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Die
Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung eines Fahrzeugs mit
einer fahrerseitig betätigbaren
Reduktionsstufe gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aufgrund
des ständig
zunehmenden Wettbewerbsdruck sowie des steigenden kundenseitigen Wunsches,
ein Fahrzeugmodell möglichst
individuell an die eigenen Bedürfnisse
anpassen zu können, sind
Fahrzeughersteller gezwungen, möglichst
viele Ausstattungsvarianten eines Fahrzeugmodells in eine einzige
vorkonfigurierte Fahrzeugplattform kostengünstig integrieren zu können.
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So
ist heutzutage beispielsweise ein Fahrzeugmodell entweder mit einem
Fahrzeugantriebsstrang erhältlich,
der lediglich mit einer antreibbaren Fahrzeugachse ausgebildet ist,
oder als Allradfahrzeug ausführt,
das neben einem Hauptgetriebe eine Verteilergetriebeeinheit aufweist.
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Dabei
wird bei letztgenannter Fahrzeugmodellvariante ein Verteilergetriebe
beispielsweise in ein Gehäuse
des Hauptgetriebes integriert und die Verteilung eines Drehmomentes
einer Antriebsmaschine zwischen den verschiedenen antreibbaren Fahrzeugachsen
in Abhängigkeit
des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles entweder über passive Baugruppen,
wie einem offenen Differential, einer Torsengetriebeeinheit oder
dergleichen, oder aktive Baugruppen, wie einer Torque-On-Demand-Kupplung,
einer aktiven Längssperre
oder dergleichen, die vom Hauptgetriebe aus angesteuert werden,
durchgeführt.
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Um
ein Allradfahrzeug mit einem Hauptgetriebe und einem Verteilergetriebe
auch in schwergängigem
Gelände
betreiben zu können,
wird eine zusätz liche
Reduktionsstufe vorgesehen, mittels der eine Eingangsdrehzahl der
Reduktionsstufe ins „Langsame” übersetzt
wird, wobei gleichzeitig eine hohe Drehmomentssteigerung erfolgt.
Um das Durchleiten der hohen Ausgangsmomente der Reduktionsstufe
durch das Hauptgetriebe zu vermeiden, wird eine Reduktionsstufe
dem Hauptgetriebe vorzugsweise nachgeschaltet. Die Nachschaltgruppe bzw.
die Reduktionsstufe wird in der Praxis oft entweder als Vorgelegegetriebegruppe
oder als Planetengetriebegruppe ausgeführt, wobei eine Planetengetriebegruppe
im Vergleich zu einer Vorgelegegetriebegruppe die kompaktere Alternative
darstellt.
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Eine Änderung
einer Übersetzung
einer Reduktionsstufe erfolgt durch Schaltelemente, mittels welchen
zwischen einer ersten Übersetzung „low” und einer
zweiten Übersetzung „high” umgeschaltet wird.
Dabei steht einem Fahrer bei eingelegter erster Übersetzung „low” in der Reduktionsstufe in
Kombination mit dem Hauptgetriebe ein Übersetzungsbereich zur Verfügung, der
für einen
Betrieb eines Fahrzeuges in einem Gelände mit großen Steigungen und bei niedrigen
Fahrzeuggeschwindigkeiten vorteilhaft ist.
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Die
zweite Übersetzung „high” der Reduktionsstufe
bildet in Kombination mit den Übersetzungen
des Hauptgetriebes einen Übersetzungsbereich, der
durch eine wesentlich geringere Spreizung gekennzeichnet ist wie
bei in der Reduktionsstufe eingelegter erster Übersetzung „low”. Die zweite Übersetzung „high” der Reduktionsstufe
ist weniger verlustbehaftet, so dass bei normalen Geländebedingungen
und auch bei höheren
Fahrgeschwindigkeiten die zweite Übersetzung „high” bevorzugt in der Reduktionsstufe
eingelegt werden sollte.
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Die
vorgenannten Getriebegruppen, d. h. das Hauptgetriebe, das Verteilergetriebe
und/oder die Reduktionsstufe werden vorzugsweise im Bereich eines
Mitteltunnels eines Fahrzeuges in Längsbauweise angeordnet, um
den Antrieb der oftmals im vorderen Fahrzeugbereich verbauten Antriebsmaschine zwischen
den Fahrzeugachsen eines Fahrzeuges mit möglichst geringem konstruktiven
Aufwand verteilen zu können.
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Da
ein Bauraum im Bereich des Fahrzeugmitteltunnels nur begrenzt zur
Verfügung
steht und Fahrzeuge mit Standardantrieb, die mit nur einer angetriebenen
Fahrzeugachse ausgebildet sind, oder allradbetriebene Fahrzeugmodelle
ohne Reduktionsstufe kundenseitig bevorzugt sind und daher zahlenmäßig den
Hauptanteil der bestellten Fahrzeuge ausbilden, sind die Abmessungen
der Mitteltunnel der Fahrzeugmodelle jeweils für die Aufnahme eines Hauptgetriebes
und einer optionalen Verteilergetriebeeinheit ausgelegt.
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Soll
ein Allradfahrzeug auch in schwerem Gelände betreibbar sein und das
Hauptgetriebe sowie die dazugehörige
Verteilergetriebe mit einer Reduktionsstufe kombiniert werden, ist
die zusätzliche Anordnung
der Reduktionsstufe im Bereich des Mitteltunnels daher nicht ohne
weiteres möglich.
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Der
Bereich eines Mitteltunnels eines derartigen Geländefahrzeuges ist voluminöser auszuführen als
bei ein- oder mehrachsig antreibbaren Fahrzeugen ohne Reduktionsstufe.
Dies ist jedoch ohne eine kostenungünstige Veränderung des konstruktiven Aufbaus
und der Montage der Fahrzeugbodengruppe meist nicht realisierbar.
Darüber
hinaus schränkt
ein einen entsprechenden Bauraumbedarf zur Verfügung stellender Mitteltunnel
eines Geländefahrzeuges
ein Raumangebot im Fahrzeuginnenraum im Vergleich zu Fahrzeugen
mit einem Standardantrieb oder zu Allradfahrzeugen ohne Reduktionsstufe
in unerwünschtem
Umfang.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Getriebevorrichtung
mit einer Reduktionsstufe zur Verfügung zu stellen, die einen
geringen Bauraumbedarf aufweist und ohne konstruktive Änderungen
im Bereich eines Mitteltunnels eines Fahrzeuges mit einem Standardantrieb
oder eines Allradfahrzeuges ohne Reduktionsstufe anordenbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
eines Fahrzeuges mit einer fahrerseitig betätigbaren Reduktionsstufe, die über eine
elektromechanische Betätigungseinrichtung
in Abhängigkeit
einer fahrerseitigen Anforderung zwischen wenigstens zwei Übersetzungen
umschaltbar ist, ist die Betätigungseinrichtung
in eine Bedieneinrichtung integriert, über die eine fahrerseitige
Anforderung für
einen Übersetzungswechsel
in der Reduktionsstufe generierbar ist.
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Damit
ist die elektromechanische Betätigungseinrichtung
der Reduktionsstufe extern eines Gehäuses der Reduktionsstufe bzw.
der Getriebevorrichtung angeordnet sowie außerhalb eines Mitteltunnels
einer Fahrzeugbodengruppe positionierbar. Der Bauraumbedarf einer
mit einer fahrerseitig betätigbaren
Reduktionsstufe ausgebildeten erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ist
auf einfache und kostengünstige
Art und Weise innerhalb der Tunnelkontur eines Mitteltunnels eines
Fahrzeuges reduziert und innerhalb eines Mitteltunnels eines Fahrzeuges,
dessen Mitteltunnel für
einen Standardantrieb oder einen Allradfahrzeugantriebsstrang ohne
Reduktionsstufe ausgelegt ist, anordenbar ohne ein Raumangebot eines
Fahrzeuginnenraumes in unerwünschtem
Umfang zu begrenzen oder eine kostenungünstige Veränderung des konstruktiven Aufbaus
und der Montage der Fahrzeugbodengruppe von Fahrzeugmodellen mit
Standard- oder Allradantrieb ohne Reduktionsstufe vorsehen zu müssen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Getriebevorrichtung nach der Erfindung umfasst die Betätigungseinrichtung
einen Elektromotor und die Ansteuerelektronik ist in die Elektronik
der Bedieneinrichtung integriert, womit die Betätigungseinrichtung und die
Bedieneinrichtung wenigstens bereichswei se ein integrales Bauelement
darstellen, welches auf einfache Art und Weise montierbar ist.
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Bei
weiteren alternativen Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
ist der Antrieb des Elektromotors entweder über eine biegsame Welle oder über einen
Bowdenzug zu einem von dem Elektromotor betätigbaren Schaltelement der
Reduktionsstufe führbar,
mittels dem die wenigstens zwei Übersetzungen
der Reduktionsstufe einstellbar sind. Diese alternativen Ausführungen
der Getriebevorrichtung sind einerseits durch einen geringen Bauraumbedarf
gekennzeichnet und andererseits auf einfache Art und Weise in bestehende
Fahrzeugsysteme integrierbar, da sowohl eine biegsame Welle als
auch ein Bowdenzug an vordefinierte Fahrzeugbauteilgeometrien einer
Fahrzeugbodengruppe anpassbar und entlang dieser auf einfache Art
und Weise verlegbar sind.
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Die
Bedieneinrichtung sowie die Betätigungseinrichtung
sind bei einer weiteren Ausführungsform
der Getriebevorrichtung nach der Erfindung in einem Innenraum eines
Fahrzeuges und oberhalb eines Mitteltunnels einer Fahrzeugbodengruppe
positionierte Bedienungseinrichtung außerhalb des Mitteltunnels integrierbar,
während
die Reduktionsstufe wenigstens bereichsweise im Mitteltunnel anordenbar
ist.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Patentansprüchen
und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
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Die
einzige Figur der Zeichnung zeigt eine stark schematisierte Teillängsschnittansicht
eines mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
ausgeführten
Fahrzeugs.
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In
der Figur ist ein Teil eines Fahrzeuges 1 in einer stark
schematisierten Teillängsschnittansicht
im Bereich eines Mitteltunnels 2 gezeigt. Im Mitteltunnel 2 ist
eine Getriebevorrichtung 3 angeordnet, welche vorliegend
ein Hauptgetriebe 4 zur Darstellung verschiedener Übersetzungen
für Vorwärts- und
Rückwärtsfahrt,
ein Verteilergetriebe 5 und eine elektromechanisch betätigbare
Reduktionsstufe 6 umfasst.
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Über das
Verteilergetriebe 5 wird ein von einer in der Zeichnung
nicht näher
dargestellten Antriebsmaschine des Fahrzeuges 1 erzeugtes
Drehmoment zwischen zwei antreibbaren Fahrzeugachsen des Fahrzeuges 1 in
Abhängigkeit
der jeweiligen Ausführung
aktiv oder passiv verteilt, wobei das Drehmoment bei einer passiven
Verteilung des Drehmomentes beispielsweise über ein offenes Differential
oder eine Torsengetriebeeinheit verteilt wird. Bei einer aktiven
Verteilung des Drehmomentes ist das Verteilergetriebe 5 mit
einer Torque-On-Demand-Kupplung, einer Längssperre oder dergleichen ausgebildet,
die vom Hauptgetriebe 4 aus angesteuert werden.
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Da
innerhalb der Tunnelkontur des Mitteltunnels 2 nur wenig
Bauraum vorhanden ist und die Umgebung für elektrische Aggregate in
diesem Bereich des Fahrzeuges 1 unvorteilhaft ist, ist
eine elektromechanische Betätigungseinrichtung 7 in
eine am Ende eines mittigen Bedienungsbereiches 8 zwischen Fahrer-
und Beifahrersitz 9 positionierte Bedienungseinrichtung 10 integriert.
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Der
Bedienungsbereich 8 umfasst verschiedene Tastenfelder, über welche
ein Fahrer des mit der Getriebevorrichtung 3 ausgebildeten
Fahrzeuges 1 unter anderem eine Fahrerwunschvorgabe für die in
der Reduktionsstufe 6 einzulegende Übersetzung „high” oder „low” eingeben kann.
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Die
Ansteuerung eines Elektromotors der elektromechanischen Betätigungseinrichtung 7 ist
in die Elektronik der fahrerseitig betätigbaren Bedieneinrichtung 10 integriert, über die
eine fahrerseitige Anforderung für
einen Über setzungswechsel
in der Reduktionsstufe zwischen einer ersten Übersetzung „low” oder einer zweiten Übersetzung „high” in Form eines
elektrischen Signals generierbar ist.
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Der
mechanische Antrieb des Elektromotors der elektromechanischen Betätigungseinrichtung 7 wird
bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung 3 über eine biegsame
Welle 11, oder, falls der rotatorische Antrieb des Elektromotors über eine
geeignete Antriebswandlereinrichtung im Bereich des Elektromotors
in eine translatorische Betätigungsbewegung umgesetzt
wird, bei einer hiervon abweichenden Ausführungsform der Getriebevorrichtung über einen Bowdenzug
auf das Schaltelement übertragen.
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Zusätzlich sind
zwischen der Reduktionsstufe 5 und der elektromechanischen
Betätigungseinrichtung 7 im
Bereich, in dem die biegsame Welle 11 verläuft, eine
Spannungsversorgung sowie Signalkabel für verschiedene Sensoren bauraumgünstig angeordnet.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
der elektromechanischen Betätigungseinrichtung 7 außerhalb
des Mitteltunnels 2 bietet auf einfache und kostengünstige Art
und Weise die Möglichkeit,
den Elektromotor und die dazugehörige
Elektronik im Fahrzeuginnenraum anzuordnen, so dass diese Fahrzeugkomponenten
nur geringen Belastungen gegenüber
Feuchtigkeit, Schmutz und Temperaturschwankungen ausgesetzt sind.
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Darüber hinaus
sind Komponenten der Getriebevorrichtung 3 des Fahrzeuges 1 aus
Fahrzeugbereichen, die nur einen begrenzten Bauraumbedarf zur Verfügung stellen,
in Bereiche des Fahrzeuges 1 verlagert, in welchen ohne
aufwändige
konstruktive Maßnahmen
zusätzlicher
Bauraum zur Verfügung steht
bzw. stellbar ist.
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Darüber hinaus
ist die Elektronik der fahrerseitigen Bedieneinrichtung 10 und
die Elektronik zur Ansteuerung des Elektromotors vorteilhafterweise
integral ausgeführt
und eine zusätzliche
Verkabelung zwischen diesen beiden elektronischen Baugruppen nicht
erforderlich, womit ein Montageaufwand sowie Herstellkosten der
erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
gegenüber
aus der Praxis bekannten Getriebevorrichtungen reduziert sind.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Mitteltunnel
- 3
- Getriebevorrichtung
- 4
- Hauptgetriebe
- 5
- Verteilergetriebe
- 6
- Reduktionsstufe
- 7
- elektromechanische
Betätigungseinrichtung
- 8
- Bedienungsbereich
- 9
- Fahrer-
und Beifahrersitz
- 10
- Bedieneinrichtung
- 11
- Biegsame
Welle