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Die Erfindung betrifft ein 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 2011 088 888 A1 ein Verteilergetriebe zum Verteilen von Antriebsmomenten von einer angetriebenen ersten Anschlusswelle auf eine erste Abtriebswelle und auf eine zweite Abtriebswelle über einen ersten Planetentrieb und über einen zweiten Planetentrieb hervor. Die Antriebsmomente an den Abtriebswellen sind mittels Stellmomenten eines Stelltriebs überlagerbar. Zumindest die erste Anschlusswelle ist um eine Zentralachse des Verteilergetriebes rotierbar. Die erste Abtriebswelle ist mit Abstand zur Zentralachse versetzt angeordnet und getrieblich mit einer zweiten Anschlusswelle des ersten Planetentriebs wirkverbunden. Die zweite Abtriebswelle ist mit Abstand zur Zentralachse versetzt angeordnet und getrieblich mit einer zweiten Anschlusswelle des zweiten Planetentriebs wirkverbunden, wobei die Zentralachse gemeinsame Rotationsachse für die erste Anschlusswelle und die zweiten Anschlusswellen ist.
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Des Weiteren offenbart die
DE 103 48 960 A1 eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen mit mindestens zwei wenigstens dreiwelligen Planetensätzen. Jeweils eine Welle eines Planetensatzes ist mit einer Antriebswelle verbunden und jeweils eine Welle eines Planetensatzes stellt jeweils eine der Abtriebswellen dar. Jeweils wenigstens eine weitere Welle eines Planetensatzes ist mit einer Welle eines weiteren Planetensatzes über eine Steuer- und regelbare Wirkverbindung verbunden und ein betriebszustandsabhängiges Moment einer Welle ist in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der jeweils anderen damit wirkverbundenen Welle über die Wirkverbindung derart abstützbar, dass bei Auftreten eines Drehzahlunterschiedes zwischen den Abtriebswellen über die Wirkverbindung wenigstens zeitweise ein den Drehzahlunterschied veränderndes Moment an den Planetensätzen anliegt. Die erste Welle des zweiten Planetensatzes ist direkt mit der Antriebswelle verbunden und zwischen der ersten Welle des ersten Planetensatzes und der Antriebswelle ist ein gehäuseseitig gelagertes Zahnrad vorgesehen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Differentialgetriebe für ein Fahrzeug weiterzuentwickeln.
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Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe für ein Fahrzeug umfasst eine Antriebswelle mit einem ersten und einem zweiten daran angeordneten Festrad zur Aufteilung einer Antriebsleistung auf einen ersten und zweiten Leistungspfad, wobei das erste Festrad über ein erstes Zwischenelement mit einem ersten Planetensatz, der auf einem ersten Planetenträger drehbar gelagert ist, verbunden ist, und wobei das zweite Festrad über ein zweites Zwischenelement mit einem zweiten Planetensatz, der auf einem zweiten Planetenträger drehbar gelagert ist, verbunden ist, wobei der erste Planetenträger mit einer ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, und wobei der zweite Planetenträger mit einer zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei ferner der erste Planetensatz über eine erste Zwischenwelle mit einem dritten Planetensatz verbunden ist, und wobei der zweite Planetensatz über eine zweite Zwischenwelle mit einem vierten Planetensatz verbunden ist, wobei ferner der dritte und der vierte Planetensatz drehbar auf einem gemeinsamen Planetenträger gelagert sind und zumindest paarweise miteinander kämmen.
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Mithin umfasst das Differentialgetriebe ein erstes und ein zweites Planetengetriebe, wobei die beiden Planetengetriebe über die beiden Zwischenwellen und dem dritten und vierten Planetensatz miteinander wirkverbunden sind. Somit wird ein von einer Antriebsmaschine erzeugtes Drehmoment, das zum Antrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist, in das Differentialgetriebe eingeleitet und im Wesentlichen hälftig auf die beiden Planetengetriebe aufgeteilt. Dazu kämmt ein jeweiliges an der Antriebswelle angeordnetes Festrad mit einem jeweiligen Zwischenelement das wiederum mit dem jeweiligen ersten oder zweiten Planetensatz des ersten oder zweiten Planetengetriebes kämmt. Mithin überträgt das jeweilige Planetengetriebe im Wesentlichen nur die Hälfte des Antriebsdrehmoments. Somit handelt es sich bei dem Differentialgetriebe um ein leistungsverzweigtes Getriebe. Unter leistungsverzweigt ist dabei zu verstehen, dass eine Eingangsleistung in mindestens zwei Leistungspfade aufgeteilt wird. Vorzugsweise sind die beiden Leistungspfade identisch ausgebildet. Das jeweilige Planetengetriebe kann zusätzlich eine Übersetzung bereitstellen.
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Das Differentialgetriebe ist insbesondere in Fahrzeugen mit einer hohen Gesamtübersetzung verwendbar. Solche Fahrzeuge sind Arbeitsmaschinen, insbesondere land- oder forstwirtschaftliche Maschinen oder auch Baumaschinen und Schwerlastfahrzeuge. Exemplarisch sind hier Ackerschlepper oder auch Traktoren zu nennen. Ferner ist das Differentialgetriebe aber auch in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeuge verwendbar.
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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 beispielsweise eine Sonne, ein Hohlrad sowie ein Planet oder ein Festrad zu verstehen.
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Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das erste und zweite Zwischenelement als Sonnenwellen ausgebildet, wobei die erste Sonnenwelle einen ersten und zweiten Verzahnungsbereich aufweist, wobei der erste Verzahnungsbereich mit dem ersten Festrad kämmt, und wobei der zweite Verzahnungsbereich mit dem ersten Planetensatz kämmt, wobei die zweite Sonnenwelle einen dritten und vierten Verzahnungsbereich aufweist, wobei der dritte Verzahnungsbereich mit dem zweiten Festrad kämmt, und wobei der vierte Verzahnungsbereich mit dem zweiten Planetensatz kämmt. Somit sind die beiden Verzahnungsbereiche drehfest miteinander verbunden. Insbesondere bildet der zweite Verzahnungsbereich der ersten Sonnenwelle die Sonne des ersten Planetengetriebes. Ferner bildet der vierte Verzahnungsbereich der zweiten Sonnenwelle die Sonne des zweiten Planetengetriebes.
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Vorzugsweise weist die erste Zwischenwelle ein erstes Hohlrad und eine erste Sonne auf, wobei das erste Hohlrad mit dem ersten Planetensatz kämmt, und wobei die erste Sonne mit dem dritten Planetensatz kämmt, wobei die zweite Zwischenwelle ein zweites Hohlrad und eine zweite Sonne aufweist, wobei das zweite Hohlrad mit dem zweiten Planetensatz kämmt, und wobei die zweite Sonne mit dem vierten Planetensatz kämmt. Mithin sind das erste Hohlrad und die erste Sonne ebenso wie das zweite Hohlrad und die zweite Sonne drehfest miteinander verbunden.
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Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das erste und zweite Zwischenelement als Zwischenräder ausgebildet, wobei das erste Zwischenrad einen ersten und zweiten Verzahnungsbereich aufweist, wobei der erste Verzahnungsbereich mit dem ersten Festrad kämmt, und wobei der zweite Verzahnungsbereich mit dem ersten Planetensatz kämmt, wobei das zweite Zwischenrad einen dritten und vierten Verzahnungsbereich aufweist, wobei der dritte Verzahnungsbereich mit dem zweiten Festrad kämmt, und wobei der vierte Verzahnungsbereich mit dem zweiten Planetensatz kämmt. Somit sind die beiden Verzahnungsbereiche drehfest miteinander verbunden. Die zweite Verzahnung am ersten Zwischenrad sowie die vierte Verzahnung am zweiten Zwischenrad sind für das jeweilige Planetengetriebe als Hohlrad ausgebildet.
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Bevorzugt weist die erste Zwischenwelle eine erste und eine zweite Sonne auf, wobei die erste Sonne mit dem ersten Planetensatz kämmt, und wobei die zweite Sonne mit dem dritten Planetensatz kämmt, wobei die zweite Zwischenwelle eine dritte und eine vierte Sonne aufweist, wobei die dritte Sonne mit dem zweiten Planetensatz kämmt, und wobei die vierte Sonne mit dem vierten Planetensatz kämmt. Mithin sind die erste und die zweite Sonne ebenso wie die dritte und die vierte Sonne drehfest miteinander verbunden.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der gemeinsame Planetenträger stationär festgelegt ist. Insbesondere ist der gemeinsame Planetenträger drehfest mit einem stationär festgelegten Gehäuse verbunden.
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Vorzugsweise sind die beiden Abtriebswellen auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Bevorzugt sind die beiden Abtriebswellen parallel zur Antriebswelle angeordnet.
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Des Weiteren bevorzugt bilden der dritte und vierte Planetensatz ein Stirnraddifferential. Das Stirnraddifferential ist axial mittig zwischen dem ersten und zweiten Planetengetriebe, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Planetensatz angeordnet. Ferner ist das Stirnraddifferential radial zwischen der gemeinsamen Achse der beiden Abtriebswellen und der Antriebswelle angeordnet. Das Stirnraddifferential führt kleinere Drehmomente als die jeweilige Abtriebswelle.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Hierbei zeigt
- 1 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes, und
- 2 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines weiteren erfindungsgemäßen Differentialgetriebes.
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Gemäß der 1 und 2 umfasst ein jeweiliges erfindungsgemäßes Differentialgetriebe für eine - hier nicht dargestellte - Arbeitsmaschine eine Antriebswelle 2 mit einem ersten und einem zweiten daran angeordneten Festrad 3a, 3b zur Aufteilung einer von einem - hier nicht dargestellten - Antriebsmotor bereitgestellten Antriebsleistung auf einen ersten und zweiten Leistungspfad 15a, 15b. Die beiden Leistungspfade 15a, 15b sind identisch ausgebildet. Das erste Festrad 3a ist über ein erstes Zwischenelement 4a mit einem ersten Planetensatz 5a verbunden. Der erste Planetensatz 5a ist auf einem ersten Planetenträger 6a drehbar gelagert, wobei der erste Planetenträger 6a mit einer ersten Abtriebswelle 7a drehfest verbunden ist. Ferner ist das zweite Festrad 3b über ein zweites Zwischenelement 4b mit einem zweiten Planetensatz 5b verbunden. Der zweite Planetensatz 5b ist auf einem zweiten Planetenträger 6b drehbar gelagert, wobei der zweite Planetenträger 6b mit einer zweiten Abtriebswelle 7b drehfest verbunden ist. Die beiden Abtriebswellen 7a, 7b sind auf einer gemeinsamen Achse 14 angeordnet. Ferner sind die beiden Abtriebswellen 7a, 7b parallel zur Antriebswelle 2 angeordnet.
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Der erste Planetensatz 5a ist über eine erste Zwischenwelle 8a mit einem dritten Planetensatz 5c verbunden, wobei der zweite Planetensatz 5b über eine zweite Zwischenwelle 8b mit einem vierten Planetensatz 5d verbunden ist. Der dritte und der vierte Planetensatz 5c, 5d sind drehbar auf einem gemeinsamen Planetenträger 6c gelagert und kämmen paarweise miteinander. Mit anderen Worten kämmt ein jeweiliger Planet des dritten Planetensatzes 5c mit einem jeweiligen Planeten des vierten Planetensatzes 5d. Somit bilden der dritte und vierte Planetensatz 5c, 5d ein Stirnraddifferential 16 aus.
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Gemäß 1 sind das erste und zweite Zwischenelement 4a, 4b als Sonnenwellen 9a, 9b ausgebildet. Die erste Sonnenwelle 9a weist dabei einen ersten und zweiten Verzahnungsbereich 10a, 10b auf, wobei der erste Verzahnungsbereich 10a mit dem ersten Festrad 3a kämmt, und wobei der zweite Verzahnungsbereich 10b mit dem ersten Planetensatz 5a kämmt. Ferner weist die zweite Sonnenwelle 9b einen dritten und vierten Verzahnungsbereich 10c, 10d auf, wobei der dritte Verzahnungsbereich 10c mit dem zweiten Festrad 3b kämmt, und wobei der vierte Verzahnungsbereich 10d mit dem zweiten Planetensatz 5b kämmt. Die erste Zwischenwelle 8a weist ein erstes Hohlrad 11a und eine erste Sonne 12a auf. Das erste Hohlrad 11a kämmt mit dem ersten Planetensatz 5a, wobei die erste Sonne 12a mit dem dritten Planetensatz 5c kämmt. Mithin kämmt der erste Planetensatz 5a radial zwischen der zweiten Verzahnung 10b, die als Sonne ausgebildet ist, und dem ersten Hohlrad 11a, wobei ein erstes Planetengetriebe gebildet wird. Die zweite Zwischenwelle 8b weist ein zweites Hohlrad 11b und eine zweite Sonne 12b auf, wobei das zweite Hohlrad 11b mit dem zweiten Planetensatz 5b kämmt, und wobei die zweite Sonne 12b mit dem vierten Planetensatz 5d kämmt. Mithin kämmt der zweite Planetensatz 5b radial zwischen der vierten Verzahnung 10d, die als Sonne ausgebildet ist, und dem zweiten Hohlrad 11b, wobei ein zweites Planetengetriebe gebildet wird.
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Nach 2 sind das erste und zweite Zwischenelement 4a, 4b als Zwischenräder 13a, 13b ausgebildet. Das erste Zwischenrad 13a weist einen ersten und zweiten Verzahnungsbereich 10a, 10b auf, wobei der erste Verzahnungsbereich 10a mit dem ersten Festrad 3a kämmt, und wobei der zweite Verzahnungsbereich 10b mit dem ersten Planetensatz 5a kämmt. Des Weiteren weist die erste Zwischenwelle 8a eine erste und eine zweite Sonne 12a, 12b auf, wobei die erste Sonne 12a mit dem ersten Planetensatz 5a kämmt, und wobei die zweite Sonne 12b mit dem dritten Planetensatz 5c kämmt. Mithin kämmt der erste Planetensatz 5a radial zwischen der zweiten Verzahnung 10b, die als Hohlrad ausgebildet ist, und der ersten Sonne 12a, wobei ein erstes Planetengetriebe gebildet wird. Ferner weist das zweite Zwischenrad 13b einen dritten und vierten Verzahnungsbereich 10c, 10d auf, wobei der dritte Verzahnungsbereich 10c mit dem zweiten Festrad 3b kämmt, und wobei der vierte Verzahnungsbereich 10d mit dem zweiten Planetensatz 5b kämmt. Die zweite Zwischenwelle 8b weist eine dritte und eine vierte Sonne 12c, 12d auf, wobei die dritte Sonne 12c mit dem zweiten Planetensatz 5b kämmt, und wobei die vierte Sonne 12d mit dem vierten Planetensatz 5d kämmt. Mithin kämmt der zweite Planetensatz 5b radial zwischen der vierten Verzahnung 10d, die als Hohlrad ausgebildet ist, und der dritten Sonne 12c, wobei ein zweites Planetengetriebe gebildet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Differentialgetriebe
- 2
- Antriebswelle
- 3a, 3b
- Festrad
- 4a, 4b
- Zwischenelement
- 5a - 5d
- Planetensatz
- 6a - 6c
- Planetenträger
- 7a, 7b
- Abtriebswelle
- 8a, 8b
- Zwischenwelle
- 9a, 9b
- Sonnenwelle
- 10a - 10d
- Verzahnungsbereich
- 11a, 11b
- Hohlrad
- 12a - 12d
- Sonne
- 13a, 13b
- Zwischenrad
- 14
- Achse
- 15a, 15b
- Leistungspfad
- 16
- Stirnraddifferential
