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Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für einen Kraftwagen gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 6 sowie einen Kraftwagen mit einem solchen Antriebsstrang.
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Ein solcher Antriebsstrang für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, ist beispielsweise bereits aus der
EP 0 236 695 A1 bekannt. Der Antriebsstrang umfasst einen quer verbauten, als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Antriebsmotor, mittels welchem der Kraftwagen antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine wird auch als quer eingebaute Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und weist eine Abtriebswelle auf, welche um eine erste Drehachse drehbar ist. Über die Abtriebswelle kann die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftwagens bereitstellen. Da die Verbrennungskraftmaschine quer verbaut beziehungsweise quer eingebaut ist, verläuft die erste Drehachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Vorderachse, welche Vorderräder aufweist, die über die Abtriebswelle von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar sind. Ferner umfasst der Antriebsstrang ein Verteilergetriebe, welches wenigstens ein Sonnenrad als erstes Getriebeelement, wenigstens ein Hohlrad als zweites Getriebeelement und wenigstens einen Planetenträger als drittes Getriebeelement aufweist. Über die Getriebeelemente können Drehmomente in das Verteilergetriebe eingeleitet und/oder aus dem Verteilergetriebe ausgeleitet werden. Unter dem Ausleiten ist beispielsweise zu verstehen, dass das Verteilergetriebe über das jeweilige Getriebeelement Drehmomente bereitstellen kann.
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Ferner umfasst der Antriebsstrang eine zweite Welle, welche um eine zweite Drehachse drehbar ist. Die zweite Drehachse erstreckt sich beispielsweise schräg oder senkrecht zur ersten Drehachse, wobei sich die zweite Drehachse beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Die zweite Welle ist über das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle und somit von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Außerdem umfasst der Antriebsstrang eine Hinterachse, welche Hinterräder aufweist. Die Hinterräder sind über die zweite Welle und über das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle und somit von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar.
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Die
DE 40 19 764 A1 offenbart einen Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug, mit einem von einem Gangschaltgetriebe ausgehenden, ersten Antriebsstrang zu einer ersten Fahrzeugachse und einem von dem ersten Antriebsstrang abzweigenden, zweiten Antriebsstrang zu einer zweiten Fahrzeugachse.
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Außerdem ist aus der
DE 36 02 930 A1 ein Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einer von einem Fahrzeugmotor beziehungsweise dessen Gangschaltgetriebe dauernd antreibbaren ersten Achse. Der jeweilige Allradantrieb der
DE 40 19 764 A1 und der
DE 36 02 930 A1 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, welche längs eingebaut ist.
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Die
DE 11 2014 003 872 T5 offenbart ein Kraftübertragungsbauteil, mit einem ersten Ausgangselement und mit einem zweiten Ausgangselement.
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Des Weiteren ist aus der
DE 10 2015 116 620 A1 eine trennende Antriebsstrangkomponente bekannt, mit einem Gehäuse, mit einem Antriebszahnrad, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, und mit einem Zahnkranz, der in dem Gehäuse aufgenommen ist.
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Des Weiteren offenbart die
US 2013/0303324 A1 einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, mit einer ersten Achse, welche antreibbare erste Räder aufweist, und mit einer zweiten Achse, welche antreibbare zweite Räder aufweist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang und einen Kraftwagen der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Bauraumbedarf des Antriebsstrangs besonders gering gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 sowie durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für einen beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Der Antriebsstrang umfasst einen quer verbauten Antriebsmotor, welcher auch als quer eingebauter Antriebsmotor bezeichnet wird. Der Antriebsmotor ist beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, welche auch Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Ferner ist es denkbar, dass der Antriebsmotor als elektrische Maschine beziehungsweise als Elektromotor ausgebildet ist. Der Antriebsmotor umfasst eine Abtriebswelle, welche um eine erste Drehachse drehbar ist. Über die Abtriebswelle kann der Antriebsmotor Drehmomente zum Antreiben des Kraftwagens bereitstellen. Da der Antriebsmotor quer eingebaut beziehungsweise quer verbaut ist, erstreckt sich die erste Drehachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Vorderachse, welche Vorderräder aufweist. Die Vorderräder sind über die Abtriebswelle von dem Antriebsmotor antreibbar.
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Der Antriebsstrang umfasst ferner ein Verteilergetriebe, welches wenigstens drei Getriebeelemente aufweist. Über die Getriebeelemente sind Drehmomente in das Verteilergetriebe einleitbar und/oder aus dem Verteilergetriebe ausleitbar. Dies bedeutet, dass das Verteilergetriebe über die Getriebeelement Drehmomente aufnehmen beziehungsweise bereitstellen kann. Die Getriebeelemente sind somit beispielsweise Anschlüsse, welche mit anderen Komponenten des Antriebsstrangs koppelbar oder gekoppelt sind, sodass über die anderen Komponenten Drehmomente auf die Getriebeelemente übertragen werden können und/oder umgekehrt, sodass von den Getriebeelementen auf die anderen Komponenten Drehmomente übertragbar sind.
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Ferner umfasst der Antriebsstrang eine zweite Welle, welche um eine sich schräg oder senkrecht zur ersten Drehachse erstreckende zweite Drehachse drehbar ist. Vorzugsweise erstreckt sich die zweite Drehachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung. Die zweite Welle ist über das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor antreibbar. Außerdem umfasst der Antriebsstrang eine Hinterachse, welche Hinterräder aufweist. Die Hinterräder sind über die zweite Welle und über das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor antreibbar. Darüber hinaus umfasst der Antriebsstrang ein Zahnrad, welches drehfest mit der zweiten Welle verbunden und über das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor antreibbar ist. Über das Zahnrad und die zweite Welle können somit Drehmomente, die der Antriebsmotor über seine Abtriebswelle bereitstellt, zu der Hinterachse, insbesondere zu den Hinterrädern, übertragen werden, um dadurch die Hinterräder antreiben zu können.
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Um nun den Bauraumbedarf des Antriebsstrangs besonders gering halten zu können, ist erfindungsgemäß eine Kopplungseinrichtung vorgesehen, welche zwischen wenigstens einer Koppelstellung, in welcher die Hinterräder formschlüssig mit der zweiten Welle gekoppelt sind, und wenigstens einer Endkoppelstellung, in welcher die Hinterräder von der zweiten Welle entkoppelt sind, verstellbar ist. Dabei ist die Kopplungseinrichtung beispielsweise bezogen auf einen Drehmomentenfluss von der zweiten Welle auf die Hinterräder zwischen den Hinterrädern und der zweiten Welle angeordnet. In der Koppelstellung können beispielsweise Drehmomente von der zweiten Welle formschlüssig über die Kopplungseinrichtung auf die Hinterräder übertragen werden, sodass dadurch die Hinterräder über die Kopplungseinrichtung, die zweite Welle, das Zahnrad, das Getriebeelement und die Abtriebswelle von dem Antriebsmotor angetrieben werden können. Somit ist in der Koppelstellung ein Kraft- beziehungsweise Drehmomentenfluss zwischen der zweiten Welle und den Hinterrädern über die Kopplungseinrichtung formschlüssig geschlossen.
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In der Entkoppelstellung jedoch ist der Kraft- beziehungsweise Drehmomentenfluss geöffnet beziehungsweise unterbrochen, sodass die Hinterräder nicht über die Kopplungseinrichtung von der zweiten Welle und somit nicht von dem Antriebsmotor angetrieben werden können.
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In der Entkoppelstellung ist somit beispielsweise ein Zweiradantrieb oder Vorderradantrieb des Antriebsstrangs und somit des Kraftwagens insgesamt eingestellt, wobei im Rahmen des Vorderradantriebs beziehungsweise des Zweiradantriebs bezogen auf die Vorderräder und die Hinterräder lediglich die Vorderräder, nicht jedoch die Hinterräder von dem Antriebsmotor angetrieben werden. In der Koppelstellung sind die Hinterräder zugeschaltet, sodass in der Koppelstellung ein Vierradantrieb oder Allradantrieb eingestellt ist. Im Rahmen des Vierradantriebs beziehungsweise Allradantriebs werden sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder von dem Antriebsmotor angetrieben. Durch den Einsatz der Kopplungseinrichtung kann eine besonders bauraumgünstige sowie effiziente und effektive Umschaltung zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb realisiert werden. Ferner kann durch den Einsatz des Verteilergetriebes eine besonders bedarfsgerechte und bauraumgünstige Verteilung beziehungsweise Aufteilung von Drehmomenten auf die Getriebeelemente realisiert werden. Die Drehmomente werden beispielsweise von dem Antriebsmotor über dessen Abtriebswelle bereitgestellt und, insbesondere über eines der Getriebeelemente, in das Verteilergetriebe eingeleitet.
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Durch den Einsatz der Kopplungseinrichtung kann eine hintere Trennstelle realisiert werden, an welcher die Hinterräder von der beispielsweise als Kardanwelle ausgebildeten zweiten Welle entkoppeln können. Hierzu wird die Kopplungseinrichtung in ihre Endkoppelstellung gestellt. Durch den Einsatz des Verteilergetriebes kann auf besonders einfache und bauraumgünstige Weise eine effektive vordere Trennstelle realisiert werden, an welcher beispielsweise die zweite Welle von der Abtriebswelle entkoppelt beziehungsweise eine Übertragung von Drehmomenten von der Abtriebswelle auf die zweite Welle unterbunden beziehungsweise besonders gering gehalten werden kann.
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Um den Bauraumbedarf des Antriebsstrangs besonders gering halten zu können und dabei beispielsweise die zweite Welle an der vorderen Trennstelle besonders vorteilhaft und komfortabel von dem Antriebsmotor entkoppeln und mit dem Antriebsmotor koppeln zu können, ist es vorgesehen, dass das Verteilergetriebe wenigstens ein Sonnenrad als erstes der Getriebeelemente, wenigstens ein Hohlrad als zweites der Getriebeelemente und wenigstens einen Planetenträger als drittes der Getriebeelemente umfasst. Somit ist das Verteilergetriebe beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildet.
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Dabei ist das mit dem Zahnrad in Verzahnungseingriff stehende Getriebeelement das Hohlrad.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung steht das Zahnrad in Verzahnungseingriff mit einem der Getriebeelemente. Dies bedeutet, dass das eine Getriebeelement und das Zahnrad jeweilige Verzahnungen aufweisen, welche miteinander in Eingriff stehen, sodass über diese Verzahnungen Drehmomente zwischen dem einen Getriebeelement und dem Zahnrad übertragen werden können. Das Verteilergetriebe, insbesondere das eine, mit dem Zahnrad in Verzahnungseingriff stehende Getriebeelement, ist beispielsweise um eine dritte Drehachse drehbar, welche sich zumindest im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse erstreckt und mit der ersten Drehachse zusammenfällt. Somit sind das Zahnrad und das eine, mit dem Zahnrad in Verzahnungseingriff stehende Getriebeelement Bestandteile eines Winkeltriebs oder bilden einen solchen Winkeltrieb, welcher auch als Winkelantrieb bezeichnet wird. Mittels des Winkelantriebs können von dem Antriebsmotor bereitgestellte, um die erste beziehungsweise dritte Drehachse wirkende Drehmomente besonders bauraumgünstig auf das Zahnrad und somit auf die zweite Welle übertragen und somit in um die zweite Drehachse wirkende Drehmomente umgewandelt werden.
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Um eine Drehmomentenaufteilung beziehungsweise Drehmomentenverteilung auf besonders bauraumgünstige und bedarfsgerechte Weise mittels des Verteilergetriebes realisieren zu können, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung ein Stellglied vorgesehen, mittels welchem zumindest eines der Getriebeelemente in seiner Drehzahl aktiv beeinflussbar ist. Bei dem zumindest einen Getriebeelement, dessen Drehzahl mittels des Stellglieds aktiv beeinflussbar ist, handelt es sich vorzugsweise um eines der Getriebeelemente, die sich von dem mit dem Zahnrad in Verzahnungseingriff stehenden Getriebeelement unterscheiden. Das Stellglied ist ein Aktor, welcher beispielsweise elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbar ist. Mittels des Stellglieds kann die Drehzahl des zumindest einen Getriebeelements aktiv beeinflusst werden. Durch diese aktive Beeinflussung der Drehzahl des zumindest einen Getriebeelements können die anderen Getriebeelemente, insbesondere hinsichtlich deren jeweiliger Drehzahlen, aktiv beeinflusst werden, sodass eine Momentenverteilung beziehungsweise Momentenaufteilung auf die Getriebeelemente besonders bedarfsgerecht realisiert werden kann. Insbesondere kann dadurch ein Zustand eingestellt werden, in welchem - wie zuvor beschrieben - einen Übertragung von Drehmomenten, die von dem Antriebsmotor über dessen Abtriebswelle bereitgestellt werden, von der Abtriebswelle über das Verteilergetriebe auf das Zahnrad und somit auf die zweite Welle unterbleibt, sodass dann beispielsweise die zweite Welle nicht über das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle beziehungsweise von dem Antriebsmotor angetrieben wird. Dadurch ist die beispielsweise als Kardanwelle ausgebildete zweite Welle an der zuvor erwähnten vorderen Trennstelle von der Abtriebswelle getrennt beziehungsweise entkoppelt. Wie zuvor beschrieben ist darunter zu verstehen, dass in einem Betriebszustand, in welchem der Antriebsmotor über seine Abtriebswelle Drehmomente bereitstellt, eine Übertragung von Drehmomenten von der Abtriebswelle über das Verteilergetriebe auf das Zahnrad unterbleibt beziehungsweise dass ein übermäßiges Antreiben des Zahnrads und somit der zweiten Welle über das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle unterbleibt.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Stellglied dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Getriebeelement aktiv abzubremsen und/oder gegen eine Drehung zu sichern. Hierdurch kann eine besonders bedarfsgerechte Aufteilung beziehungsweise Verteilung von Drehmomenten auf die Getriebeelemente realisiert werden. Durch die Möglichkeit, das zumindest eine Getriebeelement mittels des Stellglieds abzubremsen, das heißt in seiner Drehzahl zu reduzieren, kann, insbesondere im Rahmen des Zuschaltens der Hinterräder, eine Synchronisierung antriebsseitig erfolgen.
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Im Rahmen der Synchronisierung erfolgt beispielsweise eine Synchronisierung zwischen den Hinterrädern und der beispielsweise als Kardanwelle ausgebildete zweiten Welle, sodass die formschlüssige und beispielsweise als Klauenkupplung ausgebildete Kopplungseinrichtung sauber, das heißt ohne übermäßige Geräuschentwicklung und ohne übermäßige Belastung geschlossen, das heißt aus ihrer Entkoppelstellung in ihre Koppelstellung verstellt werden kann. Da an der vorderen Trennstelle das Verteilergetriebe zum Einsatz kommt, ist an der vorderen Trennstelle eine Synchronisierung nicht nötig. Da an der hinteren Trennstelle jedoch die formschlüssige Kopplungseinrichtung verwendet wird, ist dort eine Synchronisierung vorteilhaft, welche besonders vorteilhaft realisiert werden kann.
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Der Einsatz der beiden Trennstellen ist besonders vorteilhaft, um einen besonders effizienten und somit energiegünstigen Betrieb zu realisieren. Durch die vordere Trennstelle kann zumindest die zweite Welle von der Abtriebswelle des Antriebsmotors entkoppelt werden. Insbesondere ist es möglich, die Welle und den zuvor genannten Winkeltrieb von der Abtriebswelle zu entkoppeln, sodass sowohl die zweite Welle als auch der Winkeltrieb nicht mehr von dem Antriebsmotor angetrieben werden, wenn das zumindest eine Getriebeelement nicht mittels des Stellglieds gebremst oder fixiert wird.
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Durch den Einsatz der hinteren Trennstelle kann zumindest die zweite Welle auch von den Hinterrädern entkoppelt werden. Insbesondere können sowohl die zweiten Welle als auch ein hinterer Winkeltrieb, über welchen die Hinterräder von der zweiten Welle antreibbar sind, mittels der Kopplungseinrichtung von den Hinterrädern entkoppelt werden, wenn sich die Kopplungseinrichtung in ihrer Entkoppelstellung befindet. Dadurch werden die zweite Welle und der hintere Winkeltrieb nicht von den Hinterrädern angetrieben. In der Folge können mittels der Trennstellen zumindest die zweite Welle, insbesondere die zweite Welle und die Winkeltriebe, bei dem Zweiradantrieb stillgelegt werden, sodass die zweite Welle und gegebenenfalls die Winkeltriebe nicht angetrieben werden. Dadurch kann ein besonders effizienter und somit energieverbrauchsarmer Betrieb realisiert werden.
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Dabei fungiert das Stellglied beispielsweise als Bremse zur Realisierung der antriebsseitigen Synchronisierung. Ist das zumindest eine Getriebeelement mittels des Stellglieds gegen eine Drehung gesichert, so ist das zumindest eine Getriebeelement fixiert. Durch diese Fixierung ist die zuvor beschriebene vordere Trennstelle geschlossen, sodass in dem Zustand, in welchem der Antriebsmotor über seine Abtriebswelle Drehmomente bereitstellt, das Zahnrad und somit die zweite Welle über das Verteilergetriebe gezielt von der Abtriebswelle angetrieben werden. Wird dann beispielsweise zusätzlich die Kopplungseinrichtung in ihre Koppelstellung gestellt, so sind die Hinterräder zugeschaltet.
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Der Antriebsstrang ist somit als ein sogenannter Disconnect- oder Trenn-Allradstrang oder als ein sogenanntes Disconnect- oder Trenn-Allradsystem ausgebildet, bei welchem eine gezielte Zu- und Abschaltung der Hinterräder durchgeführt werden kann. Unter der Abschaltung der Hinterräder ist zu verstehen, dass der Zweiradantrieb beziehungsweise Vorderradantrieb eingestellt ist. Unter der Zuschaltung der Hinterräder ist zu verstehen, dass der Vierrad- beziehungsweise Allradantrieb eingestellt ist. Beispielsweise zur Realisierung des Zweiradantriebs ist der Antriebsstrang an den zuvor genannten zwei Trennstellen geöffnet. In dem Vierradantrieb sind die Trennstellen geschlossen, wobei die hintere Trennstelle mittels der Kopplungseinrichtung formschlüssig geschlossen ist. Durch den Einsatz der Kopplungseinrichtung, mittels welcher die hintere Trennstelle formschlüssig geschlossen werden kann, können eine besonders vorteilhafte Funktion und eine besonders hohe Effizienz des Antriebsstrangs realisiert werden. An der vorderen Trennstelle kommt das Verteilergetriebe zum Einsatz.
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Grundsätzlich könnte anstelle des Verteilergetriebes an der vorderen Trennstelle eine Lamellenkupplung zum Einsatz kommen, was jedoch zu einem hohen Bauraumbedarf in Kombination mit dem quer verbauten Antriebsmotor führen würde. Eine solche Lamellenkupplung kann nicht oder nur sehr aufwendig an der vorderen Trennstelle integriert werden. Ferner ist es grundsätzlich denkbar, an der vorderen Trennstelle als eine formschlüssige Kopplungseinrichtung beispielsweise eine Klauenkupplung einzusetzen, woraus jedoch fahrdynamische Probleme resultieren können. Ferner kann durch den Einsatz einer solchen Klauenkupplung an der vorderen Trennstelle der Fahrkomfort beeinträchtigt werden, da eine Synchronisierung von stilllegbaren Teilen beim Schalten von dem Zweiradantrieb in den Vierradantrieb nicht antriebsseitig über den Antriebsmotor, sondern abtriebsseitig über die Hinterräder erfolgt. Auch diese Probleme und Nachteile können durch den Einsatz des Verteilergetriebes und insbesondere durch den Einsatz des Stellglieds vermieden werden, da sich durch den Einsatz des Verteilergetriebes und insbesondere durch den Einsatz des Stellglieds eine besonders vorteilhafte, antriebsseitige Synchronisierung, insbesondere beim Umschalten von dem Zweiradantrieb in den Vierradantrieb, realisieren lässt. Somit kann die zweite Welle beim Umschalten von dem Zweiradantrieb in den Vierradantrieb besonders vorteilhaft über das Verteilergetriebe mit der Abtriebswelle gekoppelt werden. Ferner ist es möglich, die zweite Welle an der vorderen Trennstelle mittels des Verteilergetriebes und insbesondere mittels des Stellglieds von der Abtriebswelle zu entkoppeln.
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Erfolgt beispielsweise keine Bremsung beziehungsweise Fixierung des zumindest einen Getriebeelements, so kann dieses zumindest eine Getriebeelement kein Drehmoment übertragen, sodass beispielsweise das Zahnrad und somit die zweite Welle von dem Antriebsmotor beziehungsweise von der Abtriebswelle entkoppelt oder abgekoppelt sind.
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Unter der Bremsung ist zu verstehen, dass das zumindest eine Getriebeelement mittels des als Bremse fungierenden Stellglieds abgebremst, das heißt in seiner Drehzahl reduziert wird. Durch eine Bremsung des zumindest einen Getriebeelements können entkoppelte Bauelemente, insbesondere beim Umschalten vom Zweiradantrieb, in welchem das Zahnrad und die zweite Welle von dem Antriebsmotor entkoppelt sind, in den Vierradantrieb, in welchem das Zahnrad und die zweite Welle mit dem Antriebsmotor beziehungsweise mit der Abtriebswelle gekoppelt sind, synchronisiert werden. Durch Fixierung des zumindest einen Getriebeelements ist die vordere Trennstelle geschlossen. Ist beziehungsweise wird dann auch die hintere Trennstelle geschlossen, so ist der Vierradantrieb aktiviert. Der Vorgang des Umschaltens von dem Zweiradantrieb in den Vierradantrieb kann mittels des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs für Insassen des Kraftwagens unmerklich und somit besonders komfortabel erfolgen.
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Um den Bauraumbedarf des Antriebsstrangs besonders gering halten zu können und dabei eine besonders bedarfsgerechte Momentenaufteilung beziehungsweise Momentenverteilung zu realisieren, ist das Stellglied vorzugsweise als elektrische Maschine ausgebildet.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das zumindest eine Getriebeelement, dessen Drehzahl mittels des Stellglieds beeinflussbar ist, das Sonnenrad ist. Dadurch können solche Übersetzungsverhältnisse bauraumgünstig realisiert werden, dass der Bauraumbedarf des Antriebsstrangs besonders gering gehalten werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich ist es dabei vorgesehen, dass das Hohlrad ein Tellerrad aufweist, wobei beispielsweise das Zahnrad als Kegelrad ausgebildet ist, welches mit dem Tellerrad in Verzahnungseingriff steht. Dies bedeutet, dass das Kegelrad und das Tellerrad jeweilige Verzahnungen aufweisen, welche miteinander in Eingriff stehen. Dadurch können Drehmomente zwischen dem Kegelrad und dem Tellerrad über die Verzahnungen effektiv übertragen werden.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Planetenträger ein Eingangselement ist, über welches von dem Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitgestellte Drehmomente in das Verteilergetriebe einleitbar sind. Dies bedeutet, dass Drehmomente, welche von dem Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitgestellt werden, über den Planetenträger in das Verteilergetriebe eingeleitet werden können, wodurch der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden kann.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Kopplungseinrichtung als Klauenkupplung ausgebildet ist. Hierdurch kann die zweite Welle an der hinteren Trennstelle besonders effizient und effektiv sowie bauraumgünstig mit den Hinterrädern gekoppelt werden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für einen Kraftwagen, mit einem quer verbauten Antriebsmotor, welcher eine um eine erste Drehachse drehbare Abtriebswelle aufweist. Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Vorderachse, welche Vorderräder aufweist, die über die Abtriebswelle von dem Antriebsmotor antreibbar sind. Außerdem umfasst der Antriebsstrang ein Verteilergetriebe, welches wenigstens drei Getriebeelemente aufweist. Über die Getriebeelemente können Drehmomente in das Verteilergetriebe eingeleitet und/oder aus dem Verteilergetriebe ausgeleitet werden. Der Antriebsstrang umfasst darüber hinaus eine um eine sich schräg oder senkrecht zur ersten Drehachse erstreckende zweite Drehachse drehbare zweite Welle, welche über das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle antreibbar ist. Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang eine in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Vorderachse angeordnete Hinterachse, welche Hinterräder aufweist, die über die zweite Welle und das Verteilergetriebe von der Abtriebswelle antreibbar sind.
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Um nun den Bauraumbedarf des Antriebsstrangs besonders gering halten zu können, ist bei dem zweiten Aspekt erfindungsgemäß ein Stellglied vorgesehen, mittels welchem zumindest eines der Getriebeelemente reibschlüssig beziehungsweise kraftschlüssig in seiner Drehzahl aktiv beeinflussbar ist. Mit anderen Worten ist das Stellglied als reib- beziehungsweise kraftschlüssig wirkendes Stellglied, insbesondere als reib- beziehungsweise kraftschlüssig wirkende Bremse, das heißt beispielsweise als Reibbremse ausgebildet, wobei das Stellglied insbesondere Lamellenkupplung ausgebildet sein kann.
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Außerdem ist bei dem zweiten Aspekt erfindungsgemäß eine formschlüssige Kopplungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher das reibschlüssige Stellglied formschlüssig überbrückbar ist. Dies bedeutet, dass das zumindest eine Getriebeelement mittels der Kopplungseinrichtung formschlüssig fixiert und somit gegen eine Drehung gesichert werden kann, insbesondere unabhängig von dem Stellglied. Mit anderen Worten, ist das Stellglied beispielsweise geöffnet, sodass das zumindest eine Getriebeelement mittels des Stellglieds nicht gegen eine Drehung gesichert ist, und befindet sich jedoch die Kopplungseinrichtung in ihrer Koppelstellung, während das Stellglied geöffnet ist, so ist das Stellglied überbrückt und das zumindest eine Getriebeelement ist formschlüssig fixiert, das heißt gegen eine Drehung gesichert. Dies wird auch als Festsetzen des zumindest einen Getriebeelements bezeichnet. Befindet sich die Kopplungseinrichtung in ihrer Koppelstellung, während das Stellglied geschlossen ist, so ist das Stellglied überbrückt und das zumindest eine Getriebeelement ist mittels der Kopplungseinrichtung formschlüssig gegen eine Drehung gesichert. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Bei dem zweiten Aspekt kann beispielsweise an der hinteren Trennstelle eine reib- beziehungsweise kraftschlüssige Kopplungseinrichtung wie beispielsweise eine Lamellenkupplung zum Einsatz kommen. Dabei dient das reib- beziehungsweise kraftschlüssige Stellglied, insbesondere an der vorderen Trennstelle, der Synchronisierung. Eine Momentenverteilung sowie einen Drehzahlausgleich zwischen der Vorderachse und der Hinterachse kann dann von der an der hinteren Trennstelle zum Einsatz kommenden und beispielsweise als Lamellenkupplung ausgebildeten reib- beziehungsweise kraftschlüssigen Kopplungseinrichtung übernommen werden. Nach abgeschlossener Synchronisierung kann das reibschlüssige, beispielsweise als Bremseinrichtung zum Abbremsen des zumindest einen Getriebeelements fungierende Stellglied dann ähnlich wie bei einer Park-Sperre von Automatikgetrieben mittels der formschlüssigen Kopplungseinrichtung überbrückt werden, sodass das Stellglied relativ klein dimensioniert werden kann.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs für einen Kraftwagen, mit einer Welle, über welche Hinterräder einer Hinterachse von einem Antriebsmotor antreibbar sind, wobei die Welle an einer vorderen Trennstelle mittels eines Verteilergetriebes mit dem Antriebsmotor gekoppelt und von dem Antriebsmotor entkoppelt und an einer hinteren Trennstelle über eine Kopplungseinrichtung formschlüssig mit den Hinterrädern gekoppelt und von den Hinterrädern entkoppelt werden kann; und
- 2 eine schematische Darstellung des Verteilergetriebes.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Antriebsstrang für einen beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Der Antriebsstrang 10 umfasst einen vorliegend als Verbrennungskraftmaschine 12 ausgebildeten Antriebsmotor, welcher auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die vorigen und folgenden Ausführungen können auch auf solche Ausführungsformen übertragen werden, bei welchen der Antriebsmotor als elektrische Maschine beziehungsweise als Elektromotor ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist ein Gehäuseelement 14 auf, durch welches wenigstens ein Brennraum 16 der Verbrennungskraftmaschine 12 gebildet ist. Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine 12 als Hubkolbenmaschine ausgebildet, sodass der Brennraum 16 als Zylinder ausgebildet ist. Vorliegend sind mehrere, als Zylinder ausgebildete Brennräume 16 der Verbrennungskraftmaschine 12 durch das Gehäuseelement 14 gebildet. Das Gehäuseelement 14 ist somit beispielsweise ein Zylindergehäuse, welches auch als Motorblock bezeichnet wird.
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Die Verbrennungskraftmaschine 12 umfasst ferner eine Abtriebswelle 18, über welche die Verbrennungskraftmaschine 12, insbesondere in einem Zugbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 12, Drehmomente zum Antreiben des Kraftwagens bereitstellen kann beziehungsweise bereitstellt. In dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Abtriebswelle 18 als Kurbelwelle ausgebildet. Die Abtriebswelle 18 ist drehbar an dem Gehäuseelement 14 gelagert, sodass die Abtriebswelle 18 um eine erste Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 14 drehbar ist. Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine 12 eine quer verbaute beziehungsweise quer eingebaute Verbrennungskraftmaschine. Dies bedeutet, dass sich die erste Drehachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckt.
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Der Antriebsstrang 10 umfasst ferner eine Vorderachse 20, welche Vorderräder 22 aufweist. Die Vorderräder 22 sind über die Abtriebswelle 18 von der Verbrennungskraftmaschine 12, insbesondere in ihrem Zugbetrieb, antreibbar. Dabei umfasst der Antriebsstrang 10 ferner ein Getriebe 24, welches von der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle 18 antreibbar ist. Mittels des Getriebes können beispielsweise von der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle 18 bereitgestellte Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs in demgegenüber unterschiedliche Drehmomente umgewandelt werden. Hierzu umfasst das Getriebe 24 beispielsweise eine Mehrzahl von Fahrstufen, welche sich in ihren jeweiligen Übersetzungen voneinander unterscheiden können. Dabei kann das Getriebe 24 beispielsweise als Schaltgetriebe, insbesondere als Handschaltgetriebe, als automatisiertes Schaltgetriebe oder aber als Automatikgetriebe, insbesondere mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, ausgebildet sein. Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang 10 ein beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildetes Verteilergetriebe 26, welches in 2 genauer dargestellt ist. Das Verteilergetriebe 26 weist zumindest drei Getriebeelemente 28, 30 und 32 auf, über welche Drehmomente an das Verteilergetriebe 26 eingeleitet und/oder aus dem Verteilergetriebe 26 ausgeleitet werden können. Die Getriebeelemente 28, 30 und 32 sind somit Anschlüsse, über welche das Verteilergetriebe 26 mit anderen Komponenten beziehungsweise Bauelementen des Antriebsstrangs 10 gekoppelt werden kann. Dadurch können beispielsweise von den anderen Komponenten Drehmomente auf die Anschlüsse übertragen und/oder es können Drehmomente von den Anschlüssen auf die anderen Komponenten übertragen werden.
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Der Antriebsstrang 10 umfasst ferner eine Hinterachse 34, welche in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) hinter der Vorderachse 20 angeordnet ist. Die Hinterachse 34 umfasst dabei Hinterräder 36. Außerdem umfasst der Antriebsstrang 10 eine beispielsweise als Kardanwelle ausgebildete zweite Welle 38, welche um eine zweite Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 14 drehbar ist. Die zweite Drehachse verläuft dabei schräg oder vorliegend senkrecht zur ersten Drehachse, sodass die zweite Drehachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Die zweite Welle 38 ist über das Verteilergetriebe 26 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar. Die Hinterräder 36 sind über die zweite Welle 38 und über das Verteilergetriebe 26 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar. Die zweite Welle 38 wird somit genutzt, um von der Verbrennungskraftmaschine 12, insbesondere in ihrem Zugbetrieb, bereitgestellte Drehmomente zur Hinterachse 34 und insbesondere zu den Hinterrädern 36 zu übertragen, um dadurch die Hinterräder 36 antreiben zu können.
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Außerdem umfasst der Antriebsstrang 10 ein drehfest mit der zweiten Welle 38 verbundenes Zahnrad 40, welches über das Verteilergetriebe 26 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar ist. Dadurch ist die zweite Welle 38 über das Zahnrad 40 und über das Verteilergetriebe 26 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar. Ferner ist aus 1 erkennbar, dass das Verteilergetriebe 26 über das Getriebe 24 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar ist. Von der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle 18 bereitgestellte Drehmomente können somit über das Getriebe 24 in das Verteilergetriebe 26 eingeleitet und über das Verteilergetriebe 26 auf das Zahnrad 40 und somit auf die zweite Welle 38 übertragen werden, wodurch dann die Hinterräder 36 angetrieben werden können.
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Um nun den Bauraumbedarf des Antriebsstrangs 10 besonders gering halten zu können, steht - wie besonders gut aus 2 erkennbar ist - das Zahnrad 40 in Verzahnungseingriff mit dem Getriebeelement 30. Dies bedeutet, dass das Getriebeelement 30 eine erste Verzahnung 42 und das Zahnrad 40 eine zweite Verzahnung 44 aufweist, wobei die Verzahnungen 42 und 44 miteinander in Eingriff stehen. Dadurch können über die Verzahnungen 42 und 44 Drehmomente zwischen dem Getriebeelement 30 und dem Zahnrad 40 besonders effektiv und bauraumgünstig übertragen werden.
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Anstelle der Ausgestaltung, dass sich das Getriebeelement 30 in Verzahnungseingriff mit dem Zahnrad 40 befindet, ist es denkbar, dass das Getriebeelement 30 beispielsweise als ein Teil beziehungsweise als ein Zahnrad einer Zahnradstufe ausgebildet ist, um dadurch beispielsweise einen hinreichenden Axialversatz, beispielsweise des Zahnrads 40 zum Verteilergetriebe 26, zu realisieren.
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Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang 10 eine Kopplungseinrichtung 46, welche vorzugsweise als Klauenkupplung ausgebildet ist. Die Kopplungseinrichtung 46 ist zwischen wenigstens einer Koppelstellung und wenigstens einer Entkoppelstellung verstellbar. In der Koppelstellung sind die Hinterräder 36 mittels der beziehungsweise über die Kopplungseinrichtung 46 formschlüssig mit der zweiten Welle 38 gekoppelt, sodass dann die Hinterräder 36 formschlüssig über die Kopplungseinrichtung 46 von der zweiten Welle 38 beziehungsweise von der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben werden können. In der Entkopplungsstellung jedoch sind die Hinterräder 36 von der zweiten Welle 38 entkoppelt, sodass die Hinterräder 36 nicht über die Kopplungseinrichtung 46 von der zweiten Welle 38 angetrieben werden können.
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Außerdem umfasst der Antriebsstrang 10 ein beispielsweise als elektrische Maschine ausgebildetes Stellglied 48, welches - wenn das Stellglied 48 als elektrische Maschine ausgebildet ist - als ein elektrischer Aktor ausgebildet ist. Mittels des Stellglieds 48 ist das Getriebeelement 28 in seiner Drehzahl aktiv beeinflussbar. Insbesondere kann die elektrische Maschine (Stellglied 48) als Bremse fungieren, mittels welcher das Getriebeelement 28 abgebremst und dadurch in seiner Drehzahl reduziert werden kann.
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In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass das Getriebeelement 28 als ein Sonnenrad, das Getriebeelement 30 als ein Hohlrad und das Getriebeelement 32 als ein Planetenträger des beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildeten Verteilergetriebes 26 ausgebildet ist. Dabei umfasst das Verteilergetriebe 26 wenigstens ein Planetenrad 50, wobei das Verteilergetriebe 26 vorliegend mehrere Planetenräder 50 umfasst. Die Planetenräder 50 stehen über jeweilige Verzahnungen mit dem Hohlrad in Verzahnungseingriff. Ferner sind die Planetenräder 50 drehbar an dem Planetenträger gelagert. Das Sonnenrad, der Planetenträger und das Hohlrad sind um eine dritte Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 14 drehbar, wobei diese dritte Drehachse zumindest im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse verläuft.
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Die elektrische Maschine umfasst beispielsweise einen Stator und einen Rotor, welcher um eine vierte Drehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Dabei ist der Rotor koaxial zum Sonnenrad (Getriebeelement 28) angeordnet, sodass die vierte Drehachse mit der dritten Drehachse zusammenfällt. Das Sonnenrad ist dabei drehfest mit einer dritten Welle 52 verbunden, wobei die dritte Welle 52 beispielsweise drehfest mit dem Rotor verbunden beziehungsweise Bestandteil des Rotors der elektrischen Maschine ist. Dadurch können beispielsweise Drehmomente zwischen dem Sonnenrad und der elektrischen Maschine (Stellglied 48) über die dritte Welle 52 übertragen werden, sodass beispielsweise das Sonnenrad über die Welle 52 von der elektrischen Maschine (Stellglied 48) abgebremst werden kann. Insbesondere ist es denkbar, das Sonnenrad über die Welle 52 mittels des Stellglieds 48 zu fixieren und somit gegen eine Drehung um die dritte Drehachse zu sichern beziehungsweise festzulegen. Somit ist unter der Fixierung des Sonnenrads zu verstehen, dass sich das Sonnenrad nicht um die dritte Drehachse drehen kann.
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Um den Bauraumbedarf besonders gering zu halten, weist das Hohlrad ein Tellerrad 54 mit der Verzahnung 42 auf. Ferner ist das Zahnrad 40 als Kegelrad ausgebildet, welches mit dem Tellerrad 54 über die Verzahnungen 42 und 44 in Eingriff steht. Das Hohlrad und das Zahnrad 40 bilden somit einen ersten, vorderen Winkeltrieb, welcher auch als erster, vorderer Winkelantrieb bezeichnet wird. Dieser vordere Winkeltrieb ist vorliegend als 90-Grad-Winkeltrieb ausgebildet, da mittels des vorderen Winkeltriebs um die dritte Drehachse wirkende Drehmomente in um die zweite Drehachse wirkende Drehmomente umgewandelt werden beziehungsweise um die dritte Drehachse wirkende Drehmomente auf die zweite Welle 38 übertragen werden.
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An der Hinterachse 34 ist ein zweiter, hinterer Winkeltrieb vorgesehen, welcher ebenfalls als 90-Grad-Winkeltrieb ausgebildet ist. Mittels des hinteren Winkeltriebs werden um die zweite Drehachse wirkende Drehmomente in Drehmomente umgewandelt, welche um eine vierte Drehachse wirken, um die die Hinterräder 36 drehbar sind. Dabei verläuft die vierte Drehachse zumindest im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Drehachse. Der hintere Winkeltrieb umfasst beispielsweise ein drehfest mit der zweiten Welle 38 verbundenes zweites Kegelrad und ein mit dem zweiten Kegelrad in Verzahnungseingriff stehendes zweites Tellerrad, wobei die Hinterräder 36 über den hinteren Winkeltrieb, das heißt über das zweite Tellerrad und das zweite Kegelrad von der zweiten Welle 38 antreibbar sind. Die Kopplungseinrichtung 46 ist dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass in der Entkoppelstellung die Hinterräder 36 von dem hinteren Winkeltrieb, insbesondere von dem zweiten Tellerrad, entkoppelt sind, sodass das zweite Tellerrad und somit das zweite Kegelrad und die zweite Welle 38 nicht von den sich drehenden Hinterrädern 36 angetrieben werden, wenn sich die Kopplungseinrichtung in ihrer Entkoppelstellung befindet.
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Ferner ist aus 1 und 2 besonders gut erkennbar, dass der Planetenträger (Getriebeelement 32) ein Eingangselement ist, über welches von der Verbrennungskraftmaschine 12, insbesondere in ihrem Zugbetrieb, über die Abtriebswelle 18 bereitgestellte Drehmomente in das Verteilergetriebe 26 eingeleitet werden können. Hierzu ist der Planetenträger drehfest mit einer vierten Welle 56 verbunden, welche über das Getriebe 24 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar ist. Somit ist der Planetenträger über die Welle 56 und das Getriebe 24 von der Abtriebswelle 18 beziehungsweise von der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar. Durch Beeinflussen der Drehzahl des Sonnenrads kann somit eine Drehmomentaufteilung auf die Getriebeelemente 28, 30 und 32 bedarfsgerecht eingestellt werden. Da der Planetenträger von der Abtriebswelle 18 angetrieben wird und da die Drehzahl des Sonnenrads mittels des Stellglieds 48 beeinflussbar ist, kann durch Beeinflussen der Drehzahl des Sonnenrads die Drehzahl des Hohlrads (Getriebeelement 30) und somit des Tellerrads 54, des Zahnrads 40 und der zweiten Welle 38 eingestellt werden. Das Verteilergetriebe 26 kommt an einer vorderen Trennstelle T1 zum Einsatz, um das erste Tellerrad 54, das Zahnrad 40 und somit die zweite Welle 38 an der vorderen Trennstelle T1 bauraumgünstig und bedarfsgerecht von der Abtriebswelle 18 beziehungsweise von der Verbrennungskraftmaschine 12 entkoppeln und mit der Verbrennungskraftmaschine 12 koppeln zu können. Die Kopplungseinrichtung 46 kommt an einer hinteren Trennstelle T2 zum Einsatz, um die zweite Welle 38, das zweite Tellerrad und das zweite Kegelrad an der hinteren Trennstelle T2 bauraumgünstig, effektiv und bedarfsgerecht mit den Hinterrädern 36 koppeln und von den Hinterrädern 36 entkoppeln zu können.
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Wird das Sonnenrad mittels des Stellglieds 48 fixiert und somit gegen eine Drehung um die dritte Drehachse gesichert, so ist die vordere Trennstelle T1 geschlossen, sodass das Zahnrad 40 und somit die Welle 38 über das Verteilergetriebe 26 von der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben werden können beziehungsweise in dem Zugbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben werden. Unterbleiben eine durch das Stellglied 48 bewirkte Fixierung und eine durch das Stellglied 48 bewirkte Bremsung des Sonnenrads (Getriebeelement 28), so kann das Sonnenrad kein Moment übertragen. Dadurch ist die vordere Trennstelle T1 geöffnet, und das erste Tellerrad 54, das Zahnrad 40 und die Welle 38 werden nicht von der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben, insbesondere auch dann nicht, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine 12 in ihrem Zugbetrieb befindet.
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Befindet sich die Kopplungseinrichtung 46 in ihrer Koppelstellung, so ist die hintere Trennstelle T2 geschlossen, da Drehmomente zwischen der Welle 38 und den Hinterrädern 36 formschlüssig über die Kopplungseinrichtung 46 übertragen werden können. Befindet sich die Kopplungseinrichtung 46 in ihrer Entkoppelstellung, so ist die hintere Trennstelle T2 geöffnet, und es können keine Drehmomente zwischen der Welle 38 über den hinteren Winkeltrieb und den Hinterrädern 36 über die Kopplungseinrichtung 46 übertragen werden.
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Sind somit beide Trennstellen T1 und T2, insbesondere bei aktiviertem dem Zweirad- beziehungsweise Vorderradantrieb, geöffnet, so sind sowohl die zweite Welle 38 als auch die Winkeltriebe stillgelegt. Dies bedeutet, dass die Winkeltriebe und die zweite Welle 38 weder von der Verbrennungskraftmaschine 12 noch von den Hinterrädern 36 angetrieben werden. Dadurch kann ein zumindest die zweite Welle 38 und die Winkeltriebe und somit das Zahnrad 40, das Tellerrad 54, das zweite Kegelrad und das zweite Tellerrad umfassender Sekundärantriebsstrang geschaffen werden, welcher gewichts-, bauraum- und kostengünstig ausgestaltet werden kann. Dadurch kann ein besonders energiegünstiger und somit energieverbrauchsarmer Betrieb dargestellt werden. Die Kopplungseinrichtung 46 ist dabei beispielsweise zwischen dem hinteren Winkeltrieb und einem Differential der Hinterachse 34 angeordnet oder in das Differential der Hinterachse 34, insbesondere in einen Abtrieb des Differentials der Hinterachse 34, integriert.
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Durch Öffnen der Trennstellen T1 und T2 werden somit bezogen auf die Vorderräder 22 und die Hinterräder 36 lediglich die Vorderräder 22 von der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben, wenn sich diese in ihrem Zugbetrieb befindet. Ein durch die Verbrennungskraftmaschine 12 bewirktes Antreiben der Hinterräder 36 erfolgt nicht. Dadurch ist durch das Öffnen der Trennstellen T1 und T2 ein Zweiradantrieb beziehungsweise ein Zweiradbetrieb eingestellt. Dabei sind die Hinterräder 36 abgeschaltet.
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Durch Schließen der Trennstellen T1 und T2 werden die Hinterräder 36 zugeschaltet, sodass dann sowohl die Vorderräder 22 als auch die Hinterräder 36 von der Verbrennungskraftmaschine 12 in ihrem Zugbetrieb angetrieben werden. Dadurch ist ein Vierradantrieb beziehungsweise ein Vierradbetrieb eingestellt. Durch die Möglichkeit, die Drehzahl des Sonnenrads mittels des Stellglieds 48 aktiv zu beeinflussen, insbesondere zu verringern, ist es möglich, beim Umschalten vom Zweiradantrieb in den Vierradantrieb eine antriebsseitige Synchronisierung, insbesondere des Zahnrads 40 und der Welle 38 mit der Welle 56, zu realisieren. Dadurch kann ein besonders komfortables Umschalten von dem Zweiradantrieb in den Vierradantrieb auf bauraumgünstige Weise gewährleistet werden.
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Durch die Nutzung des Hohlrads als Tellerrad 54 oder als Teil einer Zahnradstufe, über welche das Zahnrad 40 von der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar ist, kann der Bauraumbedarf des Antriebsstrangs 10 besonders gering gehalten werden. Ferner sind unterschiedliche Ausführungen des beispielsweise als Bremse fungierenden Stellglieds 48 denkbar. Dabei kann das Stellglied 48 beispielsweise als Scheibenbremse oder aber auch als elektrische Maschine, insbesondere als Elektromotor, ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass das Stellglied 48 wenigstens einen Schneckentrieb umfasst beziehungsweise als Schneckentrieb ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Anordnung, insbesondere Verteilung, von Komponenten realisiert werden, sodass ein vorhandener Bauraum optimal genutzt werden kann.
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Insgesamt ist erkennbar, dass der Antriebsstrang 10 als sogenannter Disconnect-Allradantriebsstrang (Trenn-Allradantriebsstrang) beziehungsweise als sogenanntes Disconnect-Allradsystem (Trenn-Allradsystem) ausgebildet ist, bei welchem die Hinterräder 36 bedarfsgerecht zu- und abgeschaltet werden können. Durch den Einsatz des Verteilergetriebes 26 mit dem beispielsweise als Bremse fungierenden Stellglied 48 kann eine besonders bauraumgünstige und bedarfsgerechte Momentenverteilung sowie ein besonders vorteilhafter Drehzahlausgleich zwischen der Vorderachse 20 und der Hinterachse 34 realisiert werden.
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Bei einer in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform ist das Stellglied 48 als ein reib- beziehungsweise kraftschlüssiges Stellglied ausgebildet, mittels welchem das Getriebeelement 28 in seiner Drehzahl reib- beziehungsweise kraftschlüssig, das heißt durch Reibung aktiv beeinflusst werden kann. Dabei ist das als Bremse wirkende Stellglied 48 beispielsweise als Reibbremse beziehungsweise als Lamellenkupplung ausgebildet. Ferner ist dem Stellglied 48 und somit der vorderen Trennstelle eine formschlüssige Kopplungseinrichtung zugeordnet, mittels welcher das reibschlüssige Stellglied 48 formschlüssig überbrückbar ist. Dies bedeutet, dass das Getriebeelement 28 mittels der formschlüssigen Kopplungseinrichtung gegen eine Drehung um die dritte Achse gesichert und somit fixiert oder festgesetzt werden kann, sodass das Getriebeelement 28 mittels des reibschlüssigen Stellglieds 48 reibschlüssig gebremst und mittels der formschlüssigen Kopplungseinrichtung gegen eine Drehung um die dritte Drehachse gesichert werden kann.
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Zur Realisierung des Vierradantriebs wird das Getriebeelement 28 mittels der formschlüssigen Kopplungseinrichtung festgesetzt, wodurch hier kein Drehzahlausgleich stattfinden kann. Zum Festsetzen des Getriebeelements 28 wird die formschlüssige Kopplungseinrichtung, welche beispielsweise als Klauenkupplung ausgebildet ist, geschlossen. Wird oder ist die formschlüssige Kopplungseinrichtung der Trennstelle T1 geöffnet, und unterbleibt ein durch das Stellglied 48 bewirktes Festsetzen des Getriebeelements 28, so können an der Trennstelle T1 ein Drehzahlausgleich und somit eine Synchronisierung stattfinden, insbesondere bei einem Wechsel vom Zweiradantrieb zu dem Vierradantrieb. Bei einer solchen Synchronisierung wird das Getriebeelement 28 beispielsweise mittels des Stellglieds 48 reibschlüssig gebremst. Somit ist durch das Stellglied 48 eine antriebsseitige Synchronisierung möglich. Nach erfolgter Synchronisierung kann die formschlüssige Kopplungseinrichtung der vorderen Trennstelle T1 geschlossen werden, sodass dann das Getriebeelement 28 komplett festgesetzt und das Stellglied 48 überbrückt ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise an der hinteren Trennstelle T2, insbesondere anstelle der formschlüssigen Kopplungseinrichtung 46, eine reib- beziehungsweise kraftschlüssige Kopplungseinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise als Lamellenkupplung ausgebildet ist. Die reibschlüssige Kopplungseinrichtung der hinteren Trennstelle T2 kann dann einen Drezahlausgleich und eine Momentenverteilung zwischen der Vorderachse 20 und der Hinterachse 34 gewährleisten. Bei dieser Ausführungsform wird das Stellglied 48 somit lediglich zur Synchronisierung in dem Disconnect-Allradsystem verwendet. Eine Momentenverteilung sowie ein Drehzahlausgleich zwischen der Vorderachse 20 und der Hinterachse 34 kann von der reibschlüssigen Kopplungseinrichtung der hinteren Trennstelle T2 übernommen werden.
