-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Allrad-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug,
das wenigstens zwei angetriebene Achsen aufweist, mit einem Kennungswandlergetriebe
in Längsbauweise,
dem eingangsseitig Antriebsleistung zugeführt wird, das zur Umwandlung
einer Charakteristik eines Antriebsmotors dient und das ausgangsseitig
mit einer Verteilereinrichtung verbunden ist, mittels der die Antriebsleistung
auf die zwei Achsen verteilt werden kann, wobei das Kennungswandlergetriebe
eine Abtriebswelle, die mit einer ersten Antriebswelle für die erste Achse
verbunden ist, und eine hierzu parallele Vorgelegewelle aufweist,
wobei die Abtriebswelle und die Vorge legewelle mittels einer ersten
konstanten Übersetzung
miteinander verbunden sind, und wobei die Vorgelegewelle mittels
einer zweiten konstanten Übersetzung
mit einer zweiten Antriebswelle für die zweite Achse verbunden
ist.
-
Ein
derartiger Allrad-Antriebsstrang ist bekannt aus dem Dokument
DE 102 53 259 A1 .
-
In
dem genannten Dokument ist ein Verbrennungsmotor mit einem Eingang
einer Doppelkupplungsanordnung verbunden. Der Ausgang der Doppelkupplungsanordnung
ist mit einem Doppelkupplungsgetriebe verbunden, das eine Eingangswellenanordnung,
eine Vorgelegewelle und wenigstens einen Getriebeabtrieb aufweist,
der nicht koaxial zu der wenigstens einen Getriebeeingangswelle
ausgerichtet ist. Das Doppelkupplungsgetriebe ist als Vorgelegegetriebe
ausgebildet.
-
In
einer Ausführungsform
ist die Vorgelegewelle mit der Abtriebswelle über einen Abtriebskonstantenradsatz
verbunden. Die Abtriebswelle ist mit einer ersten Antriebswelle
für eine
Hinterachse verbunden. Ferner ist an der Vorgelegewelle ein Losrad
gelagert, das mittels einer Verteilereinrichtung in Form einer Zuschaltkupplung
mit der Vorgelegewelle verbindbar ist. Das Losrad steht in Zahneingriff
mit einem weiteren Rad, das mit einer zweiten Antriebswelle für die zweite
Achse (Vorderachse) verbunden ist. Die zweite Antriebswelle ist
mit einem Front-Querdifferential
verbunden.
-
Ferner
ist aus dem Dokument
EP
1 321 327 A2 ein längs
eingebauter Antriebsstrang für
ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem mittels eines Verteilergetriebes
ein Antriebsmoment zum einen auf eine Hinterachse und zum anderen über eine
winklig zur Antriebsstranglängsachse
angeordnete Gelenkwelle auf eine Vorderachse übertragbar ist. Dabei erfolgt die Übertragung
vom Verteilergetriebe auf die Gelenkwelle über ein Antriebsritzel und
ein Abtriebsritzel, wobei ein Kreuzgelenk der Gelenkwelle zumindest
teilweise innerhalb des Abtriebsritzels angeordnet ist.
-
Hierbei
soll es möglich
sein, ein für
einen Heckantrieb konzipiertes Kraftfahrzeuggetriebe derart zu erweitern,
dass ein weiterer Abtrieb zu einem Vorderachsdifferential möglich ist.
-
Ferner
ist es aus dem Dokument ATZ Automobiltechnische Zeitschrift,
Ausgabe 2, 2004, Jahrgang 106, Seiten 92 bis 98 bekannt,
an den Getriebeausgang eines herkömmlichen manuellen Schaltgetriebes
ein Verteilergetriebe anzuflanschen, das einen starren Abtrieb zur
Hinterachse aufweist. Ferner ist koaxial zu der Abtriebswelle eine
Zuschaltkupplung angeordnet, die über eine Hohlwelle und einen Kettentrieb
mit einer Antriebswelle für
die Vorderachse verbindbar ist.
-
Ein
solches separates Verteilergetriebe benötigt ein großes Gewicht
und einen großen
Bauraum. Ferner ist eine relativ große Anzahl von Zahneingriffen
erforderlich. Auch die Gewichtsverteilung im Antriebsstrang ist
nicht besonders günstig.
-
Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten
Allrad-Antriebsstrang
für Kraftfahrzeuge
anzugeben, der insbesondere axial kompakt baut und ein vergleichsweise
geringes Gewicht besitzt.
-
Diese
Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Allrad-Antriebsstrang dadurch
gelöst,
dass die Verteilereinrichtung koaxial zu der zweiten Antriebswelle
angeordnet ist.
-
Durch
diese Maßnahme
kann die Verteilereinrichtung beispielsweise an dem zur Hinterachse weisenden
Ende der zweiten Antriebswelle angeordnet sein, in einem Bereich,
wo die Verteilereinrichtung räumlich
nicht in Konflikt steht mit dem Abtrieb zur Hinterachse. Ferner
ist eine Integration der Verteilereinrichtung in das Kennungswandlergetriebe möglich.
-
Das
erfindungsgemäße Kennungswandlergetriebe
kann ein Vorgelegegetriebe wie ein manuelles Schaltgetriebe, ein
automatisiertes Schaltgetriebe, ein Doppelkupplungsge triebe, etc.
sein. Das Kennungswandlergetriebe kann jedoch auch ein Automatikgetriebe
wie ein Wanderautomatgetriebe, ein CVT-Getriebe, ein Toroidgetriebe,
etc. sein.
-
Die
Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
-
Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die Verteilereinrichtung dazu ausgelegt
ist, Antriebsleistung immer zu der ersten der zwei Achsen und variabel mittels
einer Zuschaltkupplung zu der zweiten Achse zu übertragen, wobei die Zuschaltkupplung
koaxial zu der zweiten Antriebswelle angeordnet ist.
-
Generell
kann die Verteilereinrichtung zwar auch durch ein Verteilergetriebe
gebildet sein, wie beispielsweise einen Planetenradsatz oder ähnliches.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Verteilereinrichtung
als eine Zuschaltkupplung realisiert ist, die bei Bedarf (variabel)
Antriebsleistung auf die zweite Achse (in der Regel die Vorderachse)
leitet. Bei einem derartigen Getriebe kann das Verhältnis der
Verteilung der Antriebsleistung auf die Hinterachse und die Vorderachse
im Bereich von 100% : 0% bis zu 50% : 50% betragen.
-
Funktional
entspricht ein solcher Allrad-Antriebsstrang dem Allrad-Konzept,
wie es in dem oben genannten ATZ-Dokument genannt wurde.
-
Im
Bereich des Abtriebs ist zwischen der Vorgelegewelle und der Abtriebswelle
eine konstante Übersetzung
eingerichtet. Ferner ist zwischen der Vorgelegewelle und der zweiten
Antriebswelle eine konstante Übersetzung
eingerichtet.
-
Von
besonderem Vorzug ist es daher, wenn das Kennungswandlergetriebe
als Stufenwechselgetriebe in Vorgelegebauweise ausgebildet ist,
wobei die erste konstante Übersetzung
durch einen ersten Abtriebskonstantenradsatz des Stufenwechselgetriebes
gebildet ist.
-
Im
Gegensatz zu herkömmlichen
Stufenwechselgetrieben, die einen Antriebskonstantenradsatz aufweisen,
ist zwischen der Abtriebswelle und der Vorgelegewelle mittels des
ersten Abtriebskonstantenradsatzes eine erste konstante Übersetzung eingerichtet,
so dass die Vorgelegewelle generell proportional zur Abtriebswellendrehzahl
dreht. Bei diesem Konzept können
die über
die einzelnen Radsätze
der verschiedenen Gangstufen übertragenen Drehmomente
geringer gehalten werden, so dass die einzelnen Radsätze jeweils
schmaler ausgebildet werden können.
Lediglich im Bereich des ersten Abtriebskonstantenradsatzes ist
für eine
stabile Lagerung zu sorgen.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Zuschaltkupplung ein Eingangsglied auf, das mit einer
Zwischenwelle verbunden ist, die zu der zweiten Antriebswelle konzentrisch
ausgebildet ist, und weist ein Ausgangsglied auf, das mit der zweiten
Antriebswelle verbunden ist.
-
Auf
diese Weise kann die Zuschaltkupplung beispielsweise als klassische
Lamellenkupplung ausgeführt
sein, die ein Eingangsglied und ein hierzu konzentrisches Ausgangsglied
aufweist.
-
Von
besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die Zwischenwelle als Hohlwelle
ausgebildet ist. In diesem Fall ist es möglich, dass die Zuschaltkupplung
am axial äußersten
Ende der zweiten Antriebswelle angeordnet ist, so dass insgesamt
eine kompakte radiale Bauweise erzielbar ist.
-
Generell
ist es zwar möglich,
die konstante Übersetzung
zwischen der Vorgelegewelle und der zweiten Antriebswelle über beliebige
Mittel, wie beispielsweise einen Kettentrieb zu realisieren.
-
Besonders
bevorzugt ist es jedoch, wenn die zweite konstante Übersetzung
durch einen zweiten Abtriebskonstantenradsatz gebildet ist.
-
Hierbei
ist es von besonderem Vorzug, wenn der zweite Abtriebskonstantenradsatz
wenigstens ein Beveloidrad aufweist, so dass die zweite Antriebswelle
schräg
zu der Vorgelegewelle angeordnet sein kann.
-
Dies
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die zweite Antriebswelle
außerhalb
eines Gehäuses des
Kennungswandlergetriebes verlaufen soll. Ferner kann so erreicht
werden, dass die zweite Antriebswelle über lediglich ein Gleichlaufgelenk
mit einem Querdifferential für
die zweite Achse verbindbar ist.
-
Vorteilhaft
ist es insgesamt auch, wenn die erste und die zweite Übersetzung
gleich groß sind.
-
In
diesem Fall können
die Übersetzungen von
Querdifferentialen an den zwei Achsen ebenfalls gleich groß sein.
-
Sofern
die erste und die zweite Übersetzung unterschiedlich
sind, sollte ein derartiger Übersetzungsunterschied
durch unterschiedlich Übersetzungsverhältnisse
der Querdifferentiale ausgeglichen werden.
-
Insgesamt
ist es ferner vorteilhaft, wenn Mittel zur Einrichtung der zweiten Übersetzung
(wie beispielsweise der zweite Abtriebskonstantenradsatz) und/oder
die Verteilereinrichtung (wie beispielsweise die Zuschaltkupplung)
in einem Gehäuse
des Kennungswandlergetriebes aufgenommen sind.
-
Dies
ermöglicht,
sämtliche
Komponenten des Antriebsstranges bis auf die zwei Antriebswellen hin
zu den Querdifferentialen im Wesentlichen in einem Gehäuse aufzunehmen.
Hierdurch kann Gewicht eingespart werden. Ferner kann ein gemeinsamer Ölhaushalt
für das
Kennungswandlergetriebe und für
das Verteilergetriebe vorgesehen werden.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die Mittel zur Einrichtung der zweiten Übersetzung in einem zur ersten
Achse weisenden Deckel des Gehäuses
des Kennungswandlergetriebes aufgenommen.
-
Dies
ermöglicht
zum einen eine günstige Montage
und zum anderen die vergleichsweise einfache Anbindung an Aktuatormittel,
sofern die Verteilereinrichtung variabel ansteuerbar ist. (bei einer
Zuschaltkupplung über
den Schlupfzustand bzw. bei einem differentialgesteuerten Verteilergetriebe
beispielsweise über
die Ansteuerung einer Längssperrkupplung).
-
Ferner
ist es vorteilhaft, wenn Aktuatormittel zur Betätigung der Verteilereinrichtung
sich an einem zur ersten Achse weisenden Deckel eines Gehäuses des
Kennungswandlergetriebes abstützen.
-
Ferner
ist es vorteilhaft, wenn die zweite Antriebswelle außerhalb
eines Gehäuses
des Kennungswandlergetriebes verläuft. Hierbei kann das Kennungswandlergetriebe
für den
reinen Hinterachsantrieb ausgelegt, aber auch für Allradantrieb auf einfache
Weise modifiziert werden.
-
Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn die zweite Achse ein Querdifferential
zur Verteilung der Antriebsleistung auf zwei Räder der zweiten Achse aufweist,
das mit der zweiten Antriebswelle verbunden ist, wobei das Querdifferential
ein von dem Gehäuse
des Kennungswandlergetriebes getrenntes Gehäuse aufweist und wobei die
Gehäuse
gemeinsam an einem Chassis des Kraftfahrzeuges festgelegt sind.
-
Hierdurch
kann verhindert werden, dass die außenliegende zweite Antriebswelle
zu große
Winkelbewegungen durchführt.
Insbesondere können Achsverschränkungen
im Betrieb und damit ein zu großes
Winkelspiel der zweiten Abtriebswelle vermieden werden.
-
Gemäß einer
insgesamt bevorzugten Ausführungsform
weist die zweite Antriebswelle an ihrem der Verteilereinrichtung
zugeordneten Ende einen rundlichen Vorsprung auf, mittels dessen
sich die zweite Antriebswelle axial in Bezug auf ein Gehäuse der
Verteilereinrichtung (z.B. ein Gehäuse des Kennungswandlergetriebes)
abstützt.
-
Durch
diese Maßnahme
können
etwaige Fertigungstoleranzen, die eine veränderte Winkellage der zweiten
Antriebswelle verursachen können, ausgeglichen
werden.
-
Insgesamt
wird mit dem erfindungsgemäßen Allrad-Antriebsstrang
in den verschiedenen Ausführungsformen
jeweils wenigstens einer der folgenden Vorteile erzielt: geringes
Gewicht; kompakte Bauweise; kleinerer Platzbedarf; wenig Zahneingriffe
zum Antrieb der zweiten Achse; hoher Wirkungsgrad; kleine Masse
am Getriebeende und kleines Gesamtgewicht; Antrieb zur Vorderachse
weit nach vorne verlegt und damit axial kompakte Bauweise; kürzere Antriebswelle
zum Vorderachsgetriebe; Anhebung der Biegeeigenfrequenzen, so dass
der Abstand der Resonanzfrequenz zur Erregerfrequenz größer wird; wenig
Schnittstellen durch Entfall eines separaten Verteilergetriebes;
wenig Betreuungsaufwand und Erprobungsaufwand, da für unterschiedliche
Varianten (Hinterradantrieb, Allradantrieb) nur ein Antriebsstrang
zu entwickeln und zu erproben ist; geringer Logistik- und Montageaufwand;
Verwendung des Allrad-Konzeptes sowohl für Schaltgetriebe (manuell oder
automatisiert), als auch für
Doppelkupplungsgetriebe; durch Wegfall des separaten Verteilergetriebes
kann die Gelenkwellenschnittstelle zur Hinterachse zwischen reinem
Heckantrieb und Allradantrieb gleich bleiben.
-
Die
Zuschaltkupplung kann vorzugsweise hydraulisch betätigt werden;
es ist jedoch auch eine elektromechanische Betätigung denkbar.
-
Ferner
versteht sich, dass die Zuschaltkupplung elektronisch gesteuert
bzw. geregelt werden kann, eingebunden in eine übergeordnete Steuer- und Regelstrategie
für den
Antriebsstrang, um gegebenenfalls das Fahrverhalten aktiv zu beeinflussen.
-
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer ersten
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
-
2 eine
Detailansicht einer beispielhaften Konstruktion des Abtriebsabschnittes
(Verteilereinrichtung) des Antriebsstranges der 1;
-
3 eine
alternative Ausführungsform
eines Antriebsstranges gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
-
4 eine
schematisierte perspektivische Ansicht des hinteren Teils eines
erfindungsgemäßen Antriebsstranges
mit Darstellung der Anbindungsmöglichkeit
einer Kardanwelle und einer Darstellung einer außenliegenden schrägen Welle
hin zu einem Vorderachsdifferential.
-
In 1 ist
ein allradgetriebenes Kraftfahrzeug generell mit 10 bezeichnet.
Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Vorderachse VA mit Vorderrädern VL, VR
und eine Hinterachse HA mit Hinterrädern HL, HR auf.
-
Das
Kraftfahrzeug 10 beinhaltet ferner einen Antriebsstrang 11 zum
Antreiben beider Achsen VA, HA. Der Antriebsstrang 11 beinhaltet
einen Antriebsmotor, wie einen Verbrennungsmotor 12, eine
mit dem Antriebsmotor 12 verbundene Kupplungsanordnung
und ein hiermit verbundenes Stufenwechselgetriebe 16.
-
Im
vorliegenden Fall ist das Stufenwechselgetriebe 16 als
Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet, wobei die Kupplungsanordnung 14 eine
erste Kupplung K1 und eine zweite Kupplung K2 aufweist.
-
Die
Kupplungen K1, K2 sind mit einer Eingangswellenanordnung 18 aus
einer Innenwelle und einer Hohlwelle verbunden, die mit zwei getrennten Teilgetrieben
des Stufenwechselgetriebes 16 verbunden sind. In an sich
bekannter Weise beinhaltet ein Teilgetriebe gerade Gangstufen und
das andere Teilgetriebe ungerade Gangstufen des Stufenwechselgetriebes 16.
-
Eine
Abtriebswelle 20 des Stufenwechselgetriebes 16 ist
bei 20 dargestellt. Das Stufenwechselgetriebe 16 ist
generell längs
in das Kraftfahrzeug 10 eingebaut und die Abtriebswelle 20 erstreckt
sich hin zur Hinterachse und ist mit einer ersten Antriebswelle 22 (Kardanwelle)
verbindbar, die ein Hinterachs-Querdifferential 24 zur
Verteilung von Antriebsmoment auf die Hinterräder HL, HR antreibt.
-
Ferner
wird die Vorderachse VA über
eine zweite Antriebswelle 26 angetrieben, die über ein Gleichlaufgelenk 27 mit
einem Vorderachs-Querdifferential 28 verbunden ist.
-
Ein
Chassis des Kraftfahrzeuges ist in 1 generell
mit 30 bezeichnet. Ein Gehäuse 32 des Stufenwechselgetriebes 16 und
ein Gehäuse 34 des Vorderachs-Querdifferentials 28 sind
gemeinsam an dem Chassis 30 festgelegt. Hierdurch kann
erreicht werden, dass eine vergleichsweise stabile Winkellage zwischen
dem Gehäuse 32 und
dem Gehäuse 34 erzielbar
ist. Achsverschränkungen,
wie sie bei einem freien Achsschemel möglich waren, werden somit verhindert.
-
Das
Gehäuse 32 des
Stufenwechselgetriebes 16 weist einen Gehäusetopf 36 auf,
dessen Boden hin zu der Kupplungsanordnung 14 weist. Der Boden
des Gehäusetopfes 36 ist
von der Eingangswellenanordnung 18 durchsetzt. Das Gehäuse 32 weist
ferner ein Lagerschild 38 und einen zur Hinterachse HA
weisenden Gehäusedeckel 40 auf.
An dem Gehäusedeckel 40 ist
ferner ein Außendeckel 42 aufgesetzt.
Die zweite Antriebswelle 26 erstreckt sich aus einem radial
vorstehenden Abschnitt des Gehäusedeckels 40 in
Richtung hin zur Vorderachse VA. Die zweite Antriebswelle 26 läuft außerhalb
des Gehäuses 32 des
Stufenwechselgetriebes 16 und verläuft schräg zu einer Längsachse
des Antriebsstranges 11, wie sie beispielsweise durch die
Eingangswellenanordnung 18 und die Abtriebswelle 20 definiert
ist.
-
Das
Stufenwechselgetriebe 16 beinhaltet eine zu der Eingangswellenanordnung 18 parallele Vorgelegewelle,
wobei eine Mehrzahl von Radsätzen 48 entsprechend
unterschiedlicher Gangstufen an der Eingangswellenanordnung 18 bzw.
der Vorgelegewelle 46 gelagert sind. Die Radsätze 48 (von
denen in 1 aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung
nur einer mit dem Bezugszeichen versehen ist) werden über an sich
bekannte Schaltkupplungen (z.B. Synchronkupplungen) in den Leistungsfluss
geschaltet. Ein entsprechendes Schaltkupplungspaket ist in 1 bei 50 dargestellt.
-
Die
Vorgelegewelle 46 und die koaxial mit der Eingangswellenanordnung 18 ausgerichtete
Abtriebswelle 20 sind über
einen ersten Abtriebskonstantenradsatz 52 miteinander verbunden.
Mit anderen Worten dreht sich die Vorgelegewelle immer mit einer
Drehzahl proportional zur Drehzahl der Abtriebswelle 20.
-
Ferner
ist die Vorgelegewelle 46 über einen zweiten Abtriebskonstantenradsatz 54 mit
einer Zwischenwelle 60 verbunden, die etwa koaxial zu der zweiten
Antriebswelle 26 ausgerichtet ist. Genauer gesagt beinhaltet
der zweite Abtriebskonstantenradsatz 54 ein erstes Zahnrad 56,
das fest mit der Vorgelegewelle 46 verbunden ist, und ein
zweites Zahnrad 58. Die Zahnräder 56, 58 beinhalten
eine Beveloidverzahnung, so dass die Zwischenwelle 60 schräg zu der
Vorgelegewelle 46 ausgerichtet sein kann.
-
Die
Zwischenwelle 60 ist mittels einer nicht näher bezeichneten
Lageranordnung an dem Gehäusedeckel 40 drehbar
gelagert und ist mit einem Eingangsglied 62 einer Zuschaltkupplung 64 verbunden.
Das Eingangsglied 62 ist auf der zur Hinterachse HA weisenden
Seite des zweiten Zahnrades 58 angeordnet und beispielsweise
als Außenlamellenträger ausgeführt. Ein
Ausgangsglied 62 der Zuschaltkupplung 64 ist mit
einem Innenlamellenträger ausgebildet
und ist drehbar innerhalb der Zwischenwelle 60 gelagert,
die als Hohlwelle ausgeführt
ist. Das Ausgangsglied 66 ist mit der zweiten Antriebswelle 26 koaxial
ausgerichtet und drehfest verbunden.
-
Die
Zuschaltkupplung 64 ist beispielsweise im Normalfall geöffnet, so
dass Antriebsleistung ausschließlich über die
erste Antriebswelle 22 zu der Hinterachse HA übertragen
wird. Sofern Antriebsleistung auch zu der Vorderachse VA übertragen
werden soll, wird die Zuschaltkupplung 64 nach Bedarf geschlossen.
Bei geschlossener Zuschaltkupplung 64 wird die Antriebsleistung
des Antriebsmotors 12 im Verhältnis 50% : 50% auf die zwei
Achsen HA, VA verteilt. Durch Regelung der Zuschaltkupplung 64 kann
das Verhältnis
der Verteilung der Antriebsleistung auf die zwei Achsen HA, VA demzufolge
nach Bedarf variiert werden.
-
Durch
die Anordnung der Zuschaltkupplung 64 koaxial zu der zweiten
Antriebswelle 26 wird gegenüber einer Anordnung der Zuschaltkupplung 64 an
der Vorgelegewelle 46 axialer Bauraum eingespart. Zur Verbindung
der Vorgelegewelle 46 mit der zweiten Antriebswelle 26 ist
das separate Zahnrad 54 an der Vorgelegewelle 46 festgelegt.
Es ist jedoch auch denkbar, den Abtrieb zur zweiten Antriebswelle 26 über einen
beliebigen der Radsätze 48 des
Stufenwechselgetriebes zu realisieren, sofern diese Radsätze ein
Festrad aufweisen, das drehfest mit der Vorgelegewelle 46 verbunden
ist (wie beispielsweise der in 1 mit 48 bezeichnete
Radsatz).
-
Aufgrund
der Beveloidverzahnung der Zahnräder 56, 58 ist
lediglich ein Gleichlaufgelenk 27 zwischen der zweiten
Antriebswelle 26 und dem Vorderachs-Querdifferential 28 notwendig.
Auch in diesem Bereich kann gegebenenfalls ein Zahneingriff mit
einer Beveloidverzahnung vorgesehen sein, so dass in diesem Fall
gar kein Gleichlaufgelenk mehr notwendig ist.
-
2 zeigt
eine konstruktive Ausführungsform
des Abtriebsabschnittes des Stufenwechselgetriebes 16.
Die in 2 dargestellte Konstruktion entspricht hinsichtlich
Aufbau und Funktionsweise der schematischen Anordnung der 1.
Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden wird lediglich auf Unterschiede eingegangen.
-
So
ist in 2 zu erkennen, dass die Verzahnung zwischen den
Zahnrädern 56, 58 als
Beveloidverzahnung 70 ausgebildet ist. Hierdurch wird zwischen
der Vorgelegewelle 46 und der zweiten Antriebswelle 26 ein
Winkel 72 von größer 0° eingerichtet.
-
Es
ist ferner zu erkennen, dass ein Außenlamellenträger 74,
der das Eingangsglied 62 bildet, drehfest mit dem Zahnrad 58 verbunden
ist.
-
Auf
der zur Hinterachse HA weisenden Seite der Zuschaltkupplung 64 ist
eine Aktuatoranordnung 76 zur Betätigung der Zuschaltkupplung 64 angeordnet.
Die Aktuatoranordnung 76 weist einen Druckkolben 77 auf,
der beispielsweise hydraulisch betätigt wird und beispielsweise
mit einer Fliehkraftausgleichseinrichtung ausgestattet sein kann.
-
Der
Druckkolben 77 ist an einem Kolbenträger 78 festgelegt,
der drehbar an dem Außendeckel 42 gelagert
ist. Der Kolbenträger 78 wird
zur Ansteuerung des Druckkolbens 77 über eine Drehdurchführung 80 mit
Hydraulikfluid versorgt, die an dem Außendeckel 42 festgelegt
ist.
-
Bei 82 ist
eine erste Lageranordnung gezeigt, die zur Lagerung des Kolbenträgers 78 dient. Die
erste Lageranordnung 82 ist im vorliegenden Fall durch
ein einzelnes Wälzlager
gebildet. An einer zur Vorderachse VA weisenden Seite des Kolbenträgers 78 ist
eine Druckplatte 84 angeordnet, die als ein Axiallager
für das
als Wellenstummel ausgeführte
Ausgangsglied 66 der Zuschaltkupplung 64 dient.
An diesem Wellenstummel, der drehbar innerhalb der Zwischenwelle 60 gelagert
ist, ist an der zum Axiallager 84 weisenden Seite ein etwa
halbkugelförmiger
Vorsprung vorgesehen, mittels dessen sich die Welle an dem Axiallager 84 abstützt. Hierdurch
können
veränderte
Winkellagen des Wellenstummels ausgeglichen werden, die beispielsweise
aufgrund von Fertigungstoleranzen auftreten können.
-
Eine
zweite Lageranordnung zur Lagerung der Zwischenwelle 60 an
dem Gehäusedeckel 40 ist bei 88 gezeigt.
Die zweite Lageranordnung 88 ist durch zwei Schrägkugellager
realisiert, die gegeneinander definiert verspannt sind (angestellt
sind).
-
Die
Hydraulikversorgung der Drehdurchführung 80 und damit
der Aktuatoranordnung 76 kann durch ein in das Getriebe
integriertes Power-Pack-System realisiert werden, dass beispielsweise
einen Elektromotor und eine Pumpe beinhaltet.
-
Bevorzugt
ist jedoch ein externes Power-Pack-System, das beispielsweise an
den Gehäusedeckel 40 oder
den Außendeckel 42 angeflanscht
sein kann.
-
In 3 ist
eine alternative Ausführungsform eines
Stufenwechselgetriebes 16' gezeigt,
bei dem die Vorgelegewelle 46' und die zweite Antriebswelle 26' parallel zueinander
ausgebildet sind. Der Radsatz 54' beinhaltet demzufolge keine Beveloidverzahnung,
sondern eine reguläre
Stirnradverzahnung (beispielsweise Schrägverzahnung).
-
In 4 ist
gezeigt, dass sich mit der gezeigten Anordnung der Zuschaltkupplung 64 koaxial
zu der zweiten Antriebswelle 26 eine kompakte Abtriebskonstruktion
erzielen lässt.
Der Außendeckel 42 ist
radial relativ eng an der Abtriebswelle 20 angeordnet,
stört diese
jedoch nicht, so dass eine axial kompakte Bauweise realisierbar
ist. Ferner ist an der Außenseite
des Gehäusedeckels 40 eine
elektrohydraulische Aktuatoransteuerung 90 in Form eines Elektromotors
mit einem Steuergerät 92 anbaubar, ohne
die Packungsgröße wesentlich
zu verändern.
-
Die
Kupplungsanordnung 14 weist vorzugsweise zwei nasse Lamellenkupplungen
K1, K2 auf, die Kupplungen K1, K2 können jedoch auch als trockene
Trennkupplungen ausgebildet sein. Im Falle von nassen Lamellenkupplungen
ist eine gute Voraussetzung für
eine funktionale Integration der Verteilereinrichtung in Form der
hydraulisch betätigbaren
Zuschaltkupplung geschaffen. Es kann ein vorhandenes Hydraulik- und/oder Elektronikmodul
verwendet werden. Die Steuerung der Zuschaltkupplung 64 kann
beispielsweise durch das Getriebesteuergerät übernommen werden.
-
Die
Verbindung der zweiten Antriebswelle 26 mit dem Wellenstummel
des Ausgangsgliedes 66 kann beispielsweise über ein
Steckprofil erfolgen.
-
Anstelle
der Verwendung einer Beveloidstufe für den Radsatz 54 der 1 kann
auch ein herkömmlicher
Radsatz verwendet werden, in welchem Fall dann beispielsweise ein
Gleichlaufgelenk im Bereich des Wellenstummels 66 vorgesehen
wird.