DE102014106783A1

DE102014106783A1 - Modulare baugruppe einer kraftübertragungseinheit für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102014106783A1
Application number: DE102014106783.5A
Authority: DE
Inventors: Craig R. Brooks
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2014-12-04
Also published as: US20140357445A1; CN104210359A; US9347541B2; CN104210359B

Abstract

Eine Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit zum Übertragen von Drehmoment von einem Differenzialträger auf eine Kardanwelle umfasst eine Eingangswelle, die derart ausgestaltet ist, dass sie durch den Getriebedifferenzialträger um eine erste Drehachse des Differenzialträgers herum drehbar angetrieben wird. Ein erstes Kegelrad steht mit einem zweiten Kegelrad in Eingriff. Das erste Kegelrad ist ringförmig und umgibt die Eingangswelle konzentrisch. Das zweite Kegelrad ist derart ausgestaltet, dass es die Kardanwelle um eine zweite Drehachse der Kardanwelle herum drehbar antreibt, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Drehachse steht. Die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit weist einen zusammengesetzten Planetenradsatz konzentrisch mit der ersten Drehachse auf. Der zusammengesetzte Planetenradsatz ist derart ausgestaltet, dass er Drehmoment von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad mit einem Reduktionsverhältnis überträgt. Es sind modulare Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten mit gemeinsamen Komponenten offenbart.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegenden Lehren umfassen im Allgemeinen eine Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit für ein Fahrzeug mit Allradantrieb.
HINTERGRUND
Kraftübertragungseinheiten (PTUs von Power Transfer Units) werden in manchen Fahrzeugen verwendet, um Antriebsdrehmoment, das von einer Kraftmaschine und einem Getriebe geliefert wird, auf das rechte Vorderrad und beide Hinterräder eines Fahrzeugs zu verteilen. In manchen anderen Anordnungen verläuft die rechtsseitige Halbwelle durch die PTU und wird nicht als Teil der PTU betrachtet. Zum Beispiel übertragen manche Kraftübertragungseinheiten nur Drehmoment von einem quer verlaufenden Getriebedifferenzial auf eine Kardanwelle, die dann hintere Halbwellen durch ein hinteres Differenzial antreibt. Häufig wird ein Hypoidzahnradsatz verwendet, um eine Richtungsumkehr von 90 Grad des Antriebs zwischen der Drehachse des vorderen Differenzialträgers und der Drehachse der Kardanwelle zu bewerkstelligen. Das Drehmomentverhältnis, das der Hypoidzahnradsatz liefern kann, hängt von den relativen Zähnezahlen des Hypoidhohlrads und des Ritzelrads ab. Die Durchmesser dieser Zahnräder sind durch den verfügbaren Bauraum begrenzt.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit zum Übertragen von Drehmoment von einem Differenzialträger eines vorderen Differenzials auf eine Kardanwelle eines Fahrzeugs umfasst eine Eingangswelle, die derart ausgestaltet ist, dass sie durch den hinteren Differenzialträger um eine erste Drehachse des Differenzialträgers drehbar angetrieben wird. Die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit umfasst auch ein erstes Kegelrad, das mit einem zweiten Kegelrad in Eingriff steht. So wie es hierin verwendet wird, umfasst ein ”Kegelrad” ein Spiralkegelrad, wie etwa ein Hypoidhohlrad oder ein Hypoidritzelrad. Das erste Kegelrad ist ringförmig und umgibt die Eingangswelle konzentrisch. Das zweite Kegelrad ist derart ausgestaltet, dass es die Kardanwelle um eine zweite Drehachse der Kardanwelle herum drehbar antreibt, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Drehachse steht. Die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit weist einen zusammengesetzten Planetenradsatz auf, der konzentrisch mit der ersten Drehachse ist. Der zusammengesetzte Planetenradsatz ist derart ausgestaltet, dass er Drehmoment von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad mit einem Reduktionsverhältnis (d. h. Drehmoment des ersten Kegelrads ist geringer als Drehmoment der Eingangswelle) und einer erhöhten Drehzahl überträgt.
In einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann die Kraftübertragungseinheit eine Trennkupplung umfassen, die selektiv ausrückbar ist, um das Reaktionsdrehmoment des zusammengesetzten Planetenradsatzes von einem feststehenden Element zu trennen, wodurch eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad durch den zusammengesetzten Planetenradsatz verhindert wird. Wenn die Trennkupplung ausgerückt ist, würde dementsprechend kein Drehmoment an die Kardanwelle geliefert werden und das Fahrzeug in einem Vorderradantriebsmodus funktionieren.
Der zusammengesetzte Planetenradsatz kann ein erstes Sonnenrad, ein zweites Sonnenrad, einen Träger und einen ersten und zweiten Satz Ritzelräder umfassen. Das erste Sonnenrad ist funktional mit einem feststehenden Element, wie etwa einer Abdeckung für die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit, verbunden, um das erste Sonnenrad festzulegen. Das erste Sonnenrad kann ständig festgelegt sein oder selektiv von dem feststehenden Element ausrückbar sein, wenn eine Trennkupplung enthalten ist. Das zweite Sonnenrad ist an einem ringförmigen Wellenabschnitt des ersten Kegelrads befestigt, um in Einklang mit dem ersten Kegelrad zu rotieren. Wie es hierin verwendet wird, rotieren zwei Komponenten ”in Einklang”, wenn sie aneinander befestigt sind, um als eine Einheit mit der gleichen Drehzahl zu rotieren. Der Träger ist an der Eingangswelle befestigt, um in Einklang damit zu rotieren. Der erste Satz Ritzelräder und der zweite Satz Ritzelräder sind beide durch den Träger drehbar gelagert. Der erste Satz Ritzelräder kämmt mit dem ersten Sonnenrad, und der zweite Satz Ritzelräder kämmt mit dem ersten Satz Ritzelräder und mit dem zweiten Sonnenrad.
Die einachsige Auslegung des zusammengesetzten Planetenradsatzes (d. h. die Konzentrizität des zusammengesetzten Planetenradsatzes mit der ersten Drehachse) spart Bauraum im Vergleich mit Kraftübertragungseinheiten, die mehrachsige Zahnradanordnungen zwischen dem Eingangselement und dem Hypoidhohlrad erfordern, um das Gesamt-Drehmomentverhältnis der Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit zu verringern. Zusätzlich ermöglicht die einachsige Auslegung des zusammengesetzten Planetenradsatzes Modularität, da gemeinsame Komponenten mit unterschiedlichen Sätzen von zusätzlichen Komponenten verwendet werden können, wie etwa dem zusammengesetztem Planetenradsatz und/oder der Trennkupplung, um Erfordernisse einer spezifischen Fahrzeugplattform zu erfüllen, und zwar alle, während eine konstante Relativlage der ersten Drehachse der Eingangswelle und des ersten Kegelrads zu der zweiten Drehachse des zweiten Kegelrads und eine beständige Drehrichtung und ein beständiges Drehmomentniveau der Kardanwelle aufrechterhalten werden. Es können somit unterschiedliche modulare Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten über unterschiedliche Fahrzeuglinien hinweg, die eine feste Orientierung der Eingangsachse der Kraftübertragungseinheit relativ zu der Drehachse der Kardanwelle gemeinsam nutzen, implementiert werden. Das Drehmomentreduktionsverhältnis des zusammengesetzten Planetenradsatzes kann speziell derart ausgestaltet sein, dass ein gemeinsames Drehmoment an der Kardanwelle bereitgestellt wird, ob der zusammengesetzte Planetenradsatz in der Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit enthalten ist oder nicht, so dass ein höheres Drehmoment an der Eingangswelle, wie etwa in einem Fahrzeug mit einer Hochleistungskraftmaschine, oder ein niedrigeres Drehmoment an der Eingangswelle, wie etwa an einem Fahrzeug mit einer Kraftmaschine geringerer Leistung, zu dem gleichen Drehmoment an der Kardanwelle führen wird. Die Drehzahl der Kardanwelle wird mit einer modularen Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit, die den zusammengesetzten Planetenradsatz aufweist, höher sein. Die Drehmomenttransportfähigkeit des Hypoidhohlrads und des Ritzelrads muss somit zur Verwendung mit der Hochleistungs-Kraftmaschine nicht erhöht werden.
Da eine zweite Achse für die Drehmomentreduktion, die durch den Planetenradsatz bewerkstelligt wird, nicht erforderlich ist, wird eine Verringerung des Gesamtpackungsdurchmessers erreicht, indem die hierin offenbarte einachsige Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit verwendet wird. Das Gesamtgewicht und die Gesamtzahl von Komponenten werden ebenfalls verringert, da zweiachsige Kraftübertragungseinheiten eine zweite Übertragungswelle zwischen der Eingangswelle und dem ersten Kegelrad erfordert, was zwei zusätzliche Sätze Lager benötigt. Darüber hinaus verwenden zweiachsige Kraftübertragungseinheiten schräg verzahnte Zahnradsätze, die hohe Zahnradtrennungskräfte zwischen den Achsen schaffen, was ein robusteres und damit schwereres Gehäuse erfordert, um den Kräften entgegenzuwirken.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der vorliegenden Lehren, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische und fragmentarische Ansicht im Teilschnitt eines Fahrzeugs, das einen Antriebsstrang mit einer ersten Ausführungsform einer Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit, die die vordere Halbwelle umgibt, aufweist.
2 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit von 1, die die vordere Halbwelle umgibt.
3 ist eine schematische und fragmentarische Ansicht im Teilschnitt eines Abschnitts der Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit von 1, die die vordere Halbwelle umgibt.
4 ist eine schematische und fragmentarische Ansicht im Teilschnitt eines Abschnitts einer zweiten Ausführungsform einer Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit, die die vordere Halbwelle umgibt, zur Verwendung in dem Antriebsstrang von 1.
5 ist eine schematische und fragmentarische Ansicht im Teilschnitt eines Abschnitts einer dritten Ausführungsform einer Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit, die die vordere Halbwelle umgibt, zur Verwendung in dem Antriebsstrang von 1.
6 ist eine schematische und fragmentarische Ansicht im Teilschnitt eines Abschnitts einer vierten Ausführungsform einer Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit, die die vordere Halbwelle umgibt, zur Verwendung in dem Antriebsstrang von 1.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Komponenten überall in den unterschiedlichen Ansichten beziehen, zeigt 1 einen Abschnitt eines Fahrzeugs 10, das einen Antriebsstrang 12 aufweist. Der Antriebsstrang 12 umfasst eine Kraftmaschine 14, die ein Mehrganggetriebe 16 antreibt. Die Kraftmaschine 14 weist einen Motorblock 15 auf. Eine Kurbelwelle 17 erstreckt sich von innerhalb des Motorblocks 15 zur Verbindung mit einem Getriebeeingangselement (nicht gezeigt), wie es ein Fachmann versteht. Das Getriebe 16 kann eine Zahnradanordnung und eine Mehrzahl von elektrisch einrückbaren Kupplungen umfassen, die Drehmoment an ein Getriebeausgangselement 20 liefert. Alternativ kann anstelle einer Zahnradanordnung und Kupplungen eine stufenlose Getriebeanordnung verwendet werden. Das Getriebe 16 weist ein Getriebegehäuse 18 auf.
Das Getriebeausgangselement 20 kämmt mit einem schräg verzahnten Zahnrad 22, das an einem Träger 24 eines vorderen Differenzials 26 befestigt ist, um in Einklang mit dem Träger 24 zu rotieren, oder kann mit dem Träger 24 über einen Kettenantrieb verbunden sein. Das vordere Differenzial 26 wird hierin auch als ein Getriebedifferenzial 26 bezeichnet. Ein Differenzialgehäuse 28 umgibt das vordere Differenzial 26 und ist an dem Getriebegehäuse 18 montiert. Das Differenzial 26 umfasst verbundene Ritzelräder 30A, 30B, die in Einklang mit dem Differenzialträger 24 rotieren. Die Ritzelräder 30A, 30B kämmen mit Seitenrädern 32A, 32B. Seitenrad 32A ist montiert, um mit einer ersten Halbwelle 34A zu rotieren, die derart verbunden ist, dass sie mit einem linken Vorderrad (nicht gezeigt) rotiert. Seitenrad 32B ist montiert, um mit einer zweiten Halbwelle 34B zu rotieren, die derart verbunden ist, dass sie mit einem rechten Vorderrad (ebenfalls nicht gezeigt) rotiert. Das schräg verzahnte Differenzialzahnrad 22, Differenzialträger 24, Seitenräder 32a, 32B und Halbwellen 34A, 34B rotieren alle um eine erste Drehachse 36. Das Getriebedifferenzial 26 ist konstruiert, um eine Schwankung von Raddrehzahlen von Seite zu Seite zuzulassen, und der Differenzialträger 24 läuft mit dem Mittelwert dieser Drehzahlen um.
Eine erste Ausführungsform einer Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38 ist ausgestaltet, um den Differenzialträger 24 funktional mit einer Kardanwelle 40 zu verbinden, die wiederum mit Hinterrädern durch ein hinteres Differenzial (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Kardanwelle 40 ist derart angeordnet, dass sie um eine zweite Drehachse 42 rotiert, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Drehachse 36 steht, aber von der ersten Drehachse 36 versetzt ist und diese nicht schneidet. Das heißt, in 1 liegt die zweite Drehachse 42 oberhalb oder unterhalb der Ebene des Querschnitts, die die erste Drehachse 36 enthält.
Dementsprechend ermöglicht die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38, dass schließlich Antriebsdrehmoment von der Kraftmaschine 14 durch das vordere Differenzial 26 an Vorderräder geliefert wird, um auch zu Hinterrädern über die Kardanwelle 40 gelenkt zu werden, wie etwa in einem Allradantriebs-Betriebsmodus.
Wie es hierin weiter besprochen wird, ist die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38 eine von vier unterschiedlichen Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138, 238, 338, die in den 3–6 gezeigt sind, die manche gemeinsame Komponenten, wie etwa eine Eingangswelle 44, einen Kegelradsatz mit einem ersten Kegelrad 46 und einem zweiten Kegelrad 48, und ein feststehendes Gehäuse 50, das die Kegelräder 46, 48 umgibt und lagert, gemeinsam nutzen. Die Kegelräder 46, 48 können Hypoid-Spiralzahnräder sein, sind aber nicht darauf beschränkt. Wie es hierin verwendet wird, wird das erste Kegelrad 46 als ein Hypoidhohlrad 46 bezeichnet, und das zweite Kegelrad 48 wird als ein Ritzelrad 48 bezeichnet.
Die vier Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138, 238, 338 sind somit modular, da sie eine Basis von gemeinsamen Komponenten gemeinsam nutzen, die mit zusätzlichen Komponenten (wie etwa einer Trennkupplung, einem zusammengesetzten Planetenradsatz oder beiden) ergänzt werden können, um unterschiedliche Architekturen zu erreichen, die für unterschiedliche Fahrzeugplattformen geeignet sind. Eine jede der Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138, 238, 338 kann zur Verwendung in einem Fahrzeug mit dem gleichen Differenzial 26 und der gleichen Kardanwelle 40 oder mit einem unterschiedlichen Differenzial und einer unterschiedlichen Kardanwelle gewählt werden, aber dennoch entlang der gleichen ersten Drehachse 36 und zweiten Drehachse 42 angeordnet sein. Die vier Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138, 238, 338 sind jeweils mit Drehmomentübertragungskomponenten angeordnet, die konzentrisch und drehbar mit bzw. um eine einzige Drehachse (die erste Drehachse 36) sind. Da die Komponenten um eine einzige Drehachse 36 herum angeordnet sind, ist die radiale Gesamtabmessung von jeder der Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138, 238, 338 relativ klein gehalten, was ein Packen in einen festen verfügbaren Bauraum benachbart zu dem Kraftmaschinenblock 15 ermöglicht. Im Einzelnen können die Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138, 238, 338 über Fahrzeugplattformen hinweg verwendet werden, die verschiedene Abstände von einer effektiven Drehachse 52 der Kurbelwelle 17 zu einer ersten Drehachse 36 des Hypoidhohlrads 46 aufweisen.
Unter Bezugnahme auf die 1–3 zeigt die erste Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38 die Eingangswelle 44, die derart ausgestaltet ist, dass sie von dem Differenzialträger 24 um die erste Drehachse 36 herum drehbar angetrieben wird. Die Eingangswelle 44 ist derart verbunden, dass sie in Einklang mit dem Getriebedifferenzialträger 24 rotiert, wie es in 1 schematisch gezeigt ist. 2 zeigt einen kerbverzahnten Abschnitt 54 der Eingangswelle 44, der derart ausgestaltet ist, dass er zu einer kerbverzahnten Öffnung des Differenzialträgers 24 passt. Die Halbwelle 34B erstreckt sich durch die Eingangswelle 44. Ein kerbverzahnter Abschnitt 55 der Halbwelle 34B ist derart ausgestaltet, dass er mit dem Seitenrad 32B kerbverzahnt ist.
Das Hypoidhohlrad 46 ist ringförmig und umgibt die Eingangswelle 44 konzentrisch. Wie es in 3 am besten gezeigt ist, weist das Hypoidhohlrad 46 einen ersten ringförmigen Wellenabschnitt 56, einen zweiten ringförmigen Wellenabschnitt 58 und einen Zahnabschnitt 60 auf. Das Hypoidhohlrad 46 ist durch nur zwei Ringlager 62A, 62B gelagert. Lager 62A lagert den Wellenabschnitt 56 zur Rotation relativ zu einem zentralen Abstützelement 64, das mit einem feststehenden Gehäuse 66 verbunden ist, das das Hypoidhohlrad 46 und das Ritzelrad 48 umgibt und abstützt. Das Abstützelement 64 weist eine Öffnung 65 auf, durch die sich der Wellenabschnitt 56, das Eingangselement 44 und die Halbwelle 34B erstrecken. Lager 62B lagert den Wellenabschnitt 58 zur Rotation relativ zu dem feststehenden Gehäuse 66. In 2 ist das Gehäuse 66 entfernt.
Das Hypoidhohlrad 46 steht mit dem Ritzelrad 48 in Eingriff (d. h. kämmt mit diesem). In jeder der 1–6 kämmt das Ritzelrad 48 mit dem Hypoidhohlrad 46 in einer unterschiedlichen Ebene als der Querschnitt durch die Mitte des Hypoidhohlrads 46. Mit anderen Worten, das Ritzelrad 48 ist von dem Hypoidhohlrad 46 versetzt, so dass die zweite Drehachse 42 die erste Drehachse 36 nicht schneidet. In den 1–6 befindet sich das Ritzelrad 48 oberhalb des gezeigten Querschnitts. Das Ritzelrad 48 treibt die Kardanwelle 40 um die zweite Drehachse 42 herum an und ist mit der Kardanwelle 40 durch ein Kardangelenk 68, das in 1 gezeigt ist, oder durch eine andere geeignete Verbindung verbunden. Die Fähigkeit, mit dem Ritzelrad 48 unter einem Versatz mit dem Hypoidhohlrad 46 in Eingriff zu stehen, lässt zu, dass die Lage des Ritzelrads 48 und somit der Kardanwelle 40 höher oder niedriger relativ zu den vorderen Halbwellen 34A, 34B sein kann, wie es erforderlich ist, um sich an Fahrzeugbodenhöhe, Bodenfreiheit oder eine andere Fahrzeugkomponente, wie etwa Lenkgetriebe oder Motorlagerung, anzupassen.
Die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38 umfasst einen zusammengesetzten Planetenradsatz 70, der derart eingerichtet ist, dass er konzentrisch mit der ersten Drehachse 36 ist, und ausgestaltet ist, um Drehmoment von der Eingangswelle 44 auf das Hypoidhohlrad 46 mit einem Drehmomentreduktionsverhältnis zu übertragen. Die Kraftübertragungseinheit 38 weist ein erstes Sonnenrad 72 auf, das funktional mit einem feststehenden Element, das eine Abdeckung 73 ist, verbindbar ist. Die Abdeckung 73 ist an dem Gehäuse 66 mit dem Abstützelement 64 zwischen dem Gehäuse 66 und der Abdeckung 73 verschraubt, wie es in 3 gezeigt ist. Es ist nur ein Abschnitt der Abdeckung 73 oberhalb der ersten Drehachse 36 in 3 gezeigt. Die Abdeckung 73 ist in 2 entfernt. Ein zweites Sonnenrad 74 ist an den ringförmigen Wellenabschnitt 56 des Hypoidhohlrads 46 befestigt, um in Einklang damit zu rotieren. Ein Träger 76 ist an der Eingangswelle 44 befestigt, um in Einklang damit zu rotieren. Der Träger 76 ist eine rotierende stegartige Struktur und ist ausgestaltet, um einen ersten Satz Ritzelräder 77 und einen zweiten Satz Ritzelräder 78 drehbar zu lagern, die beide an dem Träger 76 mit Stiften befestigt sind, um die sie rotieren, wie es ein Fachmann versteht. Der erste Satz Ritzelräder 77 kämmt mit dem ersten Sonnenrad 72. Der zweite Satz Ritzelräder 78 kämmt mit dem ersten Satz Ritzelräder 77 und mit dem zweiten Sonnenrad 74. Der zusammengesetzte Planetenradsatz 70 weist kein Hohlrad oder andere Elemente auf. In 3 sind die Sätze Ritzelräder 77 und 78 in dem unteren Abschnitt der Ansicht nicht gezeigt, um den Träger 76 sichtbar zu machen, und der Träger 76 ist in dem oberen Abschnitt nicht gezeigt, um die Sätze Ritzelräder 77, 78 sichtbar zu machen. 2 zeigt, dass der Träger 76 die erste Drehachse 36 tatsächlich konzentrisch umgibt. In den 1 und 3–6 sind nur ein Abschnitt des Gehäuses 76 und der Planetenradsatz 70 und die Kupplung 80 oberhalb der ersten Drehachse 36 gezeigt. Es sind nur das zweite Sonnenrad 74 und der Träger 76 unterhalb der ersten Drehachse 36 gezeigt. Es ist festzustellen, dass das Gehäuse 66 und der Planetenradsatz 70 symmetrisch um die erste Drehachse 36 sind und Komponenten zu Zwecken der Klarheit in den Zeichnungen entfernt sind.
Die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38 weist eine Trennkupplung 80 auf, die das erste Sonnenrad 72 selektiv mit der Abdeckung 73 verbindet. Wenn die Trennkupplung 80 in Eingriff steht, ist das erste Sonnenrad 72 an der Abdeckung 73 befestigt und dadurch feststehend gehalten. Bei feststehendem ersten Sonnenrad 72 ist der zusammengesetzte Planetenradsatz 70 aktiv, da er Drehmoment von der Eingangswelle 44 auf das Hypoidhohlrad 46 mit einem Drehmomentreduktionsverhältnis übertragen kann. Das heißt, das Drehmoment an dem Hypoidhohlrad 46 ist geringer als das Drehmoment an der Eingangswelle 44, während die Drehzahl von der Eingangswelle 44 zu dem Hypoidhohlrad 46 vervielfacht ist.
In den Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38 oder 138 der 3 und 4, die einen zusammengesetzten Planetenradsatz 70 aufweisen, kann ein höheres Drehmoment auf die Eingangswelle 44 aufgebracht werden, wenn die Trennkupplung 80 eingerückt ist und der zusammengesetzte Planetenradsatz 70 aktiv ist, und dennoch ein ähnliches niedriges Drehmoment an dem Ritzelrad 48 und der angebrachten Kardanwelle 40 resultieren, als wenn ein niedrigeres Drehmoment auf die Eingangswelle 44 in den Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 238 und 338 der 5 und 6 aufgebracht wird, in denen nur das Reduktionsverhältnis des Hypoidhohlrads 46 zu dem Ritzelrad 48 des Drehmoment an der Kardanwelle 40 beeinflusst. Zusätzlich führt die Doppelritzelkonstruktion dazu, dass das Hypoidhohlrad 46 in der gleichen Richtung wie die Eingangswelle 44 rotiert. Die Drehrichtung des Ritzelrads 48 und der Kardanwelle 40 ist die gleiche wie in einer Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit mit niedrigerem Verhältnis und niedrigerer Kraft, wie etwa 238 oder 338. Zudem steht die Trennkupplung 80 in Eingriff, um eine rotierende Komponente (das erste Sonnenrad 72) mit einer feststehenden Komponente (die Abdeckung 73) zu verbinden, was eine einfachere und weniger teure Kupplung zulässt, als sie erforderlich wäre, um zwei rotierende Komponenten zu verbinden.
Die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38 bietet einen Allradantriebsmodus in dem Fahrzeug 10 von 1, wenn die Trennkupplung 80 eingerückt ist, und bietet einen Vorderradantriebsmodus, wenn die Trennkupplung 80 ausgerückt ist, da das Sonnenrad 72 freilaufen wird und kein Drehmoment auf das Hypoidhohlrad 46 übertragen wird.
Die Trennkupplung 80 kann jeder geeignete Typ von selektiv einrückbarer Kupplung sein, wie etwa eine Reibplattenkupplung, eine Bandkupplung oder eine mechanische Diodenkupplung, und kann durch einen Aktor A unter der Steuerung eines Controllers (nicht gezeigt), der die Betriebsbedingungen ermittelt, unter denen ein Allradantriebsmodus hergestellt wird, elektrisch oder hydraulisch eingerückt werden. Um die Trennkupplung 80 einzurücken und somit in einen Allradantriebsmodus überzugehen, kann zunächst die Kardanwelle 40 auf eine Drehzahl gebracht werden, die zugeordnete Drehzahlen des Hypoidhohlrads 46 und der Planetenradsatzkomponenten bewirken würde. Dies wird die Rotation des Sonnenrads 72, wie etwa von einer Drehzahl im Bereich von 700 bis 900 Umdrehungen pro Minute (U/min) auf annähernd 100 U/min verlangsamen, um eine nahezu synchrone Einrückung des Sonnenrads 72 mit der feststehenden Abdeckung 73 durch die Trennkupplung 80 zu ermöglichen. Dies kann bewerkstelligt werden, wenn eine Kupplung zwischen der Kardanwelle 40 und einem hinteren Differenzial eingerückt werden kann, um die Kardanwelle 40 zu rotieren.
In einer Ausführungsform weist die Trennkupplung 80 eine rotierende Platte 81 auf, die befestigt ist, um mit dem ersten Sonnenrad 72 zu rotieren, eine feststehende Platte 82, die an der Abdeckung 73 befestigt ist, und eine Wählplatte 83, die von dem Aktor A in Kontakt mit der rotierenden Platte 81 bewegt wird, um die rotierende Platte 81 an der feststehenden Platte 82 zu befestigen. Diese Art von Kupplung kann als eine mechanische Diode bezeichnet werden. Die Wählplatte 83 kann derart konstruiert sein, dass sie ungeachtet der Drehrichtung der rotierenden Platte einrückbar ist, in welchem Fall die Kupplung 80 eine Zweiwege-Bremskupplung ist, oder kann als eine Einwege-Bremskupplung konstruiert sein, die nur eingerückt werden kann, wenn die rotierende Platte 81 in einer Richtung rotiert, die mit einem Vorwärtsgang übereinstimmt, so dass eine Allradantriebsfähigkeit nur in einer Vorwärtsbewegung verfügbar ist.
Beabstandungsfehler des Planetengetriebes aufgrund von Toleranzaddition bei der Herstellung können gelindert werden, indem das erste Sonnenrad 72 derart ausgestaltet ist, dass es ein gewisses radiales Schwimmen oder Spiel relativ zu der ersten Drehachse 36 durch eine kerbverzahnte Grenzfläche mit der Platte 81 oder mit der Abdeckung 73A in der Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 138 von 4 ohne eine Trennkupplung aufweist. Zusätzlich wird der Träger 86 nur durch axiale Drucklager oder Scheiben 86 (eine ist gezeigt) eingeschränkt, um der axialen Last aufgrund von Flankenwinkeln des schräg verzahnten Ritzelrads Widerstand entgegenzubringen. Der Träger 76 weist keine radialen Lager auf (d. h. die äußerste radiale Fläche des Trägers 76 ist nicht eingeschränkt), und so sind sowohl der Träger 76 als auch die Eingangswelle 44 an einer Stelle zentriert, die von einer Kämmung des ersten Sonnenrads 72 mit dem ersten Satz Ritzel 77 und der Kämmung des zweiten Sonnenrads 74 mit dem zweiten Satz Ritzel 78 abhängt, da die Sätze Ritzel 74, 78 die Sonnenräder 72, 74 umschreiben. Das zweite Sonnenrad 74 kann an dem ringförmigen Wellenabschnitt 56 des Hypoidhohlrads 46 mit einer Evolventen- oder Vierkantkerbverzahnung angebracht sein und kann daher auch auf der Basis der Kämmung mit dem zweiten Satz Ritzelräder 78 sich auch selbst zentrieren.
Es sind nur zwei Sätze Kegel- oder Wälzlager 62A, 62B erforderlich, um das Hypoidhohlrad 46 zu zentrieren, um um die erste Drehachse 36 herum zu rotieren. Ein anderer Satz Kegel- oder Wälzlager 62C zentriert das Ritzelrad 48 derart, dass es um die zweite Drehachse 42 herum rotiert. Die Wälzlager 62C befinden sich zwischen dem Ritzelrad 48 und einer Ritzelradabdeckung 63 (in 2 gezeigt), die mit dem Gehäuse 66 verbunden ist, welches in 2 entfernt ist. Wälzlager 62D lagern die vordere Halbwelle 34B relativ zu der Abdeckung 73 drehbar und zentrieren die vordere Halbwelle 34B zur Rotation um die erste Drehachse 36 herum. Eine Lippendichtung 67 dichtet die Halbwelle 34B gegenüber der Abdeckung 73 ab.
Die zentrale Abstützung 64 sorgt für eine örtliche Festlegung für eine ringförmige Doppellippendichtung 88A, die zwischen dem Wellenabschnitt 56 des Hypoidhohlrads 46 und der zentralen Abstützung 64 abdichtet. Eine andere ringförmige Doppellippendichtung 88B dichtet zwischen dem Wellenabschnitt 58 des Hypoidhohlrads 46 und dem Gehäuse 66 ab. Ein Durchgang 90A ist in der zentralen Abstützung 64 in Verbindung mit der Lippendichtung 88A vorgesehen. Ein Ende des Durchgangs 90A kann sich an einer Stelle an der Unterseite der Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38, die zur Wartung leicht zugänglich ist, befinden. Der Durchgang 90A kann als ein Leckloch bezeichnet werden, da er eine Anzeige einer Leckage an der Lippendichtung 88A vorbei zur Verfügung stellt, wenn Fluid durch den Durchgang 90A leckt. Ein ähnlicher Durchgang 90B ist in dem Gehäuse 66 in Verbindung mit der Lippendichtung 88B vorgesehen, um eine Anzeige von Leckage an der Lippendichtung 88B vorbei zur Verfügung stellt.
Das Gehäuse 66 und die zentrale Abstützung 64 definieren einen ersten Hohlraum 62A, der das Hypoidhohlrad 46 und das Ritzelrad 48 enthält. Die Abdeckung 73 und die zentrale Abstützung 64 definieren einen zweiten Hohlraum 92B, der den zusammengesetzten Planetenradsatz 70 enthält. Die zentrale Abstützung 64 und die Lippendichtungen 88A, 88B isolieren den ersten Hohlraum 92A im Wesentlichen von dem zweiten Hohlraum 92B. Dies ermöglicht die Verwendung unterschiedlicher Fluide in den beiden Hohlräumen. Zum Beispiel kann der erste Hohlraum 92A mit einem Hypoidzahnrad-Schmierfluid gefüllt sein, das eine relativ hohe Viskosität aufweist. Ein Fluid mit niedrigerer Viskosität, wie etwa Automatikgetriebefluid (ATF) kann von dem Getriebe 16 und dem Differenzialgehäuse 28 an den zweiten Hohlraum 92B durch einen ringförmigen Durchgang 94A zwischen dem Hypoidhohlrad 46 und der Eingangswelle 44 und durch einen ringförmigen Durchgang 94B zwischen der Eingangswelle 44 und der Halbwelle 34B geliefert werden. Der Träger 76 kann in jedes Fluid eintauchen, das sich an dem unteren Abschnitt des Hohlraums 92B absetzt, um das Fluid über die rotierenden Komponenten des Planetenradsatzes 70 sowohl in dem Vorderradantriebs- als auch dem Allradantriebsmodus zu verteilen. Durch die Verwendung von Getriebefluid mit niedrigerer Viskosität in dem zweiten Hohlraum 92B und Isolieren des Zahnradschmiermittels mit höherer Viskosität in dem ersten Hohlraum 92A werden Umlaufverluste reduziert. Die Lippendichtungen 88A, 88B haben die zusätzliche Funktion, den Widerstand an dem rotierenden Hypoidhohlrad 46 zu erhöhen, um es um die erste Drehachse 36 herum stationär zu halten, wenn der Vorderradantriebsmodus vorliegt. Die Lippendichtung 67 dichtet zwischen der Abdeckung und der Halbwelle 34B ab und ist die einzige Dichtung, bei der es eine Relativbewegung gibt, wenn die Trennkupplung 80 ausgerückt wird. Ein alternatives Verfahren, um die beiden Hohlräume 92A, 92B zu trennen, wäre es, Dichtungen zwischen dem rotierenden Hypoidhohlrad 46 und der Eingangswelle 44 und zwischen der Eingangswelle 44 und der Halbwelle 34B zu platzieren. In einer solchen Ausführungsform würde das Gehäuse 66 eine Öffnung mit einem Ablauf- und Füllstopfen umfassen, um zuzulassen, dass der Hohlraum 92B mit Fluid gefüllt werden kann.
4 zeigt eine Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 138, die in allen Aspekten ähnlich wie die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 38 ist, mit Ausnahme dessen, dass statt der Abdeckung 73 eine Abdeckung 73A verwendet wird, die eine kerbverzahnte Öffnung 96 aufweist, die eine äußere Kerbverzahnung des ersten Sonnenrads 72 aufnimmt, um das Sonnenrad 72 ständig an der Abdeckung 73A ohne eine Trennkupplung festzulegen. Die Kraftübertragungseinheit 138 arbeitet somit nur in einem Allradantriebsmodus mit Drehmomentreduktion.
5 zeigt eine Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 238, die viele der gleichen Komponenten wie die Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138 gemeinsam benutzt, aber ohne einen Drehmoment reduzierenden zusammengesetzten Planetenradsatz. Anstelle von Abdeckung 73 oder 73A wird eine Abdeckung 73B verwendet, die potentiell eine kleinere Größe haben kann, da sie keinen zusammengesetzten Planetenradsatz zu enthalten braucht. Die Kraftübertragungseinheit 238 weist eine Trennfähigkeit auf, da eine Trennkupplung 280 vorgesehen ist. Somit sind sowohl eine Vorderradantriebs- als auch eine Allradantriebsfähigkeit in einem Fahrzeug verfügbar, das die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 238 aufweist. Die Trennkupplung 280 ist eine Klauenkupplung mit einer Hülse 283, die durch einen Aktor A1 bewegbar ist, um axial auf dem Wellenabschnitt 56 zu gleiten, an welchem sie kerbverzahnt ist, um mit dem Zahnrad 285 an einem Außenumfang der Eingangswelle 44 in Eingriff zu gelangen. Wenn die Kupplung 280 getrennt ist (d. h. nicht eingerückt ist), wird das Hypoidhohlrad 46 nicht durch die Eingangswelle 44 angetrieben und bleibt feststehend. Die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 238 ist eine einachsige Kraftübertragungseinheit, die in der Lage ist, die gleichen ersten und zweiten Drehachsen 36, 42 und das gleiche Hypoidhohlrad 46 und Ritzelrad 48 wie die Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38 und 138 gemeinsam zu nutzen, wobei aber das Eingangselement 44 nur in der Lage ist, Drehmoment auf die Kardanwelle 40 von 1 mit einem Drehmomentreduktionsverhältnis zu übertragen, das nur durch das Hypoidhohlrad 46 und Ritzelrad 48 bereitgestellt wird.
6 zeigt eine Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 338, die viele der gleichen Komponenten wie die Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138, 238 gemeinsam nutzt, aber eine Einheit mit niedrigerem Verhältnis ist, die, wie die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 238, nur die Drehmomentreduktion des Hypoidhohlrads 46 und Ritzelrads 48 bereitstellt. Das Hypoidhohlrad 46 der Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit 338 ist an der Eingangswelle 44 ohne Trennfähigkeit befestigt. Somit wird immer Drehmoment auf die Kardanwelle 40 übertragen, wenn die Kraftmaschine 14 Drehmoment liefert. Das Hypoidhohlrad 46 kann entweder integral mit der Eingangswelle 44 sein oder durch irgendeine Zahl von Mitteln an der Eingangswelle 44 befestigt sein, die umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind, Schweißen, Aufschrumpfen, Kerbverzahnungen oder eine permanent eingebaute Hülse. Zusätzlich wird eine Abdeckung 72C, die integral mit dem zentralen Abstützelement 64C ist, verwendet. Die Abdeckung 73C erfordert weniger radialen Bauraum als die Abdeckung 73, da sie keinen Planetenradsatz enthalten muss. Der Hohlraum 92D, der durch die Abdeckung 73C definiert ist, kann eine kleinere Größe als der Hohlraum 92B aufweisen.
Dementsprechend sind die Baugruppen von Kraftübertragungseinheiten 38, 138, 238 und 338 modular, da eine jede eine Basis aus einem Gehäuse 46, einer Eingangswelle 44, eines Hypoidhohlrads 46 und eines Ritzelrads 48 aufweist. Um die Bedürfnisse unterschiedlicher Fahrzeuganwendungen zu erfüllen, während eine konstante Relativlage der ersten Drehachse 36 und der zweiten Drehachse 42 aufrechterhalten wird, wird entweder eine Einheit für direktes Drehmoment oder eine Drehmomentreduktionseinheit zu den Basiskomponenten hinzugefügt, entweder mit oder ohne Trennfähigkeit durch eine Trennkupplung, wie etwa Kupplung 80 oder 280. Die Verwendung gemeinsamer Komponenten, wie etwa des Hypoidhohlrads 46 und Ritzelrads 48, und das Halten der Komponenten, die die zusätzliche Drehmomentreduktion bewerkstelligen, konzentrisch mit einer ersten Achse (die erste Drehachse 36) kann das Gewicht, die Kosten und die Bauraumerfordernisse im Vergleich mit einer zweiachsigen Drehmomentreduktionsanordnung verringern.
Da der zusammengesetzte Planetenradsatz 70 eine Drehmomentreduktion an der Eingangsseite des Kegelradsatzes (d. h. zwischen der Eingangswelle 44 und dem Hypoidhohlrad 46) liefert, kann ähnliches Drehmoment (aber bei erhöhter Drehzahl an der Kardanwelle 40 mit einer Drehmomentreduktionseinheit (3 und 4) wie mit einer Einheit für direktes Drehmoment (5 und 6) erreicht werden. Eine Anwendung der Drehmomentreduktionseinheit (3 oder 4) mit einer Kraftmaschine mit relativ hoher Leistung kann das gleiche Drehmoment an der Kardanwelle 40 sicherstellen, wie eine Anwendung der Einheit für direkten Antrieb (5 oder 6) mit einer Kraftmaschine mit relativ niedriger Leistung. Wenn z. B. ein Drehmoment von 2900 N-m auf die Eingangswelle 44 der Kraftübertragungseinheit 38 oder 138 aufgebracht wird und das Drehmomentverhältnis (Drehmoment des Eingangselements 44 zu Drehmoment der Ritzelwelle 48) 2,9:1,0 beträgt, wird das Drehmoment an der Kardanwelle 40 1000 N-m betragen. Wenn eine Kraftmaschine mit niedrigerer Leistung verwendet wird und 1700 N-m Drehmoment auf die Eingangswelle 44 der Kraftübertragungseinheit 238 oder 338 aufgebracht wird, und das Drehmomentverhältnis 1,7:1,0 (Drehmoment des Eingangselements 44 zu Drehmoment der Ritzelwelle 48 ohne zusammengesetzten Planetenradsatz), beträgt, dann wird das Drehmoment an der Kardanwelle 40 ebenfalls 1000 N-m betragen.
Obgleich die besten Arten zum Ausführen der vielen Aspekte der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Lehren betrifft, verschiedene alternative Aspekte zur praktischen Ausführung der vorliegenden Lehren, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen, erkennen.

Claims

Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit zum Übertragen von Drehmoment von einem Differenzialträger eines vorderen Differenzials auf eine Kardanwelle eines Fahrzeugs; wobei der Differenzialträger um eine erste Drehachse rotiert und die Kardanwelle um eine zweite Drehachse rotiert, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Drehachse steht, wobei die Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit umfasst: eine Eingangswelle, die ausgestaltet ist, um durch den Differenzialträger um eine erste Drehachse herum drehbar angetrieben zu werden; ein erstes Kegelrad; ein zweites Kegelrad, das mit dem ersten Kegelrad in Eingriff steht; wobei das erste Kegelrad ringförmig ist und die Eingangswelle konzentrisch umgibt; wobei das zweite Kegelrad ausgestaltet ist, um die Kardanwelle um die zweite Drehachse herum drehbar anzutreiben; und einen zusammengesetzten Planetenradsatz, der konzentrisch mit der ersten Drehachse ist und ausgestaltet ist, um Drehmoment von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad zu übertragen, so dass Drehmoment des ersten Kegelrads geringer als Drehmoment der Eingangswelle ist und die Drehzahl des ersten Kegelrads größer als die Drehzahl der Eingangswelle ist.
Kraftübertragungsbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein feststehendes Element benachbart zu dem zusammengesetzten Planetenradsatz; eine Trennkupplung, die den zusammengesetzten Planetenradsatz selektiv funktional mit dem feststehenden Element verbindet, um eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad durch den zusammengesetzten Planetenradsatz zu ermöglichen; und wobei die Trennkupplung selektiv ausrückbar ist, um den zusammengesetzten Planetenradsatz von dem feststehenden Element zu trennen, wodurch eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad durch den zusammengesetzten Planetenradsatz verhindert wird.
Kraftübertragungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das erste Kegelrad einen ringförmigen Wellenabschnitt aufweist, der die Eingangswelle konzentrisch umgibt; und ferner umfassend: ein feststehendes Element benachbart zu dem zusammengesetzten Planetenradsatz; wobei der zusammengesetzte Planetenradsatz umfasst: ein erstes Sonnenrad, das funktional mit dem feststehenden Element verbindbar ist; ein zweites Sonnenrad, das an dem ringförmigen Wellenabschnitt des ersten Kegelrads befestigt ist, um in Einklang damit zu rotieren; einen Träger, der an der Eingangswelle befestigt ist, um in Einklang damit zu rotieren; einen ersten Satz Ritzelräder und einen zweiten Satz Ritzelräder, die beide durch den Träger drehbar gelagert sind; wobei der erste Satz Ritzelräder mit dem ersten Sonnenrad kämmt; und wobei der zweite Satz Ritzelräder mit dem ersten Satz Ritzelräder und mit dem zweiten Sonnenrad kämmt.
Kraftübertragungsbaugruppe nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Trennkupplung, die das erste Sonnenrad selektiv funktional mit dem feststehenden Element verbindet, um eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad durch den zusammengesetzten Planetenradsatz zu ermöglichen; und wobei die Trennkupplung selektiv ausrückbar ist, um das erste Sonnenrad von dem feststehenden Element zu trennen, wodurch eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad durch den zusammengesetzten Planetenradsatz verhindert wird.
Kraftübertragungsbaugruppe nach Anspruch 3, wobei das erste Sonnenrad an dem feststehenden Element kerbverzahnt ist.
Modulare Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit für ein Fahrzeug; wobei das Fahrzeug ein vorderes Differenzial mit einem Differenzialträger, der eine erste Drehachse definiert, und eine Kardanwelle, die eine zweite Drehachse im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Drehachse definiert, aufweist, wobei die modulare Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit umfasst: eine Eingangswelle, die derart ausgestaltet ist, dass sie durch den Differenzialträger um die erste Drehachse herum drehbar angetrieben wird, wenn die modulare Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit in einem Fahrzeug eingebaut ist; einen Kegelradsatz, der ein erstes Kegelrad und ein zweites Kegelrad umfasst; wobei das erste Kegelrad ringförmig ist und die Eingangswelle konzentrisch umgibt; wobei das zweite Kegelrad mit dem ersten Kegelrad in Eingriff steht und durch das erste Kegelrad derart drehbar angetrieben ist, dass es um die zweite Drehachse herum rotiert; wobei das zweite Kegelrad derart ausgestaltet ist, dass es die Kardanwelle drehbar antreibt, wenn die modulare Baugruppe einer Kraftübertragungseinheit in dem Fahrzeug eingebaut ist; ein feststehendes Gehäuse, das das erste und zweite Kegelrad umgibt und abstützt und derart ausgebildet ist, dass es alternativ mit einem gewählten der folgenden Elemente verbindbar ist: einer Drehmomentreduktionseinheit, die konzentrisch mit der ersten Drehachse ist und ausgestaltet ist, um Drehmoment mit einem Reduktionsverhältnis von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad zu übertragen; und einer Einheit für direktes Drehmoment, die konzentrisch mit der ersten Drehachse ist und ausgestaltet ist, um Drehmoment mit einem Verhältnis von eins von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad zu übertragen; wobei die Kardanwelle in der gleichen Richtung in Ansprechen auf eine Vorwärtsdrehung der Eingangswelle in einem Allradantriebsmodus rotiert, wenn entweder die Drehmomentreduktionseinheit oder die Einheit für direktes Drehmoment in dem Fahrzeug eingebaut ist.
Modulare Kraftübertragungseinheit nach Anspruch 6, wobei die Drehmomentreduktionseinheit aufweist: einen zusammengesetzten Planetenradsatz konzentrisch mit der ersten Drehachse; und eine feststehende Abdeckung, die an dem feststehenden Gehäuse angebracht ist und den zusammengesetzten Planetenradsatz im Wesentlichen umgibt; wobei der zusammengesetzte Planetenradsatz aufweist: ein erstes Sonnenrad, das an der feststehenden Abdeckung befestigt ist; ein zweites Sonnenrad, das an dem ersten Kegelrad befestigt ist, um in Einklang damit zu rotieren; einen Träger, der an der Eingangswelle befestigt ist, um in Einklang damit zu rotieren; einen ersten Satz Ritzelräder und einen zweiten Satz Ritzelräder, die beide durch den Träger drehbar gelagert sind; wobei der erste Satz Ritzelräder mit dem ersten Sonnenrad kämmt; und wobei der zweite Satz Ritzelräder mit dem ersten Satz Ritzelräder und mit dem zweiten Sonnenrad kämmt.
Modulare Kraftübertragungseinheit nach Anspruch 6, wobei die Drehmomentreduktionseinheit aufweist: einen zusammengesetzten Planetenradsatz konzentrisch mit der ersten Drehachse; und eine feststehende Abdeckung, die an dem feststehenden Gehäuse angebracht ist und den zusammengesetzten Planetenradsatz im Wesentlichen umgibt; wobei der zusammengesetzte Planetenradsatz aufweist: ein erstes Sonnenrad, das selektiv funktional mit der feststehenden Abdeckung verbindbar ist; ein zweites Sonnenrad, das an dem ersten Kegelrad befestigt ist, um in Einklang damit zu rotieren; einen Träger, der an der Eingangswelle befestigt ist, um in Einklang damit zu rotieren; einen ersten Satz Ritzelräder und einen zweiten Satz Ritzelräder, die beide durch den Träger drehbar gelagert sind; wobei der erste Satz Ritzelräder mit dem ersten Sonnenrad kämmt; wobei der zweite Satz Ritzelräder mit dem ersten Satz Ritzelräder und mit dem zweiten Sonnenrad kämmt; und eine Trennkupplung, die selektiv einrückbar ist, um das erste Sonnenradelement an der feststehenden Abdeckung zu befestigen, wodurch eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad durch den zusammengesetzten Planetenradsatz gestattet wird, und selektiv ausrückbar ist, um das erste Sonnenrad von der feststehenden Abdeckung zu trennen, wodurch eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad durch den zusammengesetzten Planetenradsatz verhindert wird.
Modulare Kraftübertragungseinheit nach Anspruch 6, wobei die Einheit für direktes Drehmoment konzentrisch mit der ersten Drehachse ist; und wobei die Eingangswelle ständig an dem ersten Kegelrad befestigt ist, um Drehmoment mit einem Verhältnis von eins von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad zu übertragen.
Modulare Kraftübertragungseinheit nach Anspruch 6, wobei die Einheit für direktes Drehmoment konzentrisch mit der ersten Drehachse ist; und ferner umfassend: eine Trennkupplung, die einrückbar ist, um die Eingangswelle an dem ersten Kegelrad zu befestigen und somit eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad zu gestatten, und selektiv ausrückbar ist, um die Eingangswelle von dem ersten Kegelrad zu trennen, wodurch eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf das erste Kegelrad verhindert wird.