DE102012016508A1 - Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem durch ein Umlaufgetriebe gebildeten Differenzial mit einem Antriebselement und zwei auf Abtriebswellen abtreibenden Abtriebselementen. Zur Bereitstellung eines baulich kompakten und robusten Verteilergetriebes wird vorgeschlagen, dass das Differenzial durch zumindest zwei miteinander gekoppelte Umlaufgetriebe (12, 14, 72, 92) gebildet ist und alle Zahneingriffe des Differenzials durch das Antriebsmoment belastet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Verteilergetriebe, insbesondere Differenziale für Kraftfahrzeuge sind vielfach bekannt, die meist verwendeten Bauarten sind Kegelradgetriebe oder Umlaufgetriebe der gattungsgemäßen Art (Dreiwellengetriebe).
  • Ferner sind Verteilergetriebe bekannt (z. B. US 5,409,425 ), bei denen ein Umlaufgetriebe als Differenzial einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs zum Verteilen der Antriebsmomente auf die Räder und zum Ausgleich von Drehzahldifferenzen vorgesehen sind, wobei dem Steg des Differenzials und einer Abtriebswelle ein zweites Umlaufgetriebe mit einer Torque Vectoring Aktorik trieblich zugeordnet ist, das als Überlagerungsgetriebe wirkend über eine ansteuerbare Elektromaschine ein zusätzliches Antriebsmoment auf die eine oder andere Abtriebswelle ausübt (Torque Vectoring Funktion).
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verteilergetriebe der gattungsgemäßen Art anzugeben, das bauraumgünstig ausgebildet und hohe Antriebsmomente übertragen kann und das insbesondere für Elektroantriebe und ggf. für ein Torque Vectoring (TV) besonders geeignet ausgebildet ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 angeführt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Differenzial durch zumindest zwei miteinander gekoppelte Umlaufgetriebe gebildet ist und alle Zahneingriffe des Differenzials durch das Antriebsmoment belastet sind. Die miteinander zu einem Differenzial gekoppelten Umlaufgetriebe sind zumindest als Vierwellengetriebe ausgebildet, wobei sich das Antriebsmoment auf die deutlich erhöhten Zahneingriffe aller Getriebeelemente verteilt. Daraus resultiert eine geringere Belastung der Getriebeelemente mit dem Vorteil, diese baulich günstiger (kleiner) und leichter auszuführen. Die zulässigen Drehzahlen der einzelnen Getriebeelemente können erhöht werden, was insbesondere für einen elektrischen Antrieb des Differenzials von Vorteil ist (gewichtsgünstigere Antriebsmaschinen).
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit einem Verteilergetriebe mit einer integrierten Torque Vectoring (TV) Aktorik wird vorgeschlagen, dass die TV Aktorik entgegen gerichtete Drehmomente zwischen mindestens einer (vierten) Koppelwelle und einer weiteren Welle des Differenzials aufbringt und dadurch entgegen gerichtete Antriebsmomente an den Rädern überlagert. Über die Koppelwelle können durch die Auslegung der Übersetzungen des Differenzials große Differenzmomente eingesteuert werden, die eine wirkungsvolle TV Funktion sicherstellen. Insbesondere kann dabei zwischen mindestens einer Koppelwelle und einer weiteren Welle des Differentials eine momentenerhöhende Wirkung auf die mit den Rädern mittel oder unmittelbar verbundenen Wellen generiert werden.
  • In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung können zwei Koppelwellen des Differentials (Fünfwellengetriebe) ein entgegen gerichtetes Moment durch die TV Aktorik erzeugen, wodurch noch höhere Antriebsleistungen im Differenzial (weiter vermehrte Zahneingriffe) und eine noch wirksamere TV Funktion durch die Übersetzungsauslegungen erzielbar sind.
  • In alternativen Ausgestaltungen der Erfindung können auf eine Koppelwelle des Differentials und eine Welle, die mittel oder unmittelbar mit den Rädern verbunden ist, ein entgegen gerichtetes Moment durch die TV Aktorik gesteuert sein. Die Welle kann unmittelbar eine der Abtriebswellen oder die Antriebswelle des Differenzials sein, auf die die TV Aktorik ein entgegen gerichtetes Moment ausübt.
  • Die Umlaufgetriebe des Differenzials können bevorzugt in ihrer Standübersetzung als Minusgetriebe ausgelegt sein. Minusgetriebe haben einen einfacheren Aufbau als Plus-Umlaufgetriebe oder Kegelradgetriebe und ermöglichen Konstruktionen mit in radialer Erstreckung geringeren Abmaßen (Durchmessern) bei günstigen Übersetzungsverhältnissen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können den Umlaufgetrieben je Abtriebswelle ein Übersetzungstrieb mit einem antreibenden Sonnenrad, einem abtreibenden Steg und einem gehäusefesten Hohlrad nachgeschaltet sein. Die Übersetzungstriebe der beanspruchten Art sind baulich einfach und ermöglichen eine sehr vorteilhafte Absenkung der Antriebsmomente im Differenzial bei hohen Abtriebsmomenten an den antreibenden Rädern des Kraftfahrzeugs. Zudem kann eine noch wirkungsvollere TV Funktion bereitgestellt werden, wenn die TV Aktorik nicht auf eine der Abtriebswellen sondern auf eine der Ausgangswellen des Differenzials im Kraftfluss vor den Übersetzungstrieben wirken.
  • Die konstruktive Auslegung der Umlaufgetriebe und ggf. der Übersetzungstriebe ermöglicht es, diese innerhalb des Rotors einer antreibenden Elektromaschine bzw. Antriebsmaschine anzuordnen und somit eine kompakte und robust ausgeführte Antriebseinheit zu schaffen.
  • Des Weiteren kann ein Element der Umlaufgetriebe über zumindest eine Koppelwelle mit einer Elektromaschine und einem Überlagerungsgetriebe als TV Aktorik verbunden sein, die mittelbar oder unmittelbar zur Einsteuerung der Torque Vectoring Funktion ein entgegen gerichtetes Drehmoment auf eine der Abtriebswellen zu den Rädern oder auf eine der Ausgangswellen des Differenzials ausübt.
  • Des Weiteren können alternativ die zumindest zwei Umlaufgetriebe in ihrer Standübersetzung kombiniert als Minusgetriebe und Plusgetriebe ausgelegt sein, um ebenfalls besonders günstige Übersetzungsverhältnisse bzw. große Differenzmomente bei einer TV Funktion bereitzustellen.
  • Schließlich sind in den Ansprüchen 12 bis 14 eine besonders bevorzugte Koppelung der Umlaufgetriebe und ggf. eines Überlagerungsgetriebes zur Bereitstellung der TV Funktion angeführt, die baulich und fertigungstechnisch vorteilhaft sind.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der anliegenden, schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein als Blockschaltbild dargestelltes Verteilergetriebe für eine Antriebsachse von Kraftfahrzeugen mit zwei als Minusgetriebe ausgelegten Umlaufgetrieben als Differenzial und zwei nachgeschalteten Übersetzungstrieben;
  • 2 eine schematische Schnittansicht des Verteilergetriebes nach 1, das innerhalb eines Rotors einer antreibenden Elektromaschine angeordnet ist;
  • 3 ein Blockschaltbild eines zur 1 alternativen Verteilergetriebes mit einer TV Aktorik;
  • 4 das Verteilergetriebe nach 3 in einer schematischen Schnittansicht mit einem in den Rotor einer elektrischen Antriebsmaschine integrierten Differenzial und seitlich angebauter TV Aktorik;
  • 5 ein zu den 3 und 4 alternatives Verteilergetriebe mit höherer Übersetzungsauslegung in der TV Funktion;
  • 6 das Verteilergetriebe nach 5 in einer schematischen Schnittansicht mit seitlich einer elektrischen Antriebsmaschine angeordnetem Differenzial;
  • 7 ein weiteres, alternatives Verteilergetriebe mit drei Umlaufgetrieben als Differenzial, einer integrierten TV Aktorik und beidseitig angeordneten Übersetzungstrieben;
  • 8 das Verteilergetriebe nach 7 in einer schematischen Schnittansicht mit in den Rotor einer Elektromaschine integriertem Differenzial und seitlich dazu angebauter TV Aktorik;
  • 9 als Blockschaltbild ein zu den 7 und 8 alternatives Verteilergetriebe mit drei Umlaufgetrieben; und
  • 10 ein weiteres, alternatives Verteilergetriebe (Fünfwellengetriebe) mit drei Umlaufgetrieben als Differenzial und zwei mit dem Überlagerungsgetriebe der TV Aktorik verbundenen Koppelwellen.
  • In der 1 ist als Blockschaltbild ein erstes Verteilergetriebe 10 für eine Antriebsachse für Kraftfahrzeuge dargestellt, das sich im Wesentlichen aus zwei elementaren Umlaufgetrieben 12, 14 und zwei im Kraftfluss nachgeschalteten Übersetzungstrieben (einheitlich mit 16 bezeichnet) zusammensetzt. Die Übersetzungstriebe 16 treiben über Abtriebswellen 18, 20 auf die Räder 22 der Antriebsachse ab.
  • Die Umlaufgetriebe 12, 14 (bzw. Planetengetriebe) sind als Minusgetriebe mit den Standübersetzungen i0 = –2 ausgeführt und derart miteinander gekoppelt, dass sie gemeinsam als Differenzial wirken, wobei alle Zahneingriffe wie nachstehend ausgeführt durch das Antriebsmoment belastet sind.
  • Der Antrieb des Differenzials 12, 14 erfolgt dabei über den Steg 12a als Antriebswelle, dessen Planetenräder 12b mit dem Hohlrad 12c kämmen, wobei das Hohlrad 12c mit der Ausgangswelle 24 des Differenzials verbunden ist. Ferner sind die Planetenräder 12b mit dem Sonnenrad 12d in Eingriff, das mit dem Hohlrad 14c des zweiten Umlaufgetriebes 14 gekoppelt ist.
  • Der die Planetenräder 14b tragende Steg 14a des Umlaufgetriebes 14 ist mit der zweiten Ausgangswelle 26 des Differenzials 12, 14 verbunden, während das Sonnenrad 14d mit der ersten Ausgangswelle 24 gekoppelt ist.
  • In der einfachsten Ausführung der Erfindung bilden die Ausgangswellen 24, 26 des Differenzials 12, 14 die auf die Räder 22 abtreibenden Abtriebswellen 18, 20. Durch die auf alle Getriebeelemente der beiden Umlaufgetriebe 12, 14 verteilten Zahneingriffe können bei baulich günstiger Konstruktion höhere Antriebsmomente auf die Räder 22 übertragen oder das Differenzial 12, 14 entsprechend verkleinert werden.
  • Dies zeigt die 2, bei der das Differenzial bzw. die beiden Umlaufgetriebe 12, 14 innerhalb des Rotors 28 einer ringförmigen, elektrischen Antriebsmaschine 30 mit einem in einem umgebenden Gehäuse 34 angeordneten Stator 32 verbaut sind.
  • Dabei ist ein etwa trommelförmiges Tragteil 28a des Rotors 28 über beidseitige Wälzlager 36 in Gehäusewänden 34a des Gehäuses 34 drehbar gelagert und nimmt die beiden Umlaufgetriebe 12, 14 in der in der 1 dargestellten Verknüpfung der Getriebeelemente auf.
  • So ist das Hohlrad 12c des angetriebenen Umlaufgetriebes 12 fest mit der Ausgangswelle 24 bzw. der rechten Abtriebswelle 20 verbunden, die zudem das Sonnenrad 14d des Umlaufgetriebes 14 trägt.
  • Ferner treibt das Tragteil 28a des Rotors 28 den Steg 12a des Umlaufgetriebes 12 wie vorbeschrieben an, während der Steg 14a auf die Ausgangswelle 26 bzw. die linke Abtriebswelle 18 abtreibt.
  • Zu einer weiteren Momentenreduzierung im Differenzial 12, 14 (vgl. 1) bei gleichen Abtriebsmomenten an den Rädern 22 sind die Übersetzungstriebe 16 vorgesehen, bei denen jeweils ein Sonnenrad 16d mit den Planetenrädern 16b der korrespondierenden Stege 16a in Eingriff ist, wobei die Stege 16a jeweils mit den Abtriebswellen 18, 20 trieblich verbunden sind. Das Antriebsmoment der Antriebsmaschine 30 und das Reaktionsmoment der gehäusefesten Hohlräder 16c ergibt dabei in Summe das Antriebsmoment an den Rädern 22.
  • Die Übersetzungstriebe 16 gemäß 1 könnten ebenfalls innerhalb der Antriebsmaschine 30 und unmittelbar benachbart den Umlaufgetrieben 12, 14 bzw. dem Differenzial angeordnet sein.
  • Die 3 bis 10 zeigen alternative Ausführungen des Verteilergetriebes, die jedoch nur soweit beschrieben sind, als sie sich wesentlich von den 1 und 2 unterscheiden. Funktionell gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Das Verteilergetriebe 40 gemäß 3 weist neben den als Differenzial wirkenden Umlaufgetrieben 12, 14 und den Übersetzungstrieben 16 eine Torque Vectoring (TV) Aktorik 42 auf, mittels der über eine ebenfalls ringförmige Elektromaschine 44 mit einem Stator 46 und einem Rotor 48 und über ein Überlagerungsgetriebe 50 entgegengerichtete Antriebsmomente den Rädern 22 aufgeprägt werden können.
  • Das Überlagerungsgetriebe 50 ist wie folgt angetrieben bzw. mit dem Differenzial 12, 14 gekoppelt:
    Das Überlagerungsgetriebe 50 weist ein gemeinsames, drehbar gelagertes Hohlrad 50c auf, das mit zwei Planetenradsätzen von Planetenrädern 50b, 50e kämmt, wobei die Planetenräder 50b, 50e auf zwei Stegen 50a, 50f gelagert sind. Des weiteren kämmen die Planetenräder 50b, 50e mit Sonnenräder 50d, 50g. Dabei ist das Sonnenrad 50d gehäusefest angeordnet, während das benachbarte Sonnenrad 50g trieblich mit dem Rotor 48 der Elektromaschine 44 verbunden ist.
  • Die abtreibenden Stege 50f und 50a sind über eine Welle 52 und eine Koppelwelle 54 (durch Punkte verdeutlicht) mit der Antriebswelle (= Steg 12a) des Umlaufgetriebes 12 und dem Hohlrad 14c des Umlaufgetriebes 14 trieblich verbunden und übertragen somit bei über die Elektromaschine 44 eingesteuertem Moment ein entgegengesetztes Drehmoment auf die Antriebswelle 12a und das Hohlrad 14c bzw. mittelbar (über den Übersetzungstrieb 16) auf die Abtriebswellen 18 und 20 mit einer dementsprechenden TV Funktion.
  • Die 4 zeigt eine schematische Schnittansicht des wiederum in die elektrische Antriebsmaschine 30 integrierten Verteilergetriebes 40 mit TV Aktorik 42, wobei die TV Aktorik 42 mit der Elektromaschine 44 und dem Überlagerungsgetriebe 50 auf der einen Seite der Antriebsmaschine 30 und außerhalb der stirnseitigen Gehäusewände 34a des Gehäuses 34 und innerhalb eines anschließenden Gehäusedeckels 34b angeordnet ist. Die Übersetzungstriebe 16 sind hier nicht dargestellt.
  • Wie ersichtlich ist, ist das Hohlrad 50c des Überlagerungsgetriebes 50 auf dem gehäusefest abgestützten Sonnenrad 50d bzw. dessen Wellenabschnitt über ein Wälzlager 56 drehbar gelagert, während die anderen, nicht weiter beschriebenen Lagerstellen der Getriebeelemente durch Gleitlager und/oder Wälzlager (z. B. Nadellager) gebildet sein können.
  • Die 5 zeigt wiederum als Blockschaltbild ein alternatives Verteilergetriebe 60 mit zwei als Minusgetriebe ausgelegten Umlaufgetrieben 12, 14 als Differenzial und zwei nachgeschalteten Übersetzungstrieben 16, sowie mit einer nur angedeuteten TV Aktorik 42, die wie vorstehend beschrieben ausgeführt sein kann.
  • Der Antrieb des Umlaufgetriebes 12 erfolgt über das Hohlrad 12c bzw. eine entsprechende Antriebswelle 58, während der drehbar gelagerte Steg 12a mit den Planetenrädern 12b auf die rechte Ausgangswelle 24 abtreibt. Ferner trägt der Steg 12a die Planetenräder 14b des zweiten Umlaufgetriebes 14, dessen Hohlrad 14c trieblich mit der zweiten Ausgangswelle 26 des Differenzials 12, 14 verbunden ist.
  • Die beiden Sonnenräder 12d, 14d sind auf einer gemeinsamen Koppelwelle 54 angeordnet, die wie gestrichelt angedeutet mit dem einen Abtrieb des Überlagerungsgetriebes 50 trieblich verbunden ist. Der zweite Abtrieb des Überlagerungsgetriebes 50 wirkt hier direkt auf die Ausgangswelle 26 bzw. ggf. direkt auf die Abtriebswelle 18.
  • Über die TV Aktorik 42 kann somit ein über die Übersetzungsauslegung der Umlaufgetriebe 12, 14 erhöhtes Differenzmoment unmittelbar auf die Ausgangswelle 26 und mittels der Koppelwelle 54 und das Hohlrad 14c bzw. Sonnenrad 14d in die rechte Ausgangswelle 24 eingeleitet werden.
  • Die 6 zeigt dazu eine Schnittansicht des in 5 dargestellten Verteilergetriebes 60, das hier nicht innerhalb des Rotors 28 der elektrischen Antriebsmaschine 30, sondern seitlich in einem angrenzenden Gehäuseabschnitt 34c positioniert ist. Die TV Aktorik 42 kann angrenzend an das Verteilergetriebe 60 vorgesehen sein. Die Übersetzungstriebe 16 sind wiederum nicht dargestellt.
  • In der 7 ist ein weiteres Verteilergetriebe 70 dargestellt, das sich zur weiteren Erhöhung des einsteuerbaren TV Moments bzw. Differenzmoments auf die Räder 22 und aufgrund noch vermehrter Zahneingriffe für eine erhöhte Antriebsübertragungsleistung als Differenzial aus drei Umlaufgetrieben 12, 14, 72, sowie den Übersetzungstrieben 16 zusammensetzt, die wie folgt miteinander gekoppelt sind:
    Der Antrieb des Umlaufgetriebes 12 erfolgt über das Hohlrad 12c, dessen Steg 12a mit den Planetenrädern 12b eine Einheit mit dem Steg 14a des Umlaufgetriebes 14 bildet. Der Steg 14a ist trieblich mit dem Sonnenrad 72d des dritten Umlaufgetriebes 72 gekoppelt.
  • Des Weiteren weisen die Umlaufgetriebe 14 und 72 ein gemeinsames Hohlrad 14c, 72c auf und sind an die linke Ausgangswelle 26 angeschlossen. Die rechte Ausgangswelle 24 ist mit dem die Planenräder 72b tragenden Steg 72a trieblich verbunden.
  • Die beiden Sonnenräder 14d und 12d der Umlaufgetriebe 12, 14 sind auf der Koppelwelle 54 angeordnet, die zudem an das eine Abtriebselement des Überlagerungsgetriebes 50 (hier ein Sonnenrad 74) angeschlossen ist, dessen zweites Abtriebselement bzw. Sonnenrad 76 mit der Ausgangswelle 24 direkt verbunden ist.
  • Die 8 zeigt das Verteilergetriebe 70 wiederum in einer Schnittansicht, wobei das Verteilergetriebe 70 mit den Umlaufgetrieben 12, 14, 72 innerhalb des Rotors 28 der elektrischen Antriebsmaschine 30 mit der vorstehend beschriebenen Koppelung der Getriebeelemente angeordnet ist.
  • Die TV Aktorik 42 mit der Elektromaschine 44 und dem Überlagerungsgetriebe 50 ist seitlich dazu hinter einem Gehäusedeckel 34b verbaut, wobei die Koppelwelle 54 über die Wälzlagerung bei 36 hindurch und koaxial zur Ausgangswelle 24 nach außen zum korrespondierenden Sonnenrad 74 des Überlagerungsgetriebes 50 geführt ist.
  • In der 9 ist ein zu den 7 und 8 abgewandeltes Verteilergetriebe 80 dargestellt, bei dem die drei Umlaufgetriebe 12, 14, 72 wie folgt getriebetechnisch verknüpft sind:
    Die drei ein Differenzial bildenden Umlaufgetriebe 12, 14, 16 weisen einen gemeinsamen Steg 12a, 14a, 72a mit Planetenrädern 12b, 14b, 72b auf, wobei die Planetenräder 12b, 14b, 72b zudem mit einem gemeinsamen Hohlrad 12c, 14c, 72c kämmen und mittels einer Koppelwelle 54 an das eine Abtriebselement 74 des Überlagerungsgetriebes 50 angeschlossen sind. Das zweite Abtriebselement 76 des Überlagerungsgetriebes 50 ist wiederum direkt an die linke Ausgangswelle 26 angeschlossen.
  • Von den Sonnenrädern der drei Umlaufgetriebe 12, 14, 72 ist das Sonnenrad 12d von der Antriebsmaschine 30 angetrieben, während die beiden anderen Sonnenräder 14d, 72d mit den Ausgangswellen 24, 26 trieblich verbunden sind.
  • Vorteilhaft bei der Konstruktion nach 9 sind u. a. der gemeinsame, ggf. nach außen nicht abgestützte Steg 12a, 14a, 72a (fliegende Lagerung) und das gemeinsame Hohlrad 12c, 14c, 72c, das ggf. als ein einziges Hohlrad mit durchgehender Verzahnung hergestellt sein kann.
  • Schließlich zeigt die 10 ein weiteres, alternatives Verteilergetriebe 90, das fünfwellig ausgeführt ist und bei dem drei Umlaufgetriebe 12, 14 und 92 vorgesehen sind, von denen abweichend zu den vorstehenden Übersetzungslauslegungen das Umlaufgetriebe 92 als Plusgetriebe ausgeführt ist.
  • Des weiteren sind die Abtriebselemente 76, 74 des Überlagerungsgetriebes 50 an zwei separate Koppelwellen 54, 56 angeschlossen, die wie folgt mit den Umlaufgetrieben 12, 14, 92 verbunden sind:
    Der Antrieb der als Differenzial wirkenden Umlaufgetriebe erfolgt auf den Steg 12a des Umlaufgetriebes 12, dessen Sonnenrad 12d mit der einen Koppelwelle 56 verbunden ist; die Koppelwelle 56 trägt ferner auch das Sonnenrad 92d des Umlaufgetriebes 92. Das Hohlrad 12c des Umlaufgetriebes 12 ist mit dem Steg 92a gekoppelt.
  • Der Steg 92a des Umlaufgetriebes 92 trägt zwei radial zueinander versetzte, miteinander kämmende Planetenradsätze mit Planetenrädern 92b, 92e, von denen die radial äußeren Planetenräder 92b mit dem Hohlrad 92c und die radial inneren Planetenräder 92b mit dem Sonnenrad 92d in Eingriff sind.
  • Die zweite Koppelwelle 54 trägt das Sonnenrad 14d des Umlaufgetriebes 14 und ist mit dem Steg 92a des Umlaufgetriebes 92 trieblich verbunden. Der Abtrieb des Differenzials erfolgt von dem Steg 14a auf die Ausgangswelle 24 und von dem gemeinsamen Hohlrad 14c, 92c der Umlaufgetriebe 14, 92 auf die linke Ausgangswelle 26.
  • Die TV Funktion wird im Ausführungsbeispiel gemäß 10 nicht zwischen einer Koppelwelle (54) und einer Radabtriebswelle (26) oder einer Antriebswelle (12a) ausgeführt, sondern wird über die beiden separat an das Verteilergetriebe 90 angeschlossenen Koppelwellen 54, 56 bewirkt, auf die über die Elektromaschine 44 und das Überlagerungsgetriebe 50 das Differenzmoment eingesteuert wird. Trotzdem verläuft bei nicht aktivierter TV Aktorik 42 das Antriebsmoment des Differenzials über sämtliche Zahneingriffe der Umlaufgetriebe 12, 14, 92.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere könnten anstelle der in den 7 bis 10 dargestellten Verteilergetriebe 70, 80, 90 auch weitere, zu einem Differenzial zusammengeschaltete Umlaufgetriebe mit noch weiter verstärkter TV Funktion verwendet sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5409425 [0003]

Claims (14)

  1. Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem durch ein Umlaufgetriebe gebildeten Differenzial mit einem Antriebselement und zwei auf Abtriebswellen abtreibenden Abtriebselementen, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial durch zumindest zwei miteinander gekoppelte Umlaufgetriebe (12, 14, 72, 92) gebildet ist und alle Zahneingriffe des Differenzials durch das Antriebsmoment belastet sind.
  2. Verteilergetriebe nach Anspruch 1 mit einer integrierten Torque Vectoring (TV) Aktorik, dadurch gekennzeichnet, dass die Torque-Vectoring Aktorik (42) entgegen gerichtete Drehmomente zwischen mindestens einer Koppelwelle (54, 56) und einer weiteren Welle (52, 18, 26, 20, 24) des Differenzials (12, 14, 72, 92) aufbringt und dadurch entgegen gerichtete Antriebsmomente an den Rädern (22) erzeugt.
  3. Verteilergetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens einer Koppelwelle (54, 56) und einer weiteren Welle (52, 26, 18, 20, 24) des Differenzials eine momentenerhöhende Wirkung auf die mit den Rädern (22) mittel oder unmittelbar verbundenen Wellen (26, 18, 24, 20) besteht.
  4. Verteilergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf zwei Koppelwellen (54, 56) des Differentials (12, 14, 92) ein entgegen gerichtetes Moment durch die TV Aktorik (42) erzeugt wird.
  5. Verteilergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Koppelwelle (54) des Differentials und eine Welle (26, 18 oder 20, 24), die mittel oder unmittelbar mit den Rädern (22) verbunden ist, ein entgegen gerichtetes Moment durch die TV Aktorik (42) gesteuert ist.
  6. Verteilergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Koppelwelle (54) des Differentials und eine Welle (52), die mittel oder unmittelbar mit der Antriebsmaschine (30) verbunden ist, ein entgegen gerichtetes Moment durch die TV Aktorik (42) erzeugt wird.
  7. Verteilergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufgetriebe (12, 14, 72) in ihrer Standübersetzung als Minusgetriebe ausgelegt sind.
  8. Verteilergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Umlaufgetrieben (12, 14, 72, 92) je Ausgangswelle (24, 26) ein Übersetzungstrieb (16) mit einem antreibenden Sonnenrad (16d), einem abtreibenden Steg (16a) und einem gehäusefesten Hohlrad (16c) nachgeschaltet ist.
  9. Verteilergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufgetriebe (12, 14, 72, 92) und ggf. die Übersetzungstriebe (16) innerhalb des Rotors (28) einer antreibenden Elektromaschine (30) angeordnet sind.
  10. Verteilergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element der Umlaufgetriebe (12, 14, 72, 92) über zumindest eine Koppelwelle (54, 56) mit einer Elektromaschine (44) und einem Überlagerungsgetriebe (50) als TV Aktorik (42) verbunden ist, die mittelbar oder unmittelbar zur Einsteuerung der TV Funktion ein Differenzdrehmoment auf eine der Abtriebswellen (26, 18, 24, 20) ausübt.
  11. Verteilergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Umlaufgetriebe (12, 14, 72, 92) in ihrer Standübersetzung kombiniert als Minusgetriebe (12, 14, 72) und Plusgetriebe (92) ausgelegt sind.
  12. Verteilergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Differenzials (12, 14) über den Steg (12a) des ersten Umlaufgetriebes (12) erfolgt, dessen Planetenräder (12b) mit dem Hohlrad (12c) und dem Sonnenrad (12d) kämmen, wobei das Hohlrad (12c) mit der Ausgangswelle (24) bzw. der Abtriebswelle (20) des Differenzials (12, 14) und das Sonnenrad (12d) mit dem Hohlrad (14c) des zweiten Umlaufgetriebes (14) verbunden ist, dessen die Planetenräder (14b) tragender Steg (14a) mit der zweiten Ausgangswelle (26) bzw. Abtriebswelle (18) trieblich verbunden ist und dass das Sonnenrad (14d) mit der Ausgangswelle (24) bzw. Abtriebswelle (20) gekoppelt ist.
  13. Verteilergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (12, 14, 72, 92) mit einem Überlagerungsgetriebe (50) der TV Aktorik (42) gekoppelt ist, das ein von einer Elektromaschine (44) angetriebenes Eingangselement (50g), ein gehäusefestes Reaktionselement (50d), zwei zusammengeschaltete Übertragungselemente (50c) und zwei Abtriebselemente (50a, 50f) aufweist, wobei die Abtriebselemente (50a, 50f) mit Getriebeelementen (14c, 12a) des Differenzials (12, 14, 72, 92) verbunden sind.
  14. Verteilergetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Eingangselement des Überlagerungsgetriebes (50) durch ein erstes Sonnenrad (50g), das gehäusefeste Reaktionselement durch ein zweites Sonnenrad (50d), die Übertragungselemente durch ein gemeinsames Hohlrad (50c) und die zwei Abtriebselemente durch die Planetenräder (50b, 50e) tragenden Stege (50a, 50f) gebildet sind.
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