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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe zur Verteilung eines Antriebsdrehmoments einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs auf eine erste Achse und eine zweite Achse des Kraftfahrzeugs.
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Verteilergetriebe sind Getriebe, um ein von der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs erzeugtes Antriebsdrehmoment auf mehrere Abtriebe aufzuteilen. Typischerweise finden derartige Verteilergetriebe in Kraftfahrzeugen mit permanentem oder zuschaltbarem Allradantrieb Anwendung. Sie verteilen das von der Antriebseinheit erzeugte Drehmoment auf zwei angetriebene Achsen des Fahrzeugs, wobei die Verteilung je nach Bauart des Verteilergetriebes vorbestimmt ist oder frei gewählt werden kann. Um die Übertragung des Drehmoments auf die beiden Achsen des Kraftfahrzeugs steuern zu können, ist beispielsweise eine Kupplungseinheit vorgesehen, die dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die Möglichkeit bietet, zwischen einem permanenten Zweiradantriebsmodus, bei welchem der Antrieb des Fahrzeugs ausschließlich über eine Primärachse erfolgt, und einem automatischen Vierradantriebsmodus – einem sogenannten ”On-Demand Drive Mode” – zu wählen. Bei diesem Modus wird in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen ein gewisser Anteil des Antriebsdrehmoments auf die Räder der anderen Achse (Sekundärachse) übertragen, um einen zeitweisen Vierradantrieb bereitzustellen.
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Grundsätzlich kann das Verteilergetriebe auch als steuerbares Mittendifferential ausgebildet sein, bei dem eine Kupplungseinheit vorgesehen ist, um die Verteilung von Antriebsdrehmoment in Längsrichtung des Fahrzeugs einzustellen.
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Aus der
DE 10 2009 021 246 A1 ist ein Verteilergetriebe bekannt, das durch seine Ausgestaltung die Anzahl der Bauelemente durch Einsatz eines koaxialen Zahnrades am Versatztrieb reduziert. Zusätzlich werden durch die Art der Lagerung der Wellen Bauelemente eingespart. Angesichts stetig wachsender Anforderungen an die Energieeffizienz eines Kraftfahrzeugs ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verteilergetriebe der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, das bei robuster und zuverlässiger Bauweise einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verteilergetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Demnach umfasst das Verteilergetriebe ein Gehäuse, eine Eingangswelle zum Einleiten von Antriebsdrehmoment in das Verteilergetriebe sowie eine erste Abtriebswelle zum Ausgeben von Antriebsdrehmoment an die erste Achse des Kraftfahrzeugs und eine zweite Abtriebswelle zum Ausgeben von Antriebsdrehmoment an die zweite Achse des Kraftfahrzeugs, wobei die zweite Abtriebswelle bezüglich der Eingangswelle parallel versetzt ist. Ferner umfasst das Verteilergetriebe einen Versatztrieb zur Übertragung von Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle auf die zweite Abtriebswelle, wobei der Versatztrieb ein zu der Eingangswelle oder zu der ersten Abtriebswelle koaxiales Zahnrad umfasst.
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Erfindungsgemäß ist das Zahnrad an einem Abschnitt des Gehäuses des Verteilergetriebes drehbar gelagert. Somit wird eine zuverlässige Lagerung des Zahnrads sichergestellt, die sich zudem auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise umsetzen lässt. Außerdem wird erreicht, dass die durch die Lagerung aufzunehmende Drehzahldifferenz – d. h. der Drehzahlunterschied zwischen dem Zahnrad und der das Zahnrad lagernden Komponente – maximal die Drehzahl des Zahnrades ist.
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Die Lagerung des Zahnrads an dem Gehäuse ist insbesondere bei Ausgestaltungen des Verteilergetriebes von Vorteil, bei denen das Zahnrad eine Ausnehmung umfasst, durch die sich die Eingangswelle oder die erste Abtriebswelle koaxial erstreckt. In diesem Fall können nämlich zwischen dem Zahnrad und der Eingangswelle bzw. der ersten Abtriebswelle in vielen Fahrsituationen erhebliche Drehzahlunterschiede vorliegen, die durch eine entsprechend dimensionierte Lagerung aufgenommen werden müssen. Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau des Verteilergetriebes werden dahingegen die auftretenden Drehzahlunterschiede beschränkt, weshalb die Lagerung entsprechend einfacher ausgelegt werden kann. Ferner ergeben sich geringere Wirkungsgradverluste des Verteilergetriebes.
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Es kann vorgesehen sein, dass die erste Abtriebswelle permanent antriebswirksam mit der Eingangswelle verbunden ist (z. B. Verbindung über ein Differentialgetriebe, feste Verbindung oder einteilige Ausführung).
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Auch die zweite Abtriebswelle des Verteilergetriebes kann grundsätzlich permanent antriebswirksam mit der Eingangswelle verbunden sein (z. B. über ein Differentialgetriebe). Alternativ hierzu umfasst das Verteilergetriebe eine Kupplungseinheit, mittels derer die zweite Abtriebswelle selektiv von der Eingangswelle entkoppelbar ist.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der das Zahnrad lagernde Gehäuseabschnitt ein zumindest abschnittsweise hülsenförmig ausgebildeter Fortsatz, der die Eingangswelle oder die erste Abtriebswelle zumindest abschnittsweise umgibt. Vorzugsweise erstreckt sich der Fortsatz zumindest teilweise in die Ausnehmung des Zahnrads. Der Fortsatz kann zumindest abschnittsweise zwischen dem Zahnrad und der Eingangswelle oder der ersten Abtriebswelle angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Fortsatz separat von den weiteren Abschnitten des Gehäuses ausgebildet. Insbesondere kann der Fortsatz lösbar an dem Gehäuse des Verteilergetriebes befestigt sein, insbesondere mit diesem verschraubt.
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Mit anderen Worten kann ein solcher Fortsatz – ob lösbar an dem Gehäuse befestigt oder untrennbar mit diesem verbunden – zumindest teilweise als Hülse ausgebildet sein, die die Eingangswelle oder die erste Abtriebswelle umgibt und an der das Zahnrad gelagert ist.
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Vorzugsweise umgibt der genannte Gehäuseabschnitt (insbesondere der genannte Fortsatz) die Eingangswelle oder die erste Abtriebswelle berührungsfrei. Insbesondere ist zwischen dem genannten Fortsatz und der Eingangswelle oder ersten Abtriebswelle kein eigenes Lager vorgesehen.
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Eine effiziente Lagerung des Zahnrads kann dadurch bereitgestellt werden, dass zwischen dem Zahnrad und dem genannten Gehäuseabschnitt (insbesondere dem genannten Fortsatz) ein Wälzlager, vorzugsweise ein Radiallager, insbesondere ein Nadellager, angeordnet ist.
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Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften und kompakten Ausführungsform weist der Fortsatz radial außenseitig eine Lagerlauffläche auf, die mit Wälzkörpern des Radiallagers zusammenwirkt, wobei die Lagerlauffläche vorzugsweise ein gehärteter Abschnitt des Fortsatzes ist. Mit anderen Worten fungiert die Lagerlauffläche des Fortsatzes als eine Komponente des Wälzlagers. Die außenseitige Anordnung der Lagerlauffläche ermöglicht eine vergleichsweise einfache Bearbeitung des Fortsatzes in diesem Bereich. Insbesondere wird der Fortsatz im Bereich der Lagerlauffläche gehärtet. Letztlich bildet der Fortsatz bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform selbst den Lagerinnenring, so dass die Anzahl der verbauten Bauteile reduziert wird und auch Bauraum eingespart wird.
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Die Montage des Verteilergetriebes vereinfacht sich, wenn der Fortsatz mittels einer Zentriereinrichtung lagegenau an dem Gehäuse montierbar ist. Die Zentriereinrichtung umfasst zumindest ein an dem Fortsatz ausgebildetes Führungselement, das mit zumindest einem komplementär ausgestalteten und an dem Gehäuse ausgebildeten Zentrierelement zusammenwirkt. Anschließend oder simultan kann der Fortsatz an dem Gehäuse beispielsweise angeschraubt, d. h. lösbar befestigt werden.
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In bestimmten Fällen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, den Fortsatz permanent an dem Gehäuse zu befestigen, beispielsweise durch Schweißen oder eine Schrumpfsitzverbindung, oder ihn einstückig mit dem Gehäuse auszubilden.
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Eine weitere Vereinfachung der Montage des Fortsatzes ergibt sich, wenn das Gehäuse einen Montagebund aufweist, an dem der genannte Fortsatz befestigbar ist. Da der Montagebund die Stabilität des Gehäuses verstärkt, kann er zusätzlich dazu genutzt werden, die Eingangswelle oder die erste Abtriebswelle zu lagern.
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Es kann vorgesehen sein, dass sich das Zahnrad in axialer Richtung an dem Fortsatz abstützt. Der Fortsatz kann zu diesem Zweck beispielsweise einen einstückig mit ihm ausgebildeten Bund oder Flansch aufweisen. Eine axiale Abstützung kann beispielsweise auch über einen an dem Fortsatz befestigbaren Sprengring erfolgen.
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Das genannte Zahnrad kann beispielsweise ein Kettenrad sein, falls der genannte Versatztrieb einen Kettentrieb bildet. Alternativ ist es möglich, dass das Zahnrad Teil eines Rädertriebs ist, wobei das Zahnrad in diesem Fall über ein Zwischenrad antriebswirksam mit einem Ausgangszahnrad des Rädertriebs verbunden ist.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang mit einem Verteilergetriebe gemäß zumindest einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei das Verteilergetriebe eine Kupplungseinheit umfasst, durch die die zweite Abtriebswelle selektiv mit Antriebsdrehmoment beaufschlagbar ist und wobei der Antriebsstrang eine zwischen der Kupplungseinheit des Verteilergetriebes und zumindest einem Rad des Kraftfahrzeugs angeordnete weitere Kupplung zum Stillegen eines zwischen der Kupplungseinheit und der Kupplung liegenden Abschnitts des Antriebsstrangs umfasst.
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Mit anderen Worten sind die zweite Achse des Kraftfahrzeugs oder zumindest ein Rad der zweiten Achse durch die weitere Kupplung vom restlichen Antriebsstrang trennbar, sodass der genannte Abschnitt des Antriebsstrangs bei geöffneter Kupplungseinheit und weiterer Kupplung stillgelegt ist. Ein stilllegbarer Antriebsstrangabschnitt kann beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug mit einer permanent angetriebenen Primärachse und einer wahlweise angetriebenen Sekundärachse vorgesehen sein. Bei einem derartigen Kraftfahrzeug kann im Verteilergetriebe zwischen der Eingangswelle und dem Versatztrieb eine Reibungskupplung und im Bereich eines Achsdifferentials der Sekundärachse eine geeignete Trennkupplung (formschlüssige Kupplung oder ebenfalls Reibungskupplung) angeordnet sein. Durch Öffnen beider Kupplungen wird der dazwischen liegende Abschnitt des Antriebsstrangs (zum Beispiel eine Kardanwelle) stillgelegt. Hierdurch kann verhindert werden, dass in einem Zweiradantriebsmodus, d. h. wenn nur die Primärachse angetrieben wird, nicht benötigte Teile des Antriebsstrangs mitbewegt werden, was zu Lasten der Kraftstoffwirtschaftlichkeit gehen würde.
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Ein Antriebsstrang mit stilllegbarem Antriebsstrangabschnitt ist beispielsweise aus der
DE 10 2009 005 378 A1 bekannt. Bei derartigen Antriebssträngen tritt das vorstehend erwähnte Problem auf, dass trotz der Stilllegung eines Teils des Antriebsstrangs bewegbare Teile in dem Verteilergetriebe vergleichsweise große Drehzahldifferenzen aufweisen. Durch die Lagerung des Zahnrads des Versatztriebes an dem Gehäuse des Verteilergetriebes werden die durch das Verteilergetriebe verursachten Reibungsverluste minimiert. Wenn beispielsweise die zweite Abtriebswelle des Verteilergetriebes stilllegbar ist, wird die Lagerung des genannten Zahnrads des Versatztriebes nur beansprucht, wenn die zweite Abtriebswelle auch tatsächlich mit Antriebsdrehmoment versorgt wird. Bei einer Stilllegung des der Sekundärachse zugeordneten Teils des Antriebsstrangs bewegt sich das Zahnrad nämlich nicht und es liegt keine Drehzahldifferenz zwischen dem Zahnrad und dem das Zahnrad lagernden Abschnitt des Gehäuses vor.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen angegeben.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem selektiv stilllegbaren Abschnitt des Antriebsstrangs,
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2 eine schematische Ansicht eines Verteilergetriebes,
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3 eine Querschnittsansicht eines Verteilergetriebes herkömmlicher Bauart,
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4 einen Ausschnitt einer Querschnittsansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verteilergetriebes, und
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5 Perspektivansichten eines das Zahnrad des Versatztriebs des Verteilergetriebes lagernden Fortsatzes.
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1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zuschaltbarem Allradantrieb. Das von einem Motor 11 – beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor (denkbar ist auch ein beliebig ausgestalteter Hybridantrieb) – erzeugte Antriebsdrehmoment wird über ein Hauptgetriebe 13 – beispielsweise ein manuelles Schaltgetriebe oder ein Automatikgetriebe – einem Verteilergetriebe 15 zugeführt. Ein erster Ausgang des Verteilergetriebes 15 ist über eine Kardanwelle 17 mit einem Hinterachs-Differentialgetriebe 19 gekoppelt. Hierdurch werden Räder 21 einer Hinterachse 23 des Kraftfahrzeugs permanent angetrieben. Die Hinterachse 23 bildet somit die Primärachse des Fahrzeugs. Ein zweiter Ausgang des Verteilergetriebes 15 ist über eine Kardanwelle 25 mit einem Vorderachs-Differentialgetriebe 27 gekoppelt. Hierdurch kann ein Teil des Antriebsdrehmoments des Motors 11 wahlweise auf die Räder 29 einer Vorderachse 31 übertragen werden. Die Vorderachse 31 bildet somit die Sekundärachse des Fahrzeugs. Zwischen dem Vorderachs-Differentialgetriebe 27 und einem Rad 29 der Vorderachse 31 (hier linkes Vorderrad des Fahrzeugs) ist eine Kupplung 63 vorgesehen, deren Funktion nachfolgend noch eingehender erläutert wird.
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2 zeigt eine schematische Ansicht des Verteilergetriebes 15 gemäß 1. Das Verteilergetriebe 15 besitzt eine Eingangswelle 41, eine erste Ausgangswelle 43 und eine zweite Ausgangswelle 45. Die erste Ausgangswelle 43 ist koaxial zu der Eingangswelle 41 und ist mit dieser drehfest – vorzugsweise einstückig – ausgebildet. Die Ausgangswelle 45 ist parallel versetzt zu der Eingangswelle 41 angeordnet.
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Das Verteilergetriebe 15 umfasst ferner eine Kupplungseinheit 47 mit einer Reibungskupplung 49 und einem Aktuator 51. Die Reibungskupplung 49 weist einen Kupplungskorb 53 auf, der drehfest mit der Eingangswelle 41 und der ersten Ausgangswelle 43 verbunden ist und der mehrere Kupplungslamellen trägt. Ferner besitzt die Reibungskupplung 49 eine drehbar gelagerte Kupplungsnabe 55, die ebenfalls mehrere Kupplungslamellen trägt, welche in einer alternierenden Anordnung in die Lamellen des Kupplungskorbs 53 eingreifen. Die Kupplungsnabe 55 ist drehfest mit einem Antriebszahnrad 57 eines Kettentriebs 59 verbunden. Ein Abtriebszahnrad 61 des Kettentriebs 59 ist drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 45 verbunden. Anstelle des Kettentriebs 59 kann ein Rädertrieb vorgesehen sein, beispielsweise mit einem Zwischenzahnrad zwischen den genannten Zahnrädern 57, 61. Außerdem kann die Nabe 55 in Abweichung von der dargestellten Bauweise drehfest mit den Wellen 41, 43 verbunden sein. In diesem Fall steht der Kupplungskorb 53 in drehfester Verbindung mit dem Antriebszahnrad 57. Es versteht sich, dass der Aktuator 51 dann zweckmäßigerweise anders als gezeigt angeordnet sein sollte.
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Durch Betätigung des Aktuators 51 im Einrücksinn der Reibungskupplung 49 kann ein zunehmender Anteil des über die Eingangswelle 41 in das Verteilergetriebe 15 eingeleiteten Antriebsdrehmoments auf die zweite Ausgangswelle 45 übertragen werden.
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Ist die Kupplungseinheit 47 allerdings geöffnet, so drehen sich die der zweiten Ausgangswelle 45 zugeordneten Komponenten des Antriebsstrangs bei einer Fahrt des Fahrzeugs mit, obwohl über diesen Teil des Antriebsstrangs kein Antriebsdrehmoment übertragen werden soll. Um dies zu verhindern, ist die vorstehend bereits erwähnte Kupplung 63 an der Vorderachse 31 (Sekundärachse) vorgesehen. Wird die Kupplung 63 bei offener Kupplungseinheit 47 geöffnet, so wird der dazwischen liegende Teil des Antriebsstrangs stillgelegt, was letztlich verhindert, dass der Kettentrieb 59 unnötig mitbewegt wird.
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Die Kupplung 63 ist beispielsweise eine Klauenkupplung. Es kann vorgesehen sein, dass der Kupplung 63 eine eigene Steuereinheit zugeordnet ist. In vielen Fällen ist es jedoch von Vorteil, wenn die Kupplungseinheit 47 und die Kupplung 63 von einer gemeinsamen Steuereinheit betätigt werden.
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3 zeigt Einzelheiten eines Verteilergetriebes 15' herkömmlicher Bauart in einer Querschnittsansicht. Insbesondere ist ersichtlich, dass der Aktuator 51 einen Stützring 64 und einen Stellring 65 aufweist, die bezüglich einer Rotationsachse A der Eingangswelle 41 und der ersten Ausgangswelle 43 drehbar gelagert sind. Der Stützring 64 ist über ein Axiallager an dem Antriebszahnrad 57 axial abgestützt. Der Stellring 65 ist hingegen axial verschieblich gelagert. An den einander zugewandten Seiten besitzen der Stützring 64 und der Stellring 65 jeweils mehrere Kugelrillen 67 bzw. 69. Diese verlaufen bezüglich der Achse A in Umfangsrichtung und sind bezüglich einer Normalebene zu der Achse A in Umfangsrichtung rampenartig geneigt, d. h. die Kugelrillen 67, 69 besitzen in Umfangsrichtung eine variierende Tiefe. Jeweils eine Kugelrille 67 des Stützrings 64 und eine Kugelrille 69 des Stellrings 65 stehen einander gegenüber und umschließen hierbei eine zugeordnete Kugel 71. Durch Verdrehen des Stützrings 64 und des Stellrings 65 relativ zueinander kann somit ein axiales Verschieben des Stellrings 65 bewirkt werden, wobei der Stellring 65 über ein Axiallager mit einem Andruckring 73 der Reibungskupplung 49 zusammenwirkt. Der Andruckring 73 ist mittels einer Tellerfederanordnung 75 in Ausrückrichtung der Reibungskupplung 49 vorgespannt.
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An dem Stützring 64 und an dem Stellring 65 ist ein jeweiliger Betätigungshebel 77 bzw. 79 angeformt. An dem freien Ende jeden Hebels 77, 79 ist jeweils eine Rolle 83 drehbar gelagert (nur die Rolle 83 des Hebels 79 ist in 3 zu sehen). Über die Rollen 83 wirken die Betätigungshebel 77, 79 mit den beiden Stirnseiten 87 einer Steuerscheibe 89 zusammen, die bezüglich einer Achse C drehbar ist. Die Stirnseiten 87 besitzen bezüglich einer Normalebene zu der Achse C einen in Umfangsrichtung geneigten Verlauf, d. h. die Steuerscheibe 89 ist im Querschnitt keilförmig ausgebildet. Durch Verdrehen der Steuerscheibe 89 können die Betätigungshebel 77, 79 somit scherenartig bewegt werden, um den Stützring 64 und den Stellring 65 relativ zueinander zu verdrehen. Die Steuerscheibe 89 besitzt einen angeformten Steckverzahnungsansatz 91. Über diesen kann die Steuerscheibe 89 mit einem Elektromotor und einem zugeordneten Untersetzungsgetriebe antriebswirksam verbunden sein (in 3 nicht gezeigt).
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Somit kann die Steuerscheibe 89 durch entsprechende Ansteuerung des genannten Elektromotors zu einer Drehbewegung angetrieben werden, um hierdurch die Betätigungshebel 77, 79 relativ zueinander zu verschwenken. Die hierdurch verursachte Verdrehung des Stützrings 64 und des Stellrings 65 relativ zueinander bewirkt eine axiale Bewegung des Stellrings 65. Der Andruckring 73 bewirkt somit ein Einrücken der Reibungskupplung 49 oder – unterstützt von der Tellerfederanordnung 75 – ein Ausrücken der Reibungskupplung 49.
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Bei dem Verteilergetriebe 15' herkömmlicher Bauweise ist das Antriebszahnrad 57 durch ein Radiallager 93 auf der Eingangswelle 41 gelagert. Hierdurch wird zwar eine kompakte Bauweise erzielt, allerdings muss das Radiallager 93 die zwischen den Komponenten 41, 57 vorliegenden Drehzahldifferenzen aufnehmen. Bei geöffneter Kupplung 63 bedeutet dies, dass das Antriebszahnrad 57 zwar nicht mehr aktiv angetrieben wird, wenn gleichzeitig die Kupplungseinheit 47 geöffnet ist. Abgesehen von Effekten, die aus Schleppmomenten resultieren, steht das Antriebszahnrad 57 in einem solchen Zustand also im Wesentlichen still. Allerdings liegt trotzdem eine große Drehzahldifferenz zwischen der rotierenden Eingangswelle 41 und dem im Idealfall stillstehenden Antriebszahnrad 57 vor, was zu nachteiligen Reibungsverlusten führt.
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Diese Reibungsverluste werden vermieden, wenn das Antriebszahnrad 57 nicht an der Eingangswelle 41 sondern mittels des Radiallagers 93 an einem stationären Fortsatz 95 gelagert ist, wie in 4 gezeigt ist. Der Fortsatz 95 ist an einem Montagebund 97 eines Gehäuses 99 des Verteilergetriebes 15 verschraubt. Der Fortsatz 95 kann daher als separates Bauteil gefertigt werden und wird erst bei der Montage des Verteilergetriebes 15 an dem Gehäuse 99 befestigt. Alternativ ist es auch möglich, den Fortsatz 95 einstückig mit dem Gehäuse 99 auszubilden.
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Der Fortsatz 95 erstreckt sich in einen Zwischenraum zwischen der Eingangswelle 41 und einer radialen Innenseite einer Ausnehmung 96 des Antriebszahnrads 57. Der Fortsatz 95 ist dabei so ausgestaltet, dass er die Eingangswelle 41 nicht berührt, um Reibungsverluste zu minimieren. In besonderen Fällen kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Fortsatz 95 und der Eingangswelle 41 ein zusätzliches Radiallager vorgesehen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Eingangswelle 41 jedoch in dem dargestellten Ausschnitt durch ein Lager 101 in dem Gehäuse 99 gelagert. Das Lager 101 ist dabei im Bereich des Montagebunds 97 angeordnet. Der Montagebund 97 dient daher nicht nur zur Befestigung des Fortsatzes 95, sondern er stellt auch einen verstärkten Bereich des Gehäuses 99 bereit, der eine zuverlässige Lagerung der Eingangswelle 41 ermöglicht.
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Zwischen der Innenseite der Ausnehmung 96 des Antriebszahnrads 57, durch die sich die Eingangswelle 41 koaxial zu dem Antriebszahnrad 57 erstreckt, und einem radial außenliegenden und als Lagerlauffläche dienenden Bereich 103 des Fortsatzes 95 sind Wälzkörper des Radiallagers 93 angeordnet, das insbesondere ein Nadellager ist. Da die Lagerlauffläche 103 gehärtet ist, können die Wälzkörper des Radiallagers 93 direkt mit dem Fortsatz 95 in Kontakt stehen. Gleiches gilt analog für die Innenseite der Ausnehmung 96 des Antriebszahnrads 57, d. h. diese dient ebenfalls als Lagerlauffläche. Letztlich wirken die Lagerlauffläche 103 und die Innenseite der Ausnehmung 96 des Antriebszahnrads 57 somit als Lagerinnenring bzw. Lageraußenring des Radiallagers 93, was die Montage erleichtert und die Anzahl der benötigten Bauteile minimiert. Zur Aufnahme der Wälzkörper des Radiallagers 93 weist das Antriebszahnrad 57 radial innenseitig eine Vertiefung 119 auf, die seitlich durch sich in radialer Richtung erstreckende Stege 119a, 119b begrenzt wird.
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In axialer Richtung stützt sich das Zahnrad 57 nach links über eine Anlaufscheibe 117 an einem Flanschabschnitt 105 des Fortsatzes 95 ab, der wiederum mit dem Montagebund 97 verbunden ist. Nach rechts stützt sich das Antriebszahnrad 57 an einem an dem Fortsatz 95 befestigten Sprengring 107 ab.
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Die weiteren in 4 dargestellten Komponenten des Verteilergetriebes 15 entsprechen im Wesentlichen jenen des bekannten Verteilergetriebes 15', Insbesondere ist das Antriebszahnrad 57 ein Kettenrad eines Kettentriebs 59. Das Antriebszahnrad 57 steht – abweichend von der Konstruktion des Verteilergetriebes 15' – mit dem Kupplungskorb 53 einer Reibungskupplung 49 einer Kupplungseinheit 47 in Verbindung. Die Art der Verbindung zwischen dem Antriebszahnrad 57 und der Kupplungseinheit 47 kann je nach Anforderung frei gestaltet werden.
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5 zeigt Perspektivansichten des Fortsatzes 95. Dieser weist Befestigungssegmente 109 auf, mit deren Hilfe der Fortsatz 95 an dem Gehäuse 99 befestigt werden kann. Die Befestigungssegmente 109 erstrecken sich von dem Flanschabschnitt 105 radial nach außen. Der Flanschabschnitt 105 definiert eine Vertiefung 111, die komplementär zu dem Montagebund 97 ausgebildet ist, um einen passgenauen Sitz des Fortsatzes 95 an dem Gehäuse 99 sicherzustellen. An dem Montagebund 97 und dem Flanschabschnitt 105 können komplementär ausgebildete Führungselemente – beispielsweise Führungsnasen und komplementäre Führungsnuten – ausgebildet sein, um die Montage des Fortsatzes 95 zu vereinfachen.
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In axialer Richtung erstreckt sich von dem Flanschabschnitt 105 ein hohlzylinderförmiger Lagerabschnitt 113, der die Eingangswelle 41 in montiertem Zustand hülsenartig und berührungsfrei umgibt und dessen radiale Außenseite zur. Lagerung des Antriebszahnrads 57 mit der Lagerlauffläche 103 versehen ist. An dem dem Flanschabschnitt 105 abgewandten Ende ist der Lagerabschnitt 113 mit einer Nut 115 zur Aufnahme des Sprengrings 107 versehen.
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Die Lagerung des Antriebszahnrads 57 an dem Fortsatz 95 und damit letztlich an dem Gehäuse 99 bewirkt, dass bei einer Stilllegung des dem Antriebszahnrad 57 zugeordneten Teils des Antriebsstrangs keine Verlustmomente im Verteilergetriebe 15 auftreten. Zudem wird die Eingangswelle 41 nicht durch Biegemomente belastet, die von dem zur Überwindung des parallelen Versatzes zwischen der Rotationsachse A der Eingangswelle 41 und einer Rotationsachse B der zweiten Ausgangswelle 45 vorgesehenen Kettentrieb 59 erzeugt werden. Diese Biegemomente würden nämlich bei einer Lagerung des Antriebszahnrads 57 auf der Eingangswelle 41 auf letztere übertragen werden, was bei deren Auslegung berücksichtigt werden müsste. Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verteilergetriebes 15 können die Eingangswelle 41 und die sie lagernden Komponenten (z. B. das Lager 101) kleiner dimensioniert werden, da die genannten Biegemomente von dem Fortsatz 95 – und damit letztlich von dem Gehäuse 99 – aufgenommen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Motor
- 13
- Hauptgetriebe
- 15, 15'
- Verteilergetriebe
- 17, 25
- Kardanwelle
- 19
- Hinterachs-Differentialgetriebe
- 21, 29
- Rad
- 23
- Hinterachse
- 27
- Vorderachs-Differentialgetriebe
- 31
- Vorderachse
- 41
- Eingangswelle
- 43
- erste Ausgangswelle
- 45
- zweite Ausgangswelle
- 47
- Kupplungseinheit
- 49
- Reibungskupplung
- 51
- Aktuator
- 53
- Kupplungskorb
- 55
- Kupplungsnabe
- 57
- Antriebszahnrad
- 59
- Kettentrieb
- 61
- Antriebszahnrad
- 63
- Kupplung
- 64
- Stützring
- 65
- Stellring
- 67, 69
- Kugelrille
- 71
- Kugel
- 73
- Andruckring
- 75
- Tellerfederanordnung
- 77, 79
- Betätigungshebel
- 83
- Rolle
- 87
- Stirnseite
- 89
- Steuerscheibe
- 91
- Steckverzahnungsansatz
- 93
- Radiallager
- 95
- Fortsatz
- 96
- Ausnehmung
- 97
- Montagebund
- 99
- Gehäuse
- 101
- Lager
- 103
- Lagerlauffläche
- 105
- Flanschabschnitt
- 107
- Sprengring
- 109
- Befestigungssegment
- 111, 119
- Vertiefung
- 113
- Lagerabschnitt
- 115
- Nut
- 117
- Anlaufscheibe
- 119
- Vertiefung
- 119a, 119b
- Steg
- A, B
- Rotationsachse
- C
- Achse
