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Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug, mit einer ersten und einer zweiten Abtriebswellenanordnung, wobei die erste Abtriebswellenanordnung eine erste Abtriebswelle und eine Zwischenwelle und die zweite Abtriebswellenanordnung eine zweite Abtriebswelle aufweist, mit einer Differentialvorrichtung zur Verteilung eines Antriebsmoments auf die erste und die zweite Abtriebswellenanordnung, wobei die Differentialvorrichtung einen Differentialkorb aufweist, mit einer Kopplungseinrichtung zur getriebetechnischen Kopplung der Zwischenwelle mit der Abtriebswelle. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Getriebeanordnung
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Differentiale werden in Fahrzeugen oftmals eingesetzt, um ein Antriebsdrehmoment auf zwei Abtriebswellen zu verteilen. Insbesondere Kegelraddifferentiale erlauben durch Ausgleichskegelräder, dass die beiden Abtriebswellen gegeneinander verdreht werden können. Somit können z. B. unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten bei Kurvenfahrten von Fahrzeugen ausgeglichen werden. Insbesondere lässt sich eine Antriebsachse über formschlüssige oder reibschlüssige Elemente von dem Differential entkoppeln.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 004 931 A1 , die den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ein Verfahren zum Zu- und Abschalten eines Allradantriebs von Kraftfahrzeugen, bei dem eine Antriebsachse automatisch bei niedrigerer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und bei niedrigerem Abtriebsmoment des Geschwindigkeits-Wechselgetriebes durch Lösen zumindest einer Trennkupplung vom Antriebsaggregat abkuppelbar ist, wobei das Abkuppeln durch Auswertung des geschalteten Ganges im Wechselgetriebe gesteuert wird. Die Antriebsachse bzw. deren Achsdifferenzial wird über insbesondere drei eingangsseitig und ausgangsseitig angeordnete Trennkupplungen vom Antriebsaggregat mit dem Wechselgetriebe und von den korrespondierenden Rädern des Kraftfahrzeugs vollständig abgekoppelt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung für Fahrzeug vorzuschlagen, welche kostengünstig in der Fertigung ist und einfaches Umschalten zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen der Differentialvorrichtung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß wird eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen, oder ein Schienenfahrzeug. Insbesondere ist die Getriebeanordnung für ein allradangetriebenes Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet. Die Getriebeanordnung ist besonders bevorzugt mit einem Motor getriebetechnisch verbunden. Insbesondere ist der Motor als ein Verbrennungsmotor, besonders bevorzugt ein Benzin- oder ein Dieselmotor, und/oder als ein Elektromotor ausgebildet.
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Die Getriebeanordnung weist eine erste und eine zweite Abtriebswellenanordnung auf. Insbesondere bilden die erste und die zweite Abtriebswellenanordnungen eine Achse für das Fahrzeug. Vorzugsweise ist die Achse eine Vorderachse oder eine Hinterachse oder eine Tandemachse. Im Speziellen definieren die beiden Abtriebswellenanordnungen mit ihrer Rotationsachse eine Hauptachse.
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Die erste Abtriebswellenanordnung weist eine erste Abtriebswelle und eine Zwischenwelle auf. Insbesondere rotieren die erste Abtriebswelle und/oder die Zwischenwelle um die Hauptachse. Vorzugsweise ist die erste Abtriebswelle mit einem ersten Fahrzeugrad verbunden. Besonders bevorzugt wird die erste Abtriebswellenanordnung durch die erste Abtriebswelle und die Zwischenwellen gebildet. Insbesondere sind die erste Abtriebswelle und die Zwischenwelle als zwei einzelne Wellen ausgebildet.
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Die zweite Abtriebswellenanordnung weist eine zweite Abtriebswelle auf. Insbesondere rotiert die zweite Abtriebswelle um die Hauptachse. Vorzugsweise wird die zweite Abtriebswellenanordnung durch die zweite Abtriebswelle gebildet. Besonders bevorzugt ist die zweite Abtriebswelle mit einem zweiten Fahrzeugrad verbunden.
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Die Getriebeanordnung weist eine Differentialvorrichtung zur Verteilung eines Antriebsmoments auf die erste und die zweite Abtriebswellenanordnung auf. Insbesondere ist die Differentialvorrichtung mit dem Motor über eine Antriebswelle getriebetechnisch verbunden. Vorzugsweise wird über den Motor das Antriebsmoment über die Antriebswelle auf die Differentialvorrichtung übertragen. Insbesondere ist die Differentialvorrichtung als ein Achsdifferential ausgebildet. Beispielsweise ist die Differentialvorrichtung als ein Stirnraddifferential oder als ein Schraubenraddifferential ausgebildet. Besonders bevorzugt jedoch ist die Differentialvorrichtung als ein Kegelraddifferential ausgebildet.
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Die Differentialvorrichtung weist einen Differentialkorb auf. Insbesondere hat der Differentialkorb die Funktion das Antriebsmoment des Motors auf die beiden Abtriebswellenanordnungen zu übertragen. Vorzugsweise entspricht die Kraftverteilung des Antriebsmoments über den Differentialkorb auf die beiden Abtriebswellenanordnungen einem Verhältnis von 50:50. Insbesondere weist die Differentialvorrichtung ein Differentialgehäuse auf, wobei der Differentialkorb in dem Differentialgehäuse angeordnet ist. Insbesondere sind die beiden Abtriebswellenanordnungen in dem Differentialgehäuse drehbar gelagert.
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Die Getriebeanordnung, insbesondere die erste Abtriebswellenanordnung, weist eine Kopplungseinrichtung zur getriebetechnischen Kopplung der Zwischenwelle mit der ersten Abtriebswelle auf. Insbesondere wird die Kopplungseinrichtung automatisch und/oder automatisiert gesteuert. Vorzugsweise hat die Kopplungseinrichtung die Funktion, die Zwischenwelle und die erste Abtriebswelle drehfest miteinander zu koppeln, und alternativ die Zwischenwelle und die erste Abtriebswelle zu entkoppeln. Die Kopplung bewirkt insbesondere, dass eine Drehbewegung und/oder das Antriebsmoment von der ersten Abtriebswelle auf die Zwischenwelle oder von der Zwischenwelle auf die erste Abtriebswelle übertragen werden. Im entkoppelten Zustand können die erste Abtriebswelle und die Zwischenwelle unabhängig voneinander rotieren.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Differentialkorb über die Kopplungseinrichtung mit der ersten Abtriebswellenanordnung getriebetechnisch koppelbar ist. Somit kann der Differentialkorb mit der ersten Abtriebswelle und/oder Zwischenwelle drehfest gesetzt oder alternativ entkoppelt werden. Insbesondere hat die Kopplung der ersten Abtriebswellenanordnung mit dem Differentialkorb die Funktion, eine Relativbewegung der beiden Fahrzeugräder zu sperren. Im Speziellen wird die Kopplungseinrichtung über einen Aktuator angesteuert.
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Optional ergänzend weist die zweite Abtriebswellenanordnung eine zweite Zwischenwelle auf, wobei die zweite Zwischenwelle und die zweite Abtriebswelle untrennbar und/oder stets miteinander getriebetechnisch verbunden sind.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die Entkopplung und/oder Kopplung der ersten Abtriebswellenanordnung und der Kopplung und/oder Entkopplung der Differentialvorrichtung, insbesondere des Differentialkorbs, eine einfache Ausführung einer Getriebeanordnung gebildet ist, welche zwischen mindestens drei verschiedenen Schaltzuständen schaltbar ist. Durch die einfache Ausgestaltung ist zudem eine kostengünstige Fertigung der Getriebeanordnung mit den mindestens drei verschiedenen Schaltzuständen möglich.
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In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die Getriebeanordnung drei Kopplungsräder auf, wobei ein erstes Kopplungsrad mit der Zwischenwelle, ein zweites Kopplungsrad mit der ersten Abtriebswelle und ein drittes Kopplungsrad mit dem Differentialkorb getriebetechnisch, insbesondere drehfest, verbunden ist. Besonders bevorzugt koppelt oder entkoppelt die Kopplungseinrichtung das erste und/oder das zweite und/oder das dritte Kopplungsrad untereinander.
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Insbesondere weisen die Kopplungsräder eine Profilierung auf, wobei die Kopplungseinrichtung vorzugsweise einen Konturpartner zu den Kopplungsrädern bildet. Beispielsweise sind die Kopplungsräder als Zahnräder ausgebildet, wobei die Verzahnung als zu der Hauptachse axial verlaufende Stege oder Zähne oder Nuten ausgebildet ist. Insbesondere ist die Kopplungseinrichtung in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse verschiebbar. Vorzugsweise bildet die Kopplungseinrichtung mit dem ersten und/oder dem zweiten und/oder dem dritten Kopplungsrad einen Formschluss in Umlaufrichtung in Bezug auf die Rotationsachse. Beispielweise ist die Kopplungseinrichtung als eine Schiebemuffe ausgebildet.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist das dritte Kopplungsrad als ein Hohlrad ausgebildet und/oder das dritte Kopplungsrad ist über eine Hohlwelle mit dem Differentialkorb verbunden. Insbesondere ist die Zwischenwelle, koaxial und/oder konzentrisch in dem Hohlrad und/oder in der Hohlwelle angeordnet.
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In einem ersten möglichen Betriebszustand ist die Kopplungseinrichtung in einer Disconnect-Schaltstellung, wobei die Kopplungseinrichtung geöffnet und die erste Abtriebswelle, der Differentialkorb und die Zwischenwelle voneinander entkoppelt und/oder voneinander getriebetechnisch getrennt sind. In dem ersten möglichen Betriebszustand drehen in der Disconnect-Schaltstellung die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle unabhängig und/oder frei voneinander. Die Disconnect-Schaltstellung hat insbesondere die Funktion, eine angetriebene Achse aufzutrennen. Dadurch dass der Differentialkorb, insbesondere in der Disconnect-Schaltstellung, nicht um die Hauptachse rotiert, werden Plantschverluste der Differentialvorrichtung unterbunden. Insbesondere wird durch die Disconnect-Schaltstellung der Kraftstoffverbrauch reduziert. Beispielsweise ist die Kopplungseinrichtung mit dem ersten Kopplungsrad verbunden, jedoch von dem zweiten und dem dritten Kopplungsrad getriebetechnisch entkoppelt.
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In einem zweiten möglichen Betriebszustand ist die Kopplungseinrichtung in einer Connect-Offen-Schaltstellung, wobei die erste Abtriebswelle und die Zwischenwelle über die Kopplungseinrichtung miteinander drehfest gekoppelt und der Differentialkorb von der Kopplungseinrichtung entkoppelt ist bzw. sind. Insbesondere ist der Differentialkorb über mindestens ein Ausgleichsrad mit den beiden Abtriebswellenanordnungen gekoppelt, so dass das Antriebsmoment des Motors über das mindestens eine Ausgleichsrad auf die beiden Abtriebswellen übertragen wird. Insbesondere ist die Kopplungseinrichtung mit dem ersten und dem zweiten Kopplungsrad gekoppelt.
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In dem zweiten möglichen Betriebszustand und/oder in der Connect-Offen-Schaltstellung ist die Differentialvorrichtung als eine offene Differentialvorrichtung ausgebildet und/oder die Differentialvorrichtung gleicht unterschiedliche Drehzahlen der ersten und der zweiten Abtriebswelle aus. Die Connect-Offen-Schaltstellung hat insbesondere die Funktion, bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen der Fahrzeugräder auszugleichen. Insbesondere wird durch die Connect-Offen-Schaltstellung ein Schlupf sowie eine Verspannung der Fahrzeugräder bei der Kurvenfahrt vermieden. Beispielsweise ist die Kopplungseinrichtung mit dem ersten und dem zweiten Kopplungsrad verbunden, jedoch von dem dritten Kopplungsrad getriebetechnisch entkoppelt.
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In einem dritten möglichen Betriebszustand ist die Kopplungseinrichtung in einer Connect-Sperr-Schaltstellung, wobei die erste Abtriebswelle, die Zwischenwelle und der Differentialkorb über die Kopplungseinrichtung miteinander drehfest gekoppelt sind. Insbesondere ist der Differentialkorb über die Kopplungseinrichtung mit der ersten Abtriebswellenanordnung gekoppelt, so dass das Antriebsmoment des Motors über den Differentialkorb auf die erste Abtriebswellenanordnung und auf die zweite Abtriebswellenanordnung übertragen wird. Vorzugsweise ist das mindestens eine Ausgleichsrad blockiert, so dass die Differentialvorrichtung auf Block läuft. Besonders bevorzugt ist die Kopplungseinrichtung mit dem ersten und dem zweiten und dem dritten Kopplungsrad drehfest gekoppelt.
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In dem dritten möglichen Betriebszustand und/oder in der Connect-Sperr-Schaltstellung der Kopplungseinrichtung ist die Differentialvorrichtung als eine gesperrte Differentialvorrichtung ausgebildet und/oder die Differentialvorrichtung überträgt gleiche Drehzahlen auf die erste und die zweite Abtriebswelle. Die Connect-Sperr-Schaltstellung hat insbesondere die Funktion, das Antriebsmoment des Motors auf die beiden Fahrzeugräder gleich zu verteilen. Insbesondere werden durch die Connect-Sperr-Schaltstellung keine relativen Drehunterschiede zwischen den beiden Fahrzeugrädern übertragen.
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In einer konstruktiven Umsetzung ist die Kopplungseinrichtung als eine formschlüssige oder reibschlüssige oder eine kraftschlüssige Kopplungseinrichtung ausgebildet.
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Beispielsweise ist die Kopplungseinrichtung eine Zahnkupplung oder eine Klauenkupplung oder eine Federstegkupplung. Im Speziellen ist die Kopplungseinrichtung axial beweglich und/oder drehstarr.
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In einer weiteren konstruktiven Umsetzung weist die Getriebeanordnung ein Antriebsrad zur Übertragung des Antriebsmoments auf die Differentialvorrichtung auf. Insbesondere ist das Antriebsrad mit der Antriebswelle drehfest verbunden. Vorzugsweise ist das Antriebsrad in dem Differentialgehäuse angeordnet. Insbesondere ist das Antriebsrad als Zahnrad, vorzugsweise als ein Stirnrad oder als ein Kegelrad, ausgebildet. Beispielsweise weist das Zahnrad eine Schrägverzahnung oder eine Evolventenverzahnung oder eine Zykloidenverzahnung auf.
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Die Differentialvorrichtung weist ein Tellerrad auf. Insbesondere ist das Tellerrad in dem Differentialgehäuse angeordnet. Vorzugsweise weist das Tellerrad die gleiche Verzahnungsart wie das Antriebsrad auf. Beispielsweise ist das Tellerrad als Zahnrad, vorzugsweise als ein Kegelrad oder als ein Kronenrad oder als ein Stirnrad, ausgebildet. Insbesondere ist die zweite Abtriebswellenanordnung, insbesondere die zweite Abtriebswelle, koaxial und/oder konzentrisch durch das Tellerrad geführt und/oder drehbar gelagert.
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Der Differentialkorb ist mit dem Tellerrad drehfest verbunden. Insbesondere sind der Differentialkorb und das Tellerrad einstückig und oder einteilig miteinander verbunden. Insbesondere ist die erste Abtriebswellenanordnung, vorzugsweise die Zwischenwelle durch den Differentialkorb geführt und/oder drehbar gelagert. Das Antriebsrad ist mit dem Tellerrad gekoppelt. Besonders bevorzugt überträgt das Antriebsrad das Antriebsmoment auf das Tellerrad. Im Speziellen steht das Antriebsrad mit dem Tellerrad in Eingriff.
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In einer möglichen konstruktiven Umsetzung weist der Differentialkorb mindestens ein Ausgleichsrad zum Ausgleich von Drehzahlunterschieden der beiden Abtriebswellen auf. Insbesondere ist das Ausgleichsrad drehbar in dem Differentialkorb gelagert. Insbesondere ist das Ausgleichsrad als ein Kegelrad ausgebildet. Insbesondere weist der Differentialkorb mehr als zwei, im Speziellen vier Ausgleichsräder auf. Insbesondere sind die Ausgleichsräder in Umlaufrichtung in Bezug auf die Hauptachse gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet.
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Die Zwischenwelle weist ein erstes Seitenrad und die zweite Abtriebswelle ein zweites Seitenrad auf. Insbesondere ist das erste Seitenrad mit der Zwischenwelle und/oder das zweite Seitenrad mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden. Vorzugsweise sind die beiden Seitenräder als Kegelräder ausgebildet. Die beiden Seitenräder sind mit dem mindestens einen Ausgleichsrad gekoppelt. Vorzugsweise überträgt der Differentialkorb das Antriebsmoment auf das Ausgleichsrad und somit auf die beiden Seitenräder. Je nach Schaltstellung der Kopplungseinrichtung, wird das Antriebsmoment gleich oder unterschiedlich auf die beiden Seitenräder und somit auf die beiden Abtriebswellenanordnungen verteilt. Besonders bevorzugt sind die beiden Seitenräder in dem Differentialkorb angeordnet.
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In dem ersten möglichen Betriebszustand verläuft in der Disconnect-Schaltstellung ein Momentenpfad von dem Antriebsrad über das Tellerrad und endet in der Differentialvorrichtung. Insbesondere wird das Antriebsmoment nur auf die Zwischenwelle übertragen, so dass auf die erste und die zweite Abtriebswelle kein Antriebsmoment übertragen wird.
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In dem zweiten möglichen Betriebszustand verläuft in der Connect-Offen-Schaltstellung ein Momentenpfad von dem Antriebsrad über das Tellerrad, den Differentialkorb, das Ausgleichsrad auf die erste und die zweite Abtriebswelle. Insbesondere verläuft der Momentenpfad zu dem Ausgleichsrad, wobei sich der Momentenpfad an dem Ausgleichsrad aufteilt und in der ersten und der zweiten Abtriebswelle endet. Insbesondere wird das Antriebsmoment bei einer Geradeausfahrt gleich und bei einer Kurvenfahrt unterschiedlich auf die beiden Fahrzeugräder verteilt.
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In dem dritten möglichen Betriebszustand verläuft in der Connect-Sperr-Schaltstellung ein Momentenpfad von dem Antriebsrad über das Tellerrad, den Differentialkorb, das Ausgleichsrad auf die erste und die zweite Abtriebswelle, wobei ein Teilmomentenpfad parallel zu dem Momentenpfad über den Differentialkorb und die Kopplungseinrichtung auf die erste Abtriebswelle verläuft. Insbesondere wird das Ausgleichsrad durch das erste Seitenrad blockiert. Vorzugsweise verläuft der Momentenpfad zum Differentialkorb, wobei sich der Momentenpfad an dem Differentialkorb und an dem Ausgleichsrad aufteilt und jeweils in der ersten und der zweiten Abtriebswelle endet. Besonders bevorzugt drehen die erste und die zweite Abtrieswelle in Umlaufrichtung in Bezug auf die Hauptachse mit der gleichen Drehzahl. Besonders bevorzugt wird das Antriebsmoment gleich auf die beiden Fahrzeugräder verteilt.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit der Getriebeanordnung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Optional ergänzend weist das Fahrzeug mindestens eine weitere Getriebeanordnung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 zeigt ein Fahrzeug mit einer Getriebeanordnung in einer Disconnect-Schaltstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 zeigt das Fahrzeug mit der Getriebeanordnung in einer Connect-Offen-Schaltstellung;
- 3 zeigt das Fahrzeug mit der Getriebeanordnung in einer Connect-Sperr-Schaltstellung.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1 mit einer Getriebeanordnung 2 in einer Disconnect-Schaltstellung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beispielsweise ist das Fahrzeug 1 ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen. In der gezeigten Darstellung ist eine angetriebene Fahrzeugachse, z.B. Vorderachse, dargestellt. Beispielsweise weist das Fahrzeug 1 mindestens eine weitere Achse auf.
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Die Getriebeanordnung 2 weist eine Differentialvorrichtung 3 auf, wobei die Differentialvorrichtung 3 als ein Kegelradgetriebe ausgebildet ist. Die Differentialvorrichtung 3 weist ein Differentialgehäuse 4 auf, wobei in dem Differentialgehäuse 4 ein Tellerrad 5 mit einem daran befestigten Differentialkorb 6 angeordnet ist. Beispielsweise ist der Differentialkorb 6 stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Tellerrad 5 verbunden. Insbesondere sind das Tellerrad 5 und der Differentialkorb 6 in dem Differentialgehäuse 4 drehbar gelagert. Der Differentialvorrichtung 3 weist mindestens ein Ausgleichsrad 7 auf. Beispielsweise weist die Differentialvorrichtung 3 vier voneinander gleichmäßig beabstandete Ausgleichsräder auf. Das Ausgleichsrad 7 ist in dem Differentialkorb 6 angeordnet und drehbar gelagert.
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Die Getriebeanordnung 2 weist eine Antriebswelle 8 und ein Antriebsrad 10 auf. Ferner weist das Fahrzeug 1 einen Motor 9, z.B. einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektromotor, auf. Die Antriebswelle 8 ist mit einem axialen Ende mit dem Motor 9 getriebetechnisch verbunden. Beispielsweise ist die Antriebswelle 8 eine Kardanwelle. Das andere axiale Ende der Antriebswelle 8 ist mit dem Antriebsrad 10 drehfest verbunden. Das Antriebsrad 10 und das Tellerrad 5 sind z.B. als Kegelräder ausgebildet und stehen miteinander in Eingriff.
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Die Getriebeanordnung 2 weist eine erste Abtriebswellenanordnung 11 und eine zweite Abtriebswellenanordnung 12 auf. Die beiden Abtriebswellenanordnungen 11, 12 bilden gemeinsam die Fahrzeugachse des Fahrzeugs 1. Die beiden Abtriebswellenanordnungen 11, 12 definieren eine Hauptachse H. Die erste Abtriebswellenanordnung 11 ist durch eine erste Abtriebswelle 13 und eine Zwischenwelle 14 gebildet. Die zweite Abtriebswellenanordnung 12 ist durch eine zweite Abtriebswelle 15 gebildet.
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Das Fahrzeug 1 weist ein erstes und ein zweites Fahrzeugrad 16a, b auf. Das erste Fahrzeugrad 16a ist mit der ersten Abtriebswelle 13 und das zweite Fahrzeugrad 16b ist mit der zweiten Abtriebswelle 15 verbunden. Die beiden Abtriebswellen 13, 15 und die Zwischenwelle 14 rotieren während eines Betriebszustandes des Fahrzeugs 1 um die Hauptachse H.
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Die Zwischenwelle 14 weist an einem axialen Ende ein erstes Seitenrad 17a und die zweite Abtriebswelle 15 weist an einem axialen Ende ein zweites Seitenrad 17b auf. Die beiden Seitenräder 17a, b sind z.B. als Kegelräder ausgebildet und in dem Differentialgehäuse 4, insbesondere in dem Differentialkorb 6, angeordnet. Die beiden Seitenräder 17a, b stehen jeweils mit dem Ausgleichsrad 7 in einem kämmenden Kontakt. Die Zwischenwelle 14 ist durch den Differentialkorb 6 bzw. das Differentialgehäuse 4 und die zweite Abtriebswelle 15 durch das Tellerrad 5 bzw. das Differentialgehäuse 4 geführt.
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Die Zwischenwelle 14 weist an einem gegenüberliegenden axialen Ende ein erstes Kopplungsrad 18 auf. Die erste Abtriebswelle 13 weist an einem gegenüberliegenden axialen Ende ein zweites Kopplungsrad 19 auf. Der Differentialkorb 6 weist eine Hohlwelle 21 auf, wobei die Hohlwelle 21 drehbar in dem Differentialgehäuse 4 gelagert ist. Die Zwischenwelle 14 ist durch die Hohlwelle 21 geführt. Die Hohlwelle 21 weist ein drittes Kopplungsrad 20 auf. Beispielsweise sind das erste, das zweite und das dritte Kopplungsrad 18, 19, 20 formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Zwischenwelle 14 bzw. der ersten Abtriebswelle 13 bzw. der Hohlwelle 21 verbunden. Die Kopplungsräder 18, 19, 20 sind beispielsweise als Stirnzahnräder ausgebildet.
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Die Getriebeanordnung 2 weist eine Kopplungseinrichtung 22 auf. Die Kopplungseinrichtung 22 ist beispielsweise eine formschlüssige Klauenkopplung. Die Hohlwelle 21 erstreckt sich parallel zu der Hauptachs H von dem Differentialkorb 6 durch das Differentialgehäuse 4 in Richtung der Kopplungseinrichtung 22. Die Kopplungseinrichtung 22 ist axial in Bezug auf die Hauptachse H verschiebbar. Beispielsweise bildet die Kopplungseinrichtung 22 einen Konturpartner zu einer Außenverzahnung der Kopplungsräder 18, 19, 20, so dass bei einer Kopplung ein Formschluss in Umlaufrichtung in Bezug auf die Hauptachse H gebildet ist. Die Kopplungseinrichtung 22 ist in drei verschiedene Schaltstellungen verstellbar. In der gezeigten Disconnect-Schaltstellung ist die Kopplungseinrichtung 22 nur mit dem ersten Kopplungsrad 18 gekoppelt, so dass die erste Abtriebswelle 13 und die Hohlwelle 21 bzw. der Differentialkorb 6 von der Zwischenwelle 14 entkoppelt sind.
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In diesem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 drehen die beiden Fahrzeugräder 16a, b frei voneinander. Dabei dreht das erste Fahrzeugrad 16a frei über die erste Abtriebswelle 13. Das zweite Fahrzeugrad 16b dreht über die zweite Abtriebswelle 15, das zweite Seitenrad 17b, das Ausgleichsrad 7, das erste Seitenrad 17a und die Zwischenwelle 14. Der Differentialkorb 6 steht in der Disconnect-Schaltstellung, so dass die Radrollbewegungen des zweiten Fahrzeugrads 16b nur auf die Zwischenwelle 14 übertragen werden.
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2 zeigt in gleicher Darstellung wie in 1 das Fahrzeug 1 mit der Getriebeanordnung 2 in einer Connect-Offen-Schaltstellung. Dabei ist die Kopplungseinrichtung 22 axial in Richtung des zweiten Kopplungsrades 19 verschoben. Das erste und das zweite Kopplungsrad 18, 19 sind über die Kopplungseinrichtung 22 miteinander drehfest gekoppelt. Somit sind die erste Abtriebswelle 13 und die Zwischenwelle 14 miteinander drehfest gekoppelt, so dass die Differentialvorrichtung 3 ein offenes Differential bildet.
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In diesem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 drehen die beiden Fahrzeugräder 16a, b gemeinsam über die beiden Abtriebswellenanordnungen 11, 12 sowie das Ausgleichsrad 7. Somit werden bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 unterschiedliche Drehzahlen der beiden Fahrzeugräder 16a, b ausgeglichen. Das erste Fahrzeugrad 16a dreht über die erste Abtriebswelle 13, die Zwischenwelle 14 und das erste Seitenrad 17a. Das zweite Fahrzeugrad 16b dreht über die zweite Abtriebswelle 15 und das zweite Seitenrad 17b.
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Der Differentialkorb 6 dreht in der Connect-Offen-Schaltstellung in Umlaufrichtung in Bezug auf die Hauptachse H. Ein Antriebsmoment wird von dem Motor 9 über die Antriebswelle 8, das Antriebsrad 10, das Tellerrad 5 auf den Differentialkorb 6 und somit auf das Ausgleichsrad 7 übertragen. Somit wird das Antriebsmoment über das Ausgleichsrad auf die beiden Seitenräder 17a, b bzw. die beiden Abtriebswellen 13, 15 verteilt.
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3 zeigt in gleicher Darstellung wie in 1 das Fahrzeug 1 mit der Getriebeanordnung 2 in einer Connect-Sperr-Schaltstellung. Dabei ist die Kopplungseinrichtung 22 weiter axial in Richtung des zweiten Kopplungsrades 19 verschoben. Das erste, das zweite und das dritte Kopplungsrad 18, 19, 20 sind über die Kopplungseinrichtung 22 miteinander gekoppelt. Somit sind die erste Abtriebswelle 13, die Zwischenwelle 14 und der Differentialkorb 6 miteinander drehfest gekoppelt, so dass die Differentialvorrichtung 3 ein gesperrtes Differential bildet.
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In diesem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 drehen die beiden Fahrzeugräder 16a, b gemeinsam über die beiden Abtriebswellenanordnungen 11, 12 sowie die Differentialvorrichtung 3 bzw. den Differentialkorb 6. Somit drehen beide Fahrzeugräder 16a, b mit der gleichen Drehzahl, da die Differentialvorrichtung 3 auf Block läuft. Das erste Fahrzeugrad 16a dreht über die erste Abtriebswelle 13, die Zwischenwelle 14 und das erste Seitenrad 17a sowie über die Hohlwelle 21 und den Differentialkorb 6. Das zweite Fahrzeugrad 16b dreht über die zweite Abtriebswelle 15 und das zweite Seitenrad 17b.
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Der Differentialkorb 6 dreht in der Connect-Sperr-Schaltstellung in Umlaufrichtung in Bezug auf die Hauptachse H. Das Antriebsmoment wird von dem Motor 9 über die Antriebswelle 8, das Antriebsrad 10, das Tellerrad 5 auf den Differentialkorb 6 und somit auf das Ausgleichsrad 7 und die erste Abtriebswellenanordnung 11 übertragen. Somit wird das Antriebsmoment auf beide Seitenräder 17a, b bzw. die beiden Abtriebswelle 13, 15 gleich verteilt, wobei keine relativen Drehzahlunterschiede ausgeglichen werden und die Differentialvorrichtung 3 gesperrt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Getriebeanordnung
- 3
- Differentialvorrichtung
- 4
- Differentialgehäuse
- 5
- Tellerrad
- 6
- Differentialkorb
- 7
- Ausgleichsrad
- 8
- Antriebswelle
- 9
- Motor
- 10
- Antriebsrad
- 11
- erste Abtriebswellenanordnung
- 12
- zweite Abtriebswellenanordnung
- 13
- erste Abtriebswelle
- 14
- Zwischenwelle
- 15
- zweite Abtriebswelle
- 16a
- erstes Fahrzeugrad
- 16b
- zweites Fahrzeugrad
- 17a
- erstes Seitenrad
- 17b
- zweites Seitenrad
- 18
- erstes Kopplungsrad
- 19
- zweites Kopplungsrad
- 20
- drittes Kopplungsrad
- 21
- Hohlwelle
- 22
- Kopplungseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012004931 A1 [0003]
