DE102011088898A1 - Transfer gear-box device for distributing driving torque of drive shaft on two output shafts, has adjusting drive and balancing drive, which are axially arranged between planetary drives, and drive gears are coaxially opposite to each other - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Verteilergetriebeeinheit zum Verteilen von Antriebsmomenten einer Antriebswelle auf wenigstens zwei Abtriebswellen über wenigsten zwei dreiwellige Planetentriebe sowie über einen die Planetentriebe wirkverbindenden Stelltrieb und zur Überlagerung der an die Abtriebswellen verteilten Antriebsmomente mit Stellmomenten des an dem Stelltrieb angreifenden Stellantriebs, wobei der Stelltrieb wenigstens ein Ausgleichsrad und zwei mit dem Ausgleichsrad im Zahneingriff stehende Abtriebsräder aufweist, wobei jedes der Abtriebsräder mit jeweils einer Anschlusswelle der beiden jeweils drei Anschlusswellen aufweisende Planetentriebe leistungsübertragend verbunden ist.The invention relates to a transfer case unit for distributing drive torques of a drive shaft to at least two output shafts over at least two three-shaft planetary drives and a planetary drive operatively connecting actuator and the superposition of distributed to the output shafts drive torque with actuating moments of acting on the actuator actuator, wherein the actuator at least one Balancing and two with the pinion gear in meshing driven wheels, each of the driven wheels, each having a connecting shaft of the two three connecting shafts each having planetary gears is connected to transmit power.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Eine derartige Verteilergetriebeeinheit ist in
Die Antriebswelle ist quer zur Zentralachse ausgerichtet mit einem Stirnzahnrad versehen, das zur einen Seite hin mit einer Stirnverzahnung eines Hohlrads des einen Planetentriebs in Zahneingriff steht. Zur anderen Seite hin steht das Stirnzahnrad im Zahneingriff mit einem Umkehrrad, welches drehbar am Gehäuse der Verteilergetriebeeinheit gelagert ist. Das Umkehrrad wiederum steht im Zahneingriff mit einer Stirnverzahnung des Hohlrads des anderen Planetentriebs. Durch diese Anordnung drehen die zugleich mittels der Antriebswelle angetriebenen Hohlräder im gleichen Drehsinn um die Zentralachse. The drive shaft is aligned transversely to the central axis provided with a spur gear, which is in meshing engagement with a front toothing of a ring gear of a planetary gear to one side. On the other side, the spur gear meshes with a reversing gear, which is rotatably mounted on the housing of the transfer case unit. The reversing gear in turn is in meshing engagement with an end toothing of the ring gear of the other planetary drive. By virtue of this arrangement, the ring gears driven at the same time by means of the drive shaft rotate about the central axis in the same direction of rotation.
Der Stellantrieb ist über den Stelltrieb mit den Sonnenrädern der Planetentriebe verbunden. Der Stelltrieb greift axial zwischen die Planetentriebe und ist durch ein Antriebszahnrad, welches als Stirnrad ausgebildet ist, durch jeweils ein mit jeweils einer der Sonnen verbundenes Stellrad und durch ein Umkehrrad gebildet. The actuator is connected via the actuator with the sun gears of the planetary gears. The actuator engages axially between the planetary gears and is formed by a drive gear, which is designed as a spur gear, in each case by a respective associated with one of the sun dial and by a Umkehrrad.
Der Stellantrieb ist ein axial neben der Verteilergetriebeeinheit angeordneter Elektromotor mit einer Rotorwelle, deren Rotationsachse parallel zur Zentralachse der Verteilergetriebeeinheit verläuft. Nachteilig kann sich diese Anordnung auswirken, wenn der axiale und radiale Bauraum für die Verteilergetriebeeinheit, zum Beispiel an einer Fahrzeugachse, begrenzt ist.The actuator is an axially adjacent to the transfer case unit arranged electric motor with a rotor shaft whose axis of rotation is parallel to the central axis of the transfer case unit. The disadvantage of this arrangement may have an effect if the axial and radial space for the transfer case unit, for example on a vehicle axle, limited.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Verteilergetriebeeinheit zu schaffen, mit der wenig axialer und radialer Bauraum beansprucht wird. The object of the invention is to provide a compact transfer case unit, with the little axial and radial space is claimed.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. The object is solved according to the subject of claim 1.
Dreiwelliger Planetentrieb heißt Planetentrieb mit drei Anschlusswellen. Anschlusswellen sind nach dem Verständnis des Fachmanns An- bzw. Abtriebswellen des Planetentriebs oder Festglieder wie Sonnenräder, Stege (Planetenträger) oder Hohlräder. Die Summenwelle des Planetentriebs ist die Welle des Planetentriebs, die die größten Drehmomente führt bzw. an der die an den anderen Wellen des Planetentriebs anliegenden Momente summiert, d.h. zusammengeführt werden.Three-shaft planetary drive is called planetary drive with three connection shafts. Connecting shafts are according to the understanding of the expert input or output shafts of the planetary drive or fixed links such as sun gears, webs (planet carrier) or ring gears. The sum shaft of the planetary drive is the shaft of the planetary drive, which carries the largest torques or at which sums the voltage applied to the other waves of the planetary drive moments, i. be merged.
Die Verteilergetriebeeinheit weist zwei dreiwellige Planetentriebe auf, deren Anschlusswellen Hohlräder, Stege und Sonnenräder sind. Sie weisen jeweils mindestens einen Satz Planetenräder auf. Hohlrad, Steg und Sonnenrad sind des jeweiligen Planetentriebs sind jeweils um die Zentralachse der Verteilergetriebeeinheit rotierbar angeordnet. Die Planetenräder sind mit radialem Abstand zur Zentralachse der Verteilgetriebeeinheit jeweils um eine eigene Rotationsachse drehbar an dem Steg abgestützt. Die Zentralachse ist Rotationsachse der Anschlusswellen. The transfer case unit has two three-shaft planetary gears whose connecting shafts are ring gears, lands and sun gears. They each have at least one set of planetary gears. Ring gear, web and sun gear are the respective planetary gear are arranged rotatably in each case about the central axis of the transfer case unit. The planet gears are supported at a radial distance from the central axis of the distribution gear unit in each case about its own axis of rotation rotatably mounted on the web. The central axis is the axis of rotation of the connecting shafts.
Leistungsübertragend heißt zur Übertragung von Drehmomenten und/oder Drehzahl. An der Antriebswelle sitzend, heißt fest an dieser sitzend oder beispielsweise durch eine Kupplung zu- und abschaltbar. Die Drehzahl und Richtung der Drehmomente der Hohlräder sind somit gleich, so dass diese als zu einem gemeinsamen Hohlrad für das Verteilergetriebe gekoppelt verstanden werden können und somit die Summenwelle des Verteilergetriebes bilden. Power transmitting means to transmit torque and / or speed. Sitting on the drive shaft, is called fixed to this sitting or for example by a clutch on and off. The speed and direction of the torques of the ring gears are thus the same, so that they can be understood as coupled to a common ring gear for the transfer case and thus form the sum shaft of the transfer case.
Die natürliche Verteilung der Drehmomente über die Planetentriebe kann in der erfindungsgemäßen Verteilergetriebeanordnung, zwecks Torque-Vectoring an den Abtriebswellen durch Drehmomente (Stellmomente) des Stellantriebs überlagert werden. Dazu greift der Stellantrieb über eine getriebliche Verbindung oder vorzugsweise direkt an einem Antriebsrad des Stelltriebs der Verteilergetriebeeinheit an. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind sowohl der Stellantrieb als auch der Stelltrieb axial zwischen den Planetentrieben angeordnet. The natural distribution of the torques over the planetary gears can be superimposed in the transfer case assembly according to the invention, for the purpose of torque vectoring on the output shafts by torques (actuating torques) of the actuator. For this purpose, the actuator engages via a geared connection or preferably directly to a drive wheel of the actuating drive of the transfer case unit. According to one embodiment of the invention, both the actuator and the actuator are arranged axially between the planetary gears.
Der Stellantrieb ist vorzugsweise eine elektrische Maschine, deren Rotorwelle mit dem Stelltrieb gekoppelt ist. Die Rotorwelle des Stellantriebs ist bevorzugt quer zur Zentralachse der Verteilergetriebeeinheit ausgerichtet, kann aber auch parallel verlaufen, und ist in einem Gehäuse der Verteilergetriebeeinheit drehbar abgestützt gelagert. Die elektrische Maschine und der Stelltrieb sind so axial zwischen den Planetentrieben angeordnet, dass sie radial nicht über die Planetentriebe hinaus stehen. Mit anderen Worten, die elektrische Maschine und der Stelltrieb werden radial beidseitig von den Planetentrieben überragt.The actuator is preferably an electric machine whose rotor shaft is coupled to the actuator. The rotor shaft of the actuator is preferably aligned transversely to the central axis of the transfer case unit, but may also be parallel, and is supported rotatably supported in a housing of the transfer case unit. The electric machine and the actuator are arranged axially between the planetary gears so that they are not radially beyond the planetary gears out. In other words, the electric machine and the actuator are radially surmounted on both sides by the planetary gears.
Mit dem Stellantrieb ist leistungsübertragend ein Antriebsrad des Stelltriebs gekoppelt. Vorzugsweise sitzt das Ausgleichsrad auf der Rotorwelle oder auf einer mit der Rotorwelle gekoppelten Welle. Das Antriebsrad steht im Zahneingriff mit zwei Stellrädern des Stelltriebs. Eines der Stellräder ist mit einem Sonnenrad des einen Planetentriebs und das andere Stellrad ist mit dem anderen Sonnenrad des anderen Planetentriebs verbunden. Die im Zahneingriff stehenden Zahnräder sind Stirnräder oder vorzugsweise Kegelräder. With the actuator power transmitting a drive wheel of the actuator is coupled. Preferably, the differential gear is seated on the rotor shaft or on a shaft coupled to the rotor shaft. The drive wheel is in meshing engagement with two setting wheels of the actuator. One of the adjusting wheels is connected to a sun gear of a planetary gear and the other wheel is connected to the other sun gear of the other planetary gear. The meshing gears are spur wheels or preferably bevel gears.
Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, den durch die Verteilergetriebeeinheit beanspruchten axialen Bauraum zu verringern, insbesondere dann, wenn die Antriebswelle des Stellantriebs, beispielsweise die Rotorwelle quer zur Zentralachse ausgerichtet ist. Die radialen äußeren Abmessungen der Verteilergetriebeeinheit können auch gering gehalten werden. With such an arrangement, it is possible to reduce the axial space occupied by the transfer case unit, especially when the drive shaft of the actuator, for example, the rotor shaft is aligned transversely to the central axis. The radial outer dimensions of the transfer case unit can also be kept low.
Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass jeder der Planetentriebe jeweils eine als Hohlrad gebildete erste Anschlusswelle, eine als ein Steg gebildete zweite Anschlusswelle sowie eine als Sonnenrad gebildete dritte Anschlusswelle aufweist und mit Planetenrädern versehen ist. Die Planetenräder sind an dem Steg abgestützt und drehbar am Steg bzw. auf Planetenbolzen gelagert und stehen mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad im Zahneingriff.Embodiments of the invention provide that each of the planetary gears each having a first connecting shaft formed as a ring gear, a second connecting shaft formed as a web and a third connecting shaft formed as a sun gear and is provided with planetary gears. The planet gears are supported on the web and rotatably mounted on the web or on planet pins and are in meshing engagement with the sun gear and the ring gear.
Bei Geradeausfahrt rotieren die Planeten der Planetensätze beider Planetentriebe um das jeweilige Sonnenrad. Die Sonnenräder stehen still, weil das Antriebsrad des Stelltriebs fest gehalten ist. Bei Kurvenfahrt wird über das Stellgetriebe ausgeglichen. Die Antriebsmomente werden weiter durch die Stege auf die Abtriebswellen übertragen. Der Antrieb des Stellantriebsrades mittels des elektromotorischen Stellantriebs bewirkt Drehmomentendifferenzen zwischen Abtriebswellen.When driving straight ahead, the planets of the planetary gear sets of both planetary gears rotate around the respective sun gear. The sun gears stand still, because the drive wheel of the actuator is held firmly. When cornering is compensated via the actuating gear. The drive torques are further transmitted through the lands on the output shafts. The drive of the Stellantriebsrades means of the electric motor actuator causes torque differences between output shafts.
Beschreibung der ZeichnungDescription of the drawing
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to an embodiment.
Der erste Planetentrieb
Der zweite Planetentrieb
Die Antriebswelle
Das Maschinenelement
Der Stellantrieb
Der Stelltrieb
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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WO2016026519A1 (en) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | Polestar Performance Ab | Differential gear arrangement |
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
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