DE102014204438A1

DE102014204438A1 - Achsantriebsanordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102014204438A1
Application number: DE102014204438.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Auer; Franz Reitinger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-09-17
Also published as: WO2015135705A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsantriebsanordnung für ein Fahrzeug, mit einer drehbar antreibbaren Antriebswelle 1, von der direkt oder indirekt durch eine erste Abtriebswelle 3 eine ein erstes rechtes Fahrzeugrad 9 und ein erstes linkes Fahrzeugrad 10 tragende erste Antriebsachse des Fahrzeugs sowie eine Durchtriebswelle 4 drehbar antreibbar sind. Dabei ist von der Durchtriebswelle 4 mindestens eine ein zweites rechtes Fahrzeugrad und ein zweites linkes Fahrzeugrad tragende zweite Antriebsachse des Fahrzeugs drehbar antreibbar. Die Antriebswelle 1 und/oder erste Abtriebswelle 3 und Durchtriebswelle 4 zumindest annähernd koaxial zueinander angeordnet sind und der Drehantrieb von der Antriebswelle 1 oder der ersten Abtriebswelle 3 auf die erste Antriebsachse über ein Achshöhenversatzgetriebe erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsantriebsanordnung für ein Fahrzeug, mit einer drehbar antreibbaren Antriebswelle, von der direkt oder indirekt durch eine erste Abtriebswelle eine ein erstes rechtes Fahrzeugrad und ein erstes linkes Fahrzeugrad tragende erste Antriebsachse des Fahrzeugs sowie eine Durchtriebswelle drehbar antreibbar sind, wobei von der Durchtriebswelle mindestens eine ein zweites rechtes Fahrzeugrad und ein zweites linkes Fahrzeugrad tragende zweite Antriebsachse des Fahrzeugs drehbar antreibbar ist.
Bei derartigen Achsantriebsanordnungen insbesondere für LKW erstrecken sich die Durchtriebswelle und die Antriebswelle in zueinander beabstandeten Ebenen. Über z.B. einen Stirntrieb wird die Drehbewegung der Antriebswelle auf die Durchtriebswelle übertragen. Diese Ausbildung ist durch den Stirntrieb bauteilaufwendig. Durch die Anordnung von Durchtriebswelle und Antriebswelle in zwei zueinander beabstandeten Ebenen wird außerdem ein großer Bauraum benötigt.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Achsantriebsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und wenige Bauteile sowie einen verringerten Bauraum erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Antriebswelle und/oder erste Abtriebswelle und Durchtriebswelle zumindest annähernd koaxial zueinander angeordnet sind und der Drehantrieb von der Antriebswelle oder der ersten Abtriebswelle auf die erste Antriebsachse über ein Achshöhenversatzgetriebe erfolgt.
Durch diese Ausbildung erstrecken sich die Antriebswelle und/oder erste Abtriebswelle derart versetzt zur Durchtriebswelle, daß die Durchtriebswelle und/oder erste Abtriebswelle an der ersten Antriebsachse vorbeigeführt werden kann ohne mit dieser zu kollidieren.
Antriebswelle oder erste Abtriebswelle können sich also problemlos mit der Durchtriebswelle kreuzen ohne einander zu berühren. Dabei sorgt das Achshöhenversatzgetriebe in Doppelfunktion sowohl für diesen Versatz als auch für den Drehantrieb der Antriebsachse durch die Antriebswelle oder die erste Abtriebswelle und führt dadurch zu einer Bauteil- sowie Gewichtsreduzierung.
Zur bauraumsparenden Koaxialanordnung kann entweder die Antriebswelle oder die erste Abtriebswelle eine Hohlwelle sein, durch die die Durchtriebswelle hindurchgeführt ist oder es kann die Durchtriebswelle eine Hohlwelle sein, durch die die Antriebswelle oder die erste Abtriebswelle hindurchgeführt ist. Die Koaxialanordnung ermöglicht auch geringe Gelenkwellenwinkel zwischen den einzelnen Achsen.
Eine bevorzugte Ausbildung des Achshöhenversatzgetriebes besteht darin, daß Achshöhenversatzgetriebe ein Hypoidkegelradgetriebe ist, wodurch bei erhöhter Laufruhe auch eine erhöhte Belastbarkeit erreicht wird.
Zum Längenausgleich kann von der Antriebswelle ein Längsdifferentialgetriebe drehbar antreibbar sein, das die erste Abtriebswelle aufweist, durch die über das Achshöhenversatzgetriebe die erste Antriebsachse drehbar antreibbar ist und das eine durch die Durchtriebswelle gebildete zweite Abtriebswelle aufweist, durch den die zweite Antriebsachse drehbar antreibbar ist, wobei die erste Abtriebswelle und die Durchtriebswelle mittels einer ersten Differentialsperre drehfest miteinander verbindbar sein können.
Zum Ausgleich der Drehzahlunterschiede zwischen einer rechten und einer linken Abtriebswelle der ersten Achse bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs kann von dem Achshöhenversatzgetriebe ein Querdifferentialgetriebe drehbar antreibbar sein, das eine erste rechte Abtriebswelle und eine erste linke Abtriebswelle der ersten Antriebsachse aufweist, wobei durch die erste rechte Abtriebswelle das erste rechte Fahrzeugrad und durch die erste linke Abtriebswelle das erste linke Fahrzeugrad drehbar antreibbar ist, wobei die erste rechte Abtriebswelle und die erste linke Abtriebswelle mittels einer zweiten Differentialsperre drehfest miteinander verbindbar sein können.
In einer bevorzugten Ausbildung ist das Längsdifferentialgetriebe ein Kegelraddifferentialgetriebe, wobei dessen erstes Achskegelrad auf der ersten Abtriebswelle und dessen zweites Achskegelrad auf der Durchtriebswelle fest angeordnet ist.
Weist dabei das erste Achskegelrad einen größeren oder kleineren Durchmesser als das zweite Achskegelrad auf, so kann eine von 50:50 abweichende Momentenaufteilung bei den beiden Achsen erreicht werden.
Vorzugsweise ist auch das Querdifferentialgetriebe ein Kegelraddifferentialgetriebe, wobei dessen erstes Achskegelrad auf der rechten Abtriebswelle und dessen zweites Achskegelrad auf der linken Abtriebswelle fest angeordnet sind.
Alternativ können aber auch das Längsdifferentialgetriebe und/oder das Querdifferentialgetriebe ein Planetendifferentialgetriebe sein, wodurch auch eine von 50:50 abweichende Momentenaufteilung bei den beiden Achsen möglich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Achsantriebsanordnung
1a eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Längsdifferentialgetriebes der Achsantriebsanordnung nach 1
2 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Achsantriebsanordnung
3 eine Prinzipdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Achsantriebsanordnung
4 eine Prinzipdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Achsantriebsanordnung
5 eine Prinzipdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Achsantriebsanordnung
6 einen vergrößerten Ausschnitt im Kreuzungsbereich von erster Achse und einer Durchtriebswelle der Achsantriebsanordnungen nach den 1 bis 3
7 einen vergrößerten Ausschnitt im Kreuzungsbereich von erster Achse und einer koaxial durch eine erste Abtriebswelle geführten Durchtriebswelle der Achsantriebsanordnungen nach den 4 und 5.
Die dargestellten Achsantriebsanordnungen für Kraftfahrzeuge weisen eine Antriebswelle 1 auf, die von einem motorischen Antrieb wie einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor drehbar antreibbar ist. Von der Antriebswelle 1 ist ein Längsdifferentialgetriebe 2 antriebbar, das wiederum eine als Hohlwelle ausgebildete erste Abtriebswelle 3 sowie eine koaxial durch die erste Abtriebswelle 3 hindurchgeführte Durchtriebswelle 4 antreibt.
Die Durchtriebswelle 4 führt zu einer nicht dargestellten zweiten Antriebsachse des Kraftfahrzeugs, die sich zumindest annähernd rechtwinklig zur Durchtriebswelle 4 erstreckt und ebenfalls nicht dargestellt an ihrem einen Ende ein zweites rechtes Fahrzeugrad sowie an ihrem anderen Ende ein zweites linkes Fahrzeugrad trägt, wobei die Fahrzeugräder von der zweiten Antriebsachse drehbar antreibbar sind.
Die erste Abtriebswelle 3 treibt über ein Hypoidkegelradgetriebe 5 ein außermittig in der ersten Antriebsachse angeordnetes Querdifferentialgetriebe 6 drehbar an, das wiederum eine erste rechte Abtriebswelle 7 und eine erste linke Abtriebswelle 8 drehbar antreibt, wobei das dem Querdifferentialgetriebe 6 abgewandte Ende der ersten rechten Abtriebswelle 7 ein erstes rechtes Fahrzeugrad 9 und das dem Querdifferentialgetriebe 6 abgewandte Ende der ersten linken Abtriebswelle 8 ein erstes linkes Fahrzeugrad 10 trägt. Das erste rechte Fahrzeugrad 9 wird von der ersten rechten Abtriebswelle 7 und das erste linke Fahrzeugrad 10 von der ersten linken Abtriebswelle 8 drehbar angetrieben. Die erste rechte Abtriebswelle 7 und die erste linke Abtriebswelle 8 bilden eine erste Antriebsachse.
Durch das Hypoidkegelradgetriebe 5, das ein Achshöhenversatzgetriebe ist, sind die Durchtriebswelle 4 und ggf. die erste Abtriebswelle 3 gegenüber der ersten linken Abtriebswelle 8 und damit gegenüber der ersten Antriebsachse höhenversetzt. Damit können die Durchtriebswelle 4 und ggf. die erste Abtriebswelle 3 sowie die linke Abtriebswelle 8 einander kreuzen ohne miteinander zu kollidieren. Dies ermöglicht es die erste Abtriebswelle 3 koaxial zur Durchtriebswelle 4 anzuordnen und damit den erforderlichen Bauraum gering zu halten.
Die erste Abtriebswelle 3 ist mit dem Gehäuse 11 mittels einer ersten Differentialsperre 17 drehfest miteinander verbindbar. Dies hat die Wirkung einer drehfesten Verbindbarkeit von erster Abtriebswelle 3 und Durchtriebswelle 4. In gleicher Weise ist die rechte Abtriebswelle 7 mit dem Gehäuse 19 mittels einer zweiten Differentialsperre 18 drehfest miteinander verbindbar. Die hat die Wirkung einer drehfesten Verbindbarkeit von erster rechter Abtriebswelle 7 und erster linker Abtriebswelle 8.
In den 1, 2, 4 und 5 ist das Längsdifferentialgetriebe 2 ein Kegelradgetriebe mit einem koaxial zur Drehachse 12 der Antriebswelle 1 von dieser drehbar antreibbaren um die Drehachse 12 drehbar gelagerten Gehäuse 11. Quer zur Drehachse 12 sind in dem Gehäuse 11 zwei Ausgleichskegelräder 13 einander koaxial gegenüberliegend drehbar gelagert, die sowohl in ein auf der Durchtriebswelle 4 fest angeordnetes erstes Achskegelrad 14, 14‘ als auch in ein auf der ersten Abtriebswelle 3 fest angeordnetes zweites Achskegelrad 15, 15‘ eingreifen.
In 1a ist alternativ zu den 1, 2, 4, und 5 das Gehäuse 11 koaxial von einer drehbar gelagerten Antriebshülse 16 umschlossen, die die erste Abtriebswelle 3 bildet und an ihrem einen Ende fest mit dem zweiten Achskegelrad 15 verbunden ist. Das andere Ende weist das Hypoidkegelradgetriebe 5 auf, das zum Querdifferentialgetriebe 6 führt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 weist das erste Achskegelrad 14‘ einen größeren Durchmesser auf als das zweite Achskegelrad 15‘, so daß die Momentenaufteilung zwischen der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse von einem Verhältnis 50:50 abweicht. Bei den Ausführungsbeispielen der 1, 2, 4, und 5 besitzen das erste Achskegelrad 14 und das zweite Achskegelrad 15 gleiche Durchmesser, so daß zwischen der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse die Momentenaufteilung ein Verhältnis von 50:50 aufweist.
Im Unterschied zu den 1, 2, 4, 5 ist in 3 das Längsdifferentialgetriebe ein Planetendifferentialgetriebe, das es auch ermöglicht die Momentenaufteilung zwischen der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse von einem Verhältnis 50:50 abweichend auszubilden.
In den 1, 2, 3, 4 und 5 ist das Querdifferentialgetriebe 6 ebenfalls ein Kegelradgetriebe mit einem koaxial zur Drehachse 20 der ersten rechten und ersten linken Abtriebswelle 7, 8 drehbar gelagerten Gehäuse 19, das über das Hypoidkegelradgetriebe 5 drehbar antreibbar ist. Quer zur Drehachse 20 sind in dem Gehäuse 19 zwei zweite Ausgleichskegelräder 21 einander koaxial gegenüberliegend drehbar gelagert, die sowohl in ein auf der ersten rechten Abtriebswelle 7 fest angeordnetes erstes Achskegelrad 22 als auch in ein auf der ersten linken Abtriebswelle 8 fest angeordnetes zweites Achskegelrad 23 eingreifen.
In den 6 und 7 ist aufgezeigt, daß die Durchtriebswelle 4 die erste linke Abtriebswelle 8 darüberliegend (6) oder darunterliegend (7) kreuzen kann, wobei 7 weiterhin die Ausbildung der ersten Abtriebswelle 3 als Hohlwelle zeigt, durch die koaxial die Durchtriebswelle 4 hindurchgeführt ist.
Bezugszeichenliste

1: Antriebswelle
2: Längsdifferentialgetriebe
3: erste Abtriebswelle
4: Durchtriebswelle
5: Hypoidkegelradgetreibe
6: Querdifferentialgetriebe
7: erste rechte Abtriebswelle
8: erste linke Abstriebswelle
9: erstes rechtes Fahrzeugrad
10: erstes linkes Fahrzeugrad
11: Gehäuse
12: Drehachse
13: Ausgleichskegelräder
14: erstes Achskegelrad
14‘: erstes Achskegelrad
15: zweites Achskegelrad
15‘: zweites Achskegelrad
16: Antriebshülse
17: erste Differentialsperre
18: zweite Differentialsperre
19: Gehäuse
20: Drehachse
21: zweite Ausgleichsräder
22: erstes Achskegelrad
23: zweites Achskegelrad
24: Planetendifferentialgetriebe

Claims

Achsantriebsanordnung für ein Fahrzeug, mit einer drehbar antreibbaren Antriebswelle (1), von der direkt oder indirekt durch eine erste Abtriebswelle (3) eine ein erstes rechtes Fahrzeugrad (9) und ein erstes linkes Fahrzeugrad (10) tragende erste Antriebsachse des Fahrzeugs sowie eine Durchtriebswelle (4) drehbar antreibbar sind, wobei von der Durchtriebswelle (4) mindestens eine ein zweites rechtes Fahrzeugrad und ein zweites linkes Fahrzeugrad tragende zweite Antriebsachse des Fahrzeugs drehbar antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebswelle (1) und/oder erste Abtriebswelle (3) und Durchtriebswelle (4) zumindest annähernd koaxial zueinander angeordnet sind und der Drehantrieb von der Antriebswelle (1) oder der ersten Abtriebswelle (3) auf die erste Antriebsachse über ein Achshöhenversatzgetriebe erfolgt.
Achsantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle oder die erste Abtriebswelle (3) eine Hohlwelle ist, durch die die Durchtriebswelle (4) hindurchgeführt ist.
Achsantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtriebswelle eine Hohlwelle ist, durch die die Antriebswelle oder die erste Abtriebswelle hindurchgeführt ist.
Achsantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Achshöhenversatzgetriebe ein Hypoidkegelradgetriebe (5) ist.
Achsantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Antriebswelle (1) ein Längsdifferentialgetriebe (2) drehbar antreibbar ist, das die erste Abtriebswelle (3) aufweist, durch die über das Achshöhenversatzgetriebe die erste Antriebsachse drehbar antreibbar ist und das eine durch die Durchtriebswelle (4) gebildete zweite Abtriebswelle aufweist, durch die die zweite Antriebsachse drehbar antreibbar ist.
Achsantriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abtriebswelle (3) und die Durchtriebswelle (4) mittels einer ersten Differentialsperre (17) drehfest miteinander verbindbar sind.
Achsantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Achshöhenversatzgetriebe ein Querdifferentialgetriebe (6) drehbar antreibbar ist, das eine erste rechte Abtriebswelle (7) und eine erste linke Abtriebswelle (8) der ersten Antriebsachse aufweist, wobei durch die erste rechte Abtriebswelle (7) das erste rechte Fahrzeugrad und durch die erste linke Abtriebswelle (8) das erste linke Fahrzeugrad drehbar antreibbar ist.
Achsantriebsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste rechte Abtriebswelle und erste die linke Abtriebswelle mittels einer zweiten Differentialsperre drehfest miteinander verbindbar sind.
Achsantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsdifferentialgetriebe (2) ein Kegelraddifferentialgetriebe ist, wobei dessen erstes Achskegelrad (14, 14‘) auf der ersten Abtriebswelle (3) und dessen zweites Achskegelrad (15, 15‘) auf der Durchtriebswelle (4) fest angeordnet ist.
Achsantriebsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Achskegelrad (14‘) einen größeren oder kleineren Durchmesser als das zweite Achskegelrad (15‘) aufweist.
Achsantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Querdifferentialgetriebe ein Kegelraddifferentialgetriebe ist, wobei dessen erstes Achskegelrad auf der rechten Abtriebswelle und dessen zweites Achskegelrad auf der linken Abtriebswelle fest angeordnet sind.
Achsantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsdifferentialgetriebe (2) und/oder das Querdifferentialgetriebe ein Planetendifferentialgetriebe (24) ist.