DE102008002705A1

DE102008002705A1 - Verteilergetriebe mit einer Antriebswelle, mit zwei Abtriebswellen, einem dazwischen angeordneten Differentialgetriebe und zwei Kupplungen, die über einen durch einen Aktuator bewegtes Betätigungselement geschalten sind

Info

Publication number: DE102008002705A1
Application number: DE200810002705
Authority: DE
Inventors: Uwe Bauer; Ingo Drewe
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2009-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe mit einer Antriebswelle, mit zwei der Antriebswelle nachgeschalteten Abtriebswellen, die eine gemeinsame Längsachse aufweisen, mit zwei jeweils zwischen der Antriebswelle und einer Abtriebswelle angeordneten Kupplungen und einem zwischen der Antriebswelle und den Kupplungen angeordneten Differentialgetriebe, über das ein von der Antriebswelle lieferbares Drehmoment über jeweils eine der Kupplungen bei durch ein Betätigungselement zwischen jeweils einer Kupplung und einer Abtriebswelle geschlossenem Kraftschluss ein Drehmoment auf jeweils eine der Abtriebswellen übertragbar ist, wobei ein einzelner Aktor zum Verstellen des an beiden Kupplungen selektiv angreifenden Betätigungselementes angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe mit einer Antriebswelle, mit zwei der Antriebswelle nachgeschalteten Abtriebswellen, die eine gemeinsame Längsachse aufweisen, mit zwei jeweils zwischen der Antriebswelle und einer Abtriebswelle angeordneten Kupplungen, und mit einem zwischen der Antriebswelle und den Kupplungen angeordnetem Differentialgetriebe, über das ein von der Antriebswelle lieferbares Drehmoment über jeweils eine der Kupplungen, bei durch ein Betätigungselement zwischen jeweils einer Kupplung und einer Abtriebswelle geschlossenen Kraftschluss, ein Drehmoment auf jeweils eine der Abtriebswellen übertragbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind Verteilergetriebe zum Quermomentverteilen bei Kraftfahrzeugen bekannt. Diese Verteilergetriebe werden auch als electronic troue vectoring-Getriebe bezeichnet. Herkömmlicherweise werden bisher zwei Aktoren eingesetzt. Neben einem Zwischengetriebe und einer Kupplung für jede Abtriebsseite, also für jede Abtriebswelle, wird bisher auch für jede Abtriebsseite ein eigener Kupplungsaktor verwendet, so dass zwei Aktoren notwendig sind, um ein an der Abtriebswelle befestigtes Rad, also ein linkes oder rechtes Rad, anzutreiben.
Aus der DE 10 2006 045 163 A1 ist eine Doppelkupplung für ein Doppelkupplungsgetriebe zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Antriebswelle an mindestens eine Abtriebswelle bekannt. Die Doppelkupplung umfasst ferner eine erste Kupplung, eine zweite Kupplung sowie eine elektrische Betätigungseinrichtung. Die Betätigungseinrichtung umfasst einen Koppelschieber, wobei ein erster Schieber des Koppelschiebers auf die erste Kupplung und ein zweiter Schieber des Koppelschiebers auf die zweite Kupplung wirkt, und die beiden Schieber so bewegbar sind, dass durch das Verschieben der Schieber ein Umkupplungsvorgang gesteuert wird.
Bei Verteilergetrieben ist die Verwendung von zwei einzelnen Aktoren kosten- sowie bauraumintensiv und führt zu einer eventuell resultierenden ungewollten gleichzeitigen Betätigung der zwei Kupplungen. Dabei kann ein Rad blockieren und eventuell ein Totalschaden des Getriebes auftreten.
Offenbarung der Erfindung
Ein gattungsgemäßes Verteilergetriebe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Aktor zum Verstellen des an beiden Kupplungen selektiv angreifenden Betätigungselementes angeordnet ist.
Vorteile der Erfindung
Die zwei Kupplungen werden über einen gemeinsamen Aktor, der auf das Betätigungselement wirkt, so geschalten, dass eine Momentenverteilung auf ein linkes oder rechtes Rad, also auf die zwei Abtriebswellen bedarfsgerecht erreicht wird. Die Kosten werden bei einem solchen Verteilergetriebe sowohl bei der Herstellung, als auch bei der Wartung drastisch reduziert. Auch wird die Ausfallwahrscheinlichkeit des Verteilergetriebes verringert, da nur noch ein elektromechanisches Stellelement, also ein Aktor, verwendet werden muss. Ein ungewolltes gleichzeitiges Betätigen der zwei Kupplungen wird verhindert. Es wird nämlich entweder die eine oder die andere Kupplung über denselben Aktor betätigt. Der sonst benötigte zweite Aktor kann aufgrund der Koppelmechanik entfallen.
In den Unteransprüchen werden vorteilhafte Ausführungsformen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn der Aktor so angeordnet und ausgebildet ist, dass der Aktor ein zu den Abtriebswellen orthogonales Verschieben hervorruft. Auf diese Weise ist eine optimale Kraftnutzung bei entsprechender Wegausbeute gewährleistet.
Um die Koppelmechanik einfach und effizient zu halten, ist es von Vorteil, wenn in einem weiteren Ausführungsbeispiel das Betätigungselement als Koppelschieber ausgebildet ist.
Wenn das Betätigungselement an zwei jeweils einer der beiden Kupplungen zugewandten Oberflächen einen Betätigungsvorsprung aufweist, so ist eine exakte Betätigung an einem Betätigungspunkt der Kupplung erreichbar, so dass ein hochpräzises Stellen erreicht wird.
Um ein gleichmäßiges Stellbild zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn der Betätigungsvorsprung als Rampe mit einer Betätigungsfläche ausgebildet ist, wobei die Betätigungsfläche in einer quer zu Verstellrichtung des Betätigungselementes angeordneten Ebene liegt.
Wenn die Ebene auch relativ zur Längsachse der Abtriebswelle und einer Längsachse der Antriebswelle quer angeordnet ist, so wird besonders einfach ein Verschieben der Kupplung zum Erreichen eines Kraftschlusses zwischen der Antriebswelle und den Abtriebswellen, je nachdem welche Kupplung geschlossen wird, erreicht.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene so mit einer Aktivierungsnase einer der Kupplungen in Kontakt bringbar ist, dass entweder die eine oder die andere Kupplung in einen Kraftübertragungszustand gebracht ist. Über das Ausbilden der Aktivierungsnase wird ein Schleifen der Kupplung verhindert und ein selektives Zuschalten entweder der einen Abtriebswelle oder der anderen Abtriebswelle präzise erreicht.
Damit beide Kupplungen fallweise und bedarfsgerecht in derselben Weise zuschaltbar sind, ist es von Vorteil, wenn in einer weiteren Ausgestaltungsform beide Ebenen den selben Steigungsbetrag und vorzugsweise die selben Länge aufweisen.
Wenn die Rampen zueinander gegengleich ausgeformt sind, wird die Wahlmöglichkeit beim Positionieren des Koppelschiebers zur Auslegung des Verteilergetriebes vergrößert.
Um die beim Kraftfahrzeug vorhandene elektrische Energie zum Verstellen und Ein- oder Auskuppeln der Kupplungen nutzen zu können, ist es von Vorteil, wenn der Aktor eine elektromotorisch antreibbare Spindel aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erklärt. Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Verteilergetriebes in einem ersten Ausführungsbeispiel und
2 eine schematische Detaildarstellung zweier Kupplungen, die über ein gemeinsames Betätigungselement in einem Verteilergetriebe einer zweiten Ausführungsform enthalten sind.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist ein Verteilergetriebe 1 eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Das Kraftfahrzeug ist entweder mit einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor ausgestattet. Es kann auch mit einer Kombination der beiden Motorantriebsaggregate versehen sein.
Das Antriebsaggregat stellt über eine Antriebswelle 2 ein Drehmoment zur Verfügung, was in ein Differentialgetriebe 3 eingeleitet wird. Je nach Belastungsfall wird das Drehmoment entweder auf eine linke Abtriebswelle 4 oder eine rechte Abtriebswelle 4 geleitet. Es ist auch möglich, dass das Drehmoment auf beide Abtriebswellen 4 übertragen wird. Da der Aufbau und die Funktion eines Differentialgetriebes hinlänglich bekannt sind, wird in dieser Patentanmeldung hierauf nicht explizit eingegangen, die diesbezüglichen Inhalte gelten jedoch als einbezogen.
Zwischen dem Differentialgetriebe 3 und den beiden Abtriebswellen 4 ist jeweils ein Zwischengetriebe 5 angeordnet. Diese Zwischengetriebe 5 sind optional und im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Planetengetriebe ausgestaltet. Zwischen der Abtriebswelle 4 und dem jeweiligen Zwischengetriebe 5 ist jeweils eine Kupplung 6 angeordnet.
Die Antriebswelle 2 weist eine erste Längsachse 7 auf. Die beiden Abtriebswellen 4 weisen eine durch diese beiden Abtriebswellen 4 hindurchgehende identische Längsachse 8 auf. Die Längsachse 8 ist orthogonal zur Längsachse 7 angeordnet.
Um die Kupplungen 6 selektiv in einen kraftschlüssigen Zustand zu versetzen, also in einen Zustand, in dem die Kupplungen Drehmoment übertragen, weist jede Kupplung jeweils eine Aktivierungsnase 9 auf, die auch als Einrücklager bezeichnet werden kann. Die Aktivierungsnase 9 ist grundsätzlich parallel zur Längsachse 8 ausgerichtet und weist jeweils in Richtung des Verteilergehäuseäußeren. Die Aktivierungsnase 9 ist in Eingriff bringbar mit einem Betätigungselement 10. Das Betätigungselement 10 wird über einen einzigen Aktor 11 parallel zur Längsachse 7 situativ verstellt. Bei dem Verstellen gerät ein Betätigungsvorsprung 12 in Eingriff mit den Aktivierungsnasen 9. Jeweils eine der Aktivierungsnasen 9 gerät in Eingriff mit einer der Betätigungsvorsprünge 12.
Die Betätigungsvorsprünge 12 sind an den Enden des Betätigungselementes 10 ausgebildet. Die Betätigungsvorsprünge sind als Rampen ausgebildet. Dabei weisen die Rampen Betätigungsflächen 13 auf. Die Betätigungsflächen 13 liegen in einer Ebene 14. Die Ebene 14 schließt mit einer senkrecht zur Bildebene angeordneten Ebene, die die Längsachse 8 enthält, einen Winkel α ein. Der Winkel α nimmt dabei Werte zwischen 30° und 80°, vorteilhafterweise zwischen 45° und 70° und besonders vorteilhafterweise 60° ein.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Rampen der Betätigungsvorsprünge 12 aufeinander zu ausgerichtet sind.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Betätigungsvorsprünge 12 jedoch voneinander weg weisen. In diesem Ausführungsbeispiel werden auch für dieselben Elemente die selben Bezugszeichen verwendet.
Wie schon in 1 verwendet, aber nicht dargestellt, ist in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Aktor 11 so ausgebildet, dass er einen Elektromotor 15 und eine Spindel 16 umfasst.
Bei Betätigung des Betätigungselementes 10, also wenn sich das Betätigungselement 10 orthogonal zur Längsachse 8 verschiebt, gerät entweder der eine Betätigungsvorsprung 12 mit der einen Aktivierungsnase 9 oder der andere Betätigungsvorsprung 12 mit der anderen Aktivierungsnase 9 in Eingriff. Es ist immer nur ein Formschluss eines Betätigungsvorsprungs 12 mit einer Aktivierungsnase 9 vorhanden.
In dem dargestellten Zustand des Ausführungsbeispiels aus 2 ist weder der eine Betätigungsvorsprung 12 mit der einen Aktivierungsnase 9 in Eingriff, noch der andere Betätigungsvorsprung 12 mit der anderen Aktivierungsnase 9.
Verschiebt sich jedoch das Betätigungselement 10 in die eine oder andere Richtung, so gelangt der eine oder andere Betätigungsvorsprung 12 mit der einen oder anderen Aktivierungsnase 9 in Eingriff. Dann drückt ein Hebel 17 auf die eine oder andere Kupplung 6 derart, dass dort, also in der Kupplung 6, ein Kraftschluss erzeugt wird, und ein Drehmoment übertragen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006045163 A1 [0003]

Claims

Verteilergetriebe (1) mit einer Antriebswelle (2), mit zwei der Antriebswelle (2) nachgeschalteten Abtriebswellen (4), die eine gemeinsame Längsachse (8) aufweisen, mit zwei jeweils zwischen der Antriebswelle (2) und einer Abtriebswelle (4) angeordneten Kupplungen (6) und mit einem zwischen der Antriebswelle (2) und den Kupplungen (6) angeordnetem Differentialgetriebe (3), über das ein von der Antriebswelle (2) lieferbares Drehmoment über jeweils eine der Kupplungen (6), bei durch ein Betätigungselement (10) zwischen jeweils einer Kupplung (6) und einer Abtriebswelle (4) geschlossenem Kraftschluss, auf jeweils eine der Abtriebswellen (4) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Aktor (11) zum Verstellen des an beiden Kupplungen (6) selektiv angreifenden Betätigungselementes (10) angeordnet ist.
Verteilergetriebe (1) nach Anspruch 1, wobei der Aktor (11) so angeordnet und ausgebildet ist, dass der Aktor (11) ein zu den Abtriebswellen (4) orthogonales Verschieben hervorruft.
Verteilergetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Betätigungselement (10) als Koppelschieber ausgebildet ist.
Verteilergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Betätigungselement (10) an zwei jeweils einer der beiden Kupplungen (6) zugewandten Oberflächen einen Betätigungsvorsprung (12) aufweist.
Verteilergetriebe (1) nach Anspruch 4, wobei der Betätigungsvorsprung (12) als Rampe mit einer Betätigungsfläche (13) ausgebildet ist, und die Betätigungsfläche (13) in einer quer zur Verstellrichtung des Betätigungselementes (10) angeordneten Ebene (14) liegt.
Verteilergetriebe (1) nach Anspruch 5, wobei die Ebene (14) auch relativ zur Längsachse (8) der Abtriebswelle (4) und einer Längsachse (7) der Antriebswelle (2) quer angeordnet ist.
Verteilergetriebe (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Ebene (14) so mit einer Aktivierungsnase (9) einer der Kupplungen (6) in Kontakt bringbar ist, das entweder die eine oder die andere Kupplung (6) in einen Kraftübertragungszustand gebracht ist.
Verteilergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei beide Ebenen (14) den selben Steigungsbetrag aufweisen.
Verteilergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Rampen zueinander gegengleich ausgeformt sind.
Verteilergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Aktor (11) eine elektromotorisch antreibbare Spindel (16) aufweist.