DE102011011169A1 - Apparatus for driving axles of motor car, has change speed gearbox divided into two sub-gearboxes, where one of sub-gearbox operates with assigned forward gears on driven shaft that drives differential housing of differential - Google Patents

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Abstract

The apparatus has a change speed gearbox (10) i.e. automatically switched dual clutch gearbox, divided into two sub-gearboxes (I, II). One of the sub-gearboxes directly or indirectly drifts with assigned forward gears (R, 1-6) on a drive shaft (30) of a distribution differential (22) with correspondingly arranged gear wheels, where the drive shaft drives an axle. The other sub-gearbox operates with the assigned forward gears on a driven shaft (14) that drives a differential housing (38) of the differential. The differential is arranged on a front side opposite to an input side of the gearbox.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit zwei angetriebenen Achsen (Allradantrieb) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a drive device for motor vehicles with two driven axles (four-wheel drive) according to the preamble of claim 1.

Bei derartigen Antriebsanordnungen unterscheidet man im Wesentlichen permanente Antriebssysteme mit einem dazwischen geschalteten Verteilerdifferenzial zur Vermeidung von Verspannungen im Antriebssystem, manuell auf Allradantrieb umschaltbare Antriebsanordnungen und sogenannte hang an Systeme mit im Antriebsstrang zur einen Achse des Kraftfahrzeuges einer integrierten Viscokupplung oder dergleichen. Bei Letzterem wird die zweite Achse bei auftretendem Radschlupf aktiviert.In such drive arrangements, a distinction is made essentially permanent drive systems with an interposed distributor differential to avoid tension in the drive system, manually switchable to four-wheel drive arrangements and so-called hang on systems with the drive train to an axis of the motor vehicle integrated viscous coupling or the like. In the latter, the second axis is activated when wheel slip occurs.

Durch die DE 14 55 901 A1 wurde für ein fahrbares Arbeitsgerät wie einen Radlader auch schon vorgeschlagen, für den Schnellgang (zum Beispiel zum Überführen des Arbeitsgerätes an einen anderen Einsatzort) eine zusätzliche Kupplung vorzusehen, die mit dem Einschalten des Schnellganges automatisch den Allradbetrieb aufhebt bzw. das Antriebsmoment nur auf eine Achse leitet. Hintergrund dieser Maßnahme ist insbesondere, den für den Arbeitsbetrieb besonders niedrig übersetzten Getriebeteil zur Vermeidung hoher Drehzahlbelastungen im Schnellgang abzuschalten.By the DE 14 55 901 A1 was proposed for a mobile implement such as a wheel loader already, for the overdrive (for example, to transfer the implement to another site) provide an additional clutch that automatically overrides the all-wheel operation with the switching of the overdrive and the drive torque only on one axis passes. The background to this measure is in particular to switch off the transmission part, which is particularly low in working mode, in order to avoid high speed loads in overdrive.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsanordnung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die bei Kraftfahrzeugen mit mehreren Vorwärtsgängen (zum Beispiel mit bis zu acht Gängen) und Abtrieb auf beide Achsen einen günstigen Getriebewirkungsgrad und eine baulich und steuerungstechnisch besonders einfache Getriebekonstruktion ermöglicht.The object of the invention is to propose a drive arrangement of the generic type, which allows for motor vehicles with multiple forward gears (for example, up to eight gears) and output on both axes a favorable transmission efficiency and a structurally and control technology particularly simple gear design.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 erreicht. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angeführt.The solution of this object is achieved according to the invention with the features of claim 1. Advantageous and particularly expedient developments of the invention are specified in the further claims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Wechselgetriebe in zwei Teilgetriebe aufgeteilt ist, von denen eines der Teilgetriebe mit wenigstens einem diesem zugeordneten Vorwärtsgang auf die die eine Achse antreibende Antriebswelle des Differenzials mit entsprechend angeordneten Gangzahnrädern mittelbar oder unmittelbar abtreibt und das andere Teilgetriebe mit den diesen zugeordneten Gängen auf die das Gehäuse des Verteilerdifferenziales antreibende Abtriebswelle wirkt. Die vorgeschlagene Konstruktion ermöglicht ein Umschalten vom Antrieb beider Achsen des Kraftfahrzeuges in den unteren, hohe Radantriebsmomente aufweisenden Gängen in den Antrieb nur einer Achse (zum Beispiel Frontantrieb) in einem oder mehreren höheren Gängen, ohne das Erfordernis einer oder mehrerer, zusätzlicher Kupplungen. Mit dem Einlegen des jeweiligen Ganges wird automatisch die Antriebart bestimmt.According to the invention it is proposed that the change gear is divided into two partial transmissions, of which one of the partial transmission with at least one forward gear assigned to this drives the one axis driving drive shaft of the differential with correspondingly arranged gear wheels indirectly or directly and the other partial transmission with the associated gears on which the housing of the distributor differential driving output shaft acts. The proposed design allows switching from the drive of both axles of the motor vehicle in the lower, high wheel torque having gears in the drive only one axis (for example, front-wheel drive) in one or more higher gears, without the requirement of one or more, additional clutches. By inserting the respective gear, the drive type is automatically determined.

In fertigungstechnisch und baulich besonders vorteilhafter Weise wird ferner vorgeschlagen, dass die auf der Eingangswelle des Wechselgetriebes angeordneten Gangzahnräder beim ersten Teilgetriebe auf die mit dem Ausgleichsgehäuse des Verteilerdifferenziales trieblich verbundene Abtriebswelle abtreiben und dass auf der Abtriebswelle die als Hohlwelle ausgeführte Antriebswelle gelagert ist, die zusätzlich über ein Zwischenzahnrad auf eine das Differenzial der einen Achse antreibende Nebenwelle abtreibt.In manufacturing and construction particularly advantageous manner is also proposed that the arranged on the input shaft of the transmission gear gears abrade at the first part of the transmission gearbox drivingly connected to the differential output shaft and that on the output shaft designed as a hollow shaft drive shaft is mounted, which in addition an intermediate gear drives on a differential shaft of the one axis driving auxiliary shaft.

Insbesondere kann dabei das Verteilerdifferenzial auf der der Eingangsseite des Wechselgetriebes gegenüberliegenden Stirnseite angeordnet sein, wobei das zumindest eine Gangzahnrad des zweiten Teilgetriebes und das Zwischenzahnrad auf der hohlen Antriebswelle dem Verteilerdifferenzial unmittelbar axial benachbart angeordnet sind.In particular, the distributor differential can be arranged on the opposite side of the input side of the transmission, wherein the at least one gear of the second gear and the intermediate gear on the hollow drive shaft of the distributor differential are arranged directly axially adjacent.

Bei einem Wechselgetriebe mit sechs oder mehr Vorwärtsgängen kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest einer der höchsten Gänge, z. B. zumindest der höchste Gang, dem zweiten Teilgetriebe und die restlichen Vorwärtsgänge und der Rückwärtsgang dem ersten Teilgetriebe mit Allradantrieb zugeordnet sind. Da der Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges mit Antrieb nur einer Achse hinsichtlich des Getriebewirkungsgrades günstiger ist, sollte bei der Bestimmung der relevanten Vorwärtsgänge das voraussichtliche Fahrprofil berücksichtigt werden. Wird das Kraftfahrzeug zum Beispiel überwiegend im 5. und 6. Gang betrieben, so können diese dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet sein; es kann aber auch ausreichend sein, nur den höchsten, im Beispielfall den 6. Gang für den Antrieb nur einer Achse auszulegen.In a change gear with six or more forward gears, it may be advantageous if at least one of the highest gears, z. B. at least the highest gear, the second partial transmission and the remaining forward gears and the reverse gear are associated with the first partial transmission with all-wheel drive. Since the driving mode of the motor vehicle with the drive of only one axle is more favorable with regard to the transmission efficiency, the estimated driving profile should be taken into account when determining the relevant forward gears. If the motor vehicle is operated, for example, predominantly in the 5th and 6th gear, then these can be assigned to the second partial transmission; but it may also be sufficient to design only the highest, in the example, the 6th gear for driving only one axis.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann dabei bei einem manuell geschalteten Wechselgetriebe und im Fahrbetrieb mit dem nur auf eine Achse des Kraftfahrzeuges wirkenden, zumindest einem Vorwärtsgang im zweiten Teilgetriebe bei einem auftretendem Radschlupf an dieser Achse eine Anzeige generiert werden, die die Bedienungsperson des Kraftfahrzeuges zum Rückschalten in einen dem ersten Teilgetriebe zugeordnetem Vorwärtsgang auffordert. So kann bei einem auftretenden, unzulässigen Radschlupf zum Beispiel im 6. Gang (nur bei ungünstigen Fahrbedingungen und hohem Antriebsmoment, zum Beispiel Volllast) eine akustische und/oder optische Anzeige generiert werden, die zum Rückschalten in den geschwindigkeitsabhängig geeigneten Vorwärtsgang im Allradantrieb auffordert.In an advantageous embodiment of the invention can be generated in a manually shifted change gear and while driving with acting only on an axis of the motor vehicle, at least one forward gear in the second partial transmission at a wheel slip occurring on this axis a display that the operator of the motor vehicle for switching back in a the first sub-transmission associated forward gear requests. Thus, in the case of an occurring, impermissible wheel slip, for example in the 6th gear (only in unfavorable driving conditions and high drive torque, for example full load), an audible and / or visual display can be generated which prompts you to switch back to the speed-dependent suitable forward gear in the all-wheel drive.

In alternativer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann das Wechselgetriebe als automatisch geschaltetes Doppelkupplungsgetriebe an sich bekannter Bauart konzipiert sein, mit zwei je einer Kupplung zugeordneten Eingangswellen, die Gangzahnräder in alternierender Gangfolge (zum Beispiel 1 bis 7) tragen, wobei die eine hohle Eingangswelle Gangzahnräder eines ersten Teilgetriebes und eines zweiten Teilgetriebes aufweist. Deren korrespondierende Gangzahnräder sind bevorzugt auf der Antriebswelle zur einen Achse des Kraftfahrzeuges und auf der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle positioniert. Die bei Doppelkupplungsgetrieben an sich übliche Aufteilung in zwei Teilgetriebe ist erfindungsgemäß so modifiziert, dass das eine Teilgetriebe auf beide Achsen abtreibende Gangzahnräder und zusätzlich nur auf eine Achse abtreibende Gangzahnräder trägt.In an alternative embodiment of the inventive concept, the change gear as an automatically switched dual clutch transmission itself be known design, with two each associated with a clutch input shafts, the gear wheels in an alternating sequence (for example, 1 to 7) wear, the one hollow input shaft gear wheels of a first sub-transmission and a second sub-transmission has. Their corresponding gear wheels are preferably positioned on the drive shaft to an axis of the motor vehicle and on the output shaft designed as a hollow shaft. The usual in dual-clutch transmissions division into two partial transmissions according to the invention modified so that a partial transmission on both axes abgreibende gear wheels and additionally carries only on one axis abzreibende gear wheels.

Dabei kann in besonders vorteilhafter Auslegung die auf das Ausgleichsgehäuse des Verteilerdifferenziales abtreibende, hohle Abtriebswelle die Gangzahnräder definierter Vorwärtsgänge, zum Beispiel der Vorwärtsgänge 1, 2, 3, 4, 6 und des Rückwärtsganges R des ersten Teilgetriebes tragen, während die korrespondierenden Gangzahnräder der restlichen Vorwärtsgänge, insbesondere der Vorwärtsgänge 5 und 7 (oder nur 7), des zweiten Teilgetriebes auf der Antriebswelle nur zu der einen Achse angeordnet sind. Damit kann ebenfalls unter Berücksichtigung eines definierten Fahrprofils des Kraftfahrzeuges ein einen günstigen Getriebewirkungsgrad sicherstellender Fahrbetrieb gesteuert sein, insbesondere wenn bei relativ niedriger Lastanforderung zum Beispiel der 6. Vorwärtsgang lediglich kurzzeitig geschaltet bleibt, sozusagen als Überbrückung vom 5. Gang in den 7. Gang bzw. als Allradgang im hohen Geschwindigkeitsbereich mit automatischer Rückschaltung vom z. B. 7. Gang in den 6. Gang bei auftretendem Radschlupf oder ähnlichen Fahrsituationen.In this case, in a particularly advantageous design, the driving on the differential housing differential housing, hollow output shaft, the gear wheels defined forward gears, for example, the forward gears 1, 2, 3, 4, 6 and the reverse gear R of the first sub-gear wear, while the corresponding gear wheels of the remaining forward gears , in particular the forward gears 5 and 7 (or only 7), of the second partial transmission are arranged on the drive shaft only to the one axis. This can also be controlled taking into account a defined driving profile of the motor vehicle a favorable transmission efficiency sicherstellender driving, especially when switched on relatively low load request, for example, the sixth forward only briefly, so to speak as a bridge from 5th gear in the 7th gear or as all-wheel drive in the high speed range with automatic downshift from z. B. 7th gear in the 6th gear when occurring wheel slip or similar driving situations.

Insbesondere bei einem Doppelkupplungsgetriebe mit integriertem Vorderachs-Differenzial wird zur Erzielung einer baulich gedrängten, fertigungstechnisch günstigen Konstruktion vorgeschlagen, dass die mit dem einen Ausgangselement des gegenüber der Eingangsseite des Wechselgetriebes angeordneten Verteilerdifferenziales verbundene Antriebswelle eingangsseitig des Wechselgetriebes über einen Stirnzahnradtrieb eine Ritzelwelle des Differenziales der ständig angetriebenen Achse des Kraftfahrzeuges antreibt.In particular, in a dual-clutch transmission with integrated front differential differential is proposed to achieve a structurally crowded, manufacturing technology favorable that the one output element of the opposite side of the transmission arranged Verteilerdifferenziales connected drive shaft input side of the transmission via a Stirnzahnradtrieb a pinion shaft of the differential of the constantly driven Axis of the motor vehicle drives.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann somit, wie bereits zuvor beschrieben, im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges in höheren Gangstufen, insbesondere im 7. oder 5. Gang, bei einem auftretenden, unzulässigen Radschlupf an der korrespondierenden Vorder- oder Hinterachse über die elektronische Getriebesteuerung eine automatische Rückschaltung auf den nächst niedrigeren, beide Achsen antreibenden Vorwärtsgang gesteuert sein, zum Beispiel vom 7. Gang in den 6. Gang oder vom 5. Gang in den 4. Gang, etc.In an advantageous embodiment of the invention can thus, as already described, in driving the motor vehicle in higher gear ratios, especially in the 7th or 5th gear, in an occurring, inadmissible wheel slip on the corresponding front or rear axle via the electronic transmission control an automatic downshift be controlled to the next lower, driving both axes forward gear, for example, from the 7th gear in the 6th gear or the 5th gear in the 4th gear, etc.

Schließlich kann im Kraftfluss zu der nicht ständig angetriebenen Achse des Kraftfahrzeuges zumindest eine Trennkupplung eingeschaltet sein, die bei einem nur die eine Achse antreibenden Vorwärtsgang über die Getriebesteuerung automatisch geöffnet bzw. bei Allradantrieb geschlossen ist. Sind zum Beispiel zwei Trennkupplungen im Abtrieb des nicht ständig angetriebenen Achsdifferenziales vorgesehen, so ist in deren geöffnetem Zustand die triebliche Verbindung zum Wechselgetriebe unterbrochen, so dass die korrespondierenden Getriebeelemente im Achsdifferenzial nicht über die zugehörigen Räder „mitgeschleppt” werden. Daraus resultiert, dass die an das Verteilerdifferenzial angebundenen Getriebeelemente des Wechselgetriebes nur mit halber Drehzahl der Antriebswelle zur angetriebenen Achse drehen, wodurch der Antriebswirkungsgrad insgesamt weiter verbessert ist.Finally, in the power flow to the not constantly driven axle of the motor vehicle, at least one disconnect clutch can be switched on, which is automatically opened by the transmission control in a forward drive which drives only one axle or is closed in four-wheel drive. For example, if two separating clutches are provided in the output of the non-continuously driven axle differential, then the drive connection to the change gear is interrupted in the open state, so that the corresponding gear elements in the axle differential are not "dragged along" via the associated wheels. As a result, connected to the distributor differential gear elements of the transmission only rotate at half speed of the drive shaft to the driven axis, whereby the drive efficiency is improved overall.

Besonders bevorzugt ist weiter eine Ausgestaltung, bei der der Schrägungswinkel wenigstens einer Zahnradstufe eines Teilgetriebes so ausgelegt ist, dass damit zumindest eine Teilkompensation der Axialkräfte der Abtriebsstufe, insbesondere einer Abtriebs-Stirnradstufe, bewirkt wird. Dadurch kann auf einfache Weise eine reibungsreduzierende und lebensdauererhöhende Entlastung der entsprechenden Wellenlagerung erfolgen.Particular preference is further an embodiment in which the helix angle of at least one gear stage of a sub-transmission is designed so that at least a partial compensation of the axial forces of the output stage, in particular an output spur gear, is effected. This can be done in a simple way, a friction-reducing and life-enhancing relief of the corresponding shaft bearing.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:Two embodiments of the invention are explained in more detail below with further details. The schematic drawing shows in:

1 als Blockschaltbild ein einfaches, manuell schaltbares Geschwindigkeits-Wechselgetriebe (Schaltgetriebe) für Kraftfahrzeuge mit einem integrierten Verteilerdifferenzial zum Antrieb beider Achsen des Kraftfahrzeuges, wobei ein Vorwärtsgang unter Umgehung des Verteilerdifferenziales nur auf eine Achse abtreibt; und 1 as a block diagram of a simple, manually switchable speed change gearbox (manual transmission) for motor vehicles with an integrated distribution differential for driving both axles of the motor vehicle, wherein a forward drive, bypassing the distributor differential abrades only on one axis; and

2 ebenfalls als Blockschaltbild ein Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem integrierten Verteilerdifferenzial zum Antrieb beider Achsen des Kraftfahrzeuges, wobei zwei Vorwärtsgänge unter Umgehung des Verteilerdifferenziales nur auf eine Achse abtreiben. 2 also as a block diagram of a dual-clutch transmission for motor vehicles with an integrated distribution differential for driving both axles of the motor vehicle, wherein two forward gears, bypassing the distributor differential abort only on one axis.

In der 1 ist ein manuell schaltbares Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 10 für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb dargestellt, mit einer Eingangswelle 12, einer parallel dazu angeordneten Abtriebswelle 14 und einer Nebenwelle 16, die über ein Kegelritzel 18 ein nicht dargestelltes Vorderachs-Differenzial des Kraftfahrzeuges antreibt. Das Differenzial kann zum Beispiel ein Kegelraddifferenzial üblicher Bauart sein.In the 1 is a manual speed change gearbox 10 shown for motor vehicles with four-wheel drive, with an input shaft 12 , a parallel output shaft 14 and a side wave 16 that have a bevel pinion 18 an unillustrated front axle differential of the motor vehicle drives. The differential may be, for example, a bevel gear differential of conventional design.

Die Eingangswelle 12 kann über eine eingangsseitig des Wechselgetriebes 10 vorgesehene Reibungskupplung 20 mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine trieblich verbunden werden. Die besagten Wellen 12, 14, 16 sind in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse in bekannter Weise drehbar gelagert. The input shaft 12 can via an input side of the gearbox 10 provided friction clutch 20 be drivingly connected to a drive machine, not shown. The waves said 12 . 14 . 16 are rotatably mounted in a gear housing, not shown, in a known manner.

An dieses Getriebegehäuse angebaut oder in dieses integriert ist ein Verteilerdifferenzial 22 (zum Beispiel ebenfalls ein Kegelraddifferenzial), dessen eines Achskegelrad 24 mit einer Antriebswelle 26 verbunden ist, über die unter Zwischenschaltung einer Kardanwelle das hintere Achsdifferenzial des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) angetrieben ist.Attached to this gearbox or integrated into this is a distributor differential 22 (For example, also a bevel gear differential), one of whose Achskegelrad 24 with a drive shaft 26 is connected, via the interposition of a propeller shaft, the rear axle differential of the motor vehicle (not shown) is driven.

Das zweite Achskegelrad 28 des Verteilerdifferenziales 22 treibt auf eine als Hohlwelle ausgeführte Antriebswelle 30 ab, die ein Zwischenzahnrad 32 trägt, das mit einem Antriebszahnrad 34 auf der Nebenwelle 16 kämmt.The second axle bevel gear 28 the distributor differential 22 drives on a designed as a hollow shaft drive shaft 30 off, which is an intermediate gear 32 that carries with a drive gear 34 on the spur 16 combs.

Die Abtriebswelle 14 des Wechselgetriebes 10 ist über einen Mitnehmerzapfen 36. mit dem Ausgleichsgehäuse 38 des Verteilerdifferenziales 22 trieblich verbunden. Auf dem Mitnehmerzapfen 36 sind auch die mit den Achskegelrädern 24, 28 kämmenden Ausgleichskegelräder 40 drehbar gelagert.The output shaft 14 of the gearbox 10 is via a driving pin 36 , with the differential housing 38 the distributor differential 22 connected by love. On the driving pin 36 are also the axle bevel gears 24 . 28 meshing bevel gears 40 rotatably mounted.

Das Wechselgetriebe 10 ist hinsichtlich der schaltbaren Vorwärtsgänge 1 bis 6 und des Rückwärtsganges R in zwei Teilgetriebe I und II unterteilt.The gearbox 10 is divided with respect to the switchable forward gears 1 to 6 and the reverse gear R in two partial transmissions I and II.

Dabei treiben die Gangzahnradsätze für den Rückwärtsgang R (mit einem integrierten Umkehrzahnrad 42) und die Vorwärtsgänge 1 bis 5 des Teilgetriebes 1 von der Eingangswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 ab. Die Gangzahnradsätze (ohne Bezugszeichen) sind jeweils wie aus der 1 ersichtlich durch ein Festzahnrad und ein Loszahnrad gebildet, die miteinander in Eingriff sind und die über Synchronkupplungen 44 (Doppelsynchronkupplungen) und eine Einfachsynchronkupplung 46 für den Rückwärtsgang R alternierend über eine nicht dargestellte Schaltvorrichtung aktivierbar bzw. mit der entsprechenden Welle 12, 14 kuppelbar sind.The gears for the reverse gear R drive (with an integrated reverse gear 42 ) and the forward gears 1 to 5 of the partial transmission 1 from the input shaft 12 on the output shaft 14 from. The gear gear sets (without reference numerals) are each as shown in 1 can be seen formed by a fixed gear and a loose gear, which are engaged with each other and the synchronous clutches 44 (Double synchronizer clutches) and a single synchronizer clutch 46 for the reverse gear R alternately activated via a switching device, not shown, or with the corresponding shaft 12 . 14 are detachable.

Die Vorwärtsgänge 1 bis 5 und der Rückwärtsgang R treiben in der geschalteten Position jeweils in Kraftflussrichtung von der Eingangswelle 12 auf die Abtriebswelle 14, von dieser über den Mitnehmerzapfen 36 auf das Ausgleichsgehäuse 38 des Verteilerdifferenziales 22, und dieses über die beiden Achskegelräder 24, 28 auf die Antriebswelle 26 für den Antrieb der hinteren Achse des Kraftfahrzeuges und über die hohle Antriebswelle 30, den Zahnradtrieb 32, 34 und die Nebenwelle 16 auf das vordere Achsdifferenzial des Kraftfahrzeuges (Allradbetrieb).The forward gears 1 to 5 and the reverse gear R drive in the switched position respectively in the direction of power flow from the input shaft 12 on the output shaft 14 , from this over the driving pin 36 on the differential housing 38 the distributor differential 22 , and this on the two bevel gears 24 . 28 on the drive shaft 26 for driving the rear axle of the motor vehicle and the hollow drive shaft 30 , the gearwheel drive 32 . 34 and the secondary wave 16 on the front axle differential of the motor vehicle (four-wheel drive).

Der Gangzahnradsatz für den 6. Vorwärtsgang ist durch ein Loszahnrad 48 auf der Eingangswelle 12 und ein Festzahnrad 50 auf der hohlen Antriebswelle 30 gebildet und wird durch die auch für den 5. Vorwärtsgang vorgesehene Doppelsynchronkupplung 44 aktiviert.The gear gear set for the 6th forward gear is by a loose gear 48 on the input shaft 12 and a fixed gear 50 on the hollow drive shaft 30 formed and is provided by the intended also for the 5th forward double-clutch 44 activated.

Im 6. Gang verläuft der Kraftfluss von der Eingangswelle 12 über den Gangzahnradsatz 48, 50 auf die hohle Antriebswelle 30 und von dieser direkt über den Zahnradtrieb 32, 34 auf die Nebenwelle 16 bzw. das vordere Achsdifferenzial des Kraftfahrzeuges. Das Verteilerdifferenzial 22 mit den entsprechenden Kegelrädern 24, 28, 40 sowie das hintere Achsdifferenzial drehen momentenfrei mit, weil an der Abtriebswelle 14 kein Antriebsmoment anliegt bzw. diese frei drehen kann.In 6th gear, the power flow is from the input shaft 12 over the gear set 48 . 50 on the hollow drive shaft 30 and from this directly over the gear drive 32 . 34 on the side wave 16 or the front axle differential of the motor vehicle. The distributor differential 22 with the corresponding bevel gears 24 . 28 . 40 and the rear axle differential rotate with torque, because at the output shaft 14 no drive torque is applied or it can rotate freely.

Sollte in diesem Betriebszustand (6. Gang) an der angetriebenen Vorderachse ein unzulässiger Radschlupf auftreten, so kann gegebenenfalls über Steuereinrichtungen im Kraftfahrzeug (Radsensoren, Geschwindigkeitssignale, Ganganzeige) eine elektrische Anzeige generiert werden, die die Bedienungsperson des Kraftfahrzeuges auffordert, in einen niedrigeren, von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges abhängigen Vorwärtsgang (zum Beispiel den 5. oder 4. Gang) zurückzuschalten.If an inadmissible wheel slip occurs in this operating state (6th gear) on the driven front axle, then an electrical display can be generated via control devices in the motor vehicle (wheel sensors, speed signals, gear indicator) which prompts the operator of the motor vehicle to move to a lower position the speed of the motor vehicle dependent forward gear (for example, the 5th or 4th gear) zurückzuschalten.

Des Weiteren können in an sich bekannter Weise in den die hinteren Räder des Kraftfahrzeuges antreibenden Antriebswellen Trennkupplungen (z. B. hydraulisch betätigt) vorgesehen sein, die bei geschaltetem 6. Vorwärtsgang (Frontantrieb) geöffnet sind und somit das hintere Achsdifferenzial von den korrespondierenden Rädern abkoppeln. Damit werden die Getriebeelemente des hinteren Achsdifferenziales und die Kardanwelle stillgesetzt, z. B. durch Lagerreibung stillgesetzt, während das Ausgleichsgehäuse 38 des Verteilerdifferenziales 22, die Abtriebswelle 14 im Wechselgetriebe 10 und die korrespondierenden Gangzahnradsätze 3, 4 und 5 nur noch mit halber Drehzahl mit Bezug zur Antriebswelle 30 frei mitdrehen.Furthermore, in a manner known per se, separating clutches (eg hydraulically actuated) may be provided in the drive shafts driving the rear wheels of the motor vehicle, which are open when the sixth forward gear (front-wheel drive) is switched and thus decouple the rear axle differential from the corresponding wheels , Thus, the transmission elements of the rear axle differential and the propeller shaft are stopped, z. B. stopped by bearing friction while the differential housing 38 the distributor differential 22 , the output shaft 14 in change gear 10 and the corresponding gear gear sets 3, 4 and 5 only at half speed with respect to the drive shaft 30 rotate freely.

Weiter ist hier der Schrägungswinkel der Zahnradstufe 48, 50 des Teilgetriebes II bevorzugt so ausgelegt, dass damit zumindest eine Teilkompensation der Axialkräfte der hier beispielhaft als Abtriebs-Stirnradstufe ausgebildeten Abtriebsstufe 32, 34 bewirkt wird.Next is here the helix angle of the gear stage 48 . 50 of the partial transmission II preferably designed so that at least a partial compensation of the axial forces of the output stage formed here by way of example as output spur gear stage 32 . 34 is effected.

Die 2 zeigt ein automatisch über eine nicht dargestellte, elektronische und hydraulische Getriebesteuerung geschaltetes Doppelkupplungsgetriebe 52, das soweit nicht beschrieben bekannter Bauart sein kann. Funktionell gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in der 1 versehen.The 2 shows a switched automatically via an electronic and hydraulic transmission control, not shown, dual-clutch transmission 52 , which may be as far as not described known type. Functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in 1 Mistake.

Die alternierend schaltbare Doppelkupplung 20 treibt auf eine erste Eingangswelle 56 und auf eine zweite, als Hohlwelle ausgeführte Eingangswelle 58 ab, die koaxial zueinander angeordnet sind. The alternately switchable double clutch 20 drives on a first input shaft 56 and on a second, designed as a hollow shaft input shaft 58 from, which are arranged coaxially to each other.

Parallel dazu sind in dem nicht dargestellten Getriebegehäuse eine als Hohlwelle ausgeführte Abtriebswelle 60 und eine koaxial zu dieser angeordnete Antriebswelle 62 drehbar gelagert.In parallel, in the transmission housing, not shown, designed as a hollow shaft output shaft 60 and a coaxial with this arranged drive shaft 62 rotatably mounted.

Die hohle Abtriebswelle 60 treibt das Ausgleichsgehäuse 38 des Verteilerdifferenziales 22 an, dessen eines Achskegelrad 28 mit der Antriebswelle 62 trieblich verbunden ist, die über einen eingangsseitig des Wechselgetriebes 52 vorgesehenen Stirnzahnradsatz 64, 66 die Ritzelwelle 68 des in das Wechselgetriebes 52 integrierten Vorderachsdifferenziales (nicht dargestellt) antreibt, während das andere Achskegelrad 24 wie vorstehend auf die hintere Antriebswelle 26 bzw. das hinter Achsdifferenzial abtreibt.The hollow output shaft 60 drives the differential housing 38 the distributor differential 22 on, of which one axle bevel gear 28 with the drive shaft 62 is drivingly connected, via an input side of the gearbox 52 provided Stirnzahnradsatz 64 . 66 the pinion shaft 68 in the gearbox 52 integrated Vorderachsdifferenziales (not shown) drives, while the other Achskegelrad 24 as above on the rear drive shaft 26 or aborts behind the axle differential.

Das Doppelkupplungsgetriebe 52 weist sieben Vorwärtsgänge 1 bis 7 und einen Rückwärtsgang R auf, die wie folgt angeordnet sind: Auf der ersten, hohlen Eingangswelle 58 sind die Gangzahnräder (ohne Bezugszeichen) für die Vorwärtsgänge 7, 5, 3, 1 und auf der zweiten Eingangswelle 56 die Gangzahnradsätze R (mit einem Umkehrzahnrad 42) und den Vorwärtsgängen 2, 4, 6 angeordnet. Diese Aufteilung bildet zunächst zwei für ein Doppelkupplungsgetriebe übliche Teilgetriebe, wobei über alternierendes Schließen der Doppelkupplung 54 und entsprechendes Aktivieren der Gänge über die vier Doppelsynchronkupplungen 44 die Gänge entsprechend geschaltet werden.The dual-clutch transmission 52 has seven forward gears 1 to 7 and one reverse gear R arranged as follows: on the first hollow input shaft 58 are the gear wheels (without reference numerals) for the forward gears 7, 5, 3, 1 and on the second input shaft 56 the gear sets R (with a reverse gear 42 ) and the forward gears 2, 4, 6 are arranged. This division initially forms two partial gearboxes customary for a dual-clutch transmission, wherein the clutch is alternately closed via the double clutch 54 and corresponding activation of the gears via the four double synchronizer clutches 44 the gears are switched accordingly.

Abweichend vom Stand der Technik ist diese Aufteilung der Gänge vom Kraftfluss her gesehen an der ersten Eingangswelle 58 weiter unterteilt, derart, dass ein Teilgetriebe II und ein Teilgetriebe I wie eingezeichnet gebildet ist.Deviating from the prior art, this division of the gears from the power flow is seen at the first input shaft 58 divided further, such that a partial transmission II and a partial transmission I is formed as shown.

Dabei treiben die Gangzahnradsätze für den 7. und 5. Vorwärtsgang als das eine Teilgetriebe II von der Eingangswelle 58 direkt auf die Antriebswelle 62 ab, während die Gangzahnradsätze für den 3. und 1. Vorwärtsgang von der gleichen Eingangswelle 58 als zum Teilgetriebe I gehörig auf die Abtriebswelle 60 wirken.The gear gear sets for the 7th and 5th forward gear drive as the one partial gear II of the input shaft 58 directly on the drive shaft 62 while the gear gear sets for the 3rd and 1st forward gear from the same input shaft 58 as part of the transmission I belonging to the output shaft 60 Act.

Im Fahrbetrieb verläuft bei ins Schnelle übersetzten, geschalteten 7. oder 5. Vorwärtsgang der Kraftfluss von der Eingangswelle 58 über den korrespondierenden Gangzahnradsatz auf die Antriebswelle 62 und von dieser über den Stirnzahnradtrieb 64, 66 und die Ritzelwelle 68 auf das vordere Achsdifferenzial. Das Verteilerdifferenzial 22 und das hintere Achsdifferenzial drehen wir vorbeschrieben momentenfrei mit oder sind über die vorbeschriebenen Trennkupplungen abgekoppelt.When driving, the power flow from the input shaft runs at a speed-translated, switched seventh or fifth forward gear 58 via the corresponding gear set on the drive shaft 62 and from this via the spur gear drive 64 . 66 and the pinion shaft 68 on the front axle differential. The distributor differential 22 and the rear axle differential we rotate with torque-free as described above or are decoupled via the above-described disconnect couplings.

Im Fahrbetrieb in den übrigen Gängen R, 1, 2, 3, 4, 6 verläuft bei entsprechend aktivierter Doppelkupplung 20 und geschalteten Doppelsynchronkupplungen 44 der Kraftfluss von der hohlen Eingangswelle 58 (im 3. oder 1. Gang) oder von der Eingangswelle 56 (im Rückwärtsgang R oder in den Gängen 2, 4, 6) auf die Abtriebswelle 60 und von dieser auf das Ausgleichsgehäuse 38 des Verteilerdifferenziales 22, welches das Antriebsmoment über die Achskegelräder 24, 28 auf die Antriebswellen 26, 62 bzw. die beiden Achsdifferenziale verteilt.When driving in the other gears R, 1, 2, 3, 4, 6 runs at a correspondingly activated dual clutch 20 and switched double synchronous couplings 44 the power flow from the hollow input shaft 58 (in 3rd or 1st gear) or from the input shaft 56 (in reverse R or in the gears 2, 4, 6) on the output shaft 60 and from there to the differential housing 38 the distributor differential 22 , which determines the drive torque via the axle bevel gears 24 . 28 on the drive shafts 26 . 62 or the two axle differentials distributed.

Die besagte elektrohydraulische Getriebesteuerung (nicht dargestellt) kann so ausgeführt sein, dass bei einem unzulässigen Radschlupf bei nur einer angetriebenen Achse des Kraftfahrzeuges in den Vorwärtsgängen 7 oder 5 die Getriebesteuerung automatisch auf einen benachbarten Vorwärtsgang umschaltet (zum Beispiel 6. oder 4. Gang), bei dem beide Achsen angetrieben sind (Allradantrieb).Said electrohydraulic transmission control (not shown) may be designed so that in case of an impermissible wheel slip with only one driven axle of the motor vehicle in the forward gears 7 or 5, the transmission control automatically switches to an adjacent forward gear (for example 6th or 4th gear), in which both axles are driven (four-wheel drive).

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere können mehrere oder wenigere, ins Schnelle übersetzte Vorwärtsgänge auf den Antrieb nur einer Achse des Kraftfahrzeuges ausgelegt sein. Die ständig angetriebene Achse kann selbstverständlich auch die hinter Achse des Kraftfahrzeuges sein.The invention is not limited to the described embodiments. In particular, several or fewer, quickly translated forward gears can be designed to drive only one axis of the motor vehicle. Of course, the constantly driven axle can also be the rear axle of the motor vehicle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 1455901 A1 [0003] DE 1455901 A1 [0003]

Claims (10)

Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit zwei angetriebenen Achsen, mit einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe mit zumindest einer Eingangswelle, einer auf das Ausgleichsgehäuse eines Verteilerdifferenzials treibenden Abtriebswelle, mit mehreren auf der Eingangswelle und der Abtriebswelle positionierten, über Schaltkupplungen aktivierbaren Zahnradsätzen für mehrere Vorwärtsgänge und ggf. einem Rückwärtsgang, sowie mit von dem Verteilerdifferenzial abgehenden, die vordere Achse und die hintere Achse antreibenden Antriebswellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselgetriebe (10; 52) in zwei Teilgetriebe (I, II) aufgeteilt ist, von denen eines der beiden Teilgetriebe (II) mit wenigstens einem diesem zugeordneten Vorwärtsgang (6; 7, 5) auf die die eine Achse antreibende Antriebswelle (30; 62) des Verteilerdifferenzials (22) mit entsprechend angeordneten Gangzahnrädern mittelbar oder unmittelbar abtreibt und das ein anderes Teilgetriebe (I) mit den diesem zugeordneten Gängen (1 bis 5; 1 bis 4 und 6, R) auf die das Ausgleichsgehäuse (38) des Verteilerdifferenziales (22) antreibende Abtriebswelle (14; 60) wirkt.Drive device for motor vehicles with two driven axles, with a speed change gearbox having at least one input shaft, an output shaft driving on the differential housing of a distributor differential, with a plurality of gear sets for several forward gears and possibly one reverse gear, which are positioned on the input shaft and the output shaft via clutches, as well as with the distributor differential outgoing, the front axle and the rear axle driving drive shafts, characterized in that the change gear ( 10 ; 52 ) is divided into two partial transmissions (I, II), of which one of the two partial transmissions (II) with at least one forward gear (6; 7, 5) associated therewith on the drive shaft ( 30 ; 62 ) of the distributor differential ( 22 ) indirectly or immediately aborts with correspondingly arranged gear wheels and that another sub-transmission (I) with the associated gears (1 to 5, 1 to 4 and 6, R) on the the differential housing ( 38 ) of the distributor differential ( 22 ) driving output shaft ( 14 ; 60 ) acts. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Eingangswelle (12) des Wechselgetriebes (10) angeordneten Gangzahnräder (1 bis 5, R) beim zugeordneten ersten Teilgetriebe (I) auf die mit dem Ausgleichsgehäuse (38) des Verteilerdifferenziales (22) trieblich verbundene Abtriebswelle (14) abtreiben und dass auf der Abtriebswelle (14) die als Hohlwelle ausgeführte Antriebswelle (30) gelagert ist, die zusätzlich über ein Zwischenzahnrad (32) auf eine das Differenzial der einen Achse antreibende Nebenwelle (16) abtreibt.Drive device according to claim 1, characterized in that on the input shaft ( 12 ) of the transmission ( 10 ) arranged gear wheels (1 to 5, R) at the associated first partial transmission (I) to the with the differential housing ( 38 ) of the distributor differential ( 22 ) drivingly connected output shaft ( 14 abort and that on the output shaft ( 14 ) designed as a hollow shaft drive shaft ( 30 ), which in addition via an intermediate gear ( 32 ) on a differential shaft of the one axis driving auxiliary shaft ( 16 ) aborts. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerdifferenzial (22) auf der der Eingangsseite des Wechselgetriebes (10) gegenüberliegenden Stirnseite angeordnet ist und dass das zumindest eine Gangzahnrad (50) des zugeordneten zweiten Teilgetriebes (II) und das Zwischenzahnrad (32) auf der hohlen Antriebswelle (30) dem Verteilerdifferenzial (22) unmittelbar axial benachbart angeordnet sind.Drive device according to claim 2, characterized in that the distributor differential ( 22 ) on the input side of the transmission ( 10 ) opposite end face is arranged and that the at least one gear ( 50 ) of the associated second partial transmission (II) and the intermediate gear ( 32 ) on the hollow drive shaft ( 30 ) the distributor differential ( 22 ) are arranged directly axially adjacent. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechselgetriebe (10) mit mehr als sechs Vorwärtsgängen zumindest einer der höchsten Gänge dem zweiten Teilgetriebe (II) und die restlichen Vorwärtsgänge und der Rückwärtsgang dem ersten Teilgetriebe (I) zugeordnet sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that in a change gear ( 10 ) are associated with more than six forward gears at least one of the highest gears the second partial transmission (II) and the remaining forward gears and the reverse gear to the first partial transmission (I). Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem manuell geschalteten Wechselgetriebe (10) und im Fahrbetrieb mit dem nur auf eine Achse des Kraftfahrzeuges wirkenden Vorwärtsgang (6) im zweiten Teilgetriebe (II) bei einem auftretendem Radschlupf an dieser Achse eine Anzeige generiert wird, die die Bedienungsperson des Kraftfahrzeuges zum Rückschalten in einen dem ersten Teilgetriebe (I) zugeordneten Vorwärtsgang auffordert.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that in a manually connected change gear ( 10 ) and in driving operation with the acting only on an axis of the motor vehicle forward gear (6) in the second partial transmission (II) at an occurring wheel slip on this axis an indication is generated, the operator of the motor vehicle for switching back into a the first partial transmission (I) assigned forward gear requests. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselgetriebe als automatisch geschaltetes Doppelkupplungsgetriebe (52) konzipiert ist, mit zwei je einer Kupplung (20) zugeordneten Eingangswellen (56, 58), die Gangzahnräder in alternierender Vorwärtsgangfolge (1 bis 7) tragen, wobei die erste, vorzugsweise hohle Eingangswelle (58) Gangzahnräder (7, 5, 3, 1) eines ersten Teilgetriebes (I) und eines zweiten Teilgetriebes (II) trägt, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass deren korrespondierende Gangzahnräder auf der Antriebswelle (62) zur einen Achse des Kraftfahrzeuges und auf der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle (60) positioniert sind.Drive device according to claim 1, characterized in that the change gear as an automatically switched dual-clutch transmission ( 52 ), with two each one clutch ( 20 ) associated input shafts ( 56 . 58 ), the gear wheels in alternating forward gear sequence (1 to 7) carry, wherein the first, preferably hollow input shaft ( 58 ) Gear wheels (7, 5, 3, 1) of a first sub-transmission (I) and a second sub-transmission (II) carries, wherein it is preferably provided that their corresponding gear wheels on the drive shaft ( 62 ) to an axis of the motor vehicle and on the output shaft designed as a hollow shaft (US Pat. 60 ) are positioned. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Ausgleichsgehäuse (38) des Verteilerdifferenziales (22) abtreibende, hohle Abtriebswelle (60) die Gangzahnräder definierter Vorwärtsgänge, insbesondere der Vorwärtsgänge 1, 2, 3, 4, 6, und des Rückwärtsganges (R) des ersten Teilgetriebes (I) trägt und dass die korrespondierenden Gangzahnräder der restlichen Vorwärtsgänge, insbesondere der Vorwärtsgänge 5 und/oder 7, auf der Antriebswelle (62) angeordnet sind.Drive device according to claim 6, characterized in that on the differential housing ( 38 ) of the distributor differential ( 22 ) drifting, hollow output shaft ( 60 ) the gear wheels of defined forward gears, in particular the forward gears 1, 2, 3, 4, 6, and the reverse gear (R) of the first partial transmission (I) carries and that the corresponding gear wheels of the remaining forward gears, in particular the forward gears 5 and / or 7, on the drive shaft ( 62 ) are arranged. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges, vorzugsweise in höheren Gangstufen, insbesondere im 7. oder 5. Gang, bei einem auftretenden Radschlupf an der korrespondierenden Achse über die elektronische Getriebesteuerung eine automatische Rückschaltung auf einen nächst niedrigeren, beide Achsen antreibenden Vorwärtsgang gesteuert ist.Drive device according to claim 6 or 7, characterized in that when driving the motor vehicle, preferably in higher gear ratios, in particular in the 7th or 5th gear, with a wheel slip occurring on the corresponding axis via the electronic transmission control an automatic downshift to a next lower, both axles driving forward gear is controlled. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss zu der nicht ständig angetriebenen Achse des Kraftfahrzeuges zumindest eine Trennkupplung einschaltbar ist, die bei einem nur die eine Achse antreibenden Vorwärtsgang (6; 7, 5) über die Getriebesteuerung automatisch geöffnet bzw. bei Allradantrieb geschlossen ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that in the power flow to the non-constantly driven axle of the motor vehicle at least one separating clutch is switched on, the automatically opened at a only one axis driving forward gear (6; 7, 5) via the transmission control closed in four-wheel drive. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrägungswinkel wenigstens einer Zahnradstufe (48, 50) eines Teilgetriebes (II) so ausgelegt ist, dass damit zumindest eine Teilkompensation der Axialkräfte der Abtriebsstufe (32, 34; 64, 66), insbesondere einer Abtriebs-Stirnradstufe, bewirkt ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the helix angle of at least one gear stage ( 48 . 50 ) of a partial transmission (II) is designed so that at least a partial compensation of the Axial forces of the output stage ( 32 . 34 ; 64 . 66 ), in particular an output spur gear, is effected.
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