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GEBIET
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Die
vorliegende Offenlegung betrifft Kraftfahrzeugachsantriebsbaugruppen
und spezieller eine Achsantriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, die eine
Planetenradeinheit mit zwei Eingängen
aufweist.
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HINTERGRUND
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Die
Angaben in diesem Abschnitt liefern lediglich auf die vorliegende
Offenlegung bezogene Hintergrundinformationen und können den
Stand der Technik darstellen oder nicht.
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Die
Achsantriebsbaugruppe der Mehrheit von Personenkraftwagen, Sport-Utility-Fahrzeugen und
Lastkraftwagen umfasst ein Differenzial mit zwei gegenüberliegenden
Kegelradpaaren, die in einem Korb angeordnet sind, der an einem
durch den Ausgang des Getriebes oder Verteilergetriebes angetriebenen
Zahnrad befestigt ist und sich mit diesem dreht. Ein Paar der Zahnräder sind
Zwischenräder, die
jeweils mit beiden des anderen Paares von Zahnrädern, die mit den Radachsen
verbunden sind und diese antreiben, in Eingriff stehen.
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Während der
hauptsächliche
Zweck des Differenzials eine seitenunsymmetrische Änderung
der Drehzahl der Radachsen bei einer Kurvenfahrt gestatten soll,
bewirkt ein Satz von Hypoidzahnrädern, der
das Differenzial antreibt, typischerweise eine Untersetzung von
ungefähr
3:1 bis 4:1 und eine entsprechende Drehmomenterhöhung. In dieser Weise angeordnet,
können
Komponenten von Getriebe und Gelenkwelle etwas weniger robust sein,
weil sie Drehmomentgrößen übertragen,
die niedriger sind als sie es wären,
wenn eine solche Untersetzung und Drehmomentsteigerung des Achsantriebs
nicht unmittelbar angrenzend an den Radachsen auftreten würde.
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Klar
ist deshalb, dass größere Untersetzung und
Drehmomentsteigerung in der Achsantriebsbaugruppe eine Gewichtseinsparung
dadurch zustande bringen können,
dass kleinere und somit leichtere Komponenten in einem Fahrzeugantriebsstrang
zugelassen werden. Jedoch gibt es bei allen Dingen der Technik Grenzen
für diese
Vorgehensweise. Um bedeutende Untersetzungen und Drehmomentsteigerungen über die
hinaus zu erzielen, die durch einen typischen Hypoidzahnradsatz
erreicht werden, wird ein zusätzlicher
Zahnradsatz benötigt.
Dieser zusätzliche
Zahnradsatz bringt Energieverlust und Leistungsminderung bei allen
Betriebszuständen
ein. Darüber
hinaus wird so die Drehmomentsteigerung bei höheren Drehzahlen gering, während sie
bei niedrigeren Drehzahlen wünschenswert
ist. Tatsächlich
wäre es
bei vielen Betriebszuständen
mit höherer Drehzahl
wünschenswert,
die Differenzialeinheit direkt anzutreiben und die Untersetzung
und einen Energieverlust des Achsantrieb-Zahnradsatzes auszuschließen.
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In
Schwerlastkraftwagen mit Getrieben mit 8, 10 und 12 Gängen werden
diese Möglichkeiten
von Gängen
oft durch Zweigang-Hinterachsen (Differenziale) [Zweigang-Schaltachsen]
vergrößert, welche die
Wahl von Gängen
wirksam verdoppeln. Leider machen Kosten und Komplexität solcher
Vorrichtungen sie ungeeignet für
Gebrauch oder Anpassung in leichteren Fahrzeugen und Nutzfahrzeugen
wie Personenkraftwagen, Sport-Utility-Fahrzeugen und Leicht-Lkws. Zum Beispiel
wird eine Lastkraftwagen- Zweigangachse
eine oder typischer zwei Kupplungen aufweisen, die einen Eingang
selektiv mit einer von zwei Getriebeeinheiten oder Komponenten, die
die zwei Antriebsübersetzungsverhältnisse
für das
Hinterachsdifferenzial bereitstellen, kuppeln.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Achsantriebsbaugruppe mit einem
Differenzial bereit, das durch einen Planetenradsatz mit zwei Eingängen angetrieben
wird. Das Hohlrad des Planetenradsatzes steht und kann zum Beispiel
am Gehäuse
des Differenzials festgelegt sein. Einer der Eingänge ist
mit dem Planetenradträger
gekoppelt und treibt diesen an, der wiederum mit dem Differenzialkorb
verbunden ist und diesen antreibt. Der andere Eingang ist mit dem
Sonnenrad verbunden und treibt dieses an. Einbezogen in einen geeigneten
Antriebsstrang, zum Beispiel einen, der ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT)
mit zwei Ausgängen
aufweist, wobei der eine Zahnrädern
mit höherem Übersetzungsverhältnis (niedrigere
Drehzahl) und der andere Zahnrädern
mit niedrigerem Übersetzungsverhältnis (höhere Drehzahl)
zugeordnet ist, überträgt das Sonnenrad
eine Leistung in den langsamer laufenden Zahnrädern und bewirkt eine 1 + R/S
entsprechende Drehmomentsteigerung, wobei R/S das Zähnezahlverhältnis von
Hohlrad zu Sonnenrad ist. In den schneller laufenden Zahnrädern wird
die Leistung durch den Planetenradträger direkt auf den Differenzialkorb übertragen,
indem Untersetzung, Drehmomentsteigerung und Zahnradeingriffsverluste
des Planetenradsatzes vermieden werden. Es sind auch verschiedene
physikalische Anordnungen oder Entwürfe der Achsantriebsbaugruppe
gemäß der vorliegenden
Erfindung offenbart.
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Somit
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer
Achsantriebsbaugruppe für
den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, die ein Differenzial mit
zwei Eingängen
aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Achsantriebsbaugruppe für
einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, die einen herkömmlichen
Differenzialkorb und zwei Eingänge
aufweist.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Achsantriebsbaugruppe für
Personenkraftwagen, Sport-Utility-Fahrzeuge und Lastkraftwagen, die ein
Differenzial mit einem ersten und einem zweiten Eingang aufweist.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Achsantriebsbaugruppe für
Kraftfahrzeuge, die ein Differenzial und einen Planetenradsatz mit
einem ersten und einem zweiten Eingang aufweist.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Achsantriebsbaugruppe für
Kraftfahrzeuge, die ein Differenzial aufweist, das durch den Planetenradträger eines
Planetenradsatzes angetrieben wird.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Achsantriebsbaugruppe für
Kraftfahrzeuge, die ein Differenzial aufweist, das durch den Planetenradträger eines
Planetenradsatzes mit zwei Eingängen
angetrieben wird.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Achsantriebsbaugruppe für
Personenkraftwagen, Sport-Utility- Fahrzeuge und Lastkraftwagen, die ein
Differenzial aufweist, das durch den Planetenradträger eines Planetenradsatzes
mit zwei Eingängen
angetrieben wird.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Achsantriebsbaugruppe für
Kraftfahrzeuge, die ein Differenzial aufweist, das durch den Planetenradträger eines
Planetenradsatzes mit zwei durch die Ausgänge eines Doppelkupplungsgetriebes
angetriebenen Eingängen
angetrieben wird.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Achsantriebsbaugruppe für
Personenkraftwagen, Sport-Utility-Fahrzeuge und Lastkraftwagen mit einem
Differenzial, das durch den Planetenradträger eines Planetenradsatzes
mit zwei Eingängen,
die mit den Ausgängen
eines Doppelkupplungsgetriebes verbunden sind, angetrieben wird.
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Weitere
Aufgaben, Vorteile und Anwendungsbereiche werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung
deutlich. Es soll verständlich
werden, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele nur für Darstellungszwecke
beabsichtigt sind und nicht den Umfang der vorliegenden Offenlegung
einschränken sollen.
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ZEICHNUNGEN
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Die
hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur für Darstellungszwecke und sind
nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenlegung
in irgendeiner Weise einzuschränken.
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1 ist
die schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs wie eines Personenkraftwagens,
ein Sport-Utility-Fahrzeugs oder Lastkraftwagens, die einen quer
eingebauten Motor, Doppelkupplungsgetríebe und eine Achsantriebsbaugruppe
nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2 ist
die grafische Ansicht einer Doppelkupplungsgetriebe- und Achsantriebsbaugruppe,
die einen Doppeleingangs-Planetenradsatz und Differenzialkorb nach
der vorliegenden Erfindung einschließt;
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3 ist
eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die ein Planetenraddifferenzial nach
der vorliegenden Erfindung enthält;
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4A und 4B sind
schematische Darstellungen von zwei Entwürfen der Achsantriebsbaugruppe
nach der vorliegenden Erfindung, die einen Differenzialkorb und
an den Doppeleingangs-Planetenradsatz angrenzende Eingänge enthält; und
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5A und 5B sind
schematische Darstellungen von zwei Entwürfen der Achsantriebsbaugruppe
nach der vorliegenden Erfindung, die ein Planetenraddifferenzial
und an den Doppeleingangs-Planetenradsatz
angrenzende Eingänge
enthält.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht
dazu beabsichtigt, die vorliegende Offenlegung, Anwendung oder Einsatzzwecke
einzuschränken.
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Mit
Bezug auf 1 und 2 ist der
vordere Teil eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt und im
Allgemeinen durch die Bezugszahl 10 bezeichnet. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst
eine Karosserie 12, die eine Kraftmaschine 14 wie
einen Benzin-, E 85- (Bioethanol) oder Dieselmotor oder ein Hybridtriebwerk
aufnimmt und trägt.
Der Ausgang der Kraftmaschine 14 ist mit dem Eingang einer
Getriebe/Differenzialeinheit 16 verbunden, die ein Gehäuse 18 aufweist,
das ein Getriebe 20 und eine Achsantriebsbaugruppe 22 enthält und schützt, die beide
nachstehend weiter beschrieben werden. Zwei Abtriebswellen oder
angetriebene Achsen 24 erstrecken sich in Querrichtung
und koaxial von der Getriebe/Differenzialeinheit 16 und
sind durch Gleichlaufgelenke (nicht dargestellt) mit Kompletträdern 26 verbunden
und treiben diese an. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst außerdem Lenk-,
Brems-, Elektro-, Kraftstoff- und andere Systeme (nicht dargestellt),
die keinen bedeutenden Teil dieser Erfindung bilden.
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Mit
Bezug jetzt auf 2 ist das Getriebe 20 vorzugsweise
ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) oder ein ähnlicher Getriebetyp, der zwei
unabhängige
Ausgänge
aufweist, von denen einer den Zahnrädern mit höherem Übersetzungsverhältnis (niedrigere
Drehzahl) zugeordnet ist und der andere davon den Zahnrädern mit
niedrigerem Übersetzungsverhältnis (höhere Drehzahl)
zugeordnet ist. Das Getriebe 20 enthält eine Eingangswelle 30,
die von der Kraftmaschine 14 direkt angetrieben oder mit
dem Ausgang der Kraftmaschine 14 durch eine Kette oder ein
Zahnradgetriebe (beide nicht dargestellt) verbunden werden kann.
Die Eingangswelle 30 ist mit einem Paar von unabhängig und
wechselseitig alleinig arbeitenden Eingangskupplungen verbunden
und treibt diese an: eine erste Eingangskupplung 32, die
einer ersten Antriebswelle 34 zugeordnet ist, und eine zweite,
vorzugsweise koaxiale Eingangskupplung 36, die einem zweiten
Antriebsrohr oder Hohlwelle 38 zugeordnet ist. Wenn die
erste Eingangskupplung 32 eingerückt ist, wird ein Antriebsdrehmoment
der ersten Antriebswelle 34 bereitgestellt; wenn die zweite Eingangskupplung 36 eingerückt ist,
wird ein Antriebsdrehmoment dem zweiten Antriebsrohr 38 bereitgestellt.
Die erste Eingangskupplung 32 und die zweite Eingangskupplung 36 sind
vorzugsweise Baugruppen aus mehreren Kupplungsscheibenpaketen.
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Koaxial
um das Ende der ersten Antriebswelle 34, gegenüber der
ersten Eingangskupplung 32 angeordnet, befindet sich ein
Paar von im Abstand angeordneten Antriebszahnrädern: ein erstes Antriebszahnrad 42 und
ein zweites Antriebszahnrad 44. Das erste Antriebszahnrad 42 befindet
sich in ständigem
Eingriff mit einem ersten angetriebenen Zahnrad 46, und
das zweite Antriebszahnrad 44 befindet sich in ständigem Eingriff
mit einem zweiten angetriebenen Zahnrad 48. Das erste angetriebene Zahnrad 46 ist
an einer ersten Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 52 befestigt
und treibt diese an, und das zweite angetriebene Zahnrad 48 ist
an einer zweiten Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 54 befestigt
und treibt diese an. Zwischen dem ersten Antriebszahnrad 42 und
dem zweiten Antriebszahnrad 44 angeordnet, befindet sich
eine erste Doppelsynchronkupplungs- und Antriebselementeinheit 50. Bei
Aktivierung in eine erste Stellung, zum Beispiel nach rechts in 2,
synchronisiert die Doppelsynchronkupplungs- und Antriebselementeinheit 50 die Drehzahl
des ersten Antriebszahnrades 42 und der ersten Antriebswelle 34 und
kuppelt sie mit Hilfe einer Scheiben- oder Klauenkupplung (nicht
dargestellt) zwangsläufig
zusammen. Bei Aktivierung in eine zweite Stellung, zum Beispiel
nach links in 2, synchronisiert die Doppelsynchronkupplungs-
und Antriebselementeinheit 50 die Drehzahl des zweiten Antriebszahnrades 44 und
der ersten Antriebswelle 34 und kuppelt sie dann mit Hilfe
einer zweiten Scheiben- oder Klauenkupplung (ebenfalls nicht dargestellt)
zwangsläufig
zusammen. In einer dritten mittleren oder neutralen Stellung, dargestellt
in 2, befinden sich das erste Antriebszahnrad 42 und
das zweite Antriebszahnrad 44 in der ersten Antriebswelle 34 im
Freilauf.
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Eine ähnliche
Zahnrad- und Synchroneinrichtung ist dem zweiten Antriebsrohr oder
der Hohlwelle 38 zugeordnet. Koaxial um das Ende des zweiten
Antriebsrohrs 38, gegenüber
der zweiten Eingangskupplung 36 angeordnet, befindet sich
ein zweites Paar von im Abstand angeordneten Antriebszahnrädern: ein
drittes Antriebszahnrad 62 und ein viertes Antriebszahnrad 64.
Das dritte Antriebszahnrad 62 befindet sich in ständigem Eingriff
mit einem dritten angetriebenen Zahnrad 66, und das vierte
Antriebszahnrad 64 befindet sich in ständigem Eingriff mit einem vierten
angetriebenen Zahnrad 68. Das dritte angetriebene Zahnrad 66 ist
an einer ersten Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 52 befestigt
und treibt diese auch an, und das vierte angetriebene Zahnrad 68 ist
ebenfalls an der zweiten Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 54 befestigt
und treibt diese an. Zwischen dem dritten Antriebszahnrad 62 und
dem vierten Antriebszahnrad 64 angeordnet, befindet sich
eine zweite Doppelsynchronkupplungs- und Antriebselementeinheit 70.
Bei Aktivierung in eine erste Stellung, zum Beispiel nach rechts in 2,
synchronisiert die Doppelsynchronkupplungs- und Antriebselementeinheit 70 die
Drehzahl des dritten Antriebszahnrades 62 und des zweiten Antriebsrohrs
oder der Hohlwelle 38 und kuppelt sie anschließend mit
Hilfe einer Scheiben- oder Klauenkupplung (nicht dargestellt) zwangsläufig zusammen. Bei
Aktivie rung in eine zweite Stellung, zum Beispiel nach links in 2,
synchronisiert die Doppelsynchronkupplungs- und Antriebselementeinheit 70 die Drehzahl
des vierten Antriebszahnrades 64 und des zweiten Antriebsrohrs
oder der zweiten Hohlwelle 38 und kuppelt sie anschließend mit
Hilfe einer zweiten Scheiben- oder Klauenkupplung (ebenfalls nicht
dargestellt) zwangsläufig
zusammen. In einer dritten, mittleren oder neutralen Stellung, die
in 2 dargestellt ist, befinden sich das dritte Antriebszahnrad 62 und
das vierte Antriebszahnrad 64 in dem zweiten Antriebsrohr 34 im
Freilauf. Die erste Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 52 enthält ein erstes
Abtriebszahnrad 56 und treibt dieses an, und die zweite Vorgelegewelle
oder Getriebenebenwelle 54 enthält ein zweites Abtriebszahnrad 58 und
treibt dieses an.
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Somit
wird deutlich, dass das in 2 dargestellte
Doppelkupplungsgetriebe vier bestimmte Vorwärtsgang- oder Getriebeabstufungen
bereitstellen kann. Vorzugsweise bewirken das erste Antriebszahnrad 42 und
das erste angetriebene Zahnrad 46 einen ersten Gang, und
das dritte Antriebszahnrad 62 und das dritte angetriebene
Zahnrad 66 bewirken einen zweiten Gang, so dass die Zahnräder mit
niedrigerer Drehzahl (höheres Übersetzungsverhältnis) beide
einer Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle, in diesem Fall der
ersten Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 52, zugeordnet
sind. Entsprechend bewirken das zweite Antriebszahnrad 44 und
das zweite angetriebene Zahnrad 48 einen dritten Gang, und
das vierte Antriebszahnrad 64 und das vierte angetriebene
Zahnrad 68 bewirken einen vierten Gang, so dass die Zahnräder mit
höherer
Drehzahl (niedrigeres Übersetzungsverhältnis) beide
der anderen Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle, in diesem Fall
der zweiten Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 54,
zugeordnet sind. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann ohne weiteres
und herkömmlich
ein fünfter,
ein Rückwärtsgang
durch die Einbeziehung eines zusätzlichen
Zahnradsatzes zwischen einem der Eingangselemente 34 und 38 und
einer der Vorgelegewellen oder Getriebenebenwellen 52 und 54, der
ein drittes Zwischenrad zur Richtungsumkehrung sowie eine zusätzliche
einzelne Synchronkupplung (alle nicht dargestellt) aufweist, erreicht
werden. Es können
auch andere Einrichtungen zur Erzielung eines Rückwärtsgangs verwendet werden.
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Die
Achsantriebsbaugruppe 22 umfasst eine Planetenradeinheit 80 und
einen herkömmlichen
Differenzialkorb oder Kegelrad-Differenzial 100. In ständigem Eingriff
mit dem ersten Abtriebszahnrad 56 auf der ersten Vorgelegewelle
oder Getriebenebenwelle 52 befindet sich ein erstes Achsantriebeingangszahnrad 82.
In ständigem
Eingriff mit dem zweiten Abtriebszahnrad 58 auf der zweiten
Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 54 befindet sich
ein zweites Achsantriebseingangszahnrad 84. Das erste Achsantriebseingangszahnrad 82 ist
an einem ersten Eingangsantriebsrohr oder Hohlwelle 86 befestigt und
treibt diese an, die mit einem Sonnenrad 88 der Planetenradeinheit 80 verbunden
ist und dieses antreibt. Das zweite Achsantriebseingangszahnrad 84 ist
durch ein sich axial erstreckendes Rohr oder Verbindungsstück 92 mit
einem Planetenradträger 90 der
Planetenradeinheit 80 und einem Korb 102 des Differenzials 100 verbunden.
In dem Planetenradträger 90 ist
eine Vielzahl von Planetenzahnrädern 94 drehbar
gelagert, die sowohl mit dem Sonnenrad 88 als auch einem
feststehenden Hohlrad 96, das vorzugsweise an dem Achsantriebsgehäuse 18 befestigt
ist, kämmen.
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Das
Differenzial 100 umfasst außerdem ein Paar von gegenüberliegenden
Zwischenkegelrädern 104,
die an dem Korb 102 drehbar befestigt sind und mit einem
zweiten Paar von gegenüberliegenden
Antriebskegelrädern 106,
die jeweils mit einer der Abtriebswellen oder Radachsen 24 verbunden
sind und diese antreiben, in Eingriff stehen. Das Differenzial 100 funktioniert
auf normale Art und Weise, um den Radachsen 24 ein An triebsdrehmoment
bereitzustellen, während
es außerdem
relative Drehzahlunterschiede, die mit Kurvenfahrt verbunden sind,
zulässt.
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Es
wird jetzt die Arbeitsweise der Achsantriebsbaugruppe 22 beschrieben,
die eine Doppeleingangs-Planetenradeinheit 80 und ein Differenzial 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält,
wobei vorausgesetzt wird, dass der Leser mit der Arbeitsweise des
Doppelkupplungsgetriebes 20 im Allgemeinen vertraut ist.
Wenn entweder ein erster Gang durch Eingriff des ersten Eingangszahnrades 42 mit
der ersten Eingangswelle 34 ausgewählt wurde durch Betrieb der
ersten Synchron- und Kupplungseinheit 50 und Aktivierung
der ersten Eingangskupplung 32, oder ein zweiter Gang durch
Eingriff des dritten Eingangszahnrades 62 mit dem zweiten
Antriebsrohr oder Hohlwelle 38 ausgewählt wurde durch Betrieb der
zweiten Synchron- und
Kupplungseinheit 70 und Aktivierung der zweiten Eingangskupplung 36,
wird dem Sonnenrad 88 der Planetenradeinheit 80 durch die
erste Vorgelegewelle oder Getriebenebenwelle 52 und die
Zahnräder 56 und 82 ein
Antriebsdrehmoment zugeführt.
Die Planetenradeinheit 80 bewirkt eine Untersetzung und
eine 1 + R/S entsprechende Drehmomentsteigerung, wobei R/S das Zähnezahlverhältnis des
Hohlrades 96 zu dem Sonnenrad 88 ist. Der Planetenradträger 90 treibt
somit den Differenzialkorb 102 bei einer reduzierten Drehzahl
und mit einem erhöhten
Drehmoment im Verhältnis
zum Ausgang des Getriebes 20 an.
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Wenn
entweder ein dritter Gang ausgewählt wurde
durch Eingriff des zweiten Eingangszahnrades 44 mit der
ersten Eingangswelle 34 durch Betrieb der ersten Synchron-
und Kupplungseinheit 50 und Aktivierung der ersten Eingangskupplung 32,
oder ein vierter Gang ausgewählt
wurde durch Eingriff des vierten Eingangszahnrades 64 mit
dem zweiten Antriebsrohr 38 durch Betrieb der zweiten Synchron- und
Kupplungseinheit 70 und Aktivierung der zweiten Eingangskupplung 36,
wird dem Planeten radträger 90 der
Planetenradeinheit 80 durch die zweite Vorgelegewelle oder
Getriebenebenwelle 52 und die Zahnräder 58 und 84 ein
Antriebsdrehmoment zugeführt. Der
Planetenradträger 90 treibt
den Korb 102 des Differenzials 100 direkt ohne
Untersetzung oder Drehmomentsteigerung an. Wichtiger jedoch ist,
dass ein solcher Direktantrieb die mit der Planetenradeinheit 80 in
den niedrigeren Drehzahlgängen
verbundenen Zahneingriffsverluste ausschließt. Dies ist insofern besonders
nutzbringend, weil das Getriebe 20 und die Achsantriebsbaugruppe 22 weitaus
größere Zeiten
und Entfernungen in den höheren
Drehzahlgängen
zurücklegen
als in den niedrigeren Drehzahlgängen.
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Mit
Bezug jetzt auf 3 ist eine weitere Ausführungsform
der Achsantriebsbaugruppe 22' dargestellt.
Die Achsantriebsbaugruppe 22' umfasst die
Achsantriebseingangszahnräder 82 und 84,
das erste Eingangsantriebsrohr oder Hohlwelle 88, das Sonnenrad 88,
den Planetenradträger 90,
ein Rohr oder Verbindungsstück 92', die Planetenzahnräder 94 und
das Hohlrad 96. Anstelle eines herkömmlichen Differenzialkorbs,
wie das in 2 dargestellte Differenzial,
umfasst die Ausführungsform 22' ein Verbundplanetenraddifferenzial 110,
bei dem ein Hohlrad 112 mit dem Rohr oder Verbindungsstück 92' verbunden ist
oder durch dieses angetrieben wird. In dem Planetenradträger 114 sind
mehrere Ritzel oder Planetenradsätze
drehbar gelagert, von denen jeder ein äußeres Ritzel oder Planetenrad 116 enthält, das
mit dem Hohlrad 112 und einem inneren Ritzel oder Planetenrad 118 kämmt. Das
innere Ritzel oder Planetenrad 118 kämmt mit dem äußeren Ritzel
oder Planetenrad 116, wie angegeben, und einem Sonnenrad 120.
Der Planetenradträger 114 ist mit
einer der Radachsen 24 verbunden und treibt diese an. Das
Sonnenrad 120 ist mit der anderen Radachse 24 verbunden
und treibt diese an.
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Ein
visueller Vergleich des Differenzialkorbs 100 von 2 und
des Planetenrad-Differenzials 110 von 3 lässt den
Nutzen letzterer Ausführung
erkennen: die kürzere
axiale Länge
(Breite) der Achsantriebsbaugruppe 22'. Da dieser Typ von Achsantriebsbaugruppe
allgemein in dem Fahrzeug quer eingebaut ist und die Bauteilbreite
bei quer eingebauten Antriebssträngen
oftmals ein Problem ist, stellt das Planetenrad-Differenzial 110 der
Achsantriebsbaugruppe 22' eine
verbesserte Ausführung
und Flexibilität
des Einbaus zur Verfügung.
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Mit
Bezug jetzt auf 4A enthält eine Achsantriebsbaugruppe 180 mit
Eingängen,
die an den Eingang oder an eine das Drehmoment steigernde Planetenradeinheit
angrenzen, ein erstes Achsantriebseingangszahnrad oder Kettenrad 182 und
ein zweites Achsantriebseingangszahnrad oder Kettenrad 184,
die beide angrenzen an einen Eingang oder eine das Drehmoment steigernde
Planetenradeinheit 186, die ein Sonnenrad 188,
einen Planetenradträger 192,
der eine Vielzahl von Planetenrädern 194 drehbar
trägt und
lagert, und ein Hohlrad 196 aufweist. Das Sonnenrad 188 ist
mit dem ersten Zahnrad oder Kettenrad 182 verbunden, und
der Planetenradträger 192 ist
mit dem zweiten Zahnrad oder Kettenrad 184 verbunden. Das
Hohlrad 196 ist zum Beispiel an einem Gehäuse 18 festgelegt.
Der Planetenradträger 192 ist
außerdem
mit dem Korb 102 eines Differenzials 100 verbunden,
der ein Paar gegenüberliegender Zwischenkegelräder 104 und
ein Paar gegenüberliegender
Abtriebskegelräder 106 enthält, die
mit einem entsprechenden Paar von Abtriebswellen oder Radachsen 24 verbunden
sind.
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Mit
Bezug jetzt auf 4B enthält eine andere Achsantriebsbaugruppe 200 mit
Eingängen,
die an den Eingang oder an eine das Drehmoment steigernde Planetenradeinheit
angrenzen, ein erstes Achsantriebseingangszahnrad oder Kettenrad 202 und
ein zweites Achsantriebseingangs zahnrad oder Kettenrad 204,
die beide angrenzen an einen Eingang oder an eine das Drehmoment
steigernde Planetenradeinheit 206, die ein Sonnenrad 208,
einen Planetenradträger 212,
der eine Vielzahl von Planetenrädern 214 drehbar
trägt und
lagert, und ein Hohlrad 216 aufweist. Das erste Zahnrad
oder Kettenrad 202 ist mit dem Planetenradträger 212 und
einer Hohlwelle, Antriebsrohr oder Antriebselement 220 verbunden,
das wiederum mit dem Korb 102 einer Differenzialeinheit 100 verbunden
ist. Das zweite Zahnrad oder Kettenrad 204 ist mit dem
Sonnenrad 208 verbunden. Das Hohlrad 216 ist festgelegt,
zum Beispiel an dem Gehäuse 18.
Das Differenzial 100 umfasst ein Paar gegenüberliegender
Zwischenkegelräder 104 und
ein Paar gegenüberliegender
Abtriebskegelräder 106, die
mit einem entsprechenden Paar von Abtriebswellen oder Radachsen 24 verbunden
sind.
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Mit
Bezug jetzt auf 5A enthält eine dritte Achsantriebsbaugruppe 230 mit
Eingängen,
die an den Eingang oder eine das Drehmoment steigernde Planetenradeinheit
angrenzen, ein erstes Achsantriebseingangszahnrad oder Kettenrad 232 und
ein zweites Achsantriebseingangszahnrad oder Kettenrad 234,
die beide angrenzen an einen Eingang oder an eine das Drehmoment
steigernde Planetenradeinheit 236, die ein Sonnenrad 238,
einen Planetenradträger 242,
der eine Vielzahl von Planetenrädern 244 drehbar
trägt und
lagert, und ein Hohlrad 246 aufweist. Das erste Zahnrad
oder Kettenrad 232 ist mit dem Sonnenrad 238 verbunden.
Das Hohlrad 246 ist zum Beispiel an einem Gehäuse 18 festgelegt.
Das zweite Zahnrad oder Kettenrad 234 ist mit dem Planetenradträger 242 und
dem Hohlrad 252 einer Verbundplanetenraddifferenzialeinheit 250 verbunden.
Die Verbundplanetenraddifferenzialeinheit 250 umfasst außerdem ein
Sonnenrad 254, das mit einer der Abtriebswellen oder Radachsen 24 verbunden
ist und diese antreibt, sowie einen Planetenradträger 256,
in dem mehrere Paare von Planetenräder 258A und 258B drehbar
gelagert sind. Der Planetenradträger 256 ist
mit einer anderen der Abtriebswellen oder Radachsen 24 verbunden
und treibt diese an.
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Mit
Bezug jetzt auf 5B enthält eine vierte Achsantriebsbaugruppe 260 mit
Eingängen,
die an den Eingang oder eine das Drehmoment steigernde Planetenradeinheit
angrenzen, ein erstes Achsantriebseingangszahnrad oder Kettenrad 262 und
ein zweites Achsantriebseingangszahnrad oder Kettenrad 264,
die beide angrenzen an einen Eingang oder eine das Drehmoment steigernde
Planetenradeinheit 266, die ein Sonnenrad 268,
einen Planetenradträger 272,
der eine Vielzahl von Planetenrädern 274 drehbar
trägt und
lagert, und ein Hohlrad 276 aufweist. Das Hohlrad 196 ist
zum Beispiel an einem Gehäuse 18 festgelegt.
Das erste Zahnrad oder Kettenrad 262 ist mit dem Planetenradträger 272 und
einer Hohlwelle, einem Antriebsrohr oder Antriebselement 280 verbunden,
das wiederum mit einem Hohlrad 292 einer Verbundplanetenraddifferenzialeinheit 290 verbunden
ist. Die Verbundplanetenraddifferenzialeinheit 290 enthält ebenfalls
ein Sonnenrad 294, das mit einer der Abtriebswellen oder
Radachsen 24 verbunden ist und diese antreibt, und einen
Planetenradträger 296,
der mehrere Paare von Planetenrädern 298A und 298B drehbar
lagert. Der Planetenradträger 296 ist
mit einer anderen der Abtriebswellen oder Radachsen 24 verbunden
und treibt diese an.
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Es
soll deutlich werden, dass die Achsantriebsbaugruppen 22, 22', 180, 200, 230 und 260 der vorliegenden
Erfindung nicht nur sowohl verringerte Zahneingriffsverluste in
den höheren
und häufiger genutzten
Gängen
im Verhältnis
zu den unteren Drehzahlgängen
bewirken als auch eine Größen- und
Gewichtsverringerung der langsamer laufenden Getriebezahnräder zulassen,
sondern dass sie diese Vorteile auch ohne irgendwelche zusätzliche
Kupplungen, Synchronisiereinrichtungen oder Mehrbereichs- oder Gangauswahlkomponenten
erzielen.
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Die
vorliegende Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter
Natur und Änderungen,
die nicht vom Geist der Erfindung abweichen, sind innerhalb des
Umfangs der Erfindung beabsichtigt. Solche Änderungen sollen nicht als
Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung und den folgenden
Patentansprüchen
betrachtet werden.