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Die
Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Derartige
Getriebe sind beispielsweise aus der
DE 10 2004 002 187 A1 bekannt.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verteilergetriebe dieser Art derart auszugestalten,
dass die Gesamtspreizung eines Antriebsstranges vergrößert
und damit eine bessere Anpassung an verschiedene Einsatzorte des
Getriebes möglich wird. Ein derartiges Getriebe soll möglichst
platzsparend, baulich einfach und betriebssicher aufgebaut sein.
Des weiteren sollen die Drehmomentverteilung sowie der Wirkungsgrad
des Getriebes an die Anforderungen an derartige Getriebe in der
Praxis optimal angepasst werden.
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Diese
Ziele werden bei einem Verteilergetriebe der eingangs genannten
Art mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten
Merkmalen erreicht. Durch die Aufteilung der Antriebskräfte
auf die beiden Antriebsachsen in der erfindungsgemäßen Weise
wird aufgrund der erreichbaren Achsübersetzungen eine gute
Anpassung an verschiedene Einsatzarten möglich. Im Direktgang
sind beispielsweise niedrigere Geschwindigkeiten als im Schongang möglich,
ohne die Kupplung schleifen zu lassen und anderseits sind höhere
Zugkräfte möglich, beispielsweise beim langsamen
Rangieren bzw. bei Geländefahrten. Im Schongang hingegen
ist es möglich, den Motor bei hohen Geschwindigkeiten,
insbesondere bei Autobahnfahrten, in einem wirtschaftlichen Drehzahlbereich
zu betreiben. Ferner besitzt dieses Verteilergetriebe einen mechanisch
stabilen Aufbau mit hoher Betriebsfestigkeit bzw. Belastbarkeit.
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Von
Vorteil sind die Merkmale der Ansprüche 2, 3 und 4. Damit
wird es möglich, in platzsparender Weise lastschaltbare
Elemente anzuordnen, mit denen die zu übertragende Kraft
rasch auf die einzelnen Antriebsachsen aufgebracht bzw. über
diese gewechselt werden kann. Anspruch 5 sind alternative und vorteilhafte
Anordnungen für die erste Kupplung zu entnehmen. Je nach
Anordnung dieser Kupplung erfolgt eine unterschiedliche Verblockung
des ersten Planetenradsatzes.
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Die
Ansprüche 6 bis 11 betreffen baulich und kraftübertragungsmäßig
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Von Vorteil für
den Betrieb ist es, wenn die Merkmale des Anspruchs 12 erfüllt
sind.
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Anspruch
16 ist für die praktische Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Getriebes von Bedeutung. Damit
wird erreicht, dass ein angelegter Drehmoment in der gewünschten
Weise auf die beiden Abtriebsachsen aufgeteilt werden kann.
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Von
Vorteil ist es ferner, wenn auch eine nur teilweise Verblockung
mit den Kupplungen erfolgen kann, wofür die Kupplungen
nicht vollständig geschlossen werden, womit zumindest ein
teilweiser Ausgleich von Drehzahlunterschieden möglich
wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert.
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1 zeigt
den grundlegenden Aufbau eines Antriebsstranges.
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2a zeigt
den einen ersten Aufbau eines Verteilergetriebes.
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2b und 2c zeigen
alternative Ausführungsformen eines Aufbaus eines Verteilergetriebes.
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3 zeigt
den Teilschnitt einer speziellen Ausführungsform eines
Verteilergetriebes in schematischer Darstellung.
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4 zeigt
schematisch den Teilschnitt einer alternativen Ausführungsform
eines Verteilergetriebes.
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5 zeigt
eine Tabelle mit Zahlenwerten für beispielsweise Ausführungen
der beiden erfindungsgemäß verschalteten Planetenradsätze.
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6, 7, 8 und 9 zeigen
unterschiedliche Möglichkeiten zur Aufteilung des am Verteilergetriebes
anliegenden Drehmomentes auf zwei Abtriebsachsen A, B.
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1 zeigt
einen möglichen Aufbau eines Antriebsstranges, bei dem
der Motor 1 als längseingebauter Frontmotor aufgebaut
und das Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Allradantrieb ausgebildet
ist. Das erfindungsgemäße Verteilergetriebe 3 kann
auch in Alleinstellung bzw. in Kombination mit beliebigen Antrieben
verwendet werden, um ein anliegendes Drehmoment zwischen zumindest zwei
Achsen aufzuteilen. So kann es beispielsweise bei einem dreiachsigen
Fahrzeug auch dazu dienen, ein anliegendes Drehmoment zwischen einer
ersten und den übrigen Achse(n) zu verteilen. Auch Drehmomente
von Abtriebswellen eines Elektromotors können verteilt
werden.
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An
den Motor 1, z. B. Verbrennungsmotor, Elektromotor, ist
ein Getriebe 2 angeschlossen, an das ein erfindungsgemäßes
Verteilergetriebe 3 angeschlossen ist. An sich kann das
Verteilergetriebe 3 auch direkt an den Motor 1 angeschlossen
sein. Mit dem erfindungsgemäßen Verteilergetriebe 3 kann
die Anzahl der verfügbaren Gänge bzw. der vom
Getriebe 2 bzw. vom Motor 1 erhaltenen unterschiedlichen Drehmomente
verdoppelt werden.
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Von
dem erfindungsgemäßen Verteilergetriebe 3 erfolgt,
in der Regel über eine Kardanwelle, der Antrieb einer Achse
B, insbesondere einer Hinterachse eines Fahrzeuges, die mit einem
Differenzial versehen sein kann, an das die Kardanwelle kraftübertragungsmäßig
angeschlossen ist. Das Verteilergetriebe 3 treibt des weiteren
eine Achse A an, insbesondere eine Vorderachse, die ebenfalls mit
einem Differenzial versehen sein kann, wobei das Verteilergetriebe 3 über
eine Abtriebwelle 26 auf die Achse A wirkt.
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Die
Erfindung betrifft somit ein Verteilergetriebe, das zwei Planetenradsätze
umfasst. In 2a ist das Verteilergetriebe 3 mit
Symbolik nach der VDI Richtlinie 2157/1978 dargestellt. Ein Kreis
symbolisiert hierbei ein Planetengetriebe, die an den Kreis gehenden
Linien die am Planetengetriebe angreifenden Wellen. Jene Welle des
Planetengetriebes, an der betragsmäßig das größte
Drehmoment wirkt, wird mit einem doppelten Strich dargestellt und
als Summenwelle bezeichnet, die anderen beiden als Differenzwellen.
Es ist festzustellen, dass jedes Planetengetriebe drei Wellen umfasst
und zwar eine Summenwelle und zwei Differenzwellen. An Planetengetrieben
müssen aus Gleichgewichtsgründen die Drehmomente
an den drei Wellen in Summe 0 ergeben, wobei selbstverständlich
Reibungsverluste nicht berücksichtigt werden. An der Summenwelle
liegt somit in Summe betragsmäßig genauso viel
Drehmoment an, wie an den anderen beiden Wellen, das heißt
der ersten und der zweiten Differenzwelle zusammen.
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Die
Eingangswelle 4 des erfindungsgemäßen
Verteilergetriebes 3 ist mit der Summenwelle 15 eines
ersten Planetenradsatzes P1 verbunden. Die erste Differenzwelle 16 des
ersten Planetenradsatzes P1 ist mit einer Welle 7 verbunden.
Die zweite Differenzwelle 17 des ersten Planetenradsatzes
P1 ist mit der Summenwelle 10 eines zweiten Planetenradsatzes
P2 verbunden. Die erste Differenzwelle 18 des zweiten Planetenradsatzes
P2 ist mit einer Welle 12 verbunden, die den Abtrieb zur
Achse A darstellt.
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Die
zweite Differenzwelle 14 des zweiten Planetenradsatzes
P2 stellt den Abtrieb zur Achse B dar.
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Wie
in 2a dargestellt, kann über eine vorteilhafterweise
ansteuerbare Kupplung 6 die Einganswelle 4 mit
der Welle 7 bzw. mit der mit der Welle 7 antriebsmäßig
verbundenen Differenzwelle 16 des ersten Planetenradsatzes
P1 verschaltet bzw. verbunden werden.
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Die
Kupplung 6 kann alternativ auch angeordnet werden zwischen
der Einganswelle 4 und Differenzwelle 17 des ersten
Planetenradsatzes P1, wie in 2c dargestellt
ist, oder zwischen der Differenzwelle 17 und der Differenzwelle 16 bzw.
der mit der Differenzwelle 16 verbundenen Welle 17,
wie in 2b dargestellt. Bei allen drei
Anordnungsvarianten der Kupplung 6 nimmt die Kupplung dem
Planetenradsatz P1 einen Freiheitsgrad, sodass er bei geschalteter
Kupplung 6 nur mehr als Block umlaufen kann.
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Über
eine vorteilhafterweise ansteuerbare Kupplung 13 kann die
Welle 7 und die mit Welle 7 antriebsmäßig
verbundenen Differenzwelle 16 des ersten Planetenradsatzes
P1 mit der Welle 12 sowie der mit der Welle 12 verbundenen
Differenzwelle 18 des zweiten Planetenradsatzes P2 verschaltet
bzw. verbunden werden.
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Über
eine vorteilhafterweise ansteuerbare Bremse 8 können
die Welle 7 und der antriebsmäßig mit
ihr verbundenen Differenzwelle 16 des ersten Planetenradsatzes
P1 gegenüber dem Gehäuse 9 des Verteilergetriebes 3 zumindest
teilweise festgebremst werden, sodass im arretierten Fall die Welle 7 und
die Differenzwelle 16 keine Relativdrehzahl gegenüber
dem Gehäuse 9 des Verteilergetriebes 3 aufweisen.
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Entsprechend
vergleichbare Verhältnisse liegen vor, wenn die Kupplungen 6 und 13 bzw.
die Bremse 8 bei den Ausführungsformen des Verteilergetriebes
gemäß der 2b und 2c betätigt werden.
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Zweckmäßigerweise
ist vorgesehen, dass die Kupplung 6 und/oder die Kupplung 13 und/oder die
Bremse 8 als lastschaltbare Elemente, vorzugsweise als
Lamellenkupplungen bzw. Lamellenbremsen, ausgeführt sind,
wobei die Steuerung der Kupplungen 6, 13 in ein
elektronisches Fahrdynamikregelsystem integriert sein kann.
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Wenn
die Kupplung 6 und/oder die Kupplung 13 und die
Bremse 8 als lastschaltbare Elemente ausgeführt
werden, so kann der Schaltvorgang zwischen Direkt- und Schongang
auch unter Last ohne Zugkraftunterbrechung erfolgen.
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Die
Kupplungen 6, 13 und die Bremse 8 können
formschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder kraftschlüssig
wirken.
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Zwischen
Welle 7 und Welle 12 kann parallel zur Kupplung 13 auch
ein Freilauf angeordnet sein, dessen Schaltrichtung so gewählt
wird, dass der Freilauf bei Vorwärtsfahrt dann nicht schaltet,
wenn sich die Welle 12 schneller als die Welle 7 dreht.
Vorteilerhafterweise kann damit insbesondere der Rückschaltkomfort
von Schon- auf Direktgang verbessert werden, weil ein Freilauf erst
bei Gleichlauf schaltet.
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3 und 4 zeigen
schematische Darstellungen des Aufbaus und der Kraftverläufe
des in 2a dargestellten Verteilergetriebes 3.
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Eine
bevorzugte Variante ist in 3 dargestellt.
Der erste Planetenradsatz P1 ist als einfacher Planetenradsatz ausgeführt,
bestehend aus einem Sonnenrad 19, einem Hohlrad 22 und
einem Planetenträger (Steg) 20 mit darin gelagerten
Planetenrädern 21, die sowohl mit dem außenverzahnten
Sonnenrad 19 als auch mit dem innenverzahnten Hohlrad 22 kämmen.
Hierbei stellt der Planetenträger die Summenwelle 15 des
ersten Planetenradsatzes P1 dar, das Sonnenrad 19 die Differenzwelle 16 des
ersten Plantetenradsatzes P1 und das Hohlrad 22 die Differenzwelle 17 des
ersten Planetenradsatzes P1.
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Der
zweite Planetenradsatz P2 ist ausgeführt als Doppel-Planetenradsatz,
bestehend aus einem Sonnenrad 24, einem Hohlrad 23 und
einem Planetenträger (Steg) 25 mit mehreren darin
gelagerten Planetenradpaaren 27, wobei jeweils ein Planet eines
Planetenpaares mit der Verzahnung der Sonne 24 und dem
zweiten Planeten kämmt und der zweite Planet des Planetenpaares
mit dem ersten Planeten und der Verzahnung des Hohlrades 23 im
Eingriff ist. Hierbei stellt das Hohlrad 23 die Summenwelle
des zweiten Planetenradsatzes P2 dar, das Sonnenrad 24 die
Differenzwelle 18 des zweiten Planetenradsatzes P2 und
der Planetenträger die Differenzwelle 14 des zweiten Planetenradsatzes
P2. Alternativ dazu kann auch die Zuordnung der Differenzwellen 14 und 18 zu
Sonnenrad 24 und Planetenträger 25 des
zweiten Planetenradsatzes P2 vertauscht sein.
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Vorzugsweise
sind im Falle einer Schrägverzahnung die Schrägungswinkel
der beiden Hohlräder 22, 23 so ausgeführt,
dass sich die entstehenden Axialkräfte weitgehend kompensieren
und so keine besondere Axiallagerung für die Aufnahme des
Axialschubs der Hohlräder vorzusehen ist. Dadurch können
sich Kosten- und Wirkungsgradvorteile ergeben.
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Dabei
kann das Hohlrad 23 bevorzugterweise gemeinsam mit dem
Hohlrad 22 aus einem Rohteil gefertigt sein und von den
beiden Planetenradsätzen P1, P2 gemeinsam verwendet werden.
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Ferner
kann das Hohlrad 23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit
dem Hohlrad 22 des ersten Planetenradsatzes P1 als gemeinsames
Hohlrad mit einer durchgehenden Verzahnung ausgeführt sein, wodurch
die Hohlräder 22, 23 einstückig
ausgebildet sind und jeweils einen Teil der beiden Planetenradsätze
P1, P2 darstellen, sodass nur ein gemeinsames Hohlrad für
die beiden Planetenradsätze P1, P2 vorzusehen ist, wodurch
sich Kostenvorteile ergeben können. Bei dieser Bauart entfällt
mangels Axialschub ebenfalls eine gesonderte Axiallagerung.
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Prinzipiell
ist es möglich, die Zuordnung der Differenzwellen 14, 18 zu
Sonnenrad 24 und Steg 25 des zweiten Planetenradsatzes
P2 zu vertauschen, um beispielsweise der Achse A mehr Drehmoment als
der Achse B zuzuteilen.
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Eine
zweite bevorzugte Variante ist in 4 dargestellt.
Der erste Planetenradsatz P1 wird hierbei als einfacher Planetenradsatz
ausgeführt, bestehend aus einem Sonnenrad 19,
einem Hohlrad 22 und einem Planetenträger (Steg) 20 mit
darin gelagerten Planetenrädern 21, die sowohl
mit dem außenverzahnten Sonnenrad 19 als auch
mit dem innenverzahnten Hohlrad 22 kämmen.
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Hierbei
stellt der Planetenträger die Summenwelle 15 des
ersten Planetenradsatzes P1 dar, das Sonnenrad 19 die Differenzwelle 16 des
ersten Planetenradsatzes P1 und das Hohlrad 22 die Differenzwelle 17 des
ersten Planetenradsatzes P1.
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Der
zweite Planetenradsatz P2 wird als einfacher Planetenradsatz ausgebildet,
ebenfalls bestehend aus einem Sonnenrad 24, einem Hohlrad 23 und
einem Planetenträger (Steg) 25 mit darin gelagerten
Planetenrädern 28, die sowohl mit dem außenverzahnten
Sonnenrad 24 als auch mit dem innenverzahnten Hohlrad 23 kämmen.
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Hierbei
stellt der Planetenträger 25 die Summenwelle des
zweiten Planetenradsatzes P2 dar, das Sonnenrad 24 die
Differenzwelle 18 des zweiten Planetenradsatzes P2 und
das Hohlrad (23) die Differenzwelle 14 des zweiten
Planetenradsatzes P2.
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Prinzipiell
ist es möglich, die Zuordnung der Differenzwellen 14, 18 zu
Sonnenrad 24 und Hohlrad 23 des zweiten Planetenradsatzes
P2 zu vertauschen, um beispielsweise der Achse A mehr Drehmoment
als der Achse B zuzuteilen.
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Prinzipiell
ist es möglich, den Abtrieb zur Achse A und zur Achse B
zu vertauschen, um beispielsweise der Achse A mehr Drehmoment als
der Achse B zuzuteilen.
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Prinzipiell
ist es unerheblich, welche Planetengetriebe für das erfindungsgemäße
Verteilergetriebe 3 verwendet werden bzw. wie diese innen
aufgebaut sind. Es ist lediglich erforderlich, dass unterschiedliche
Planetenradsätze bzw. Differenziale entsprechenden den
erfindungsgemäßen Vorgaben im Hinblick auf Summenwelle
bzw. Differenzwellen entsprechend richtig angeschlossen bzw. zusammengebaut
werden bzw. die angetriebene Summenwelle und die abtreibenden Differenzwellen
entsprechend festgelegt werden.
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Es
ist möglich, unterschiedliche Bauformen von Differenzialgetrieben
bzw. Planetenradsätzen für das erfindungsgemäße
Verteilergetriebe
3 einzusetzen. Zu beachten ist dabei,
dass der Antrieb jeweils auf die Summenwelle des jeweiligen Differenzials bzw.
Planetenradsatzes erfolgt, das heißt hundert Prozent des
Drehmomentes werden auf die Summenwelle aufgebracht. Der Abtrieb
der verteilten Drehmomente erfolgt auf die jeweiligen beiden Differenzwellen,
an denen somit in Summe betragsmäßig das selbe
Drehmoment anliegt wie an der Summenwelle. Es wäre denkbar,
insbesondere als zweiten Planetenradsatz, auch andere Planetengetriebe
bzw. Differenzialgetriebe für das erfindungsgemäße
Verteilergetriebe
3 einzusetzen, insbesondere ein einfaches
Kegelraddifferenzial oder ein Stirnraddifferenzial mit zwei Sonnenrädern
und mehreren Planetenradpaaren, wie es beispielsweise aus
DE 19750834 C1 bekannt
ist. Prinzipiell könnte jedes beliebige Planetengetriebe
eingesetzt werden. Unterschiedliche Bauarten erfordern unterschiedlichen
Bauraum und/oder bieten unterschiedliche Einbausituationen und/oder
bieten unterschiedlichen Wirkungsgrad. Weiters können sich
bei manchen Bauarten auch die darstellbare Drehmomentverteilung
und/oder die sich ergebende Verteilergetriebeübersetzung
im Schongang unterschiedlich ergeben.
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Verteilergetriebe,
so wie sie in 3 und 4 dargestellt
sind, sind platzsparend, haben eine kompakte konzentrierte Anordnung
der Schaltelemente, sowie der beiden Planetenradsätze und
sind auch günstig in ein Automatikgetriebe integrierbar. Falls
das Verteilergetriebe 3 in ein Automatikgetriebe integriert
werden soll, so ist eine weit vorne liegende Position dieser Schaltelemente
im Verteilergetriebe 3 von Vorteil, da dann die Druckölversorgung
einfach ist, da das entsprechende Drucköl der Druckölversorgung
des Automatikgetriebes entnommen werden kann, und damit die Schaltelemente 6, 13, 8 angesteuert
werden können.
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Grundsätzlich
können alle Antriebe über Wellen oder Zahnketten
oder Zahnräder, insbesondere Stirnräder oder Kegel-
bzw. Hypoidräder, erfolgen. Für den Fall, dass
der Abtrieb zur Achse A über schrägverzahnte Stirnräder
erfolgt und der Planetenradsatz P2 ebenfalls schrägverzahnt
ist, so kann der Schrägungswinkel des Abtriebsstirnrades
insbesondere so gewählt werden, dass einem Axialschub aus dem
Planetenradsatz P2 entgegengewirkt wird und so die verbliebene,
von Lagern aufzunehmende Axialkraft geringer ausfällt.
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5 zeigt
eine Darstellung bzw. eine Tabelle von Funktionsmodi mit beispielhaften
Daten für eine Ausführungsform eines Verteilergetriebes
nach 2a wieder, bei der, wie in 6 dargestellt,
das Drehmoment der Summenwelle 15 im Verhältnis 30:70
zwischen der Differenzwelle 16 und der Differenzwelle 17 verteilt
wird und das Drehmoment der Summenwelle 10 im Verhältnis
30:70 zwischen der Differenzwelle 18 und der Differenzwelle 14 verteilt wird,
wobei in diesem Beispiel auf die jeweils zuerst genannte Welle der
kleinere Anteil (30%) entfällt. Es sind die verschiedenen,
an den Abtriebsachsen A, B anliegenden Drehmomente für
offene bzw. geschlossene bzw. offenen und geschlossenen schleifenden Kupplungen 6, 13 bzw.
Bremse 8 aufgelistet.
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Sofern
der erste Planetenradsatz P1 als einfacher Planetenradsatz ausgebildet
ist, ergibt sich im verbrauchsrelevanten Schongang ein günstiger
Wirkungsgrad, da ein einfacher Planetenradsatz einen relativ hohen
Standwirkungsgrad und eine negative Standübersetzung besitzt.
Aufgrund der negativen Standübersetzung wird bei festgehaltener
Sonne nur ein Teil der Leistung als verlustbehaftete Verzahnungsleistung übertragen
und der Rest nahezu verlustlos als Kupplungsleistung. In den Direktgängen weist
der Planetenradsatz P1 keine oder keine nennenswerten Drehzahldifferenzen
auf, sodass sich auch im Direktgang ein günstiger Wirkungsgrad
ergibt. Im zweiten Planetenradsatz P2 treten sowohl im Direkt- als
auch im Schongang keine nennenswerten Drehzahldifferenzen auf, sodass
er nicht nennenswert zur Gesamtverlustleistung beiträgt.
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Im
verbrauchsrelevanten Schongang des Verteilergetriebes 3 ist
der Kraftanteil, der an die Antriebsachse B übermittelt
wird, relativ hoch. Weil zur Achse B hin, anders als zur Achse A
hin, häufig kein zusätzlicher Abtrieb mit Zahnradstufen
oder einer Zahnkette erforderlich ist, fließt ein höherer
Drehmomentanteil über den Teilantriebsstrang mit dem besseren
Wirkungsgrad, wodurch sich insgesamt auch der Gesamtgetriebewirkungsgrad
verbessert.
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Von
Vorteil ist es, dass im Direktgang einerseits die normale Drehmomentverteilung
für die Antriebsachsen A und B gewählt werden
kann und andererseits auch eine andere Verteilung gewählt
werden kann, bei der der Anteil der auf die Antriebsachse A übertragenen
Kraft höher ist. Somit kann die Verteilung der Antriebskräfte
gut an vorhandene Bedingungen, insbesondere Belastungszustände,
Fahrbedingungen usw. angepasst werden. Die Drehmomentverteilung
kann so besser an die dynamischen Achslasten angepasst werden, wodurch
sich insbesondere Traktionsvorteile ergeben. Für ein unbeladenes Fahrzeug
mit hohem Vorderachslastanteil ergeben sich auf auf eisglatter Fahrbahn
mit einer frontlastigen Aufteilung insbesondere Traktionsvorteile,
da auf Glatteis keine großen Beschleunigungen und damit automatisch
auch keine großen dynamischen Achslastverschiebungen möglich
sind. Im vollbeladenen Zustand mit hohem Hinterachslastanteil und/oder
bei großer dynamischer Achslastverlagerung ergeben sich
Vorteile mit einer hecklastigen Aufteilung.
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Durch
ein gleichzeitiges Einschalten der Kupplungen 6 und 13 im
Verteilergetriebe ist es auch möglich, das Verteilergetriebe
zu sperren, um bestmögliche Traktion zu erzielen, wobei
sich beim Kurvenfahren die bekannten Verspannungen bzw. ein Zwangsschlupf
an den Rädern ergibt. Bei Verwendung von zumindest einem
lastschaltbaren Schaltelement 6, 13 kann auch
nur eine teilweise Sperrung erfolgen, indem eine der beiden Kupplungen 6 bzw. 13 vollständig
geschlossen wird und die andere nicht vollständig geschlossen
wird, wodurch zumindest ein teilweiser Ausgleich von Drehzahlunterschieden
ermöglicht wird.
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Insbesondere,
wenn die Steuerung der Kupplungen 6, 13 durch
ein elektronisches Fahrdynamikregelsystem erfolgt bzw. in dieses
integriert ist, wird es auch möglich, durch Anpassen der
Kraftverteilung durch ein Umschalten der Verteilung und/oder zumindest
teilweises Sperren des Verteilergetriebes 3 aktiv auf das
Fahrverhalten Einfluss zu nehmen.
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Durch
ein gleichzeitiges zumindest teilweises Schalten der Bremse 8 und
zumindest einer der Kupplungen 6, 13 kann auch
eine Fahrzeugbremse realisiert werden, mit der das Fahrzeug verzögert oder
im Stillstand gehalten werden kann.
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Bei
Verwendung von zumindest einem lastschaltbaren Schaltelement 6, 13, 8 ist
es auch denkbar, eine Anfahrfunktion bereitzustellen. So kann beispielsweise
der Fahrkomfort erhöht werden und/oder die thermische Belastung
einer trockenen Anfahrkupplung eines Schaltgetriebes reduziert werden. Lastschaltbare
Schaltelemente sind in der Regel als nasslaufende Lamellenkupplungen
ausgeführt und sind thermisch hoch belastbar, weil die
anfallende Wärme über einen Kühlölstrom
abgeführt wird.
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Weiters
ist es auch denkbar, über zumindest ein lastschaltbares
Schaltelement das Abtriebsmoment des Verteilergetriebes zu begrenzen
und so den Antriebsstrang vor extremen Überlasten durch
Fehlbedienung und/oder Missbrauch, beispielsweise Knallstarts, zu
schützen.
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In
den 6 bis 10 sind
unterschiedliche Aufteilungen von Drehmomenten auf die Abtriebsachsen
A und B anhand von zwei Planetenradsätzen erläutert,
die das Drehmoment jeweils im Verhältnis 30:70 aufteilen.
In 6 ist die entsprechende Prinzipskizze
dargestellt. Die Kupplung 6 ist in den 6 bis 10 entsprechend
der 2a angeordnet.
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7 zeigt
die Aufteilung des auf die Summenwelle des ersten Planetenradsatzes
P1 aufgebrachten Drehmomentes über die beiden Differenzwellen
des Planetenradsatzes P1 bzw. über die Summenwelle und
die Differenzwellen des zweiten Planetenradsatzes P2 auf die Abtriebachsen
A, B, wobei die Kupplungen 6 und 13 offen sind
und die Bremse 8 geschaltet ist und damit die Welle 7 festlegt bzw.
deren Drehung verbindet. Eine derartige Ausführungsform
zeigt den Schaltzustand des erfindungsgemäßen
Verteilergetriebes für den Schongang.
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8 zeigt
eine Aufteilung der Drehmomente für den Direktgang und
zwar in einer ersten Verteilung. Man erkennt, dass die Kupplung 6 geschlossen und
die zweite Kupplung 13 offen ist. Des weiteren ist die
Bremse 8 geöffnet. Die mit der Kupplung 6 zwangsläufig
mit der Summenwelle 15 verblockte erste Differenzwelle 16 besitzt
die selbe Drehzahl wie die zweite Differenzwelle 17.
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9 zeigt
den Direktgang des erfindungsgemäßen Verteilergetriebes 3 bei
einer zweiten Drehmomentverteilung. Die Kupplung 6 ist
geöffnet, die zweite Kupplung 13 ist geschaltet
bzw. geschlossen, die Bremse 8 ist geöffnet. Es
ergibt sich im Vergleich zu 8 eine andere
Drehmomentaufteilung an den Abtriebsachsen A, B.
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10 zeigt
eine mögliche Schaltung des erfindungsgemäßen
Verteilergetriebes 3 und zwar ist in dieser dargestellten
Ausführungsform das Verteilergetriebe längsgesperrt.
Dazu ist die Kupplung 6 geschaltet ebenso wie die zweite
Kupplung 13. Die Bremse 8 ist offen. Bei dieser
Schaltweise kann keine direkte Aussage mehr über die sich
ergebende Drehmomentverteilung getroffen werden, da bedingt durch
die erfolgte Längssperre, die Verteilung hauptsächlich
von der dynamischen Achslast und vom Untergrund bestimmt wird.
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Von
Vorteil ist es, wenn ein Schaltelement, das heißt Kupplung 6 oder
Kupplung 13 oder Bremse 8, derart gestaltet ist,
dass das Schaltelement nur bei Aufbringung eines gewissen Mindestdruckes
bzw. vorgegebenen Öffnungsdruckes geöffnet werden kann
und bei Betriebstillstand beispielsweise durch eine Federbeaufschlagung
geschlossen ist. Dadurch ist eine Weiterfahrt auch dann möglich,
falls die Ansteuerung der Schaltelemente ausfallen sollte. Weiters
wird dadurch verhindert, dass sich ein Fahrzeug, das ohne Feststellbremse
abgestellt ist, selbstständig in Bewegung setzen kann.
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Wie
die einzelnen Wellen aufeinander kraftübertragend einwirken über
Zahnriemen, Zahnräder oder andere Verbindungseinheiten
ist nicht Gegenstand dieser Erfindung; hier stehen dem Fachmann sämtliche
die gewünschte Wirkung erbringenden Bauelemente zur Verfügung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004002187
A1 [0002]
- - DE 19750834 C1 [0045]