DE102018202028A1

DE102018202028A1 - Ausgleichsgetriebeeinheit

Info

Publication number: DE102018202028A1
Application number: DE102018202028.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pfeffer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-06-19
Also published as: CN209569276U

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausgleichsgetriebeeinheit für zweiachsgetriebene Kraftfahrzeuge, mit einer ersten Abtriebswelle 6 zur Drehmomentübertragung auf eine erste Fahrzeugachse und mit einer zweiten Abtriebswelle 7 zur Drehmomentübertragung auf eine zweite Fahrzeugachse. Mit einem zwischen die beiden Antriebswellen 6, 7 eingeschalteten Ausgleichsgetriebe. Das Ausgleichsgetriebe ist eine abhängig von einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abtriebswellen 6, 7 antreibbare Hydraulikpumpe, die Hydrauliköl mit einem Volumenstrom entsprechend der Drehzahldifferenz fördert und mit einem hydraulischen Steuerkreis mit einer Hydraulikleitung 9, 13, 16, die eine Verbindung des Druckanschlusses 8, 14 der Hydraulikpumpe mit dem Sauganschluss 10, 15 der Hydraulikpumpe herstellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausgleichsgetriebeeinheit für zweiachsgetriebene Kraftfahrzeuge, mit einer ersten Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung auf eine erste Fahrzeugachse und mit einer zweiten Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung auf eine zweite Fahrzeugachse, mit einem zwischen die beiden Abtriebswellen eingeschalteten Ausgleichsgetriebe.
Bei einer Ausgleichsgetriebeeinheit mit einem Kegelraddifferential ist es bekannt, wobei eine Sperrung des Kegelraddifferentials mit Hilfe einer Hydraulikpumpe erfolgt. Dies ist aufgrund der Vielzahl der Bauteile aufwendig und teuer und benötigt einen großen Bauraum.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Ausgleichsgetriebeeinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei reduzierter Anzahl an Bauteilen einen geringeren Bauraum benötigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ausgleichsgetriebe eine abhängig von einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abtriebswellen eine antreibbare Hydraulikpumpe ist, die Hydrauliköl mit einem Volumenstrom entsprechend der Drehzahldifferenz fördert und mit einem hydraulischen Steuerkreis mit einer Hydraulikleitung, die eine Verbindung des Druckanschlusses der Hydraulikpumpe mit dem Sauganschluss der Hydraulikpumpe herstellt.
Der Volumenstrom wird dabei von der Steuereinheit so gesteuert, dass sich die Drehzahlen der Antriebswellen aneinander oder an eine Vorgabedrehzahldifferenz angleichen.
Die Hydraulikpumpe ist vorzugsweise eine Kolbenpumpe, durch die höhere Drücke und damit höhere Kräfte erzeugt werden können.
In der Hydraulikleitung kann eine Ventileinheit angeordnet sein, durch die der Volumenstrom des die Hydraulikleitung durchströmenden Hydrauliköls entsprechend der Drehzahldifferenz regelbar ist.
Dabei ist die Ventileinheit zur schnellen und präzisen Regelung vorzugsweise eine von einer Steuereinheit ansteuerbare Magnetventileinheit.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann die Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse drehbaren Rotor und einen um die Drehachse drehbaren Steuerkurvenring aufweisen, wobei der Rotor mit der zur Drehachse koaxialen ersten Fahrzeugachse fest verbunden ist und wobei der Steuerkurvenring mit der zur Drehachse koaxialen zweiten Fahrzeugachse fest verbunden und von einem Abtriebsrad des motorischen Antriebs drehbar antreibbar ist.
In Umkehrung der Zuordnung der Fahrzeugachsen kann auch die Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse drehbaren Rotor und einen um eine um die Drehachse drehbaren Steuerkurvenring aufweisen, wobei der Rotor mit der zur Drehachse koaxialen zweiten Fahrzeugachse fest verbunden ist und wobei der Steuerkurvenring mit der zur Drehachse koaxialen ersten Fahrzeugachse fest verbunden und von einem Abtriebsrad des motorischen Antriebs drehbar antreibbar ist.
Eine weiter vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass eine erste Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse drehbaren ersten Rotor und einen um die Drehachse drehbaren ersten Steuerkurvenring aufweist und eine zweite Hydraulikpumpe einen um die Drehachse drehbaren zweiten Rotor und einen um die Drehachse drehbaren zweiten Steuerkurvenring aufweist, wobei der erste Steuerkurvenring und der zweite Steuerkurvenring gemeinsam von einem Abtriebsrad des motorischen Antriebs drehbar antreibbar sind, wobei die Druckanschlüsse der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine erste Hydraulikleitung miteinander verbunden sind, in der eine von einer Steuereinheit ansteuerbare erste Ventileinheit angeordnet ist, die den Volumenstrom in der ersten Hydraulikleitung steuert und wobei die Sauganschlüsse der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine zweite Hydraulikleitung miteinander verbunden sind.
In Umkehrung der Zuordnung der Fahrzeugachsen kann auch eine erste Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse drehbaren ersten Rotor und einen um die Drehachse drehbaren ersten Steuerkurvenring aufweist und eine zweite Hydraulikpumpe einen um die Drehachse drehbaren zweiten Rotor und einen um die Drehachse drehbaren zweiten Steuerkurvenring aufweist, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor gemeinsam von einem Abtriebsrad des motorischen Antriebs drehbar antreibbar sind, wobei die Druckanschlüsse der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine erste Hydraulikleitung miteinander verbunden sind, in der eine von einer Steuereinheit ansteuerbare erste Ventileinheit angeordnet ist, die den Volumenstrom in der ersten Hydraulikleitung steuert und wobei die Sauganschlüsse der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine zweite Hydraulikleitung miteinander verbunden sind.
Dabei ist die erste Ventileinheit vorzugsweise ein 2/2 Magnetproportionalventil.
Noch eine weiter vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass eine erste Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse drehbaren ersten Rotor und einen um die Drehachse drehbaren ersten Steuerkurvenring aufweist und eine zweite Hydraulikpumpe einen um die Drehachse drehbaren zweiten Rotor und einen um die Drehachse drehbaren zweiten Steuerkurvenring aufweist, wobei ein Differentialkorb eines Ausgleichsdifferentials sowie der erste Steuerkurvenring und der zweite Steuerkurvenring gemeinsam von einem Abtriebsrad des motorischen Antriebs drehbar antreibbar sind, wobei von einem ersten Achswellenrad des Ausgleichsdifferentials die erste Fahrzeugachse und von einem zweiten Achswellenrad des Ausgleichsdifferentials die zweite Fahrzeugachse drehbar antreibbar sind, und wobei die Druckanschlüsse der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine erste Hydraulikleitung miteinander verbunden sind, in der eine von einer Steuereinheit ansteuerbare zweite Ventileinheit angeordnet ist, die den Volumenstrom in der ersten Hydraulikleitung steuert und wobei die Sauganschlüsse der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine zweite Hydraulikleitung miteinander verbunden sind, in der die von der Steuereinheit ansteuerbare Magnetventileinheit angeordnet ist, die den Volumenstrom in der zweiten Hydraulikleitung steuert.
Dabei ist vorzugsweise die zweite Ventileinheit ein 2/4 Magnetproportionalventil.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Ausgleichsgetriebeeinheit
2 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ausgleichsgetriebeeinheit
3 eine Prinzipdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Ausgleichsgetriebeeinheit
4 eine Prinzipdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Ausgleichsgetriebeeinheit
5 eine Prinzipdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Ausgleichsgetriebeeinheit.

Die in den Figuren dargestellten Ausgleichsgetriebeeinheiten eines Kraftfahrzeugs weisen ein Abtriebsrad 1 auf, das von einem nicht dargestellten motorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs drehbar antreibbar sind.
Von dem Abtriebsrad 1 wird ein Steuerkurvenring 2 oder ein Rotor 3 einer Kolbenpumpe 5 um eine Drehachse 4 drehbar angetrieben.
Koaxial zur Drehachse 4 weist der Rotor 3 oder der Steuerkurvenring 2 sich zueinander diametral erstreckend eine erste Abtriebswelle 6 zur Antriebsübertragung auf eine nicht dargestellte erste Fahrzeugachse und eine zweite Abtriebswelle 7 zur Antriebsübertragung auf eine nicht dargestellte zweite Fahrzeugachse auf.
Der Volumenstrom der Kolbenpumpe 5 ist durch ein Mehrwege-Magnetventil abhängig von einer Drehzahldifferenz zwischen den Drehzahlen der beiden Abtriebswellen 6 und 7 steuerbar.
Diese Drehzahldifferenz kann sich unmittelbar auf die Drehzahlen der beiden Abtriebswellen 6 und 7 beziehen, wenn die beiden Fahrzeugachsen mit denselben Drehzahlen angetrieben werden.
Sind die Drehzahlen der beiden Fahrzeugachsen unterschiedlich, so bezieht sich die Drehzahldifferenz auf die Abweichung von einer Vorgabedrehzahldifferenz der Drehzahlen.
Das Mehrwege-Magnetventil und damit der Volumenstrom wird von einer nicht dargestellten Regeleinheit so geregelt, dass sich die Drehzahlen aneinander oder an die Vorgabedrehzahldifferenz angleichen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 wird von dem Abtriebsrad 1 der Steuerkurvenring 2 der Kolbenpumpe 5 um die Drehachse 4 drehbar angetrieben. Dabei fördert die Kolbenpumpe 5 von ihrem Druckanschluss 8 Hydrauliköl über eine Hydraulikleitung 9 zu ihrem Sauganschluss 10. In der Hydraulikleitung 9 ist ein 2/2 Magnetwegeventil 11 angeordnet, das in seiner einen Stellposition den Ventildurchgang öffnet und in der anderen Stellposition schließt.
Der Rotor 3 der Kolbenpumpe 5 ist koaxial zur Drehachse 4 mit der ersten Antriebswelle 6 drehfest verbunden, während der Steuerkurvenring 2 der Kolbenpumpe 5 mit der sich diametral zur ersten Abtriebswelle 6 erstreckenden zweiten Abtriebswelle 7 drehfest verbunden ist.
Das Ausführungsbeispiel der 2 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel der 1. Im Unterschied zu 1 wird von dem Abtriebsrad 1 der Rotor 3 der Kolbenpumpe 5 um die Drehachse 4 drehbar angetrieben, der koaxial zur Drehachse 4 mit der zweiten Antriebswelle 7 drehfest verbunden ist, während der Steuerkurvenring 2 der Kolbenpumpe 5 mit der sich diametral zur zweiten Abtriebswelle 7 erstreckenden ersten Abtriebswelle 6 drehfest verbunden ist.
Bei dem Ausführungbeispiel der 3 wird von dem Abtriebsrad 1 sowohl ein erster Steuerkurvenring 12 einer ersten Kolbenpumpe 5 als auch ein zweiter Steuerkurvenring 12' einer zweiten Kolbenpumpe 5' um die Drehachse 4 drehbar angetrieben. Dabei fördert die erste Kolbenpumpe 5 von ihrem Druckanschluss 8 über eine erste Hydraulikleitung 13 zu dem Druckanschluss 14 der zweiten Kolbenpumpe 5'. Die Sauganschlüsse 10 und 15 der ersten Kolbenpumpe 5' und der zweiten Kolbenpumpe sind über eine zweite Hydraulikleitung 16 miteinander verbunden.
In der ersten Hydraulikleitung 13 ist ein 2/2 Magnetwegeventil 11 angeordnet, das in seiner einen Stellposition den Ventildurchgang öffnet und in der anderen Stellposition schließt.
Der Rotor 3 der ersten Kolbenpumpe 5 ist koaxial zur Drehachse 4 mit der ersten Abtriebswelle 6 drehfest verbunden, während der Rotor 17 der zweiten Kolbenpumpe 5' mit der sich diametral zur ersten Abtriebswelle 6 erstreckenden zweiten Abtriebswelle 7 drehfest verbunden ist.
Das Ausführungsbeispiel der 4 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel der 3. Im Unterschied zu 3 werden von dem Abtriebsrad 1 der erste Steuerkurvenring 12 der ersten Kolbenpumpe 5 und der zweite Steuerkurvenring 12' der zweiten Kolbenpumpe 5' um die Drehachse 4 drehbar angetrieben, die koaxial zur Drehachse 4 mit der ersten Abtriebswelle 6 bzw. der zweiten Antriebswelle 7 drehfest verbunden sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 wird von dem Abtriebsrad 1 ein erster Steuerkurvenring 12 einer ersten Kolbenpumpe 5, ein zweiter Steuerkurvenring 12' einer zweiten Kolbenpumpe 5' sowie ein Differentialkorb 18 eines zwischen den beiden Kolbenpumpen 5 und 5' angeordneten Ausgleichsdifferentials 19 um die Drehachse 4 drehbar angetrieben.
Eine zur Drechachse 4 koaxiale mit einem ersten Achswellenrad 23 verbundene erste Abtriebswelle 20 des Ausgleichsdifferentials 19 ist mit der ersten Abtriebswelle 6 drehfest verbunden.
Eine zur Drechachse 4 koaxiale mit einem zweiten Achswellenrad 24 verbundene zweite Abtriebswelle 21 des Ausgleichsdifferentials 19 ist mit der zweiten Abtriebswelle 7 drehfest verbunden.
Die Druckanschlüsse 8 und 14 der ersten Hydraulikpumpe 5 und der zweiten Hydraulikpumpe 5' sind über eine erste Hydraulikleitung 9 miteinander verbunden, in der ein 2/4 Magnetventil 22 angeordnet ist, das den Volumenstrom in der ersten Hydraulikleitung 9 steuert. Die Sauganschlüsse 10 und 15 der ersten Hydraulikpumpe 5 und der zweiten Hydraulikpumpe 5' sind über eine zweite Hydraulikleitung 16 miteinander verbunden, die ebenfalls über das 2/4 Magnetventil 22 führt, die die Volumenströme in der ersten Hydraulikleitung 9 und in der zweiten Hydraulikleitung 16 steuert.
Bezugszeichenliste

1: Abtriebsrad
2: Steuerkurvenring
3: Rotor
4: Drehachse
5: erste Kolbenpumpe
5': zweite Kolbenpumpe
6: erste Abtriebswelle
7: zweite Abtriebswelle
8: Druckanschluss
9: Hydraulikleitung
10: Sauganschluss
11: 2/2 Magnetproportionalventil
12: erster Steuerkurvenring
12': zweiter Steuerkurvenring
13: erste Hydraulikleitung
14: Druckanschluss
15: Sauganschluss erste Kolbenpumpe
16: zweite Hydraulikleitung
17: Rotor zweite Kolbenpumpe
18: Differentialkorb
19: Ausgleichsdifferential
20: erste Abtriebswelle
21: zweite Abtriebswelle
22: 2/4 Magnetventil
23: erstes Achswellenrad
24: zweites Achswellenrad

Claims

Ausgleichsgetriebeeinheit für zweiachsgetriebene Kraftfahrzeuge, mit einer ersten Abtriebswelle (6) zur Drehmomentübertragung auf eine erste Fahrzeugachse und mit einer zweiten Antriebswelle (7) zur Drehmomentübertragung auf eine zweite Fahrzeugachse, mit einem zwischen die beiden Abtriebswellen (6, 7) eingeschalteten Ausgleichsgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgetriebe eine abhängig von einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abtriebswellen (6, 7) antreibbare Hydraulikpumpe ist, die Hydrauliköl mit einem Volumenstrom entsprechend der Drehzahldifferenz fördert und mit einem hydraulischen Steuerkreis mit einer Hydraulikleitung (9, 13, 16), die eine Verbindung des Druckanschlusses (8, 14) der Hydraulikpumpe mit dem Sauganschluss (10, 15) der Hydraulikpumpe herstellt.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe eine Kolbenpumpe (5, 5') ist.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hydraulikleitung (9, 13, 16) eine Ventileinheit angeordnet ist, durch die der Volumenstrom des die Hydraulikleitung (9, 13, 16) durchströmenden Hydrauliköls entsprechend der Drehzahldifferenz regelbar ist.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit eine von einer Regeleinheit ansteuerbare Magnetventileinheit ist.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse (4) drehbaren Rotor (3) und einen um die Drehachse (4) drehbaren Steuerkurvenring (2) aufweist, wobei der Rotor (3) mit der zur Drehachse (4) koaxialen ersten Fahrzeugachse fest verbunden ist und wobei der Steuerkurvenring (2) mit der zur Drehachse (4) koaxialen zweiten Fahrzeugachse fest verbunden und von einem Abtriebsrad (1) des motorischen Antriebs drehbar antreibbar ist.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse (4) drehbaren Rotor (3) und einen um eine um die Drehachse (4) drehbaren Steuerkurvenring (2) aufweist, wobei der Rotor (3) mit der zur Drehachse (4) koaxialen zweiten Fahrzeugachse fest verbunden ist und wobei der Steuerkurvenring (2) mit der zur Drehachse (4) koaxialen ersten Fahrzeugachse fest verbunden und von einem Abtriebsrad (1) des motorischen Antriebs drehbar antreibbar ist.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse (4) drehbaren ersten Rotor (3) und einen um die Drehachse (4) drehbaren ersten Steuerkurvenring (12) aufweist und eine zweite Hydraulikpumpe einen um die Drehachse (4) drehbaren zweiten Rotor (17) und einen um die Drehachse (4) drehbaren zweiten Steuerkurvenring (12') aufweist, wobei der erste Steuerkurvenring (12) und der zweite Steuerkurvenring (12') gemeinsam von einem Abtriebsrad (1) des motorischen Antriebs drehbar antreibbar sind, wobei die Druckanschlüsse (8, 14) der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine erste Hydraulikleitung (13) miteinander verbunden sind, in der eine von einer Regeleinheit ansteuerbare erste Ventileinheit angeordnet ist, die den Volumenstrom in der ersten Hydraulikleitung (13) steuert und wobei die Sauganschlüsse (10, 15) der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine zweite Hydraulikleitung (16) miteinander verbunden sind.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse (4) drehbaren ersten Rotor (3) und einen um die Drehachse (4) drehbaren ersten Steuerkurvenring (12) aufweist und eine zweite Hydraulikpumpe einen um die Drehachse (4) drehbaren zweiten Rotor (17) und einen um die Drehachse (4) drehbaren zweiten Steuerkurvenring (12') aufweist, wobei der erste Rotor (3) und der zweite Rotor (17) gemeinsam von einem Abtriebsrad (1) des motorischen Antriebs drehbar antreibbar sind, wobei die Druckanschlüsse (8, 14) der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine erste Hydraulikleitung (9) miteinander verbunden sind, in der eine von einer Regeleinheit ansteuerbare erste Ventileinheit angeordnet ist, die den Volumenstrom in der ersten Hydraulikleitung steuert und wobei die Sauganschlüsse (10, 15) der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine zweite Hydraulikleitung (16) miteinander verbunden sind.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventileinheit ein 2/2 Magnetproportionalventil (11) ist.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Hydraulikpumpe einen um eine Drehachse (4) drehbaren ersten Rotor (3) und einen um die Drehachse (4) drehbaren ersten Steuerkurvenring (12) aufweist und eine zweite Hydraulikpumpe einen um die Drehachse (4) drehbaren zweiten Rotor (17) und einen um die Drehachse (4) drehbaren zweiten Steuerkurvenring (12') aufweist, wobei ein Differentialkorb (18) eines Ausgleichsdifferentials (19) sowie der erste Steuerkurvenring (12) und der zweite Steuerkurvenring (12') gemeinsam von einem Abtriebsrad (1) des motorischen Antriebs drehbar antreibbar sind, wobei von einem ersten Achswellenrad (23) des Ausgleichsdifferentials (19) die erste Fahrzeugachse und von einem zweiten Achswellenrad (24) des Ausgleichsdifferentials (19) die zweite Fahrzeugachse drehbar antreibbar sind, und wobei die Druckanschlüsse (8, 14) der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine erste Hydraulikleitung (13) miteinander verbunden sind, in der eine von einer Steuereinheit ansteuerbare zweite Ventileinheit angeordnet ist, die den Volumenstrom in der ersten Hydraulikleitung (13) steuert und wobei die Sauganschlüsse (10, 15) der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe über eine zweite Hydraulikleitung (16) miteinander verbunden sind, in der die von der Steuereinheit ansteuerbare Magnetventileinheit angeordnet ist, die den Volumenstrom in der zweiten Hydraulikleitung (16) steuert.
Ausgleichsgetriebeeinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventileinheit ein 2/4 Magnetventil (22) ist.