DE102007018619A1

DE102007018619A1 - Drive train of motor vehicle, has drive shaft, which is permanently connected with primary axle of vehicle by main gearbox and is coupled in shiftable manner with secondary axle of vehicle

Info

Publication number: DE102007018619A1
Application number: DE102007018619A
Authority: DE
Inventors: Franz Gratzer
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-10-23
Also published as: ITMI20080624A1

Abstract

The drive train has a drive shaft (11), which is permanently connected with a primary axle (19) of the vehicle by a main gearbox (17). The drive shaft is coupled in a shiftable manner with a secondary axle (23) of the vehicle by an auxiliary gearbox (21) bypassing the main gearbox. Two of the three parts of the planetary gear box are selectively friction coupled with each other by a friction clutch for transferring a part of the drive torque of the drive unit (13) on a secondary axle with a gear ratio.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Antriebswelle einer Antriebseinheit über ein Hauptgetriebe mit einer Primärachse des Kraftfahrzeugs permanent verbunden ist, und bei dem die Antriebswelle der Antriebseinheit unter Umgehung des Hauptgetriebes über ein Zusatzgetriebe mit einer Sekundärachse des Kraftfahrzeugs zuschaltbar koppelbar ist.The The invention relates to a drive train of a motor vehicle, in a drive shaft of a drive unit via a main transmission is permanently connected to a primary axis of the motor vehicle, and in which the drive shaft of the drive unit bypassing the main gearbox via an additional gear with a secondary axis the motor vehicle can be coupled switchable.

Ein derartiger Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zuschaltbarem Allradantrieb ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment für die Sekundärachse bezüglich der Kraftflussrichtung vor dem Hauptgetriebe – und nicht etwa erst hinter dem Hauptgetriebe – abgezweigt wird. Hierdurch lässt sich ein zuschaltbarer Allradantrieb auch bei solchen Kraftfahrzeugen realisieren, bei denen bezüglich der Kraftflussrichtung hinter dem Hauptgetriebe kein ausreichender Bauraum zur Verfügung steht, um beispielsweise ein herkömmliches Verteilergetriebe vorzusehen. Sofern allerdings das Antriebsmoment bereits vor dem Hauptgetriebe abgezweigt wird, ist die Drehzahl der Sekundärachse allenfalls an eine einzige der mehreren Gangstufen des Hauptgetriebes angepasst.One Such a drive train of a motor vehicle with connectable Four-wheel drive is characterized in that the drive torque for the secondary axis with respect to the direction of force flow before the main gearbox - and not just behind the main transmission - branched off becomes. This allows a switchable four-wheel drive realize in such vehicles in which respect the power flow direction behind the main gear insufficient Space is available, for example, a conventional Provide transfer case. However, if the drive torque is branched off before the main gearbox, the speed is the secondary axis at best to a single one of the several Gear ratios of the main gearbox adapted.

Ein derartiger Antriebsstrang ist aus der WO 2005/080117 bekannt, auf deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der vorliegenden Anmeldung Bezug genommen wird. Als Zusatzgetriebe ist hier ein Stirnradsatz mit einer Reibungskupplung vorgesehen, welche die Sekundärachse wahlweise über den Stirnradsatz mit der Antriebswelle der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs koppelt oder von der Antriebswelle entkoppelt. Die Übersetzung dieses Stirnradsatzes ist so gewählt, dass sie der dritten Gangstufe des Hauptgetriebes entspricht. Die in Serie zu dem Stirnradsatz angeordnete Reibungskupplung wird lediglich dann betätigt, wenn an dem Hauptgetriebe die erste, zweite oder dritte Gangstufe eingelegt ist, um bei einem Traktionsverlust der Räder der Primärachse eine Drehzahlanpassung mit der Sekundärachse zu bewirken.Such a drive train is from the WO 2005/080117 is known, the disclosure of which reference is made with respect to the present application. As an additional gear here a spur gear is provided with a friction clutch, which couples the secondary axle either via the spur gear with the drive shaft of the drive unit of the motor vehicle or decoupled from the drive shaft. The translation of this spur gear set is chosen so that it corresponds to the third gear of the main gearbox. The friction clutch disposed in series with the spur gear set is only operated when the first, second or third gear is engaged on the main gear to effect a speed adjustment with the secondary axle in the event of traction loss of the wheels of the primary axle.

Somit ermöglicht das aus der WO 2005/080117 bekannte Zusatzgetriebe zwar eine Übertragung eines Antriebsmoments auf die Sekundärachse bei eingelegter erster, zweiter oder dritter Gangstufe des Hauptgetriebes, also bei mehreren Gangstufen. Wenn allerdings zum Anfahren die erste Gangstufe an dem Hauptgetriebe eingelegt ist, treten an der Reibungskupplung des Zusatzgetriebes vergleichsweise große Drehzahldifferenzen auf, wodurch die Drehmomentübertragung ineffizient ist und unerwünscht hohe Verlustleistungen entstehen.Thus, this allows from the WO 2005/080117 Although known additional gear transmission of a drive torque to the secondary axis with inserted first, second or third gear stage of the main transmission, ie at multiple gear ratios. However, if for starting the first gear is engaged on the main gear, occur at the friction clutch of the additional gear comparatively large speed differences, whereby the torque transmission is inefficient and undesirably high power losses.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, für einen Antriebsstrang mit Hauptgetriebe und Zusatzgetriebe der erläuterten Art erweiterte Anwendungsmöglichkeiten hinsichtlich der Übertragung von Antriebsmoment zu schaffen.It is an object of the invention for a powertrain with main gear and additional gear of the type explained extended application possibilities with regard to transmission to create drive torque.

Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass das Zusatzgetriebe ein Planetengetriebe zumindest mit einem ersten Teil, einem zweiten Teil und einem dritten Teil aufweist, wobei das erste Teil des Planetengetriebes mit der Antriebswelle drehwirksam verbunden ist und das zweite Teil des Planetengetriebes mit der Sekundärachse drehwirksam verbunden ist, wobei mittels einer ersten Reibungskupplung zwei der drei Teile des Planetengetriebes wahlweise reibschlüssig miteinander koppelbar sind, um einen Teil des Antriebsmoments der Antriebseinheit mit einer ersten Übersetzung auf die Sekundärachse zu übertragen, und wobei alternativ hierzu mittels einer zweiten Reibungskupplung das dritte Teil des Planetengetriebes wahlweise abbremsbar ist, um einen Teil des Antriebsmoments der Antriebseinheit mit einer zweiten Übersetzung auf die Sekundärachse zu übertragen, die von der ersten Übersetzung verschieden ist.These The object is achieved by a drive train having the features of the claim 1 solved, and in particular in that the additional transmission a Planetary gear at least with a first part, a second Part and a third part, wherein the first part of the planetary gear is rotationally connected to the drive shaft and the second part of the planetary gear with the secondary axis rotationally effective is connected, wherein by means of a first friction clutch two the three parts of the planetary gear optional friction can be coupled together to a part of the drive torque of the Drive unit with a first translation to the secondary axis and, alternatively, by means of a second friction clutch, the third part of the planetary gear optionally can be braked to a part of the drive torque of the drive unit with a second translation to the secondary axis to transfer that from the first translation is different.

Das Zusatzgetriebe besitzt also ein zumindest dreiteiliges Planetengetriebe, wobei ein erstes Teil des Planetengetriebes direkt oder indirekt (beispielsweise über einen Versatztrieb) mit der Antriebswelle der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs verbunden ist, und wobei ein zweites Teil des Planetengetriebes direkt oder indirekt (beispielsweise über ein Achsdifferential) mit der Sekundärachse des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist. Das erste Teil und das zweite Teil bilden somit das Eingangselement bzw. das Ausgangselement des Zusatzgetriebes. Bei den drei Teilen des Planetengetriebes handelt es sich beispielsweise um ein Sonnenrad, einen Planetenträger mit Planetenrädern, die an dem Planetenträger drehbar gelagert sind und mit dem Sonnenrad kämmen, und ein Hohlrad, das mit den Planetenrädern kämmt.The Additional gear thus has an at least three-part planetary gear, wherein a first part of the planetary gear directly or indirectly (For example, via an offset drive) with the drive shaft the drive unit of the motor vehicle is connected, and wherein a second part of the planetary gear directly or indirectly (for example, over an axle differential) with the secondary axle of the motor vehicle is coupled. The first part and the second part thus form the Input element or the output element of the additional gear. at The three parts of the planetary gear are, for example a sun gear, a planet carrier with planetary gears, which are rotatably mounted on the planet carrier and with combing the sun gear, and a ring gear, with the planetary gears combs.

Ferner sind zwei Reibungskupplungen vorgesehen, durch deren Aktivierung unterschiedliche Übersetzungen des Planetengetriebes wirksam gemacht werden. Die eine Reibungskupplung ist als Bremse konfiguriert, um das dritte Teil des Planetengetriebes – beispielsweise ein Hohlrad – wahlweise abzubremsen. Die andere Reibungskupplung dient dazu, zwei der drei Teile des Planetengetriebes wahlweise miteinander zu koppeln, um das Planetengetriebe allmählich in einen verblockten Zustand zu bringen und um hierdurch eine andere Übersetzung einzustellen als bei dem erläuterten Abbremsen des dritten Teils des Planetengetriebes.Further two friction clutches are provided by their activation different translations of the planetary gear effectively be made. The one friction clutch is configured as a brake, around the third part of the planetary gear - for example a ring gear - optionally brake. The other friction clutch is used to choose between two of the three parts of the planetary gearbox Couple together to make the planetary gear gradually to bring it into a locked state and thereby to set another translation as in the illustrated deceleration of the third part of Planetary gear.

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass im Betrieb des Zusatzgetriebes die beiden Reibungskupplungen alternativ aktiviert werden, und dass vorzugsweise keine der beiden Reibungskupplungen vollständig geschlossen wird. Vielmehr ist generell ein schlupfender Betrieb der beiden Reibungskupplungen vorgesehen, um lediglich zeitweise eine Übertragung eines Antriebsmoments auf die Sekundärachse zu bewirken.In this context, it should be noted that during operation of the additional transmission, the two friction clutches are activated alternatively, and that preferably neither of the two Reibungskupp completely closed. Rather, a slipping operation of the two friction clutches is generally provided in order to only temporarily effect a transmission of a drive torque to the secondary axis.

Diese Übertragung eines Teils des Antriebsmoments der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs auf die Sekundärachse kann trotz des generell schlupfenden Betriebs der Reibungskupplungen vergleichsweise effizient geschehen, da durch Aktivieren der ersten oder der zweiten Reibungskupplung zwei verschiedene Übersetzungen des Zusatzgetriebes eingestellt werden können und da somit eine verbesserte Anpassung an die am Hauptgetriebe eingelegte Gangstufe möglich ist. Indem für das Vorsehen dieser wenigstens zwei verschiedenen Übersetzungen ein Planetengetriebe mit zwei Reibungskupplungen verwendet wird, erhöht sich der Raumbedarf lediglich geringfügig, da das Planetengetriebe und die Reibungskupplungen koaxial zu der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle des Zusatzgetriebes angeordnet werden können. Außerdem ist eine derartige Anordnung von Planetengetriebe und Reibungskupplungen einfach zu steuern.This transfer a part of the drive torque of the drive unit of the motor vehicle on the secondary axis, despite the generally slipping Operation of the friction clutches done comparatively efficiently, because by activating the first or the second friction clutch set two different translations of the additional gear and thus improved adaptation the gearbox engaged on the main gearbox is possible. By providing for these at least two different translations Planetary gear with two friction clutches is used increased the space requirement only slightly, since the planetary gear and the friction clutches coaxial with the input shaft and / or the output shaft of the additional gear can be arranged. In addition, such an arrangement of planetary gear and friction clutches easy to control.

Außerdem ist anzumerken, dass die genannte zweite Übersetzung betragsmäßig auch gleich groß wie die erste Übersetzung sein kann, jedoch mit unterschiedlichem Vorzeichen, so dass also eine reine Drehrichtungsumkehr bewirkt wird, um das Zusatzgetriebe wahlweise an eine Vorwärts-Gangstufe oder eine Rückwärts-Gangstufe des Hauptgetriebes anzupassen.Furthermore it should be noted that the said second translation amounts also be the same size as the first translation can, but with different signs, so that is one pure direction of rotation reversal is effected to the additional gear optional to a forward gear or a reverse gear to adapt to the main gearbox.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das genannte erste Teil des Planetengetriebes – also das Eingangselement des Zusatzgetriebes – ein Sonnenrad, während das genannte zweite Teil – also das Ausgangselement des Zusatzgetriebes – einen Planetenträger mit Planetenrädern umfasst, wobei das dritte Teil ein Hohlrad umfasst. Hierdurch kann eine Spreizung der beiden verschiedenen Übersetzungen eingestellt werden, die besonders gut an die üblicherweise vorgesehenen verschiedenen Gangstufen des Hauptgetriebes angepasst ist.According to one advantageous embodiment is said first part of the planetary gear - so the input element of the additional gear - a sun gear, while the said second part - so the output element the additional gear - a planet carrier with Includes planet gears, wherein the third part is a ring gear includes. This can cause a spread of the two different translations be adjusted, which is particularly good at the usual adapted to different gear ratios of the main gear is.

Allerdings sind auch andere Konfigurierungen des Planetengetriebes möglich. Beispielsweise kann das genannte erste Teil des Planetengetriebes ein Hohlrad umfassen, während das zweite Teil einen Planetenträger mit drehbar gelagerten Planetenrädern aufweist und das dritte Teil des Planetengetriebes ein Sonnenrad ist. Gemäß einem weiteren Beispiel ist das Planetengetriebe ohne Hohlrad ausgebildet, und das erste Teil ist ein erstes Sonnenrad, das zweite Teil ist ein zweites Sonnenrad, und das dritte Teil ist ein Planetenträger mit ersten und zweiten Planetenrädern, die drehfest miteinander gekoppelt sind und die mit dem ersten Sonnenrad bzw. mit dem zweiten Sonnenrad kämmen, wobei hinsichtlich dieser beiden Sonnenrad-Planetenrad-Paarungen unterschiedliche Zähnezahlverhältnisse vorgesehen sind.Indeed Other configurations of the planetary gear are possible. For example, the said first part of the planetary gear a Ring gear include while the second part of a planet carrier having rotatably mounted planetary gears and the third part of the planetary gear is a sun gear. According to one another example, the planetary gear is formed without a ring gear, and the first part is a first sun gear, the second part is a second sun gear, and the third part is a planet carrier with first and second planetary gears that are non-rotatable with each other are coupled and with the first sun or with the second Combine sun gear, with respect to these two sun gear planetary pairs different Number of teeth ratios are provided.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist das Planetengetriebe vierteilig ausgebildet. Das Planetengetriebe besitzt also zusätzlich zumindest ein viertes Teil, wobei die genannte erste Reibungskupplung mittels einer zugeordneten Schaltvorrichtung wahlweise mit dem dritten Teil oder dem vierten Teil des Planetengetriebes gekoppelt werden kann, um entweder das dritte Teil oder das vierte Teil abzubremsen, und wobei das Planetengetriebe dergestalt konfiguriert ist, dass durch ein derartiges Umschalten zwischen dem dritten Teil und dem vierten Teil des Planeten getriebes eine Drehrichtungsumkehr des zweiten Teils relativ zu dem ersten Teil des Planetengetriebes bewirkt wird. Mit anderen Worten wird in Abhängigkeit davon, ob die zweite Reibungskupplung mit dem dritten Teil oder mit dem vierten Teil des Planetengetriebes zusammenwirkt, eine Drehrichtungsumkehr des Ausgangselements des Zusatzgetriebes relativ zu dem Eingangselement bewirkt. Somit gestattet das Zusatzgetriebe zusätzlich zu den erläuterten zwei verschiedenen Übersetzungen ein Zuschalten der Sekundärachse auch dann, wenn an dem Hauptgetriebe eine Rückwärts-Gangstufe eingelegt ist.According to one Particularly advantageous development of the planetary gear is four parts educated. The planetary gear also has at least in addition a fourth part, wherein said first friction clutch means an associated switching device optionally with the third part or the fourth part of the planetary gear can be coupled to decelerate either the third part or the fourth part, and wherein the planetary gear is configured such that such switching between the third part and the fourth Part of the planet gear a reversal of the second direction Part is effected relative to the first part of the planetary gear. In other words, depending on whether the second friction clutch with the third part or with the fourth part of the planetary gear interacts, reversing the direction of rotation of the output element of the Additional gear causes relative to the input element. Thus allowed the additional gear in addition to the explained two different translations connecting the secondary axis even if at the main gear a reverse gear is inserted.

Beispielsweise kann das genannte vierte Teil des Planetengetriebes ein zweites Hohlrad umfassen, das mit zweiten Planetenrädern kämmt, die an dem bereits genannten Planetenträger drehbar gelagert sind und mit den genannten (ersten) Planetenrädern kämmen, welche wiederum mit dem Sonnenrad kämmen. Gemäß einem weiteren Beispiel ist das vierteilige Planetengetriebe mit einem zweiten Sonnenrad als viertes Teil ausgebildet, oder das Planetengetriebe ist nach Art eines Wolfrom-Getriebes ausgebildet.For example the said fourth part of the planetary gear can be a second Ring gear meshing with second planetary gears, which are rotatably mounted on the aforementioned planet carrier are and mesh with said (first) planetary gears, which in turn mesh with the sun gear. According to one Another example is the four-part planetary gear with a second sun gear formed as a fourth part, or the planetary gear is designed in the manner of a Wolfrom transmission.

Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.The The invention will now be described by way of example only explained on the drawings.

1 zeigt in schematischer Draufsicht einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. 1 shows a schematic plan view of a drive train of a motor vehicle.

2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils eines Zusatzgetriebes. 2 shows a sectional view of a part of an additional gear.

1 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Kurbelwelle 11 eines Verbrennungsmotors 13 über eine Hauptkupplung 15 und ein Hauptgetriebe 17 (manuelles oder automatisiertes Schaltgetriebe oder automatisches Getriebe) mit einer Primärachse 19 antriebswirksam verbunden ist. Die Räder der Primärachse 19 werden somit – sofern die Hauptkupplung 15 geschlossen ist – permanent von dem Verbrennungsmotor 13 angetrieben. Das der Hauptkupplung 15 und dem Hauptgetriebe 17 gegenüberliegende Ende der Kurbelwelle 11 kann über ein Zusatzgetriebe 21 wahlweise mit einer Sekundärachse 23 des Kraftfahrzeugs antriebswirksam gekoppelt werden, um zeitweise einen Teil des Antriebsmoments des Verbrennungsmotors 13 auch auf die Sekundärachse 23 zu übertragen. 1 shows a drive train of a motor vehicle, in which a crankshaft 11 an internal combustion engine 13 via a main clutch 15 and a main gearbox 17 (manual or automated manual or automatic) with one primary axis 19 is drivingly connected. The wheels of the primary axis 19 are thus - if the main clutch 15 is closed - per Manent of the internal combustion engine 13 driven. That of the main clutch 15 and the main gearbox 17 opposite end of the crankshaft 11 Can via an additional gear 21 optionally with a secondary axis 23 the motor vehicle are coupled to drive to temporarily a part of the drive torque of the internal combustion engine 13 also on the secondary axis 23 transferred to.

Wie nachfolgend näher erläutert wird, besitzt das Zusatzgetriebe 21 ein wenigstens dreiteiliges Planetengetriebe sowie zumindest zwei Reibungskupplungen, um verschiedene Teile des Planetengetriebes zu aktivieren und um somit verschiedene Übersetzungen des Zusatzgetriebes 21 einzustellen. Dies ist wichtig, da die Sekundärachse 23 nicht über das Hauptgetriebe 17, sondern direkt mit dem Verbrennungsmotor 13 bzw. der Kurbelwelle 11 gekoppelt ist. Indem an dem Zusatzgetriebe 21 unterschiedliche Übersetzungen eingestellt werden können, ist eine bessere Anpassung an die an dem Hauptgetriebe 17 eingelegte Gangstufe möglich.As will be explained in more detail below, has the additional transmission 21 an at least three-part planetary gear and at least two friction clutches to activate different parts of the planetary gear and thus different translations of the additional gear 21 adjust. This is important because the secondary axis 23 not over the main gearbox 17 but directly with the internal combustion engine 13 or the crankshaft 11 is coupled. By on the additional gear 21 different ratios can be adjusted, is a better adaptation to those on the main gearbox 17 inserted gear level possible.

Die Abzweigung eines Teils des Antriebsmoments von dem Verbrennungsmotor 13 zu der Sekundärachse 23 kann abweichend von der Darstellung gemäß 1 auch an demselben Ende der Kurbelwelle 11 erfolgen, an der auch die Hauptkupplung 15 und das Hauptgetriebe 17 angeordnet sind. Wichtig ist allerdings, dass bei dieser Art eines Antriebsstrangs mit zuschaltbarem Allradantrieb das Antriebsmoment für die Sekundärachse 23 bezüglich der Kraftflussrichtung vor dem Hauptgetriebe 17 abgezweigt wird.The diversion of a portion of the drive torque from the internal combustion engine 13 to the secondary axis 23 may deviate from the illustration according to 1 also at the same end of the crankshaft 11 take place, on which also the main clutch 15 and the main gearbox 17 are arranged. However, it is important that in this type of powertrain with shiftable four-wheel drive, the drive torque for the secondary axis 23 with respect to the direction of power flow in front of the main transmission 17 is branched off.

Nachfolgend wird eine mögliche Ausgestaltung des Zusatzgetriebes 21 gemäß 1 näher erläutert.The following is a possible embodiment of the additional transmission 21 according to 1 explained in more detail.

2 zeigt in einer Querschnittsansicht einen Teil eines Zusatzgetriebes 21, das einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Aufbau besitzt, wobei in der Darstellung gemäß 2 lediglich die obere Hälfte gezeigt ist. 2 shows in a cross-sectional view a part of an additional gear 21 , which has a substantially rotationally symmetrical structure, wherein in the illustration according to 2 only the upper half is shown.

Das Zusatzgetriebe 21 besitzt ein Gehäuse 25, eine als Hohlwelle ausgebildete Eingangswelle 27, ein nachfolgend noch näher erläutertes Planetengetriebe 29, eine erste Reibungskupplung 31, eine als Bremse konfigurierte zweite Reibungskupplung 33, und eine Ausgangswelle 35. Die Reibungskupplungen 31, 33 sind als übliche Lamellenkupplungen mit alternierend angeordneten Innenlamellen und Außenlamellen ausgebildet, wobei die Lamellen über eine jeweilige Steckverzahnung mit einer Kupplungsnabe bzw. einem Kupplungskorb drehfest, jedoch axial verschiebbar gekoppelt sind. Die Kurbelwelle 11 des Verbrennungsmotors 13 (1) ist über einen Kettentrieb 37 mit der Eingangswelle 27 gekoppelt. Die Ausgangswelle 35 des Zusatzgetriebes 21 ist – beispielsweise über ein Achsdifferential – mit der Sekundärachse 23 gemäß 1 gekoppelt. Es ist zu beachten, dass dieser Drehmomentübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle 11 und der Sekundärachse 23 nicht direkt von einer Reibungskupplung unterbrochen wird. Die genannten Reibungskupplungen 31 und 33 wirken lediglich indirekt – nämlich über das Planetengetriebe 29 – auf diesen Drehmomentübertragungspfad.The additional gear 21 has a housing 25 , An input shaft designed as a hollow shaft 27 , A planetary gear explained in more detail below 29 , a first friction clutch 31 , a second friction clutch configured as a brake 33 , and an output shaft 35 , The friction clutches 31 . 33 are designed as conventional multi-plate clutches with alternately arranged inner disks and outer disks, the disks are rotatably coupled via a respective spline with a clutch hub or a clutch basket, but axially displaceable. The crankshaft 11 of the internal combustion engine 13 ( 1 ) is via a chain drive 37 with the input shaft 27 coupled. The output shaft 35 the additional gear 21 is - for example, via an axle differential - with the secondary axis 23 according to 1 coupled. It should be noted that this torque transmission path between the crankshaft 11 and the secondary axis 23 not directly interrupted by a friction clutch. The mentioned friction clutches 31 and 33 only act indirectly - namely on the planetary gear 29 - on this torque transmission path.

Das Planetengetriebe 29 besitzt ein Sonnenrad 39, das an der Eingangswelle 27 ausgebildet ist. Das Planetengetriebe 29 besitzt ferner einen Planetenträger 41 mit daran drehbar gelagerten ersten Planetenrädern 43, die mit dem Sonnenrad 39 kämmen. Der Planetenträger 41 ist mit einer Kupplungsnabe 45 der ersten Reibungskupplung 31 drehfest verbunden, wobei die Kupplungsnabe 45 wiederum über eine Steckverzahnung mit der Ausgangswelle 35 des Zusatzgetriebes 21 drehfest verbunden ist. Die ersten Planetenräder 43 kämmen außerdem mit einem ersten Hohlrad 47, das mit einem Kupplungskorb 49 der ersten Reibungskupplung 31 drehfest verbunden ist. Das erste Hohlrad 47 ist über einen Verbindungskorb 51 und eine jeweilige Verzahnung außerdem mit einem Kupplungskorb 53 der zweiten Reibungskupplung 33 drehfest gekoppelt, wobei die Kupplungsnabe 55 dieser zweiten Reibungskupplung 33 einstückig mit dem Gehäuse 25 ausgebildet und somit stationär angeordnet ist.The planetary gear 29 owns a sun wheel 39 at the input shaft 27 is trained. The planetary gear 29 also has a planet carrier 41 with rotatably mounted first planetary gears 43 that with the sun wheel 39 comb. The planet carrier 41 is with a clutch hub 45 the first friction clutch 31 rotatably connected, wherein the clutch hub 45 again via a spline with the output shaft 35 the additional gear 21 rotatably connected. The first planet wheels 43 also mesh with a first ring gear 47 that with a clutch basket 49 the first friction clutch 31 rotatably connected. The first ring gear 47 is via a connection basket 51 and a respective toothing also with a clutch basket 53 the second friction clutch 33 rotatably coupled, wherein the clutch hub 55 this second friction clutch 33 integral with the housing 25 trained and thus arranged stationary.

Gemäß einer optionalen Weiterbildung besitzt das Planetengetriebe 29 ferner zweite Planetenräder 57, die ebenfalls an dem Planetenträger 41 drehbar gelagert sind. Die zweiten Planetenräder 57 sind bezüglich der ersten Planetenräder 43 in Umfangsrichtung des Planetenträgers 41 versetzt angeordnet, und sie kämmen mit den ersten Planetenrädern 43. Die zweiten Planetenräder 57 kämmen allerdings nicht mit dem Sonnenrad 39, sondern mit einem zweiten Hohlrad 59, das denselben Außenumfang besitzt wie das erste Hohlrad 47. Außerdem ist eine Schaltvorrichtung 61 vorgesehen, durch die der Verbindungskorb 51 axial verschiebbar ist. Der Verbindungskorb 51 wird somit entweder mit einer Verzahnung 63 des ersten Hohlrads 47 in Eingriff gebracht (Stellung "V"), oder mit einer Verzahnung 65 des zweiten Hohlrads 59 in Eingriff gebracht (Stellung "R"), oder außer Eingriff bezüglich dieser beiden Verzahnungen 63, 65 gebracht (Stellung "N").According to an optional development, the planetary gear has 29 further second planet gears 57 , which is also attached to the planet carrier 41 are rotatably mounted. The second planet wheels 57 are with respect to the first planet gears 43 in the circumferential direction of the planet carrier 41 staggered and they mesh with the first planetary gears 43 , The second planet wheels 57 However, do not comb with the sun 39 but with a second ring gear 59 , which has the same outer circumference as the first ring gear 47 , In addition, a switching device 61 provided by the connecting basket 51 is axially displaceable. The connection basket 51 is thus either with a gearing 63 of the first ring gear 47 engaged (position "V"), or with a toothing 65 of the second ring gear 59 engaged (position "R"), or disengaged with respect to these two gears 63 . 65 brought (position "N").

Für die Erläuterung einer Grundausführungsform des Zusatzgetriebes 21 gemäß 2 – also ohne die vorgenannte optionale Weiterbildung – soll angenommen werden, dass der Verbindungskorb 51 stets mit der Verzahnung 63 des ersten Hohlrads 47 in Eingriff steht (Stellung "V"). Sofern die erste Reibungskupplung 31 mittels eines zugeordneten Aktuators 67 akti viert wird – also allmählich geschlossen wird –, werden das erste Hohlrad 47 und der Planetenträger 41 in zunehmendem Maße miteinander verblockt, so dass über die Eingangswelle 27 und die Ausgangswelle 35 des Zusatzgetriebes 21 gemäß 2 ein Teil des von der Kurbelwelle 11 bereitgestellten Antriebsmoments gemäß einer ersten Übersetzung auf die Sekundärachse 23 des Fahrzeugs übertragen wird. Die zweite Reibungskupplung 33 ist hierbei geöffnet.For the explanation of a basic embodiment of the additional gear 21 according to 2 - Without the aforementioned optional training - it should be assumed that the connection basket 51 always with the teeth 63 of the first ring gear 47 engaged (position "V"). Unless the first friction clutch 31 by means of an associated actuator 67 is acti fourth - that is gradually closed -, be the first ring gear 47 and the pla designated carrier 41 increasingly interlocked with each other, so over the input shaft 27 and the output shaft 35 the additional gear 21 according to 2 a part of the crankshaft 11 provided drive torque according to a first translation to the secondary axis 23 of the vehicle is transmitted. The second friction clutch 33 is open here.

Falls hingegen – während die erste Reibungskupplung 31 geöffnet ist – die zweite Reibungskupplung 33 mittels eines zugeordneten Aktuators 69 allmählich geschlossen wird, so entspricht dies einem Abbremsen des ersten Hohlrads 47. Hierdurch wird über das Zusatzgetriebe 21 ein Teil des von der Kurbelwelle 11 bereitgestellten Antriebsmoments mit einer zweiten Übersetzung auf die Sekundärachse 23 des Fahrzeugs übertragen, die geringer ist als die vorgenannte erste Übersetzung (bei aktivierter erster Reibungskupplung 31).If, on the other hand - while the first friction clutch 31 is open - the second friction clutch 33 by means of an associated actuator 69 is gradually closed, this corresponds to a deceleration of the first ring gear 47 , This is via the additional transmission 21 a part of the crankshaft 11 provided drive torque with a second translation to the secondary axis 23 of the vehicle, which is less than the aforementioned first gear ratio (with activated first friction clutch 31 ).

Somit kann die Übertragung eines Teils des Antriebsmoments auf die Sekundärachse 23 besser an die an dem Hauptgetriebe 17 gemäß 1 eingestellte Gangstufe angepasst werden. Hierdurch werden beim Schließen einer der beiden Reibungskupplungen 31 und 33 unerwünscht hohe Drehzahldifferenzen zwischen den Innenlamellen und den Außenlamellen der Reibungskupplungen 31, 33 vermieden. Das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle 27 und der Ausgangswelle 35 des Zusatzgetriebes 21 ist nämlich grundsätzlich durch die an dem Hauptgetriebe 17 eingelegte Gangstufe vorgegeben. Beispielsweise können die genannte erste Übersetzung und zweite Übersetzung des Zusatzgetriebes 21 so gewählt werden, dass diese Übersetzungen in etwa der zweiten und der vierten Gangstufe des Hauptgetriebes 17 gemäß 1 entsprechen. Trotz der erläuterten Möglichkeit einer verbesserten Anpassung an die Übersetzung des Hauptgetriebes 17 besitzt das Zusatzgetriebe 21 einen vorteilhaft kompakten Aufbau.Thus, the transmission of a part of the drive torque to the secondary axis 23 better to those on the main gearbox 17 according to 1 adjusted gear ratio can be adjusted. As a result, when closing one of the two friction clutches 31 and 33 undesirably high speed differences between the inner disks and the outer disks of the friction clutches 31 . 33 avoided. The speed ratio between the input shaft 27 and the output shaft 35 the additional gear 21 is in principle by the on the main gear 17 inserted gear ratio specified. For example, said first gear ratio and second gear ratio of the auxiliary gear 21 be chosen so that these translations in about the second and fourth gear of the main gearbox 17 according to 1 correspond. Despite the possibility explained an improved adaptation to the translation of the main gearbox 17 owns the additional gearbox 21 an advantageous compact design.

Nachfolgend soll noch die bereits genannte optionale Weiterbildung des gezeigten Zusatzgetriebes 21 erläutert werden, die sich durch einen vierteiligen Aufbau des Planetengetriebes 29 mit dem zweiten Hohlrad 59, den zweiten Planetenrädern 57 und der axialen Verschiebbarkeit des Verbindungskorbs 51 auszeichnet.Below is still the already mentioned optional training of the additional gear shown 21 be explained, which is characterized by a four-part structure of the planetary gear 29 with the second ring gear 59 , the second planetary gears 57 and the axial displaceability of the connecting basket 51 distinguished.

Wenn der Verbindungskorb 51 durch entsprechende Aktivierung der Schaltvorrichtung 61 in die Stellung "R" verfahren wird, so ist der Kupplungskorb 53 der zweiten Reibungskupplung 33 mit dem zweiten Hohlrad 59 drehfest gekoppelt. Bei einem Aktivieren der zweiten Reibungskupplung 33 mittels des zugeordneten Aktuators 69 wird somit das mit den zweiten Planetenrädern 57 kämmende zweite Hohlrad 59 abgebremst. Da die zweiten Planetenräder 57 nicht direkt, sondern lediglich über die ersten Planetenräder 43 mit dem Sonnenrad 39 kämmen, ergibt sich gegenüber der Stellung "V" des Verbindungskorbs 51 eine Drehrichtungsumkehr der Ausgangswelle 35 relativ zu der Eingangswelle 27 des Zusatzgetriebes 21. Somit unterstützt das Zusatzgetriebe 21 auch eine am Hauptgetriebe 17 gemäß 1 eingelegte Rückwärts-Gangstufe, d. h. auch bei einer Rückwärtsfahrt ist durch Aktivieren der zweiten Reibungskupplung 33 ein Teil des Antriebsmoments des Verbrennungsmotors 13 auf die Sekundärachse 23 des Fahrzeugs übertragbar. Dies entspricht letztlich einer zusätzlichen, dritten Übersetzung, die an dem Zusatzgetriebe 21 einstellbar ist, wobei der zusätzliche bauliche Aufwand hierfür vorteilhaft gering ist.When the connection basket 51 by appropriate activation of the switching device 61 in the position "R" is moved, so is the clutch basket 53 the second friction clutch 33 with the second ring gear 59 rotatably coupled. Upon activation of the second friction clutch 33 by means of the associated actuator 69 thus becomes the second planetary gears 57 meshing second ring gear 59 braked. Because the second planetary gears 57 not directly, but only over the first planet gears 43 with the sun wheel 39 comb, results from the position "V" of the connecting basket 51 a reversal of the direction of rotation of the output shaft 35 relative to the input shaft 27 the additional gear 21 , Thus, the additional transmission supports 21 also one on the main gearbox 17 according to 1 engaged reverse gear, ie even when reversing is by activating the second friction clutch 33 a part of the drive torque of the internal combustion engine 13 on the secondary axis 23 the vehicle transferable. This ultimately corresponds to an additional, third translation, the additional gear 21 is adjustable, the additional structural complexity for this is advantageously low.

Schließlich ist anzumerken, dass die Schaltvorrichtung 61 zusätzlich zu der Stellung "V" und der Stellung "R" auch in eine dazwischen liegende Neutralstellung "N" gebracht werden kann, in der die zweite Reibungskupplung 33 weder mit dem ersten Hohlrad 47 noch mit dem zweiten Hohlrad 59 gekoppelt ist. Hierdurch werden – wenn kein Antriebsmoment auf die Sekundärachse 23 übertragen werden soll – Schleppmomente vermieden, die an der zweiten Reibungskupplung 33 selbst dann auftreten können, wenn diese Kupplung mittels des zugeordneten Aktuators 69 deaktiviert, d. h. geöffnet wird.Finally, it should be noted that the switching device 61 in addition to the position "V" and the position "R" can also be brought into an intermediate neutral position "N", in which the second friction clutch 33 neither with the first ring gear 47 still with the second ring gear 59 is coupled. This will - if no drive torque to the secondary axis 23 should be transmitted - drag torque avoided, which at the second friction clutch 33 even when this coupling can occur by means of the associated actuator 69 deactivated, ie opened.

1111: Kurbelwellecrankshaft
1313: Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1515: Hauptkupplungmain clutch
1717: Hauptgetriebemain gearbox
1919: Primärachseprimary axis
2121: Zusatzgetriebeadditional gear
2323: Sekundärachsesecondary axis
2525: Gehäusecasing
2727: Eingangswelleinput shaft
2929: Planetengetriebeplanetary gear
3131: erste Reibungskupplungfirst friction clutch
3333: zweite Reibungskupplungsecond friction clutch
3535: Ausgangswelleoutput shaft
3737: Kettentriebchain drive
3939: Sonnenradsun
4141: Planetenträgerplanet carrier
4343: erstes Planetenradfirst planet
4545: Kupplungsnabe von 31 Clutch hub of 31
4747: erstes Hohlradfirst ring gear
4949: Kupplungskorb von 31 Clutch basket of 31
5151: VerbindungskorbContact us cart
5353: Kupplungskorb von 33 Clutch basket of 33
5555: Kupplungsnabe von 33 Clutch hub of 33
5757: zweites Planetenradsecond planet
5959: zweites Hohlradsecond ring gear
6161: Schaltvorrichtungswitching device
6363: Verzahnung von 47 Toothing of 47
6565: Verzahnung von 59 Toothing of 59
6767: Aktuator von 31 Actuator of 31
6969: Aktuator von 33 Actuator of 33

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2005/080117 [0003, 0004]

Claims

Drive train of a motor vehicle, in which a drive shaft ( 11 ) a drive unit ( 13 ) via a main transmission ( 17 ) with a primary axis ( 19 ) of the motor vehicle is permanently connected and the drive shaft ( 11 ) bypassing the main transmission ( 17 ) via an additional gear ( 21 ) with a secondary axis ( 23 ) of the motor vehicle is switchable coupled, wherein the additional transmission ( 21 ) a planetary gear ( 29 ) at least with a first part ( 39 ), a second part ( 41 . 43 ) and a third part ( 47 ), the first part ( 39 ) of the planetary gear with the drive shaft ( 11 ) is rotationally connected and the second part ( 41 . 43 ) of the planetary gear with the secondary axis ( 23 ) is rotationally connected, wherein by means of a first friction clutch ( 31 ) two ( 41 . 47 ) of the three parts of the planetary gear optionally frictionally coupled with each other to a part of the drive torque of the drive unit ( 13 ) with a first translation to the secondary axis ( 23 ) and, alternatively, by means of a second friction clutch ( 33 ) the third part ( 47 ) of the planetary gear is optionally braked to a part of the drive torque of the drive unit ( 13 ) with a second translation to the secondary axis ( 23 ), which is different from the first translation.

Drive train according to claim 1, wherein the three parts of the planetary gear - a sun gear ( 39 ), - a planet carrier ( 41 ) with first planet wheels ( 43 ) which are rotatably mounted on the planet carrier and mesh with the sun gear, and - a first ring gear ( 47 ) meshing with the first planetary gears.

Drive train according to claim 2, wherein the first part of the planetary gear, the sun gear ( 39 ), the second part of the planetary gear planet carrier ( 41 ) with the first planetary gears ( 43 ), and the third part of the planetary gear, the first ring gear ( 47 ).

Drive train according to claim 2 or 3, wherein by means of the first friction clutch ( 31 ) the planet carrier ( 41 ) with the first ring gear ( 47 ) can be coupled.

Drive train according to one of the preceding claims, wherein the planetary gear ( 29 ) in addition a fourth part ( 59 ), wherein the second friction clutch ( 33 ) by means of a switching device ( 61 ) optionally with the third part ( 47 ) or the fourth part ( 59 ) of the planetary gear can be decelerated to brake either the third part or the fourth part of the planetary gear, wherein the planetary gear is configured such that by switching between the third part ( 47 ) and the fourth part ( 59 ) of the planetary gear reversing the direction of rotation of the second part ( 41 ) relative to the first part ( 39 ) of the planetary gear is effected.

Drive train according to claim 5, wherein the fourth part of the planetary gear, a second ring gear ( 59 ), which with second planetary gears ( 57 ) meshes with the planetary carrier ( 41 ) are rotatably mounted and with the first planetary gears ( 43 ) comb.

Drive train according to claim 5 or 6, wherein the switching device ( 61 ) is additionally movable in a neutral position, in which the second friction clutch ( 33 ) neither with the third part ( 47 ) with the fourth part ( 59 ) of the planetary gear is coupled.