DE102018204912A1

DE102018204912A1 - Nebenabtriebsanordnung

Info

Publication number: DE102018204912A1
Application number: DE102018204912.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Epple; Michael Trübenbach; Hermann Lanz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-02
Also published as: WO2019185263A1; US11479116B2; US20210046820A1

Abstract

Nebenabtriebsanordnung (20) in einem einen Drehmomentwandler (4) aufweisendes Automatgetriebe (2) eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebeeingang und Getriebeausgang (28) mit einer permanent mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs über eine Pumpenwelle (14) des Drehmomentwandlers (4) verbundenen Antriebswelle (12) am Getriebeeingang, einer Getriebeausgangswelle am Getriebeausgang (28) und einer wenigstens aus einem Antriebselement (10) und einem Abtriebselement (8) bestehenden Übertragungskette, deren Abtriebselement (8) mit einem anzutreibenden Zusatzaggregat verbunden werden kann und mit einem Schaltelement (24), welches zwischen Antriebswelle (12) und dem Antriebselement (10) der Übertragungskette wirkend angeordnet ist zur wahlweisen Verbindung der Antriebswelle (12) mit dem Antriebselement (10), wobei das Antriebselement (10) und das Abtriebselement (8) als Zahnräder ausgeführt sind, welche ohne Zwischenrad miteinander im Eingriff stehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nebenabtriebsanordnung sowie ein Getriebe mit einer Nebenabtriebsanordnung entsprechend dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Fahrzeuggetriebe in Nutzfahrzeugen weisen häufig eine Nebenabtriebsanordnung auf, durch die verschiedenartige angeschlossene Zusatzaggregate im Fahrzeug angetrieben werden können. Dies gilt in gleicher Weise für Getriebe mit einer Reibscheibenkupplung, als auch für mit einem Drehmomentwandler ausgestattete Fahrzeuggetriebe.
Anwendung finden Nebenabtriebsanordnungen insbesondere in Bussen, Lastkraftwagen, Baumaschinen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen oder Sonderfahrzeugen.
Nebenabtriebe gibt es in fahrabhängiger, kupplungsabhängiger oder motorabhängiger Ausführung. Fahrabhängige Nebenabtriebe versorgen beispielsweise das Hydrauliksystem von Zweikreislenkungen mit Arbeitsdruck, wodurch rollende Fahrzeuge auch dann lenkbar bleiben, wenn durch einen Motorausfall das Primärsystem ausgefallen ist. Kupplungsabhängige Nebenabtriebe eignen sich für Kurzzeit- oder Dauerbetrieb während der Fahrt oder im Stand. Motorabhängige Nebenabtriebe unterscheiden sich von kupplungsabhängigen Nebenabtrieben dadurch, dass bei motorabhängigen Nebenabtrieben eine direkte Verbindung zur Kurbelwelle des Antriebsmotors des Fahrzeugs unter Umgehung der Fahrzeugkupplung oder des Drehmomentwandlers besteht, so dass diese Nebenabtriebe ständig mechanisch mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden sind. Sie sind für hohe Konstantleistungen im Dauerbetrieb ausgelegt und können mit dem maximalen Motordrehmoment belastet werden. Sie lassen sich bei fahrendem und stehendem Fahrzeug betreiben und unter Last zu- oder abschalten. Motorabhängige Nebenabtriebe sind zwischen Motor und Getriebe angeordnet, werden über eine Sonderkupplung immer direkt vom Motor angetrieben und lassen sich im Stand oder während der Fahrt auch unter Last zu- und abschalten.
Aus der DE 10 2016 21 22 09 A1 ist eine Nebenabtriebsanordnung für ein einen Drehmomentwandler aufweisendes Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche eine permanent mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs über die Pumpenwelle des Drehmomentwandlers verbundene Antriebswelle besitzt. Weiter weist die Nebenabtriebsanordnung eine Übertragungskette mit einem Antriebselement, einem Zwischenrad und einem Abtriebselement, deren Abtriebselement mit einem anzutreibenden Zusatzaggregat verbunden ist, und ein Schaltelement auf. Das Schaltelement ist, zur wahlweisen Verbindung der Antriebswelle mit dem Antriebselement, zwischen der Antriebswelle und dem Antriebselement der Übertragungskette wirkend angeordnet. Damit kann erreicht werden, dass die Nebenabtriebsanordnung bereits unmittelbar hinter der mit der Pumpenwelle des Drehmomentwandlers verbundenen Antriebswelle vollständig von der weiteren Übertragungskette und dem Zusatzaggregat abgekoppelt werden kann, so dass diese Elemente bei Nichtbedarf nicht mitrotieren müssen und keine Verluste und keine Geräusche erzeugen.
Ziel der Erfindung ist es den Aufbau aus dem Stand der Technik zu vereinfachen, sowie die Geräusche im Fahrbetrieb und die Verlustleistung weiter zu minimieren.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Nebenabtriebsanordnung und ein Getriebe mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Nebenabtriebsanordnung in einem einen Drehmomentwandler aufweisendes Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebeeingang und Getriebeausgang mit einer permanent mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs über die Pumpenwelle des Drehmomentwandlers verbundenen Antriebswelle am Getriebeeingang, einer Getriebeausgangswelle am Getriebeausgang und einer wenigstens aus einem Antriebselement, und einem Abtriebselement bestehenden Übertragungskette, deren Abtriebselement mit einem anzutreibenden Zusatzaggregat verbunden werden kann und mit einem Schaltelement, welches zwischen Antriebswelle und dem Antriebselement der Übertragungskette wirkend angeordnet ist zur wahlweisen Verbindung der Antriebswelle mit dem Abtriebselement, wobei das Antriebselement und das Abtriebselement als Zahnräder, Antriebsrad und Abtriebsrad, ausgeführt sind, deren Zähne direkt ineinandergreifen, also ohne Zwischenrad miteinander im Eingriff stehen. Die Übertragungskette besteht damit lediglich aus den Elementen Antriebselement und Abtriebselement bzw. Antriebsrad und Abtriebsrad. Schaltelemente, Lagerung, Wellen und Räder, sowie die Aktuatorik, Steuerung und die Ansteuerung sind vollständig im Getriebegehäuse integriert. Das Automatikgetriebe bildet dadurch ein Getriebe mit einer Schnittstelle zum Anbau von Endverbrauchern, das bedeutet, es wird kein zusätzlicher Nebenabtrieb mehr benötigt, sondern das Getriebe stellt die notwendigen Schnittstellen für den Endverbraucher dar.
Der Getriebeeingang befindet auf der angetriebenen Seite des Getriebes, auf der ein Antriebsmotor über eine Eingangswelle Drehmoment in das Getriebe leitet. Der Getriebeausgang ist abtriebsseitig, also auf der Seite des Getriebes, auf der eine Getriebeausgangswelle Drehmoment an eine Abtriebswelle bzw. ein Differential weitergibt, über welches Räder des Fahrzeugs angetrieben werden.
Das Abtriebselement ist auf einer Abtriebswelle angeordnet, welche über eine Zwischenwelle mit einem Zusatzaggregat verbunden werden kann, wobei das Zusatzaggregat am Getriebeausgang angeordnet ist. Die Zwischenwelle ist dabei in der Abtriebswelle gelagert und weist getriebeausgangsseitig ein Mitnahmeprofil auf. Über das Mitnahmeprofil können unterschiedliche Endverbraucher aufgenommen und angetrieben werden. Dabei das Mitnahmeprüfil z.B. eine Antriebswelle oder einen Abtriebsflansch eines Zusatzaggregats, eine Antriebswelle einer Hydraulikpumpe oder einen Abtriebsflansch auf. Das Mitnahmeprofil der Zwischenwelle kann ebenfalls zur Aufnahme einer Antriebswelle einer Hochtreiberstufe vorgesehen sein.
Die Zwischenwelle wird zumindest teilweise von einem Schutzrohr umhüllt. Das Schutzrohr kann getriebeeingangsseitig und getriebeausgangsseitig im Getriebe gelagert werden. Das Schutzrohr kann auch vollständig innerhalb des Getriebes, innerhalb des Getriebegehäuses, angeordnet sein und vollständig innerhalb des Getriebes gelagert sein.
Das Antriebselement, das Abtriebselement, das Schaltelement und die Abtriebswelle sind innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet und die Nebenabtriebsanordnung ist damit Teil des Getriebes, wodurch kein PTO zum Antrieb von Zusatzaggregaten notwendig ist. Die Nebenabtriebsanordnung entsprechend den bisher aufgezeigten Merkmalen ist dafür in einem Getriebe verbaut, welches als Komplettbauteil angeboten werden kann.
Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausschnitt aus einem Getriebe mit einer erfindungsgemäßen Nebenabtriebsanordnung
2 erfindungsgemäße Nebenabtriebsanordnung inkl. Zwischenwelle

1 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Automatgetriebes 2 mit einer Nebenabtriebsanordnung 20, wobei ein Drehmomentwandler 4 so verbaut ist, dass das Pumpenrad 16 von einem Antriebsmotor angetrieben wird und mit der Pumpenwelle 14 fest verbunden ist. An der Pumpenwelle 14 angeschlossen ist die Antriebswelle 12 der Nebenabtriebsanordnung 20. Auf der Antriebselement 10 der Nebenabtriebsanordnung 20 ist das Antriebselement 10 der Nebenabtriebsanordnung 20 drehbar gelagert. Das Antriebselement 10 kann über ein Schaltelement 24 an die Antriebswelle angekoppelt oder abgekoppelt werden. Im abgekoppelten Zustand werden die Bauteile der Nebenabtriebsanordnung 20 und einem ggf. mit der Nebenabtriebsanordnung 20 verbundenen Zusatzaggregates nicht mehr angetrieben. Dadurch werden Geräusche und Verlustleistungen im Fahrbetrieb reduziert. In angekoppeltem Zustand überträgt das Antriebselement 10 Drehmoment direkt auf ein Abtriebselement 8, welches auf einer Abtriebswelle 6 gelagert ist. Dabei wird auf ein zusätzliches Übertragungsglied in der Übertragungskette verzichtet um die Bauteilanzahl zu minimieren.
In der 2 wird ein erweiterter Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Getriebe 2 dargestellt. Das Pumpenrad 16 ist mit der Pumpenwelle 14 verbunden, welche wiederum mit der Antriebswelle 12 verbunden ist. Auf der Antriebswelle 12 ist das Antriebsrad 10 gelagert, welches durch ein Schaltelement 24 mit der Antriebswelle 12 gekoppelt oder entkoppelt werden kann. Ein Abtriebsrad 8 steht direkt im Eingriff mit dem Antriebsrad 10 und ist auf der Abtriebswelle 6 gelagert. In der Abtriebswelle 6 ist eine Zwischenwelle 18 gelagert, welchen das Drehmoment von der Abtriebswelle zum Getriebeausgang 28 weiterführt, wo ein entsprechendes Zusatzaggregat bzw. ein Endverbraucher angeschlossen werden kann und dadurch angetrieben werden kann. Durch die Führung zum Getriebeausgang 28 können die Zusatzaggregate wie bei klassischen externen Nebenabtrieben am Getriebeausgang 28 angeschlossen werden. Die Zwischenwelle 18 wird dabei von einem Schutzrohr 26 umhüllt und ist getriebeeingangsseitig bzw. auf der Seite der Abtriebswelle 6 in der Abtriebswelle 6 gelagert. Zum Antrieb eines Zusatzaggregats kann die Zwischenwelle 18 getriebeausgangsseitig ein Mitnahmeprofil aufweisen. Das Mitnahmeprofil kann eine Antriebswelle oder einen Abtriebsflansch eines Zusatzaggregats aufnehmen und dieses antrieben. Dies kann zum Beispiel eine Antriebswelle einer Hydraulikpumpe oder einen Abtriebsflansch sein. Das Mitnahmeprofil der Zwischenwelle kann auch zur Aufnahme einer Antriebswelle einer Hochtreiberstufe vorgesehen sein. Das Schutzrohr 26 der Zwischenwelle 18 ist getriebeeingangsseitig und getriebeausgangsseitig 28 im Getriebe 2 gelagert.
Die Nebenabtriebsanordnung 20 ist Teil des Getriebes 2, da das Antriebsrad 10, das Abtriebsrad 8, das Schaltelement 24 und die Abtriebswelle 6 innerhalb des Getriebegehäuses 22 angeordnet sind, wodurch kein PTO zum Antrieb von Zusatzaggregaten notwendig ist.
Bezugszeichenliste

2: Getriebe
4: Drehmomentwandler
6: Abtriebswelle
8: Abtriebsrad
10: Antriebsrad
12: Antriebswelle
14: Pumpenwelle
16: Pumpenrad
18: Zwischenwelle
20: Nebenabtriebsanordnung
22: Getriebegehäuse
24: Schaltelement
26: Schutzrohr
28: Getriebeausgang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016212209 A1 [0005]

Claims

Nebenabtriebsanordnung (20) in einem einen Drehmomentwandler (4) aufweisendes Automatgetriebe (2) eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebeeingang und Getriebeausgang (28) mit einer permanent mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs über eine Pumpenwelle (14) des Drehmomentwandlers (4) verbundenen Antriebswelle (12) am Getriebeeingang, einer Getriebeausgangswelle am Getriebeausgang (28) und einer wenigstens aus einem Antriebselement (10) und einem Abtriebselement (8) bestehenden Übertragungskette, deren Abtriebselement (8) mit einem anzutreibenden Zusatzaggregat verbunden werden kann und mit einem Schaltelement (24), welches zwischen Antriebswelle (12) und dem Antriebselement (10) der Übertragungskette wirkend angeordnet ist zur wahlweisen Verbindung der Antriebswelle (12) mit dem Antriebselement (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (10) und das Abtriebselement (8) als Zahnräder ausgeführt sind, welche ohne Zwischenrad miteinander im Eingriff stehen.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (8) auf einer Abtriebswelle (6) angeordnet ist, welche über eine Zwischenwelle (18) mit dem Zusatzaggregat verbunden werden kann, wobei das Zusatzaggregat am Getriebeausgang (28) angeordnet ist.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (18) in der Abtriebswelle (6) gelagert ist.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (18) getriebeausgangsseitig ein Mitnahmeprofil aufweist.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeprofil eine Antriebswelle oder einen Abtriebsflansch eines Zusatzaggregats aufnimmt.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeprofil der Zwischenwelle (18) eine Antriebswelle einer Hydraulikpumpe oder einen Abtriebsflansch aufnimmt.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeprofil der Zwischenwelle (18) zur Aufnahme einer Antriebswelle einer Hochtreiberstufe vorgesehen ist.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (18) zumindest teilweise von einem Schutzrohr (26) umhüllt wird.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (26) getriebeeingangsseitig und getriebeausgangsseitig im Getriebe (2) gelagert ist oder vollständig innerhalb des Getriebes (2) gelagert ist.
Nebenabtriebsanordnung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Antriebselement (10), das Abtriebselement (8), das Schaltelement (24) und die Abtriebswelle (6) innerhalb des Getriebegehäuses (22) angeordnet sind und die Nebenabtriebsanordnung damit Teil des Getriebes (2) ist, wodurch kein PTO zum Antrieb von Zusatzaggregaten notwendig ist.
Getriebe (2) mit einer Nebenabtriebsanordnung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche.