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Die Erfindung betrifft ein schaltbares Differentialgetriebe für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug oder Nutzfahrzeug.
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Beispielsweise geht aus der
DE 10 2009 032 286 A1 ein Differentialgetriebe der gattungsbildenden Art hervor. Das sogenannte Stirnraddifferenzial weist eine erste Sonne und eine zweite Sonne auf. Dabei ist der ersten Sonne ein erster Satz Planetenräder und der zweiten Sonne ein zweiter Satz Planetenräder zugeordnet. Der erste Satz Planetenräder kämmt mit dem zweiten Satz Planetenräder. Ferner kämmt der erste Satz Planetenräder mit der ersten Sonne und der zweite Satz Planetenräder mit der zweiten Sonne.
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Ferner geht aus der
DE 10 2005 040 253 B3 eine Differentialanordnung zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges hervor. Die Differentialanordnung umfasst einen um eine Drehachse drehbar gelagerten und drehend antreibbaren Differentialkorb, ein erstes Seitenrad und ein zweites Seitenrad, die koaxial zur Drehachse im Differentialkorb drehbar gelagert sind, sowie mehrere Ausgleichsräder, die auf zur Drehachse parallelen Längsachsen drehbar im Differentialkorb gelagert sind und gemeinsam mit diesem umlaufen. Eine erste Gruppe der Ausgleichsräder kämmt mit dem ersten Seitenrad und eine zweite Gruppe der Ausgleichsräder kämmt mit dem zweiten Seitenrad und jedes Ausgleichsrad der ersten Gruppe kämmt mit jeweils einem Ausgleichsrad der zweiten Gruppe. Ferner umfasst die Differentialanordnung zumindest eine Kupplung, die koaxial zur Drehachse angeordnet ist und derart gestaltet ist, dass sie auf die Ausgleichsräder der ersten Gruppe von Ausgleichsrädern ein Antriebs- oder Bremsmoment einleiten kann.
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Des Weiteren offenbart die
US 2009 0 088 288 A1 eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die eine Kupplungskapazität erhöht, um eine genügend große Differentialbegrenzungskraft zu generieren. Die Differentialbegrenzungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse, das durch eine Antriebskraft einer Antriebsquelle gedreht wird, einen Differentialmechanismus mit einem Paar von Ausgangszahnrädern, um die Antriebskraft auf ein Paar von Ausgangswellen unterschiedlich zu verteilen, sowie eine Kupplung. Die Kupplung ist dazu vorgesehen eine Differentialbewegung des Differentialmechanismus zu beschränken. Ferner umfasst die Differentialbegrenzungsvorrichtung einen Ausgabemechanismus, der die Kupplung antreibt, Der Ausgabemechanismus umfasst einen ersten Nocken, der entlang einer axialen Richtung bewegt wird. Ferner ist ein Drückstift als ein Übertragungselement vorgesehen, wobei das Übertragungselement die axiale Bewegung des ersten Nockens zu der Kupplung überträgt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein kompaktes Differentialgetriebe mit einer schaltbaren Differentialsperre für ein Fahrzeug zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe für ein Fahrzeug umfasst einen ersten und einen zweiten an einem gemeinsamen Steg drehbar gelagerten Planetensatz, wobei der erste Planetensatz zumindest mit einer ersten Sonne kämmt, wobei der zweite Planetensatz zumindest mit einer zweiten Sonne kämmt, und wobei die beiden Planetensätze zumindest paarweise miteinander kämmen, wobei ein Zwischenrad mit dem ersten Planetensatz kämmt, wobei das Zwischenrad über ein Schaltelement mit der zweiten Sonne koppelbar ist. Die beiden Planetensätze sind somit als Ausgleichsplanetensätze ausgebildet, wobei ein jeweiliger Planet des ersten Planetensatzes mit einem jeweiligen Planet des zweiten Planetensatzes kämmt.
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Unter einem Schaltelement ist eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei die Vorrichtung im geöffneten Zustand kein Drehmoment und im geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen dem Zwischenrad und der zweiten Sonne übertragen kann. Mittels Zwischenrad kann eine höhere Übersetzung erzielt werden.
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Zwei miteinander kämmende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad ist eine Sonne, ein Hohlrad, ein Planet oder ein Zwischenrad zu verstehen.
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Insbesondere ist das Zwischenrad als Sonne ausgebildet. Bevorzugt ist der erste Planetensatz axial breiter als der zweite Planetensatz ausgebildet.
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Vorzugsweise ist der gemeinsame Steg drehfest mit einem Differentialgehäuse des Differentialgetriebes verbunden, wobei ein Antrieb des Differentialgetriebes über das Differentialgehäuse vorgesehen ist. Insbesondere ist an dem Differentialgehäuse eine Verzahnung ausgebildet, die zur Drehmomenteinspeisung in das Differentialgetriebe mit einem Antriebsrad oder einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine kämmt. Die Antriebsmaschine ist vorzugsweise als Brennkraftmaschine ausgeführt und kann bei weiteren Ausführungsformen auch als elektrische Maschine oder als eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine beliebiger Bauart und einer elektrischen Maschine ausgebildet sein.
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Bevorzugt sind die beiden Planetensätze zusammen mit den beiden Sonnen und dem Zwischenrad innerhalb des Differentialgehäuses angeordnet. Mit anderen Worten ist das Differentialgehäuse um die beiden Planetensätze sowie um die beiden Sonnen und um das Zwischenrad herum ausgebildet.
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Des Weiteren bevorzugt ist das Schaltelement außerhalb des Differentialgehäuses angeordnet. Dadurch wird eine gute Zugänglichkeit für eine Aktuierung des Schaltelements realisiert. Insbesondere ist das Schaltelement als Kupplungsvorrichtung ausgebildet und weist mindestens zwei Schaltstellungen auf. Das jeweilige Schaltelement kann sowohl als Lastschaltelement, insbesondere als Reibkupplung, als auch als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplung ausgebildet sein. Zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Schaltstellung der Kupplungsvorrichtung ist eine Vielzahl von Schaltstellungen denkbar.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Schaltelement mindestens eine Innenlamelle und mindestens eine Außenlamelle auf, wobei die mindestens eine Innenlamelle drehfest mit der zweiten Sonne verbunden ist, und wobei die mindestens eine Außenlamelle drehfest mit dem Zwischenrad verbunden ist. Insbesondere sind mehrere Innen- und Außenlamellen axial abwechselnd angeordnet und mittels eines Aktuators betätigbar.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die erste Sonne mit einer ersten Abtriebswelle und die zweite Sonne mit einer zweiten Abtriebswelle verbunden sind. Die jeweilige Abtriebswelle ist vorzugsweise mit einem jeweiligen Rad einer Antriebsachse des Fahrzeugs verbunden. Durch eine Umverteilung einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments zwischen den beiden Sonnen kann gezielt die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflusst werden.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.
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Gemäß der einzigen Figur weist eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug, ein Differentialgetriebe 1 und zwei Abtriebswellen 10a, 10b auf. Das Differentialgetriebe 1 umfasst einen ersten und einen zweiten Planetensatz 6a, 6b sowie einen gemeinsamen Steg 2, an dem die beiden Planetensätze 6a, 6b drehbar gelagert sind. Der gemeinsame Steg 2 ist drehfest mit einem Differentialgehäuse 7 des Differentialgetriebes 1 verbunden, wobei ein Antrieb des Differentialgetriebes 1 über das Differentialgehäuse 7 vorgesehen ist. Somit treibt ein - hier nicht dargestellter - Antriebsmotor über eine Verzahnung 11 das Differentialgetriebe 1 an. Das in das Differentialgetriebe 1 eingeleitete Drehmoment wird über den gemeinsamen Steg 2 auf die beiden Planetensätze 6a, 6b verteilt.
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Der erste Planetensatz 6a kämmt sowohl mit einer ersten Sonne 3a als auch mit einem Zwischenrad 4, das als dritte Sonne ausgebildet ist. Dazu ist der erste Planetensatz 6a breiter als der zweite Planetensatz 6b ausgebildet. Demgegenüber kämmt der zweite Planetensatz 6b mit einer zweiten Sonne 3b. Ferner kämmen die beiden Planetensätze 6a, 6b paarweise miteinander. Mithin sind die beiden Planetensätze 6a, 6b als Ausgleichsplanetensätze ausgebildet.
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Die erste Sonne 3a ist mit der ersten Abtriebswelle 10a und die zweite Sonne 3b mit der zweiten Abtriebswelle 10b verbunden. Des Weiteren ist die zweite Sonne 3b zum Umverteilen eines Drehmoments und/oder einer Drehzahl zwischen den beiden Planetensätzen 6a, 6b und somit auch zum Umverteilen des Drehmoments zwischen der ersten und zweiten Sonne 3a, 3b über ein Schaltelement 5 mit dem Zwischenrad 4 koppelbar.
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Die beiden Planetensätze 6a, 6b sind zusammen mit den beiden Sonnen 3a, 3b und dem Zwischenrad 4 innerhalb des Differentialgehäuses 7 angeordnet. Ferner ist das Schaltelement 5 außerhalb des Differentialgehäuses 7 angeordnet. Das Schaltelement 5 als ist Kupplungsvorrichtung ausgebildet und weist mehrere Innen- und Außenlamellen 8, 9 auf, wobei die Innenlamellen 8 drehfest mit der zweiten Sonne 3b verbunden sind, und wobei die Außenlamellen 9 drehfest mit dem Zwischenrad 4 verbunden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Differentialgetriebe
- 2
- gemeinsamer Steg
- 3a, 3b
- Sonne
- 4
- Zwischenrad
- 5
- Schaltelement
- 6a, 6b
- Planetensatz
- 7
- Differentialgehäuse
- 8
- Innenlamelle
- 9
- Außenlamelle
- 10a, 10b
- Abtriebswelle
- 11
- Verzahnung
