DE102018213504B3 - Transfer case for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verteilergetriebe (1) umfassend eine Antriebswelle (2), eine erste Abtriebswelle (3) und eine zweite Abtriebswelle (4), ein erstes Planetengetriebe (5) und ein zweites Planetengetriebe (6), wobei ein Antriebsmoment der Antriebswelle (2) über das erste Planetengetriebe (5) und das zweite Planetengetriebe (6) auf die erste Abtriebswelle (3) und die zweite Abtriebswelle (4) übertragbar ist, wobei das zweite Planetengetriebe (6) radial außen koaxial um das erste Planetengetriebe (5) ausgebildet ist, wobei ein Hohlrad (7) des ersten Planetengetriebes (5) ein Sonnenrad (8) des zweiten Planetengetriebes (6) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergetriebe (1) zwei schalbare Kopplungselemente, nämlich ein erstes Kopplungselement (9) und ein zweites Kopplungselement (10), aufweist, wobei das erste Kopplungselement (9) an einem Planetenträger (11) des zweiten Planetengetriebes (6) und das zweite Kopplungselement (10) an der ersten Abtriebswelle (3) ausgebildet ist.Transfer case (1) comprising an input shaft (2), a first output shaft (3) and a second output shaft (4), a first planetary gear (5) and a second planetary gear (6), with a drive torque of the input shaft (2) via the first Planetary gear (5) and the second planetary gear (6) can be transferred to the first output shaft (3) and the second output shaft (4), the second planetary gear (6) being formed radially on the outside coaxially around the first planetary gear (5), a Ring gear (7) of the first planetary gear (5) forms a sun gear (8) of the second planetary gear (6), characterized in that the transfer case (1) has two switchable coupling elements, namely a first coupling element (9) and a second coupling element (10). , wherein the first coupling element (9) is formed on a planet carrier (11) of the second planetary gear (6) and the second coupling element (10) on the first output shaft (3).
Description
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Antriebswelle, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle, ein erstes Planetengetriebe und ein zweites Planetengetriebe, wobei ein Antriebsmoment der Antriebswelle über das erste Planetengetriebe und das zweite Planetengetriebe auf die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle übertragbar ist, wobei das zweite Planetengetriebe radial außen koaxial um das erste Planetengetriebe ausgebildet ist.The present invention relates to a transfer case for a motor vehicle comprising an input shaft, a first output shaft and a second output shaft, a first planetary gear and a second planetary gear, wherein a drive torque of the input shaft via the first planetary gear and the second planetary gear to the first output shaft and the second output shaft is transferable, the second planetary gear being formed radially on the outside coaxially around the first planetary gear.
Stand der TechnikState of the art
Derartige Verteilergetriebe dienen in Allradkraftfahrzeugen dazu ein Antriebsdrehmoment eines Antriebsmotors auf zwei Abtriebswellen und weiterhin auf zumindest zwei antreibbare Kraftfahrzeugachsen weiterzuleiten bzw. zu verteilen. Am Verteilergetriebe erfolgt eine Übersetzung bzw. Untersetzung der Antriebsdrehzahl auf eine gewünschte Drehzahl der Abtriebe.In all-wheel drive vehicles, transfer cases of this type are used to transmit or distribute a drive torque of a drive motor to two output shafts and also to at least two drivable motor vehicle axles. At the transfer case there is a translation or reduction of the input speed to a desired output speed.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Funktion eines Verteilergetriebes können weitere Funktionen über das Verteilergetriebe bereitgestellt werden, so zum Beispiel eine zusätzliche Untersetzungsstufe (Geländeuntersetzung) um die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren und so das Antriebsdrehmoment zu erhöhen. Diese beiden Funktionen werden in der Regel über zwei einzelne Baugruppen dargestellt. Eine weitere zusätzliche Baugruppe, die oftmals im Zusammenhang mit einem Verteilergetriebe in einem Allradkraftfahrzeug verbaut wird stellt eine schaltbare Ausgleichssperre dar, die bei Bedarf die Wirkung des Verteilergetriebes aufhebt.In addition to the function of a transfer case described above, further functions can be provided via the transfer case, for example an additional reduction stage (off-road reduction) to reduce the motor vehicle speed and thus increase the drive torque. These two functions are usually represented by two individual modules. Another additional assembly, which is often installed in connection with a transfer case in a four-wheel drive vehicle, is a switchable equalization lock, which cancels out the effect of the transfer case if necessary.
Als nachteilig erweist sich bei der Realisierung sämtlicher oben beschriebener Funktionen insbesondere der benötigte axiale Bauraumaufwand innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs.A disadvantage of the implementation of all of the functions described above, in particular, is the required axial installation space within the motor vehicle drive train.
Der Stand der Technik offenbart dazu bereits Lösungen, die zumindest die Grundfunktion eines Verteilergetriebes bei kompakter Bauweise darstellen, so beispielsweise die Druckschrift
Weiterhin offenbaren die Druckschriften
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verteilergetriebe anzugeben, das bei minimalem axialen Bauraumaufwand eine Differentialfunktion, eine schaltbare Drehzahluntersetzungsfunktion sowie eine Sperrfunktion ermöglicht.It is an object of the invention to provide a transfer case which enables a differential function, a switchable speed reduction function and a locking function with minimal axial installation space.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verteilergetriebe umfassend eine Antriebswelle, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle, ein erstes Planetengetriebe und ein zweites Planetengetriebe, wobei ein Antriebsmoment der Antriebswelle über das erste Planetengetriebe und das zweite Planetengetriebe auf die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle übertragbar ist, wobei das zweite Planetengetriebe radial außen koaxial um das erste Planetengetriebe ausgebildet ist, wobei ein Hohlrad des ersten Planetengetriebes ein Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes ausbildet, wobei das Verteilergetriebe zwei schalbare Kopplungselemente, nämlich ein erstes Kopplungselement und ein zweites Kopplungselement, aufweist, wobei das erste Kopplungselement an einem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes und das zweite Kopplungselement an der ersten Abtriebswelle ausgebildet ist.The problem is solved by a transfer case comprising an input shaft, a first output shaft and a second output shaft, a first planetary gear and a second planetary gear, with a drive torque of the input shaft being transferable to the first output shaft and the second output shaft via the first planetary gear and the second planetary gear is, the second planetary gear is formed radially outside coaxially around the first planetary gear, a ring gear of the first planetary gear forms a sun gear of the second planetary gear, the transfer case having two switchable coupling elements, namely a first coupling element and a second coupling element, the first Coupling element is formed on a planet carrier of the second planetary gear and the second coupling element on the first output shaft.
Das erfindungsgemäße Verteilergetriebe umfasst ein erstes Planetengetriebe, ein zweites Planetengetriebe, eine Antriebswelle, und zwei Abtriebswellen, nämlich eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle. Ein Antriebsmoment der Antriebswelle kann über das erste Planetengetriebe und das zweite Planetengetriebe auf die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle übertragen werden.The transfer case according to the invention comprises a first planetary gear, a second planetary gear, a drive shaft, and two Output shafts, namely a first output shaft and a second output shaft. A drive torque of the drive shaft can be transmitted to the first output shaft and the second output shaft via the first planetary gear and the second planetary gear.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind die beiden Planetengetriebe koaxial zueinander an zumindest etwa der selben axialen Position angeordnet. Jedes der beiden Planetengetriebe weist im Wesentlichen ein Sonnenrad, mehrere an einem Planetenträger angeordnete Planetenräder sowie ein Hohlrad auf. Erfindungsgemäß bildet das Hohlrad des ersten Planetengetriebes das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes aus. Das Hohlrad des ersten Planetengetriebes wird somit doppelt genutzt - es verfügt zusätzlich zu einer Innenverzahnung auch über eine Außenverzahnung über die das Hohlrad des ersten Planetengetriebes als das Sonnenrad des umgebenden zweiten Planetengetriebes.According to the present invention, the two planetary gears are arranged coaxially to one another at at least approximately the same axial position. Each of the two planetary gears essentially has a sun gear, a plurality of planet gears arranged on a planet carrier and a ring gear. According to the invention, the ring gear of the first planetary gear forms the sun gear of the second planetary gear. The ring gear of the first planetary gear is thus used twice - in addition to an internal toothing, it also has an external toothing via which the ring gear of the first planetary gear as the sun gear of the surrounding second planetary gear.
Erfindungsgemäß umfasst das Verteilergetriebe zudem zwei schalbare Kopplungselemente, nämlich ein erstes Kopplungselement und ein zweites Kopplungselement. Das erste Kopplungselement ist entsprechend der vorliegenden Erfindung an einem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes und das zweite Kopplungselement an der ersten Abtriebswelle ausgebildet.According to the invention, the transfer case also comprises two switchable coupling elements, namely a first coupling element and a second coupling element. According to the present invention, the first coupling element is formed on a planet carrier of the second planetary gear and the second coupling element on the first output shaft.
Insbesondere durch den radial verschachtelten Aufbau der beiden Planetengetriebe des Verteilergetriebes sowie die Doppelnutzung einzelner Bauteile der beiden Planetengetriebe kann die axiale Länge des Verteilergetriebes bei optimiertem Bauteilaufwand minimiert werden.In particular through the radially nested structure of the two planetary gears of the transfer case and the double use of individual components of the two planetary gears, the axial length of the transfer case can be minimized with optimized component expenditure.
Die Begrifflichkeit „radial“ beschreibt eine Richtung normal auf eine zentrale Längsachse des Verteilergetriebes.The term "radial" describes a direction normal to a central longitudinal axis of the transfer case.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.Further developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.
Besonders bevorzugt ist das erste Kopplungselement ausgehend von einer Neutralstellung mit der Antriebswelle oder mit einem Gehäuse des Verteilergetriebes koppelbar.Particularly preferably, the first coupling element can be coupled to the drive shaft or to a housing of the transfer case from a neutral position.
Weiterhin besonders bevorzugt ist das zweite Kopplungselement mit der zweiten Abtriebswelle koppelbar.Furthermore, the second coupling element can particularly preferably be coupled to the second output shaft.
Die Antriebswelle des Verteilergetriebes treibt vorzugsweise das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes an oder bildet das Sonnenrad aus.The drive shaft of the transfer case preferably drives the sun gear of the first planetary gear or forms the sun gear.
Vorzugsweise erfolgt der Abtrieb auf die erste Abtriebswelle vom Planetenträger des ersten Planetengetriebes.The output on the first output shaft preferably takes place from the planet carrier of the first planetary gear.
Vorzugsweise erfolgt der Abtrieb auf die zweite Abtriebswelle vom Hohlrad des zweiten Planetengetriebes.The output on the second output shaft is preferably carried out by the ring gear of the second planetary gear.
Das erfindungsgemäße Verteilergetriebe weist eine kurze axiale Bauform auf, was sich insbesondere auf den benötigten Bauraum sowie den Einbauaufwand des Verteilergetriebes positiv auswirkt. Weiterhin kann durch die Doppelnutzung von Bauteilen ein geringeres Gewicht des Verteilergetriebes erzielt werden. Insbesondere wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Verteilergetriebes auf einfache Art und Weise eine Mehrgängigkeit sowie eine Ausgleichssperre (Längssperre) realisiert bzw. integriert, ohne dabei den benötigten axialen Bauraum maßgeblich negativ zu beeinflussen.The transfer case according to the invention has a short axial design, which has a positive effect in particular on the installation space required and the installation effort of the transfer case. Furthermore, the double use of components means that the transfer case can be lighter in weight. In particular, the structure of the transfer case according to the invention allows multiple gears and a compensating lock (longitudinal lock) to be implemented or integrated in a simple manner, without significantly influencing the required axial installation space.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
- Fig. zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Verteilergetriebes.
- FIG. 1 shows a schematic illustration of an exemplary transfer case.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In Fig. ist ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verteilergetriebe
Das Verteilergetriebe
Weiterhin umfasst das Verteilergetriebe
Das erste Planetengetriebe
Die Planetenräder
Das zweite Planetengetriebe
Die Begrifflichkeit „radial“ beschreibt eine Richtung normal auf eine zentrale Längsachse
Das Hohlrad
Die Planetenräder
Das Verteilergetriebe
Das erste Kopplungselement
Das zweite Kopplungselement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- VerteilergetriebeTransfer Case
- 22
- Antriebswelledrive shaft
- 33
- Erste AbtriebswelleFirst output shaft
- 44
- Zweite AbtriebswelleSecond output shaft
- 55
- Erstes PlanetengetriebeFirst planetary gear
- 66
- Zweites PlanetengetriebeSecond planetary gear
- 77
- Hohlrad des ersten PlanetengetriebesRing gear of the first planetary gear
- 88th
- Sonnenrad des zweiten PlanetengetriebesSun gear of the second planetary gear
- 99
- Erstes KopplungselementFirst coupling element
- 1010
- Zweites KopplungselementSecond coupling element
- 1111
- Planetenträger des zweiten PlanetengetriebesPlanet carrier of the second planetary gear
- 1212
- Gehäusecasing
- 1313
- Sonnenrad des ersten PlanetengetriebesSun gear of the first planetary gear
- 1414
- Planetenträger des ersten PlanetengetriebesPlanet carrier of the first planetary gear
- 1515
- Hohlrad des zweiten PlanetengetriebesRing gear of the second planetary gear
- 1616
- Zentrale LängsachseCentral longitudinal axis
- 1717
- Planetenrad des ersten PlanetengetriebesPlanetary gear of the first planetary gear
- 1818
- Planetenrad des zweiten PlanetengetriebesPlanet gear of the second planetary gear
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