DE102013212610B4

DE102013212610B4 - Verteilergetriebe

Info

Publication number: DE102013212610B4
Application number: DE102013212610.7A
Authority: DE
Inventors: Franz Reitinger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2022-03-03
Anticipated expiration: 2033-06-29
Also published as: DE102013212610A1; CN203957875U

Abstract

Verteilergetriebe für ein mehrere antreibbare Achsen aufweisendes Kraftfahrzeug umfassend eine Eingangswelle (1), welche über ein Planetengetriebe (3) mit einem Differenzialgetriebe koppelbar ist, wobei das Planetengetriebe (3) ein Hohlrad (8), ein Sonnenrad (10), zumindest ein Planetenrad und einen Planetenträger (9) aufweist, wobei das Differenzialgetriebe als Kegelraddifferenzialgetriebe (4) ausgestaltet ist, welches antriebsseitig mit dem Planetenträger (9) des Planetengetriebes (3) verbunden ist und dessen Abtriebskegelräder (14, 15) jeweils mit je einer Ausgangswelle (6, 7) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (1) einerseits mit dem Hohlrad (8) des Planetengetriebes (3) koppelbar ist und andererseits die Eingangswelle (1) mit dem Planetenträger (9) des Planetengetriebes (3) koppelbar ist und das Sonnenrad (10) des Planetengetriebes (3) drehfest gehalten ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für ein mehrere antreibbare Achsen aufweisendes Kraftfahrzeug, wobei das Verteilergetriebe eine Eingangswelle und mindestens zwei Ausgangswellen aufweist. Das Verteilergetriebe weist ein Schaltgetriebe zum Schalten von mindestens zwei Gängen auf und ein Kegelraddifferenzialgetriebe zum Ausgleich der Drehzahlen der beiden Ausgangswellen.
Verteilergetriebe, welche häufig auch als Längsdifferenziale bezeichnet werden, kommen bei Kraftfahrzeugen mit mehreren antreibbaren Fahrzeugachsen zur Anwendung, um eine Verteilung einer Antriebsleistung auf die mehreren Fahrzeugachsen zu ermöglichen. Bei Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise bei Muldenkippern, kommen derartige Verteilergetriebe zur Anwendung, bei welchen die Darstellung unterschiedlicher Fahrbereiche ermöglicht wird, beispielsweise die Definition je eines Fahrbereichs für Straßenfahrt und für Geländefahrt.
Aus der WO 99/ 01 310 A1 geht ein Verteilergetriebe für ein Kraftfahrzeug hervor, welches ein Gehäuses und eine in dieses Gehäuse hineingeführte Eingangswelle aufweist. Die Eingangswelle kann hierbei über einen zwischenliegenden Planetengetriebeteil und einen Differenzialgetriebeteil mit zwei Ausgangswellen gekoppelt werden, die im verbauten Zustand des Verteilergetriebes mit je einer antreibbaren Achse des Kraftfahrzeugs in Verbindung stehen. Dabei verläuft die erste Ausgangswelle koaxial zur Eingangswelle, während die zweite Ausgangswelle achsparallel zu der Eingangswelle und zur ersten Ausgangswelle platziert ist.
Weitere Verteilergetriebe zeigt die US 2008 / 0 227 582 A1 , die US 5 503 603 A und die US 5 836 848 A .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verteilergetriebe zu schaffen, bei welchem sowohl im Straßen- als auch im Geländegang die Verzahnungen betriebssicher betreibbar sind.
Die Aufgabe wird mit einem auf die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Verteilergetriebe gelöst.
Das Verteilergetriebe weist eine Eingangswelle auf, welche über ein Planetengetriebe mit einem Kegelraddifferenzialgetriebe koppelbar ist, wobei die Abtriebskegelräder des Kegelraddifferenzialgetriebes jeweils mit je einer Ausgangswelle in Verbindung stehen, und in einer Schaltstellung die Eingangswelle mit dem Hohlrad des Planetengetriebes koppelbar ist und in einer weiteren Schaltstellung die Eingangswelle mit dem Planetenträger des Planetengetriebes koppelbar ist und das Sonnenrad des Planetengetriebes drehfest, beispielsweise durch eine drehfeste Verbindung mit dem Gehäuse, gehalten ist.
Dadurch wird erreicht, dass das Planetengetriebe weder im Geländegang noch im Straßengang als Block umläuft, somit keine Abwälzungen zwischen den Verzahnungen der Zahnräder stattfinden, welches beim längeren Betreiben in diesem Blockumlauf zu Schädigungen der Verzahnung durch Mikrobewegung führen würde.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, welche in einer ersten Schaltstellung die Eingangswelle mit dem Hohlrad des Planetengetriebes verbindet, und in einer zweiten Schaltstellung die Eingangswelle mit dem Planetenträger des Planetengetriebes verbindet und in einer dritten Schaltstellung die Eingangswelle weder mit dem Hohlrad des Planetengetriebes noch mit dem Planetenträger des Planetengetriebes verbindet, wodurch diese Schaltstellung auch als Neutralschaltstellung bezeichnet wird.
Vorzugsweise ist der Planetenträger direkt mit dem Differenzialkorb des Kegelraddifferenzialgetriebes verbunden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Planetenträger über weitere Bauteile mit dem Differenzialkorb des Kegelraddifferenzialgetriebes zu verbinden. Die Abtriebskegelräder des Kegelraddifferenzialgetriebes sind jeweils mit den Ausgangswellen wirkverbunden, wobei das Abtriebskegelrad, welches unmittelbar benachbart zum Planetengetriebe angeordnet ist, die koaxial zur Eingangswelle angeordnete Ausgangswelle antreibt. Das Abtriebskegelrad des Kegelraddifferenzialgetriebes, welches weiter entfernt zum Planetengetriebe angeordnet ist als das unmittelbar benachbarte Abtriebskegelrad, treibt eine Welle und ein Zahnrad an, welches die andere Ausgangswelle antreibt, wobei diese Welle als Hohlwelle ausgestaltet ist.
Eine weitere Schalteinrichtung ist vorgesehen, welche den Differenzialkorb des Kegelraddifferenzialgetriebes mit einem Abtriebskegelrad oder einem mit diesem drehfest verbundenen Bauteil, zum Beispiel der Hohlwelle, koppelt. Ist der Differenzialkorb mit dem Abtriebskegelrad in drehfester Wirkverbindung, so wirkt diese drehfeste Wirkverbindung als Differenzialsperre. Ist diese Verbindung im Öffnungssinne gelöst, so kann die unterschiedliche Drehzahl der beiden Ausgangswellen durch das Kegelraddifferenzialgetriebe ausgeglichen werden.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Die einzige Figur zeigt ein Verteilergetriebe mit einer Eingangswelle 1, einer Schalteinrichtung 2, einem Planetengetriebe 3, einem Kegelraddifferenzialgetriebe 4, einer weiteren Schalteinrichtung 5, einer ersten Ausgangswelle 6 und einer zweiten Ausgangswelle 7.
In einer ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung 2 ist die Eingangswelle 1 drehfest verbunden mit dem Hohlrad 8 des Planetengetriebes 3. In einer zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung 2 ist die Eingangswelle 1 drehfest verbunden mit dem Planetenträger 9. In einer dritten Schaltstellung der Schalteinrichtung 2 kann kein Drehmoment von der Eingangswelle 1 auf das Hohlrad 8 oder den Planetenträger 9 übertragen werden. Diese Schaltstellung wird auch als neutral bezeichnet. Das Sonnenrad 10 ist in jeder Schaltstellung drehfest gehalten, wodurch in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung 2 der Planetenträger 9 im sogenannten Geländegang angetrieben wird, da der Planetenträger 9 eine geringere Drehzahl als die Eingangswelle 1 aufweist, und in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung 2 der Planetenträger 9 die gleiche Drehzahl wie die Eingangswelle 1 aufweist, wodurch in dieser zweiten Schaltstellung von einem Straßengang gesprochen wird. Der Planetenträger 9 ist drehfest mit dem Differenzialkorb 11 des Kegelraddifferenzialgetriebes 4 verbunden. Das Ausgleichskegelrad 12 und das Ausgleichskegelrad 13 stehen in Wirkverbindung mit den Abtriebskegelrädern 14 und 15. Die erste Ausgangswelle 6 ist koaxial zur Eingangswelle 1 angeordnet. Die zweite Ausgangswelle 7 ist axial beabstandet zur Eingangswelle 1 angeordnet. Die zweite Ausgangswelle 7 ist in einem Winkel zur ersten Ausgangswelle 6 angeordnet. Das Abtriebskegelrad 14 treibt über eine Hohlwelle 16 ein Stirnrad 17 an, welches mit einem Stirnrad 18 ein Stirnradgetriebe 19 bildet und das Stirnrad 18 die zweite Ausgangswelle 7 antreibt. Ist die zweite Ausgangswelle 7 in einem Winkel zur ersten Ausgangswelle 6 angeordnet, so besteht die Möglichkeit, die Stirnräder 17 und 18 mit einer Beveloidverzahnung auszubilden. Es besteht auch die Möglichkeit, die zweite Ausgangswelle 7 zur ersten Ausgangswelle 6 ohne Winkelversatz anzuordnen. Die weitere Schalteinrichtung 5 erlaubt in einer Schaltstellung dem Differenzialkorb 11, mit dem Abtriebskegelrad 14 drehfest zu verbinden und in der anderen Schaltstellung diese Verbindung zu lösen. Dadurch besteht die Möglichkeit, das Kegelraddifferenzialgetriebe in einer gesperrten Wirkungsweise oder ohne diese Sperrung zu betreiben. Die weitere Schalteinrichtung 5 kann auch zwischen dem Differenzialkorb 11 und dem Abtriebskegelrad 15, sowie zwischen der Hohlwelle 16 und dem Abtriebskegelrad 15 oder der ersten Ausgangswelle 6 angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

1: Eingangswelle
2: Schalteinrichtung
3: Planetengetriebe
4: Kegelraddifferenzialgetriebe
5: weitere Schalteinrichtung
6: erste Ausgangswelle
7: zweite Ausgangswelle
8: Hohlrad
9: Planetenträger
10: Sonnenrad
11: Differenzialkorb
12: Ausgleichskegelrad
13: Ausgleichskegelrad
14: Abtriebskegelrad
15: Abtriebskegelrad
16: Hohlwelle
17: Stirnrad
18: Stirnrad
19: Stirnradgetriebe

Claims

Verteilergetriebe für ein mehrere antreibbare Achsen aufweisendes Kraftfahrzeug umfassend eine Eingangswelle (1), welche über ein Planetengetriebe (3) mit einem Differenzialgetriebe koppelbar ist, wobei das Planetengetriebe (3) ein Hohlrad (8), ein Sonnenrad (10), zumindest ein Planetenrad und einen Planetenträger (9) aufweist, wobei das Differenzialgetriebe als Kegelraddifferenzialgetriebe (4) ausgestaltet ist, welches antriebsseitig mit dem Planetenträger (9) des Planetengetriebes (3) verbunden ist und dessen Abtriebskegelräder (14, 15) jeweils mit je einer Ausgangswelle (6, 7) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (1) einerseits mit dem Hohlrad (8) des Planetengetriebes (3) koppelbar ist und andererseits die Eingangswelle (1) mit dem Planetenträger (9) des Planetengetriebes (3) koppelbar ist und das Sonnenrad (10) des Planetengetriebes (3) drehfest gehalten ist.
Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung (2) in einer ersten Schaltstellung das Sonnenrad (10) mit der Eingangswelle (1) koppelt und in einer zweiten Schaltstellung das Hohlrad (8) mit der Eingangswelle (1) koppelt und in einer dritten Schaltstellung die Koppelung sowohl zum Sonnenrad (10) als auch zum Hohlrad (8) unterbrochen ist.
Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (9) mit einem Differenzialkorb (11) drehfest in Verbindung steht, welcher die Antriebsseite des Kegelraddifferenzialgetriebes (4) bildet.
Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (3) zwischen der Eingangswelle (1) und dem Kegelraddifferenzialgetriebe (4) angeordnet ist.
Verteilergetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzialkorb (11) über eine weitere Schalteinrichtung (5) mit einer der Ausgangswellen (6, 7) im Sinne einer Differenzialsperre koppelbar ist.
Verteilergetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schalteinrichtung (5) benachbart zum Kegelraddifferenzialgetriebe (4) angeordnet ist.
Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kegelraddifferenzialgetriebe (4) benachbart zum Planetengetriebe (3) angeordnet ist.
Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Ausgangswelle (6) des Verteilergetriebes koaxial zur Eingangswelle (1) angeordnet ist und eine zweite Ausgangswelle (7) des Verteilergetriebes beabstandet zur Eingangswelle (1) angeordnet ist, wobei die zweite Ausgangswelle (7) über eine Stirnradstufe (19) mit dem Kegelraddifferenzialgetriebe (4) in Wirkverbindung steht.
Verteilergetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebskegelrad (14) mit einer Hohlwelle (16) verbunden ist und ein Abtriebskegelrad (15) mit der ersten Ausgangswelle (6) verbunden ist, welche die Hohlwelle (16) durchdringt.
Verteilergetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradstufe (19) aus einem ersten Stirnrad (17) und einem zweiten Stirnrad (18) besteht, wobei die Stirnräder (17, 18) Beveloidverzahnungen tragen und die zweite Ausgangswelle (7) in einem Winkel zur ersten Ausgangswelle (6) angeordnet ist.