundes vorgesehen sind, und dass Wälzelemente zwischen denselben angeordnet sind.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückbundbeaufschlagungseinrichtung eine Nockenscheibenbetätigungseinrichtung ist, welche zusammenarbeitende Nockenflächen hat, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsrings und des Andrückbundes vorgesehen sind.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsgehäuse vorgesehen ist, welches den Betätigungsring, den Andrückbund und die Andrückbundbeaufschlagungseinrichtung aufnimmt.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 14, welche ferner ein Differentialgehäuse aufweist, welches drehbeweglich die Differentialanordnung lagert, und dass die Reibungskupplungsanordnung außerhalb des Differentialgehäuses bzw. des Differentialaufnahmegehäuses angeordnet ist.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsgehäuse fest mit dem Kupplungsgehäuse verbunden ist, und dass eine Drehantriebseinrichtung an dem Betätigungsgehäuse vorgesehen ist.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine elektronische Steuereinheit vorgesehen ist, welche selektiv die Kupplungsbetätigungsanordnung basierend auf einem Fahrzeuglaufparameter nach Maßgabe wenigstens eines Fahrzeugparameters steuert.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fahrzeugparameter eine Fahrzeugraddrehzahl umfaßt.
Vorderrad-Achsantriebseinheit nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fahrzeugparameter eine Fahrzeugbremsbetätigungseinrichtung umfaßt.
Vorderrad-Achsantriebseinheit umfassend ein Getriebe, eine Kupplung und ein Differential für ein Fahrzeug, welche folgendes aufweist: ein Differentialaufnahmegehäuse; eine Differentialanordnung, welche eine Differentialeinrichtung hat, welche in einem Differentialgehäuse angeordnet ist, welches drehbeweglich in dem Differentialaufnahmegehäuse gelagert ist, und welche zwei gegenüberliegende Ausgangswellen hat, die von dem Differentialgehäuse nach außen verlaufen; eine drehmomentübertragende Einrichtung, welche außerhalb des Differentialaufnahmegehäuses zum selektiven Begrenzen der Differentialdrehbewegung der Differentialeinrichtung angeordnet ist, wobei die drehmomentübertragende Einrichtung folgendes umfaßt: eine Reibungskupplungsanordnung, welche drehbeweglich in einem Kupplungsgehäuse gelagert ist, um das Differentialgehäuse und eine der Ausgangswellen selektiv in Reibschlusseingriff und Außerreibschlusseingriff zu bringen, wobei das Kupplungsgehäuse fest mit dem Differentialgehäuse verbunden ist, die Kupplungsanordnung eine Mehrzahl von ersten Elementen aufweist, welche nicht drehbar am Differentialgehäuse über ein Kupplungsträgerteil verbunden sind, und eine Mehrzahl von zweiten Elementen aufweist, die nicht drehbar mit einem der Ausgangswellen verbunden sind, und wobei die ersten und zweiten Elemente im wesentlichen koaxial zu dem Differentialgehäuse angeordnet sind; und eine selektiv steuerbare Kupplungsbetätigungseinrichtung, welche die Kupplungsanordnung selektiv mit einem Reibschlusseingriff beaufschlagt, wobei die Kupplungsbetätigungsanordnung einen reversiblen Elektromotor und eine Kugel-Rampen- Kupplungsbetätigungseinrichtung umfaßt, welche durch den Elektromotor angetrieben wird, wobei die Kugel-Rampen-Kupplungsbetätigungseinrichtung in einem Betätigungsgehäuse angeordnet ist, welches fest mit dem Kupplungsgehäuse verbunden ist; und eine elektronische Steuereinheit umfaßt, welche vorgesehen ist, um die Kupplungsbetätigungsanordnung selektiv basierend auf Fahrzeuglaufbedingungen nach Maßgabe wenigstens eines Fahrzeugparameters zu steuern.