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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsstranganordnung für
ein Fahrzeug mit einem Hauptgetriebe und einem Verteilergetriebe
gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 näher definierten Art.
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Beispielsweise
die Druckschrift
JP
58033525 A zeigt in ihrer Zusammenfassung ein Automatikgetriebe
für ein allradgetriebenes Fahrzeug mit einem Hauptgetriebe,
an das ein autarkes Verteilergetriebe zum Antrieb eines Vorderachsdifferentials
angebaut ist. Das Verteilergetriebe weist eine Eingangswelle auf,
die mit einer Ausgangswelle des Hauptgetriebes gekoppelt ist. Die
Eingangswelle ist über eine Kupplung mit einer Ausgangswelle
des Verteilergetriebes zum Antrieb eines Hinterachsdifferentials
koppelbar. Das Vorderachsdifferential wird über das Hauptgetriebe
angetrieben. An den jeweiligen Durchgangbereichen der Eingangswelle
und der Ausgangswelle des Verteilergetriebes sind entsprechende
Abdichtungen notwendig. Zudem ist eine eigene Hydraulikversorgung
in dem Verteilergetriebe vorgesehen.
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Bei
diesen so genannten Add-On-Systemen ergibt sich der Nachteil, dass
das Verteilergetriebe eine eigene, unabhängig vom Hauptgetriebe
arbeitende Versorgungseinheit benötigt. Durch die Gehäusetrennung
zwischen Hauptgetriebe und Verteilergetriebe und die daraus resultierenden
getrennten Ölhaushalte sind jeweils separate Abdichtungen
und Lagerungen erforderlich. Durch diese zusätzlichen Bauteile
wird der Wirkungsgrad aufgrund von erhöhten Schlepp- und
hydraulischen Verlusten bei der bekannten Antriebsstranganordnung
verringert. Zudem erhöhen sich das Gewicht und der erforderliche
Bauraum der Antriebsstranganordnung.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebsstranganordnung
der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche hinsichtlich
ihres Wirkungsgrades verbessert ist und weniger Bauraum benötigt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst, wobei weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen den Zeichnungen und den Unteransprüchen
zu entnehmen sind.
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Demnach
wird eine Antriebsstranganordnung für ein Fahrzeug vorgeschlagen,
bei dem ein Hauptgetriebe und ein Verteilergetriebe vorgesehen ist,
dessen Abtrieb mit einem Hinterachsdifferentialgetriebe verbunden
ist, wobei der Abtrieb des Verteilergetriebes bzw. des Hauptgetriebes
zusätzlich über eine Verbindungswelle mit einem
Vorderachsdifferentialgetriebe koppelbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Verteilergetriebe in das Getriebegehäuse des Hauptgetriebes
integriert ist, so dass ein gemeinsamer Dichtraum für das
Hauptgetriebe und das Verteilergetriebe vorgesehen ist und dass die
Ausgangswelle des Hauptgetriebes als Eingangswelle des Verteilergetriebes
ausgebildet ist.
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Auf
diese Weise entfällt die sonst vorgesehene Gehäusetrennung
und die zwei getrennten Ölhaushalte des Hauptgetriebes
und des Verteilergetriebes, so dass durch die gewählte
Integration des Verteilergetriebes in das Hauptgetriebe diverse
Bauteile entfallen können, die bisher Verluste produziert haben
und den Energieverbrauch des Fahrzeuges mit der Allradfunktion erhöht
haben. Aufgrund der entfallenden Bauteile können Schleppverluste
und hydraulische Verluste vermieden werden und es ergibt sich ein
Gewichtsvorteil bei der erfindungsgemäßen Antriebsstranganordnung.
Als Hauptgetriebe kann jedes beliebige Getriebe verwendet werden. Insbesondere
kann ein Automatgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen
sein.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann eine zentrale hydraulische Versorgungseinheit
des Hauptgetriebes auch als Schmiermittelversorgung für
das Verteilergetriebe vorgesehen werden. Somit kann der gemeinsame Ölhaushalt
von Hauptgetriebe und Verteilergetriebe durch die bereits vorhandene
zentrale Versorgungseinheit versorgt werden, so dass zusätzliche Ölpumpen
oder dergleichen nicht erforderlich sind beziehungsweise entfallen
können.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich aus der gemeinsamen Ölversorgung
daraus, dass eine zur Kühlung erforderliche Kühlmenge
für eine Kupplung zum Ansteuern des Antriebes des Vorderachsdifferentialgetriebes
optimal durch die hydraulische Versorgungseinheit einstellbar ist.
Bei der bekannten Antriebsstranganordnung wird der Kühlmengenstrom über
eine Ölpumpe bereitgestellt, welche nur eine geschwindigkeitsabhängige
Ansteuerung der Kühlmenge ermöglicht.
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Um
den Bauraumbedarf bei der erfindungsgemäßen Antriebsstranganordnung
weiter zu verringern, kann vorgesehen sein, dass die Kraftübertragung
zwischen dem Abtrieb des Verteilergetriebes und der Verbindungswelle über
eine einstufige Radstufe ausgeführt ist. Auf diese Weise
kann das sonst bei der Add-on-Variante verwendete Zwischenrad entfallen
und somit der erforderliche Bauraum erheblich verringert werden.
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Vorzugsweise
kann als Zahnradstufe ein Beveloidtrieb oder dergleichen vorgesehen
werden. Auf diese Weise kann die Verbindungswelle zum Vorderachsdifferentialgetriebe
in einem vorbestimmten Winkel zur Abtriebswelle des Hauptgetriebes
verlaufen. Die Verbindungswelle zum Vorderachsdifferential kann
zum Beispiel nur im Bereich des Verteilergetriebes innerhalb des
Getriebegehäuses verlaufen. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten denkbar.
Beispielsweise kann der Beveloidtrieb über ein z. B. als
Lamellenkupplung oder dergleichen ausgebildetes Drehmomentübertragungselement
abtriebsseitig mit dem Hauptgetriebe beziehungsweise dem Verteilergetriebe
verbunden werden, um bei Bedarf ein entsprechendes Antriebsmoment
auf das Vorderachsdifferentialgetriebe übertragen zu können.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer bekannten Antriebsstranganordnung mit
einem von einem Hauptgetriebe separat ausgebildeten Verteilergetriebegehäuse;
und
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2 eine
schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante
einer erfindungsgemäßen Antriebsstranganordnung
mit einem in das Getriebegehäuse des Hauptgetriebes integrierten
Verteilergetriebe.
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In
den Figuren ist jeweils eine Antriebsstranganordnung mit einem Hauptgetriebe 1 und
einem Allrad-Verteilergetriebe 3 dargestellt. Das in einem Getriebegehäuse 2 vorgesehene
Hauptgetriebe 1, welches zum Beispiel als Automatgetriebe
oder Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist, ist in bekannter Weise über
ein Anfahrelement mit einem Antriebsmotor eines Fahrzeuges gekoppelt.
Die Ausgangswelle 4 des Hauptgetriebes 1 ist direkt
oder indirekt einem Hinterachsdifferentialgetriebe zum Antrieb desselben
verbunden. Das Antriebsmoment an dem nicht weiter dargestellten
Vorderachsdifferentialgetriebe wird über das Verteilergetriebe 3 je
nach Bedarf eingestellt.
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Bei
einem Vergleich der dargestellten Antriebsstranganordnungen gemäß der 1 und 2 wird
zumindest ein erfindungsgemäßer Unterschied sofort
deutlich, da bei der bekannten Antriebsstranganordnung ein so genanntes
Add-on Verteilergetriebe 3 als separate Komponente an das
Getriebegehäuse 2 des Hauptgetriebes 1 angebracht
ist. Bei der erfindungsgemäßen Antriebsstranganordnung
gemäß 2 ist dagegen das Verteilergetriebe 3 in
das Getriebegehäuse 2 des Hauptgetriebes 1 integriert,
so dass ein gemeinsamer Dichtraum für das Hauptgetriebe 1 und
das Verteilergetriebe 3 gebildet wird.
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Die
Ausgangswelle 4 des Hauptgetriebes 1 ist gleichzeitig
die Eingangswelle des Verteilergetriebes 3, die ständig
mit einem nur schematisch durch einen Pfeil 5 angedeuteten
Hinterachsdifferentialgetriebe verbunden ist, wobei zur Abdichtung
an der Ausgangswelle 4 des Hauptgetriebes 1 ein
Dichtring 22 abtriebsseitig vorgesehen ist. Zudem ist die
Ausgangswelle 4 des Hauptgetriebes 1 über
ein Drehmomentübertragungselement mit einer Verbindungswelle 6 zum
Antrieb eines ebenfalls nur schematisch durch einen Pfeil 7 angedeuteten
Vorderachsdifferentialgetriebes wahlweise koppelbar. Das Drehmomentübertragungselement
ist als Lamellenkupplung 8 ausgebildet.
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Die
Kupplung 8 ist einerseits mit der Ausgangswelle 4 des
Hauptgetriebes 1 bzw. der Eingangswelle des Verteilergetriebes 3 und
andererseits mit einem ersten Beveloidzahnrad 9 eines Beveloidtrieb
verbunden. Das erste Beveloidzahnrad 9 ist als Losrad koaxial
zur Ausgangswelle 4 des Hauptgetriebes 1 angeordnet
und kämmt mit einem zweiten Beveloidzahnrad 10,
welches wiederum mit der Verbindungswelle 6 verbunden ist.
Somit wird bei der erfindungsgemäßen Antriebsstranganordnung
eine einstufige Kraftübertragung zum Vorderachsdifferential realisiert.
Die Verbindungswelle 6 ist aufgrund des Beveloidtriebs
in einem vorbestimmten Winkel zur Ausgangswelle 4 des Hauptgetriebes 1 angeordnet. Die
Verbindungswelle 6 verläuft zumindest teilweise innerhalb
des Getriebegehäuses 2 und ist über die Lagerstellen 21, 21' in
dem Getriebegehäuse 2 gelagert.
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Durch
die gewählte Integration des Verteilergetriebes 3 in
das Getriebegehäuse 2 des Hauptgetriebes 1 bei
der erfindungsgemäßen Antriebsstranganordnung
gemäß 2 können gemeinsame
Lagerstellen 11, 11' für die Ausgangswelle 4 des
Hauptgetriebes 1 und die Eingangswelle des Verteilergetriebes 3 eingesetzt
werden.
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Im
Gegensatz dazu ist bei der bekannten Antriebsstranganordnung gemäß 1 aufgrund
der separaten Ausbildung des Getriebegehäuses 4 des Hauptgetriebes 1 und
des Gehäuses 12 des Verteilergetriebes 3 eine
Trennung zwischen der Ausgangswelle 4 des Hauptgetriebes 1 und
der Eingangswelle 13 des Verteilergetriebes 3 zwingend
erforderlich. Deshalb sind an den korrespondierenden Durchführungsbereichen
des Getriebegehäuses 2 und des Gehäuses 12 Dichtringe 14 und 15 erforderlich.
Zudem ist eine separate Lagerstelle 16 für die Eingangswelle 13 des
Verteilergetriebes 3 notwendig. Des Weiteren ist aufgrund
der autarken Betriebsweise des Verteilergetriebes 3 bei
der bekannten Antriebsstranganordnung eine eigene Ölversorgung vorgesehen,
welche unter anderem eine Ölpumpe 23 umfasst.
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Ein
werterer Unterschied ergibt sich bei der Kraftübertragung
zwischen dem Verteilergetriebe 3 und dem Vorderachsdifferentialgetriebe
bei der bekannten Antriebsstranganordnung dadurch, dass eine mehrstufige
Zahnradstufe verwendet wird, die neben einem als Losrad ausgebildeten
ersten Zahnrad 17 ein mit diesem kämmenden Zwischenrad 18 aufweist,
welches mit einem zweiten Zahnrad 19 in Eingriff steht,
das mit der Verbindungswelle 6 zum Antrieb des Vorderachsdifferentialgetriebes
verbunden ist. Da die mehrstufige Kraftübertragung bei
dem bekannten Antriebsstranganordnung keine winklige Verzahnung
aufweist, ist die Verbindungswelle 6 parallel zur Ausgangswelle 4 des
Hauptgetriebes 1 beziehungsweise zur Eingangswelle 13 des
Verteilergetriebes 3 ausgerichtet. Durch das zusätzlich
verwendete Zwischenrad 18 sind weitere Lagerstellen 20 erforderlich.
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Insgesamt
können somit bei der erfindungsgemäßen
Antriebsstranganordnung mehrere Bauteile gegenüber der
bekannten Antriebsstranganordnung eingespart werden. Die bei der
erfindungsgemäßen Antriebsstranganordnung nicht
benötigten Bauteile sind in 1 durch ein
X gekennzeichnet.
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- 1
- Hauptgetriebe
- 2
- Getriebegehäuse
- 3
- Verteilergetriebe
- 4
- Ausgangswelle
- 5
- Pfeil
- 6
- Verbindungswelle
- 7
- Pfeil
- 8
- Kupplung
- 9
- erstes
Beveloidzahnrad
- 10
- zweites
Beveloidzahnrad
- 11,
11'
- Lagerstellen
der Ausgangswelle
- 12
- Gehäuse
des Verteilergetriebes
- 13
- Eingangswelle
des Verteilergetriebes
- 14
- Dichtring
- 15
- Dichtring
- 16
- zusätzliche
Lagerstelle
- 17
- erstes
Zahnrad
- 18
- Zwischenrad
- 19
- zweites
Zahnrad
- 20,
20'
- Lagerstellen
des Zwischenrades
- 21,
21'
- Lagerstellen
der Verbindungswelle
- 22
- Dichtring
- 23
- Ölpumpe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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