DE102018216516A1

DE102018216516A1 - Achsgetriebe für eine Achse eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, sowie Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE102018216516A1
Application number: DE102018216516.5A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Ohnemus
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-03-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Achsgetriebe (1) für eine Achse (2) eines Kraftwagens (3), mit einem Differentialgetriebe (16), über welches Räder (6) der Achse (2) antreibbar sind, und mit einem Winkelgetriebe (17), über welches das Differentialgetriebe (16) antreibbar ist, ferner umfassend eine zusätzlich zu dem Winkelgetriebe (17) und zusätzlich zu dem Differentialgetriebe (16) vorgesehene Übersetzungsstufe (18), über welche das Differentialgetriebe (16) von dem Winkelgetriebe (17) antreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Achsgetriebe für eine Achse eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 14.
Die DE 10 2016 214 404 A1 offenbart eine Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug, mit wenigstens einer Achse, welche zumindest zwei Räder und ein Differentialgetriebe aufweist. Der Antriebsstrang umfasst darüber hinaus wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher die Räder über das Differentialgetriebe angetrieben werden können. Außerdem ist eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, mittels welcher die Räder über das Differentialgetriebe antreibbar sind. Dabei weist das Differentialgetriebe einen Differentialkorb, drehbar an dem Differentialkorb gehaltene und über den Differentialkorb antreibbare Ausgleichsräder und von den Ausgleichsrädern antreibbare Abtriebsräder auf, über welche die Räder antreibbar sind. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der Antriebsstrang ein drehfest mit dem Differentialkorb verbundenes Stirnrad auf einem Stirnradgetriebe umfasst, über welches der Differentialkorb von der elektrischen Maschine angetrieben werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Achsgetriebe und einen Kraftwagen der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Drehmomentenkapazität beziehungsweise Leistungsübertragungsfähigkeit des Achsgetriebes auf besonders baurumgünstige Weise realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Achsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Achsgetriebe für eine Achse eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Das Achsgetriebe weist wenigstens oder genau ein Differentialgetriebe auf, über welches Räder der Achse, beispielsweise von wenigstens oder genau einer Antriebseinrichtung des Kraftwagens, angetrieben werden können. Dabei ist der Kraftwagen beispielsweise mittels der Antriebseinrichtung antreibbar. Die Antriebseinrichtung ist beispielsweise eine elektrische Maschine oder ein Verbrennungsmotor beziehungsweise die Antriebseinrichtung kann wenigstens oder genau eine elektrische Maschine, mehrere elektrische Maschinen und/oder wenigstens oder genau einen Verbrennungsmotor aufweisen, sodass der Kraftwagen beispielsweise elektrisch und/oder verbrennungsmotorisch angetrieben werden kann. Der Kraftwagen ist somit beispielsweise als Hybridfahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Die Achse ist eine angetriebene oder antreibbare Achse, da die Räder der Achse angetrieben werden können.
Das Differentialgetriebe ist beispielsweise dazu ausgebildet, Drehmomente auf die Räder der Achse zu übertragen beziehungsweise zu erteilen. Insbesondere ist das Differentialgetriebe dazu ausgebildet, einen Drehmomenten- beziehungsweise Drehzahlausgleich der Räder zuzulassen, sodass sich beispielsweise die Räder, insbesondere bei einer Kurvenfahrt des Kraftwagens mit unterschiedlichen Drehzahlen gleichzeitig drehen können. Bei einer solchen Kurvenfahrt dreht sich beispielsweise das kurvenäußere Rad mit einer größeren Drehzahl als das kurveninnere Rad. Diese Funktion des Differentialgetriebes hinsichtlich der Realisierung eines Drehmomenten- und/oder Drehzahlausgleichs zwischen den Rädern ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt und muss daher an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt werden.
Das Achsgetriebe weist darüber hinaus ein Winkelgetriebe auf, welches beispielsweise von der Antriebseinrichtung angetrieben werden kann. Über das Winkelgetriebe ist das Differentialgetriebe, insbesondere von der Antriebseinrichtung, antreibbar. Bezogen auf einen von der Antriebseinrichtung über das Achsgetriebe und somit über das Winkelgetriebe und das Differentialgetriebe zu den Rädern verlaufenden Drehmomentenfluss, über welchen zum Antreiben der Räder vorgesehene Drehmomente, die von der Antriebseinrichtung bereitstellbar sind oder bereitgestellt werden, von der Antriebseinrichtung über das Achsgetriebe und somit über das Winkelgetriebe und das Differentialgetriebe zu den Rädern fließen beziehungsweise übertragen werden, sind das Differentialgetriebe und das Winkelgetriebe in dem Drehmomentenfluss so angeordnet, dass das Differentialgetriebe stromab des Winkelgetriebes und stromauf der Räder angeordnet ist beziehungsweise das Winkelgetriebe stromauf des Differentialgetriebes angeordnet ist.
Um nun eine besonders hohe Drehmomentenkapazität beziehungsweise Leistungsübertragungsfähigkeit des Achsgetriebes auf besonders bauraumgünstige Weise realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Achsgetriebe wenigstens oder genau eine zusätzlich zu dem Winkelgetriebe und zusätzlich zu dem Differentialgetriebe vorgesehene Übersetzungsstufe aufweist, über welche das Differentialgetriebe von dem Winkelgetriebe antreibbar ist, das heißt angetrieben werden kann. Da das Differentialgetriebe über die Übersetzungsstufe von dem Winkelgetriebe angetrieben werden kann, ist die Übersetzungsstufe in dem zuvor beschriebenen Drehmomentenfluss angeordnet, wobei die Übersetzungsstufe stromab des Winkelgetriebes und stromauf des Differentialgetriebes angeordnet ist. Somit ist die Übersetzungsstufe von dem Winkelgetriebe und über das Winkelgetriebe von der Antriebseinrichtung antreibbar. Die der Erfindung zugrunde liegende Idee ist, bei dem Achsgetriebe eine Funktionstrennung vorzusehen, um eine besonders hohe Leistungsfähigkeit, insbesondere Drehmomentübertragungsfähigkeit, des Achsgetriebes zu realisieren. Bei herkömmlichen Achsgetrieben wird das Winkelgetriebe sowohl für eine Umlenkung der genannten Drehmomente als auch für eine Drehmomenten und/oder Drehzahl-Wandlung genutzt. Unter der Umlenkung der Drehmomente ist zu verstehen, dass das Winkelgetriebe beispielsweise wenigstens oder genau zwei über jeweilige Verzahnungen miteinander kämmende Zahnräder aufweist, über welche die zuvor genannten, von der Antriebseinrichtung bereitgestellten Drehmomente übertragbar sind. Die Zahnräder sind dabei um jeweilige Drehachsen drehbar, wobei diese Drehachsen nicht zusammen fallen und nicht parallel zueinander verlaufen. Beide Drehachsen müssen nicht rechtwinklig aufeinander stehen, sondern können einen Winkel von ca. 70 bis ca. 100 Grad einschließen. Auch muss die Antriebs- oder Ritzelwelle nicht in einer Parallelebene zur Kurbelwellenachse angeordnet sein. Die Drehachsen können beispielsweise derart verlaufen, dass sich eine senkrecht zu einer ersten der Drehachsen verlaufende erste Ebene und eine senkrecht zur zweiten Drehachse verlaufende zweite Ebene schräg oder aber senkrecht zueinander erstrecken. Das Winkelgetriebe kann eine Umlenkung der Drehmomente bewirken, wobei diese Umlenkung beispielsweise in einem Winkelbereich von einschließlich 70 Grad bis einschließlich 100 Grad liegt. Insbesondere beträgt die Umlenkung 90 Grad, sodass eine 90-Grad-Umlenkung vorgesehen sein kann. Dann verlaufen die genannten Ebenen senkrecht zueinander.
Bei herkömmlichen Achsgetrieben muss das Winkelgetriebe sowohl die Umlenkung der Drehmomente realisieren, als auch eine hinreichend große, vorzugsweise gegenüber 1 größere Gesamtübersetzung des Achsgetriebes bereitstellen. Dies kann im Hinblick auf Übertragung von sehr hohen Drehmomenten eine Art „Flaschenhals“ darstellen, also einschränkend wirken, insbesondere im Hinblick auf die Durchführung einer Rekuperation bei einem Hybrid-oder Elektrofahrzeug.
Im Gegensatz dazu ist es bei dem erfindungsgemäßen Achsgetriebe vorgesehen, dass das Winkelgetriebe im Wesentlichen nur zur Umlenkung der Drehmomente genutzt wird. Außerdem wird das Winkelgetriebe nicht oder nicht nur zur Realisierung einer hinreichend großen Gesamtübersetzung des Achsgetriebes genutzt, sondern zur Realisierung einer hinreichend großen und vorzugsweise gegenüber 1 größeren Gesamtübersetzung des Achsgetriebes. Die Übersetzungsstufe kann, insbesondere zusammen mit dem Winkelgetriebe, eine hinreichend große Gesamtübersetzung des Achsgetriebes bereitstellen. Somit sorgt das Winkelgetriebe nicht oder nicht nur alleine für eine vorteilhafte Drehmomenten- und/oder Drehzahl-Wandlung, sondern die Übersetzungsstufe sorgt, insbesondere auch, für eine vorteilhafte Drehmomenten- und/oder Drehzahl-Wandlung, sodass eine besonders hohe Leistungsfähigkeit des Achsgetriebes realisiert werden kann. Mit anderen Worten kann die Übersetzungsstufe für eine besonders vorteilhafte Drehmoment- und/oder Drehzahlwandlung sorgen. Hierzu fungiert die Übersetzungsstufe beispielsweise als so genannter Final-Drive, da die Übersetzungsstufe beispielsweise bezogen auf den zuvor beschriebenen Drehmomentenfluss die letzte stromauf der Räder angeordnete Übersetzungseinrichtung mit einer Übersetzung beziehungsweise mit einem Übersetzungsverhältnis ist, dessen mathematischer Betrag, welcher auch als absoluter Betrag, Absolutbetrag oder Absolutwert bezeichnet wird, vorzugsweise von 1 unterschiedlich und vorzugsweise größer als 1 ist.
Da beispielsweise sowohl das Winkelgetriebe als auch die Übersetzungsstufe einen jeweiligen Beitrag zur Realisierung einer vorteilhaften Gesamtübersetzung des Achsgetriebes leisten, ist das erfindungsgemäße Achsgetriebe zumindest oder genau zweistufig ausgebildet. Unter dieser Zweistufigkeit ist zu verstehen, dass die Gesamtübersetzung des erfindungsgemäßen Achsgetriebes auf wenigstens oder genau zwei Stufen realisiert wird. Eine erste der Stufen ist das Winkelgetriebe, und die zweite Stufe ist die Übersetzungsstufe. Vorzugsweise erfolgt mittels des Differentialgetriebes keine Drehmomenten- und Drehzahl-Wandlung, sodass beispielsweise der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Differentialgetriebes 1 ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es bei dem erfindungsgemäßen Achsgetriebe vorgesehen, dass das Winkelgetriebe nicht alleine die Gesamtübersetzung des beispielsweise als Vorderachsgetriebe (VAG) ausgebildeten Achsgetriebes abbildet, sondern die Gesamtübersetzung wird vorzugsweise sowohl durch die Übersetzungsstufe als auch durch das Winkelgetriebe realisiert. Hierdurch können eine besonders hohe Drehmomentkapazität und eine besonders hohe Leistungskapazität des Achsgetriebes dargestellt werden. Das Winkelgetriebe stellt beispielsweise einen ersten Teil der Gesamtübersetzung bereit, während die Übersetzungsstufe beispielsweise einen zweiten Teil der Gesamtübersetzung bereitstellt. Vorzugsweise ist der zweite Teil größer als der erste Teil. In der Folge kann wenigstens eines der Zahnräder des Winkelgetriebes, insbesondere ein Tellerrad des Winkelgetriebes, besonders klein und somit bauraumgünstig ausgestaltet werden, insbesondere im Hinblick auf einen Durchmesser, insbesondere im Hinblick auf einen Außendurchmesser, des wenigstens einen Zahnrads. Das erfindungsgemäße Achsgetriebe bietet auch eine besonders umfangreiche Anpassungsfähigkeit eines beispielsweise als Aktivgetriebe-Antriebsstrangs ausgebildeten und das Achsgetriebe umfassenden Antriebsstrangs auf vorgebbare und beispielsweise variierende Drehmoment- und Leistungsziele. Dies ist unter Beibehaltung einer so genannten Inline-Ausrichtung des Antriebsstrangs möglich. Die Gesamtübersetzung des Achsgetriebes kann beispielsweise dadurch variiert werden, dass bezogen auf das Differentialgetriebe, das Winkelgetriebe und die Übersetzungsstufe lediglich die Übersetzungsstufe variiert wird. Durch Variieren der Übersetzungsstufe können somit unterschiedliche Bauvarianten des Achsgetriebes mit unterschiedlichen Gesamtübersetzungen auf einfache und kostengünstige Weise dargestellt werden.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Übersetzungsstufe einen auch als Eingang bezeichneten Antrieb auf, über welchen von dem Winkelgetriebe bereitgestellte erste Drehmomente in die Übersetzungsstufe einleitbar sind. Die ersten Drehmomente resultieren beispielsweise aus den von der Antriebseinrichtung bereitgestellten Drehmomenten. Der Antrieb weist beispielsweise eine von dem Winkelgetriebe antreibbare Eingangswelle auf, auf welche die von dem Winkelgetriebe bereitgestellten ersten Drehmomente übertragen werden können, um dadurch die von dem Winkelgetriebe bereitgestellten ersten Drehmomente in die Übersetzungsstufe einzuleiten.
Die Übersetzungsstufe weist darüber hinaus einen von dem Antrieb antreibbaren und auch als Ausgang bezeichneten Abtrieb auf, über welchen aus den ersten Drehmomenten resultierende zweite Drehmomente von der Übersetzungsstufe bereitstellbar und in das Differentialgetriebe einleitbar sind. Hierzu umfasst der Abtrieb eine beispielsweise auch als Abtriebswelle bezeichnete Ausgangswelle, über welche die Übersetzungsstufe die aus den ersten Drehmomenten resultierenden zweiten Drehmomente bereitstellen und in das Differentialgetriebe einleiten kann. Das Übersetzungsverhältnis von Antrieb zu Abtrieb bezüglich jeweiliger Drehzahlen des Antriebs und des Abtriebs ist dabei vorzugsweise von 1 und von -1 unterschiedlich, sodass der Betrag des Übersetzungsverhältnisses der Übersetzungsstufe von 1 unterschiedlich ist. Wird beispielsweise eines der ersten Drehmomente über den Antrieb in die Übersetzungsstufe eingeleitet, so wird die Übersetzungsstufe angetrieben. Hierbei wird beispielsweise die Eingangswelle um eine Eingangswellendrehachse gedreht, sodass sich die Eingangswelle mit einer ersten Drehzahl um die Eingangswellendrehachse dreht. Der Abtrieb ist von dem Antrieb antreibbar, sodass die Ausgangswelle von der Eingangswelle antreibbar ist. Wird somit die Übersetzungsstufe angetrieben, so wird die Ausgangswelle von der Eingangswelle angetrieben. Hierdurch dreht sich die Ausgangswelle um eine Ausgangswellendrehachse mit einer zweiten Drehzahl. Die Eingangswellendrehachse und die Ausgangswellendrehachse verlaufen also schräg oder aber parallel zueinander und sind vorzugsweise voneinander beabstandet. Das Übersetzungsverhältnis der Übersetzungsstufe ist nun der Quotient aus erster Drehzahl und zweiter Drehzahl, sodass der Quotient die erste Drehzahl in seinem Zähler und die zweite Drehzahl in seinem Nenner aufweist. Da das Übersetzungsverhältnis beziehungsweise der Betrag von 1 unterschiedlich ist, ist die zweite Drehzahl eine von der ersten Drehzahl unterschiedliche Drehzahl beziehungsweise die Eingangsdrehzahl weist einen von 0 unterschiedlichen ersten Wert auf und die zweite Drehzahl weist einen von 0 und von dem ersten Wert unterschiedlichen zweiten Wert auf. Hierdurch kann eine besonders große Gesamtübersetzung des Achsgetriebes auf bauraumgünstige Weise dargestellt werden.
Dabei hat es sich auf besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Übersetzungsverhältnis der Übersetzungsstufe größer als 1, insbesondere größer als 1,5, ist. Vorzugsweise liegt das Übersetzungsverhältnis der Übersetzungsstufe in einem Bereich von einschließlich 1,6 bis einschließlich 3,0. Daher ist der erste Wert größer als der zweite Wert beziehungsweise die erste Drehzahl ist größer als die zweite Drehzahl. Hierdurch kann auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders große Gesamtübersetzung des Achsgetriebes realisiert werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Übersetzungsstufe als ein Planetenradsatz ausgebildet ist, welcher ein Sonnenrad, ein Hohlrad und wenigstens ein gleichzeitig mit dem Sonnenrad und mit dem Hohlrad kämmendes Planetenrad und einen Planetenträger aufweist. Das Planetenrad ist dabei drehbar an dem Planetenträger gelagert. Vorzugsweise weist der Planetenradsatz mehrere, gleichzeitig mit dem Sonnenrad und gleichzeitig mit dem Hohlrad kämmende und drehbar an dem Planetenträger gelagerte Planetenräder auf. Hierdurch kann auf besonders bauraumgünstige Weise ein besonders vorteilhaftes und insbesondere großes Übersetzungsverhältnis der Übersetzungsstufe realisiert werden. Das Übersetzungsverhältnis wird auch als Übersetzung bezeichnet.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Sonnenrad der Antrieb beziehungsweise die Eingangswelle und der Planetenträger der Abtrieb beziehungsweise die Ausgangswelle ist. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
Die Übersetzungsstufe ist zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in einem Gehäuse aufgenommen, wobei das Gehäuse Bestandteil des Achsgetriebes sein kann. Dabei ist beispielsweise die Eingangswelle um die Eingangswellendrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar und/oder die Ausgangswelle ist um die Ausgangswellendrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Hohlrad drehfest mit einem Gehäuse verbunden ist. Vorzugsweise ist das Hohlrad permanent drehfest mit dem Gehäuse verbunden, sodass nicht etwa zwischen einem Zustand, in welchem das Hohlrad relativ zu dem Gehäuse drehbar ist, und einem zweiten Zustand, in welchem das Hohlrad an dem Gehäuse festgelegt ist, umgeschaltet werden kann. Während das Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, sind das Sonnenrad und der Planetenträger um eine gemeinsame, auch als Hauptdrehachse bezeichnete Drehachse drehbar. Dies ist eine Art der Ausbildung der Planetengetriebestufe als Standgetriebe. Es gibt natürlich noch andere Formen.
Vorzugsweise fällt die Eingangswellendrehachse mit der Ausgangswellendrehachse zusammen, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Eingangswellendrehachse und die Ausgangswellendrehachse mit der zuvor genannten Hauptdrehachse zusammen fallen. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich ferner gezeigt, wenn auch das Winkelgetriebe und das Differentialgetriebe jeweils zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in dem Gehäuse aufgenommen sind. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden. Das Gehäuse kann mehrteilig ausgebildet sein und somit wenigstens oder genau zwei Gehäuseteile umfassen, welche beispielsweise als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Komponenten ausgebildet sind. Das jeweilige Gehäuseteil kann einstückig ausgebildet sein.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise einen besonders hohen Wert der Gesamtübersetzung des Achsgetriebes realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Winkelgetriebe ein Antriebszahnrad und ein mit dem Antriebszahnrad, insbesondere über jeweilige Verzahnungen, kämmendes und von dem Antriebszahnrad antreibbares Abtriebszahnrad aufweist. Somit ist beispielsweise das Antriebszahnrad eines der zuvor genannten Zahnräder des Winkelgetriebes, während das Abtriebszahnrad das andere Zahnrad des Winkelgetriebes ist. Das Antriebszahnrad ist beispielsweise ein Ritzel. Alternativ oder zusätzlich kann das Abtriebszahnrad als ein Tellerrad ausgebildet sein. Die Übersetzungsstufe ist über das Abtriebszahnrad von dem Antriebszahnrad antreibbar, sodass beispielsweise das jeweilige erste Drehmoment über das Abtriebszahnrad von dem Winkelgetriebe bereitgestellt und auf die Eingangswelle übertragen wird.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das einfach auch als Übersetzung bezeichnete Übersetzungsverhältnis von Antriebszahnrad zu Abtriebszahnrad bezüglich jeweiliger Drehzahlen des Antriebszahnrads und des Abtriebszahnrads von 1 und von -1 unterschiedlich ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Betrag des zuvor beschriebenen Übersetzungsverhältnisses des Winkelgetriebes von 1 unterschiedlich ist.
Vorzugsweise ist das Übersetzungsverhältnis des Winkelgetriebes größer als 1, insbesondere größer als 1,3, wobei es vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass das Übersetzungsverhältnis des Winkelgetriebes genau 1,5, ist. Dadurch können auf bauraumgünstige Weise besonders vorteilhafte und insbesondere besonders große Werte der Gesamtübersetzung des Achsgetriebes realisiert werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass bezogen auf einen von dem Winkelgetriebe über die Übersetzungsstufe zu dem Differentialgetriebe verlaufenden und beispielsweise mit dem zuvor beschriebenen Drehmomentenfluss zumindest teilweise oder vollständig zusammenfallenden Drehmomentenfluss von Drehmomenten zum Antreiben des Winkelgetriebes, der Übersetzungsstufe und des Differentialgetriebes eine Überlastkupplung in dem Drehmomentenfluss stromauf des Winkelgetriebes oder zwischen dem Winkelgetriebe und der Übersetzungsstufe angeordnet ist. Die Überlastkupplung ist vorzugsweise als eine passive Überlastkupplung ausgebildet. Die Überlastkupplung wird auch als Sicherheitskupplung ausgebildet und kann vorzugsweise als passive Sicherheitskupplung, insbesondere als Rutschkupplung, ausgebildet sein. Über die Überlastkupplung kann höchstens beziehungsweise maximal ein maximales Drehmoment übertragen werden, welches entlang des Drehmomentenflusses fließt beziehungsweise strömt. Wird beispielsweise in die Überlastkupplung ein Drehmoment eingeleitet, welches größer als das maximale Drehmoment ist, so öffnet die Überlastkupplung, indem die Überlastkupplung beispielsweise durchrutscht. In der Folge kommt es beispielsweise in der Überlastkupplung zu einem Schlupf, sodass nicht etwa ein gegenüber dem maximalen Drehmoment größeres Drehmoment sondern höchstens das maximale Drehmoment über die Überlastkupplung übertragen wird beziehungsweise übertragen werden kann. Dadurch können das Achsgetriebe und insbesondere dessen Komponenten vor übermäßigen Belastungen, insbesondere vor übermäßig hohen Drehmomenten geschützt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Winkelgetriebe als ein Hypoidgetriebe ausgebildet ist. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden, und es können besonders große Drehmomente übertragen werden.
Auch der Winkeltrieb kann als Kegelradtrieb, als Kronenradtrieb oder Spiralkegelradtrieb etc. ausgeführt sein immer unter der Zielsetzung der Erreichung der gesteckten Ziele (Kosten, einfache Herstellbarkeit, Erfüllung der NVH-Anforderungen usw.) aber unter dem Hinblick auf die Funktionstrennung oder Funktionserweiterung: Winkeltrieb agiert nicht alleine, sondern diesem wird eine Übersetzungsstufe beigestellt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Differentialgetriebe als ein Stirnrad-Differential, als ein Kegelrad-Differential oder aber als ein Kronenrad-Differential ausgebildet ist. Dies kann je nach zur Verfügung stehendem Bauraum erfolgen. Einzelkomponenten des Achsgetriebes können beispielsweise auf einer Querungsachse auseinandergezogen beziehungsweise bedarfsgerecht angeordnet werden, um zur Verfügung stehenden Bauraum besonders vorteilhaft ausnutzen zu können.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Achsgetriebe als ein Vorderachsgetriebe ausgebildet ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen, welcher beispielsweise als Hybrid-oder Elektrofahrzeug ausgebildet sein kann. Der Kraftwagen umfasst eine beziehungsweise die zuvor genannte Antriebseinrichtung, mittels welcher der Kraftwagen angetrieben werden kann. Außerdem umfasst der Kraftwagen wenigstens eine Achse, welche in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Räder und ein Achsgetriebe, insbesondere ein erfindungsgemäßes Achsgetriebe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, aufweist. Über das Achsgetriebe können die Räder von der Antriebseinrichtung angetrieben werden, wodurch beispielsweise der Kraftwagen insgesamt angetrieben werden kann. Das Achsgetriebe weist dabei ein von der Antriebseinrichtung antreibbares Differentialgetriebe auf, über welches die Räder der Achse von der Antriebseinrichtung angetrieben werden können. Außerdem umfasst das Achsgetriebe ein von der Antriebseinrichtung antreibbares Winkelgetriebe, über welches das Differentialgetriebe von der Antriebseinrichtung angetrieben werden kann.
Um nun eine besonders hohe Drehmomenten- und/oder Leistungskapazität des Achsgetriebes realisieren zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass das Achsgetriebe wenigstens oder vorzugsweise genau eine zusätzlich zu dem Winkelgetriebe und zusätzlich zu dem Differentialgetriebe vorgesehene Übersetzungsstufe umfasst, über welche das Differentialgetriebe von dem Winkelgetriebe antreibbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Achse eine Vorderachse und das Achsgetriebe somit ein Vorderachsgetriebe ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Achsgetriebes gemäß einer ersten Ausführungsform für einen insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen;
2a-I jeweils eine schematische Darstellung einer jeweiligen Ausführungsform des Achsgetriebes;
3 eine schematische Schnittansicht des Achsgetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4a-I jeweils eine schematische Darstellung einer jeweiligen Ausführungsform des Achsgetriebes gemäß der zweiten Ausführungsform;
5a-I jeweils eine schematische Darstellung einer jeweiligen Ausführungsform des Achsgetriebes gemäß der zweiten Ausführungsform; und
6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen und vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens, welcher das Achsgetriebe aufweist.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erste Ausführungsform eines Achsgetriebes 1 für eine aus 6 erkennbare und als Vorderachse ausgebildete Achse 2 eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens 3. Aus 6 ist erkennbar, dass der Kraftwagen 3 die Achse 2 als Vorderachse und eine zweite Achse 4 als Hinterachse aufweist, welche in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Vorderachse angeordnet ist. Dabei ist in 6 die Fahrzeuglängsrichtung durch einen Doppelpfeil 5 veranschaulicht. Insbesondere ist aus 6 erkennbar, dass der Kraftwagen 3 genau zwei Achsen in Form der Achsen 2 und 4 aufweist, wobei die Achsen 2 und 4 in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet sind. Da im vollständig hergestellten Zustand des Kraftwagens 3 die als Vorderachse ausgebildete Achse 2 das Achsgetriebe 1 umfasst, ist das Achsgetriebe 1 als ein Vorderachsgetriebe der Vorderachse ausgebildet. Die Achse 2 weist genau zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Räder 6 auf, wobei die Fahrzeugquerrichtung in 6 durch einen Doppelpfeil 7 veranschaulicht ist. Der Kraftwagen 3 kann als Elektrofahrzeug ausgebildet sein. Bei dem in 6 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Kraftwagen 3 als ein Hybridfahrzeug ausgebildet. Dabei umfasst der Kraftwagen 3 eine an, insbesondere auf, der Vorderachse angeordnete und auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 8, mittels welcher der Kraftwagen 3 verbrennungsmotorisch angetrieben werden kann. Aus 6 ist ferner erkennbar, dass die Achse 4 (Hinterachse) genau zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Räder 9 aufweist. Die Achse 4 weist eine elektrische Maschine 10 auf, mittels welcher bezogen auf die Räder 6 und 9 ausschließlich die Räder 9 angetrieben werden können. Somit kann bezogen auf die Achsen 2 und 4 ausschließlich die Achse 4 mittels der elektrischen Maschine 10 angetrieben werden. Die Räder 9 können somit ausschließlich elektrisch angetrieben werden, und zwar mittels der elektrischen Maschine 10. Hierzu wird die elektrische Maschine 10 beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben.
Die Achsen 2 und 4 sind beispielsweise antriebstechnisch voneinander entkoppelt, sodass mittels der Verbrennungskraftmaschine 8 bezogen auf die Räder 6 und 9 ausschließlich die Räder 6 der Vorderachse verbrennungsmotorisch angetrieben werden können. Des Weiteren ist eine zweite elektrische Maschine 11 vorgesehen, mittels welcher bezogen auf die Räder 6 und 9 ausschließlich die Räder 6 angetrieben werden können. Die Räder 6 können somit sowohl elektromotorisch als auch elektrisch angetrieben werden. Die Verbrennungskraftmaschine 8 und die elektrische Maschine 11 sind somit jeweilige Antriebseinrichtungen oder bilden eine Antriebseinrichtung insgesamt, mittels welcher die Räder 6 beziehungsweise die Achse 2 angetrieben werden können beziehungsweise kann. Hierzu stellt die Antriebseinrichtung Antriebsdrehmomente bereit, mittels welchen die Räder 6 angetrieben werden können. Beispielsweise ist ein Hybridgetriebe 12 vorgesehen.
Darüber hinaus ist eine Kopplungseinrichtung 13 vorgesehen, über welche die Räder 6 von der jeweiligen Antriebseinrichtung, das heißt von der Verbrennungskraftmaschine 8 und/oder von der elektrischen Maschine 11 angetrieben werden können. Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kopplungseinrichtung 13 als Zugmitteltrieb und beispielsweise als Kettentrieb ausgebildet. Somit umfasst beispielsweise die Kopplungseinrichtung 13 ein Zugmittel 14, welches als Kette, insbesondere als Zahnkette, ausgebildet sein kann. Außerdem ist eine auch als DU-System oder Dämpfungssystem bezeichnete Dämpfungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher Drehungleichförmigkeiten (DU) gedämpft werden können. Das DU-System kann als ein Zweimassenschwungrad (ZMS) mit einem Fliehkraftpendel (FKP) ausgebildet sein.
Das Hybridgetriebe 12 umfasst Schaltelemente, mittels welchen das Hybridgetriebe unterschiedliche Leistungspfade, über welche Leistung übertragen werden kann, bilden kann. Beispielsweise kann das Hybridgetriebe mehrere, voneinander unterschiedliche Gänge bereitstellen, wobei sich die Gänge beispielsweise in ihrer jeweiligen Übersetzung voneinander unterscheiden können. Die Gänge können feste Gänge und/oder elektrische Gänge sein und/oder feste Übersetzungen oder kontinuierlich veränderbare Übersetzungen aufweisen. Hierdurch kann beispielsweise eine, insbesondere in elektrische Fahrt, realisiert werden, wobei bezogen die Achse 2 mittels der elektrischen Maschine 11 angetrieben wird. Ferner kann ein Standladen realisiert werden, bei welchem im Stillstand des Kraftfahrzeugs die Verbrennungskraftmaschine 8 die elektrische Maschine 11 antreibt. Dadurch wird die elektrische Maschine 11 in ihrem Generatorbetrieb und somit als Generator betrieben. Ferner kann ein serieller Hybridbetrieb dargestellt werden, bei welchem beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 8 die elektrische Maschine 11 antreibt, während die elektrische Maschine 10 in ihrem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben wird, mittels welchem die Achse 4 beziehungsweise deren Räder 9 angetrieben werden. In Zusammenschau mit 1 ist erkennbar, dass das Achsgetriebe 1 ein Differentialgetriebe 16 aufweist, welches einfach auch als Differential bezeichnet wird. Über das Differentialgetriebe 16 sind die Räder 6 von der jeweiligen Antriebseinrichtung antreibbar. Außerdem umfasst das Achsgetriebe 1 ein Winkelgetriebe 17, über welches das Differentialgetriebe 16, insbesondere von der jeweiligen Antriebseinrichtung, angetrieben werden kann.
Um nun eine besonders hohe Leistungs- und/oder Drehmomentenkapazität des Achsgetriebes 1 realisieren zu können, umfasst das Achsgetriebe 1 eine zusätzlich zu dem Winkelgetriebe 17 und zusätzlich zu dem Differentialgetriebe 16 vorgesehene Übersetzungsstufe 18, welche auch als Final-Drive bezeichnet wird. Dabei ist das Differentialgetriebe 16 über die Übersetzungsstufe 18 von dem Winkelgetriebe 17 antreibbar.
Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform umfasst das Achsgetriebe 1 ein Gehäuse 19, welches zumindest oder genau zweiteilig ausgebildet ist. Dadurch weist das Gehäuse 19 wenigstens oder genau zwei Gehäuseteile 20 und 21 auf, welche als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Komponenten ausgebildet sein können. Die Gehäuseteile 20 und 21 begrenzen eine Aufnahmeraum 22, in welchem sowohl die Übersetzungsstufe 18 als auch das Differentialgetriebe 16 jeweils zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, aufgenommen sind. Auch das Winkelgetriebe 17 ist zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in dem Aufnahmeraum 22 aufgenommen, sodass das Differentialgetriebe 16, das Winkelgetriebe 17 und die Übersetzungsstufe 18 jeweils zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in dem Aufnahmeraum 22 und somit in dem Gehäuse 19 aufgenommen sind.
Die Übersetzungsstufe 18 ist dabei als ein Planetenradsatz 23 ausgebildet. Somit weist die Übersetzungsstufe 18 ein Sonnenrad 24 auf, welches beispielsweise drehfest mit einer Sonnenwelle 25 verbunden ist. Beispielsweise ist das Sonnenrad 24 einstückig mit der Sonnenwelle 25 ausgebildet. Der Planetenradsatz 23 weist darüber hinaus ein Hohlrad 26 auf, welches, insbesondere permanent, drehfest mit dem Gehäuse 19 verbunden ist. Über ein beispielsweise als Lagerschild ausgebildetes Lagerelement 27 ist die Sonnenwelle 25 drehbar an dem Gehäuse 19, insbesondere am dem Gehäuseteil 20, gelagert, wobei vorliegend die Sonnenwelle 25 über ein beispielsweise als Wälzlager ausgebildetes erstes Lager 28 drehbar an dem Lagerelement 27 und somit an dem Gehäuse 19, insbesondere an dem Gehäuseteil 20, gelagert ist. Das Gehäuse 19, insbesondere das Gehäuseteil 20 und das Lagerelement 27 sind separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Komponenten. Außerdem ist die Sonnenwelle 25 über ein beispielsweise als Wälzlager ausgebildetes zweites Lager 29 drehbar an dem Gehäuse 19, insbesondere an dem Gehäuseteil 21, gelagert.
Der Planetenradsatz 23 weist darüber hinaus wenigstens ein oder vorzugsweise mehrere Planetenräder 30 auf, welche gleichzeitig über jeweilige Verzahnungen einerseits mit dem Sonnenrad 24 und andererseits mit dem Hohlrad 26 kämmen beziehungsweise in Eingriff stehen. Das jeweilige Planetenrad 30 ist drehbar an einem Planetenträger 31 des Planetenradsatzes 23 gelagert, wobei die Sonnenwelle 25 und somit das Sonnenrad 24 und der Planetenträger 31 um eine gemeinsame, auch als Hauptdrehachse bezeichneten Drehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 19 drehbar sind, insbesondere während das Hohlrad 26 drehfest an dem Gehäuse 19 festgelegt ist. Das Sonnenrad 24 beziehungsweise die Sonnenwelle 25 ist beispielsweise eine Eingangswelle, über welche von dem Winkelgetriebe 17 bereitgestellte erste Drehmomente in die Übersetzungsstufe 18 eingeleitet werden können. Somit ist das Sonnenrad 24 beziehungsweise die Sonnenwelle 25 ein auch als Eingang bezeichneter Antrieb des Planetenradsatzes 23 beziehungsweise der Übersetzungsstufe 18. Der auch als Steg bezeichnete Planetenträger 31 ist ein auch als Ausgang bezeichneter Abtrieb der Übersetzungsstufe 18. Insbesondere ist der Planetenträger 31 eine auch als Abtriebswelle bezeichnete Ausgangswelle der Übersetzungsstufe 18, die über die Ausgangswelle zweite Drehmomente, die aus den ersten Drehmomenten resultieren, bereitstellen und in das Differentialgetriebe 16 einleiten beziehungsweise auf das Differentialgetriebe 16 übertragen kann. Das jeweilige Planetenrad 30 ist beispielsweise über ein jeweiliges, insbesondere als Gleitlager ausgebildetes Lagerelement 33 drehbar an dem Planetenträger 31 gelagert.
Das auch als Übersetzung bezeichnete Übersetzungsverhältnis von Antrieb zu Abtrieb der Übersetzungsstufe 18 ist bezüglich jeweiliger Drehzahlen des Antriebs und des Abtriebs von 1 und von -1 unterschiedlich, sodass das Übersetzungsverhältnis der Übersetzungsstufe 18 von 1 unterschiedlich und vorzugsweise größer als 1 ist. Vorzugsweise liegt das Übersetzungsverhältnis der Übersetzungsstufe 18 in einem Bereich von einschließlich 1,6 bis einschließlich 3,0.
Das Winkelgetriebe 17 weist ein Antriebszahnrad in Form eines Ritzels 34 und ein Abtriebszahnrad in Form eines Tellerrads 35 auf, welches über jeweilige Verzahnungen mit dem Ritzel 34 kämmt beziehungsweise in Eingriff steht.
Das Ritzel 34 ist drehfest mit einer Welle 36 des Winkelgetriebes 17 verbunden, wobei das Ritzel 34 einstückig mit der Welle 36 ausgebildet sein kann. Das Ritzel 34 und die Welle 36 sind um eine auch als Winkelgetriebedrehachse bezeichnete Drehachse 37 relativ zu dem Gehäuse 19 drehbar. Dabei ist das Ritzel 34 über die Welle 36 und jeweilige, beispielsweise als Wälzlager ausgebildete Lagerelemente 38 und 39 drehbar an dem Gehäuse 19, insbesondere an dem Gehäuseteil 20, gelagert. Außerdem ist die Welle 36 mittels eines beispielsweise als Radialwellendichtung ausgebildeten Dichtungselements 40 gegen das Gehäuse 19, insbesondere gegen das Gehäuseteil 20, und somit gegen eine Umgebung 41 des Gehäuses 19 abgedichtet.
Das Tellerrad 35 ist drehfest mit der Sonnenwelle 25 verbunden, sodass das Tellerrad 35 um die Drehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 19 drehbar ist. Insgesamt ist aus 1 erkennbar, dass das Winkelgetriebe 17 für eine Umlenkung von Drehmomenten sorgt, die von der jeweiligen Antriebseinrichtung kommend über das Winkelgetriebe 17 auf die Sonnenwelle 25 und somit auf die Übersetzungsstufe 18 übertragen werden. Diese Umlenkung liegt beispielsweise in einem Bereich von einschließlich 80 Grad bis einschließlich 100 Grad. Insbesondere kann die Umlenkung zumindest im Wesentlichen 90 Grad betragen.
Zur Realisierung dieser Umlenkung ist es vorgesehen, dass eine in 1 besonders schematisch dargestellte und senkrecht zur Drehachse 32 verlaufende, gedachte erste Ebene 42 und eine senkrecht zur Drehachse 37 verlaufende, gedachte zweite Ebene 43 schräg oder vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufen. Das Winkelgetriebe 17 ist beispielsweise als Kegelradgetriebe ausgebildet. Es kann auch als Kronenrad- oder Spiralkegelradgetriebe ausgebildet sein, siehe oben. Vorzugsweise ist das Winkelgetriebe 17 als ein Hypoidgetriebe ausgebildet, sodass es vorgesehen sein kann, dass sich die Drehachsen 32 und 37 schneiden, oder aber die Drehachsen 32 und 37 schneiden sich nicht und verlaufen beispielsweise windschief zueinander. Die Räder 6 sind beispielsweise über jeweilige, auch als Seitenwellen bezeichnete Wellen 44 und 45 von dem Achsgetriebe 1 antreibbar. Dabei sind die Wellen 44 und 45 um die Drehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 19 drehbar. Die Sonnenwelle 25 ist beispielsweise über ein insbesondere als Gleitlager ausgebildetes Lagerelement 46 drehbar an der Welle 45 gelagert beziehungsweise umgekehrt. Die Welle 44 ist beispielsweise mittels eines insbesondere als Radialwellendichtring ausgebildeten Dichtungselements 47 gegen das Gehäuse 19, insbesondere gegen das Gehäuseteil 20, abgedichtet. Die Welle 45 ist beispielsweise mittels eines insbesondere als Radialwellendichtring ausgebildeten Dichtungselements 48 gegen das Gehäuse 19, insbesondere gegen das Gehäuseteil 21, abgedichtet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Übersetzungsverhältnis von Ritzel 34 zu Tellerrad 35 bezüglich jeweiliger Drehzahlen des Ritzels 34 und des Tellerrads 35 von 1 und von -1 unterschiedlich ist, sodass beispielsweise der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Winkelgetriebes 17 von 1 unterschiedlich ist und vorzugsweise größer als 1 ist. Insbesondere beträgt das Übersetzungsverhältnis des Winkelgetriebes 17 1,5, sodass beispielsweise die Gesamtübersetzung des Achsgetriebes 1 in einem Bereich von einschließlich 2,4 bis einschließlich 4,5 liegt. Die Gesamtübersetzung des Achsgetriebes 1 ergibt sich vorzugsweise ausschließlich aus dem mathematischen Produkt aus dem Übersetzungsverhältnis der Planetenradsatz 23 und dem Übersetzungsverhältnis des Winkelgetriebes 17.
Die Welle 44 weist beispielsweise ein Abtriebswellengelenk 49 auf. Die Welle 45 ist beispielsweise eine Querungswelle, welche zu einem weiteren Abtriebswellengelenk führt. Über die Abtriebswellengelenke sind die Räder 6 von den Wellen 44 und 45 antreibbar.
Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist das Differentialgetriebe 16 als ein Stirnrad-Differential ausgebildet. Hierzu umfasst das Differentialgetriebe 16 einen in dem Gehäuse 19, insbesondere in dem Aufnahmeraum 22, aufgenommenen Differentialkorb 50, welcher um die Drehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 19 drehbar und von dem Planetenträger 31 antreibbar ist. Insbesondere ist der Differentialkorb 50 drehfest mit dem Planetenträger 31 verbunden. Das Differentialgetriebe 16 umfasst darüber hinaus Ausgleichszahnräder, welche als Stirnräder 51 und 52 ausgebildet sind und auch als Ausgleichsräder bezeichnet werden. Die Stirnräder 51 und 52 sind drehbar an dem Differentialkorb 50 gehalten und können sich relativ zu einander und relativ zu dem Differentialkorb 50 um eine gemeinsame Drehachse drehen, welche parallel zur Drehachse 32 verläuft und von dieser beabstandet ist. Das jeweilige Stirnrad 51 beziehungsweise 52 ist beispielsweise über ein jeweiliges, insbesondere als Gleitlager ausgebildetes Lagerelement 53 drehbar an dem Differentialkorb 50 gelagert.
Das Differentialgetriebe 16 weist darüber hinaus Zahnräder in Form von Abtriebsrädern 54 und 55 auf, welche auch als Abtriebszahnräder bezeichnet werden. Das Abtriebsrad 55 ist beispielsweise drehfest mit der Welle 45 verbunden, sodass die Welle 45 von dem Abtriebsrad 55 angetrieben werden kann. Das Abtriebsrad 54 ist beispielsweise drehfest mit der Welle 44 verbunden, sodass die Welle 44 von dem Abtriebsrad 54 angetrieben werden kann. Das Abtriebsrad 54 und die Welle 44 können als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Komponenten ausgebildet sein. Das Abtriebsrad 55 und die Welle 45 können als separat voneinander ausgebildete und drehfest miteinander verbundene Komponenten oder aber als einstückig miteinander ausgebildete Komponenten ausgebildet sein. Somit sind die Abtriebsräder 54 und 55 um die Drehachse 32 relativ zu dem Gehäuse 19 drehbar. Die Sonnenwelle 25 beziehungsweise das Sonnenrad 24 sind beispielsweise über ein beispielsweise als Gleitlager ausgebildetes Lagerelement 59 drehbar an dem Differentialkorb 50 gelagert beziehungsweise umgekehrt. Das Abtriebsrad 55 ist beispielsweise entlang seiner axialen Richtung über ein insbesondere als Axiallager ausgebildetes Lagerelement 65 an dem Differentialkorb 50 abstützbar oder abgestützt und somit gelagert.
Aus 1 ist erkennbar, dass das Differentialgetriebe 16 unterschiedliche, um die Drehachse 32 erfolgende Drehzahlen der Wellen 44 und 45 gleichzeitig zulässt, sodass sich die Wellen 44 und 45 um die Drehachse 32 relativ zueinander drehen können. Somit lässt das Differentialgetriebe 16 gleichzeitig unterschiedliche Drehzahlen der Räder 6 zu, wozu es beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Kraftwagens 3 kommt.
Die Abtriebsräder 54 und 55 und somit beispielsweise die Wellen 44 und 45 sind beispielsweise entlang ihrer jeweiligen axialen Richtung über ein beispielsweise als Axiallager ausgebildetes Lagerelement 56 aneinander gelagert beziehungsweise aneinander abgestützt oder abstützbar. Die Welle 45 ist beispielsweise über ein insbesondere als Gleitlager ausgebildetes Lagerelement 57 drehbar an dem Differentialkorb 50 gelagert beziehungsweise umgekehrt. Der Differentialkorb 50 ist beispielsweise über ein insbesondere als Gleitlager ausgebildetes Lagerelement 58 drehbar an der Sonnenwelle 25 gelagert beziehungsweise umgekehrt. Außerdem ist die Sonnenwelle 25 beziehungsweise das Sonnenrad 24 über ein beispielsweise als Axiallager ausgebildetes Lagerelement 58 in axialer Richtung an dem Differentialkorb 50 abstützbar oder abgestützt und somit gelagert. Das Abtriebsrad 54 und somit die Welle 44 sind beispielsweise in axialer Richtung über ein beispielsweise als Axiallager ausgebildetes Lagerelement 60 an dem Differentialkorb 50 abstützbar oder abgestützt und somit gelagert.
Außerdem ist beispielsweise das Abtriebsrad 54 über ein beispielsweise als Gleitlager ausgebildetes Lagerelement 61 drehbar an dem Differentialkorb 50 gelagert. Der Differentialkorb 50 ist beispielsweise über ein insbesondere als Gleitlager ausgebildetes Lagerelement 62 drehbar an dem Gehäuse 19, insbesondere an dem Gehäuseteil 20 gelagert. Außerdem ist beispielsweise der Differentialkorb 50 in axialer Richtung über ein beispielsweise als Axiallager ausgebildetes Lagerelement 63 an dem Gehäuse 19, insbesondere an dem Gehäuseteil 20, abgestützt oder abstützbar und somit gelagert. Das jeweilige Axiallager kann als ein Gleitlager ausgebildet sein.
Außerdem ist aus 1 ein Flansch 64 erkennbar, welcher beispielsweise drehfest mit der Welle 36 verbunden ist. Dadurch kann das jeweilige, von der jeweiligen Antriebseinrichtung bereitgestellte Drehmoment über den Flansch 64 auf die Welle 36 übertragen werden, wodurch die Welle 36 und somit das Ritzel 34 angetrieben und somit um die Drehachse 37 relativ zu dem Gehäuse 19 gedreht werden. Das Differentialgetriebe 16 kann als Stirnraddifferential, insbesondere als Planetenraddifferential, ausgebildet sein, wobei beispielsweise das jeweilige Abtriebsrad 54 bis 55 ein Sonnenrad und das jeweilige Stirnrad 51 beziehungsweise 52 (Ausgleichsrad) ein Planetenrad ist. Ein Hohlrad ist beispielsweise nicht vorgesehen.
Das Differential sollte axial kurzbauend sein, damit das zusätzlich anzuordnende Übersetzungsgetriebe Bauraum finden kann; es kann aber durch aus auch auf Kegelrad oder Kronenrad-Differential zurückgegriffen werden; ein weiterer Gesichtspunkt wäre die Integration z. B. einer Ausgleichssperre in Form von Reibelementen, also einem passiven Quer-Sperren-System.
2a-l zeigen unterschiedliche Anordnungen beziehungsweise Anordnungsstrukturen, insbesondere des Differentialgetriebes 16 und der Übersetzungsstufe 18 relativ zueinander sowie relativ zu dem Winkelgetriebe 17.
3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform des Achsgetriebes 1, wobei sich die zweite Ausführungsform insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform unterscheidet, dass das Achsgetriebe 1 eine auch als Sicherheitskupplung bezeichnete und vorzugsweise als Rutschkupplung, insbesondere als passive Rutschkupplung, ausgebildete Überlastkupplung 66 aufweist. Vorzugsweise ist die Überlastkupplung 66 eine passive Überlastkupplung, welche höchstens beziehungsweise maximal ein maximales Drehmoment übertragen kann. Bei der in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform ist die Überlastkupplung 66 bezogen auf einen von dem Winkelgetriebe 17 über die Übersetzungsstufe 18 zu dem Differentialgetriebe 16 verlaufenden Drehmomentenfluss von Drehmomenten zum Antreiben des Winkelgetriebes 17, der Übersetzungsstufe 18 und des Differentialgetriebes 16 in den Drehmomentenfluss und dabei stromab des Winkelgetriebes 17, insbesondere stromab des Tellerrads 35, und stromauf der Übersetzungsstufe 18, insbesondere stromauf der Sonnenwelle 25, angeordnet. Übersteigt beispielsweise ein von dem Ritzel 34 auf das Tellerrad 35 übertragenes Drehmoment das maximale Drehmoment, so rutscht die Überlastkupplung 66 durch, sodass dieses Drehmoment nicht oder nicht vollständig auf die Sonnenwelle 25 übertragen wird, sondern es wird beispielsweise lediglich das maximale Drehmoment oder ein gegenüber dem maximalen Drehmoment geringeres Drehmoment von dem Tellerrad 35 auf die Sonnenwelle 25 übertragen.
4a-l zeigen unterschiedliche Anordnungsstrukturen insbesondere der Übersetzungsstufe 18 und des Differentialgetriebes 16 relativ zueinander und relativ zu dem Winkelgetriebe 17, wobei gemäß 4a-l die Überlastkupplung 66 vorgesehen und wie beispielsweise bei 3 angeordnet ist.
5a-l zeigen weitere Anordnungsstrukturen, welche beispielsweise den Anordnungsstrukturen gemäß 4a-l entsprechen, mit dem Unterschied, dass in 5a-l die Überlastkupplung 66 nicht stromab des Winkelgetriebes 17 und stromauf der Übersetzungsstufe 18 angeordnet ist, sondern die Überlastkupplung 66 ist stromauf des Winkelgetriebes 17 und dabei in dem genannten Drehmomentenfluss zwischen dem Winkelgetriebe 17 und der jeweiligen Antriebseinrichtung angeordnet. Überschreitet somit ein von der jeweiligen Antriebseinrichtung bereitgestelltes und auf die Überlastkupplung 66 wirkendes Drehmoment das maximale Drehmoment, so rutscht die Überlastkupplung 66 durch, sodass nicht etwa dieses Drehmoment, sondern höchstens das maximale Drehmoment beziehungsweise ein gegenüber dem maximalen Drehmoment geringeres Drehmoment über die Überlastkupplung 66 auf das Winkelgetriebe 17 übertragen und in das Winkelgetriebe 17 eingeleitet wird.
Bezugszeichenliste

1: Achsgetriebe
2: Achse
3: Kraftwagen
4: Achse
5: Doppelpfeil
6: Rad
7: Doppelpfeil
8: Verbrennungskraftmaschine
9: Rad
10: elektrische Maschine
11: elektrische Maschine
12: Hybridgetriebe
13: Kopplungseinrichtung
14: Zugmittel
15: Dämpfungseinrichtung
16: Differentialgetriebe
17: Winkelgetriebe
18: Übersetzungsstufe
19: Gehäuse
20: Gehäuseteil
21: Gehäuseteil
22: Aufnahmeraum
23: Planetenradsatz
24: Sonnenrad
25: Sonnenwelle
26: Hohlrad
27: Lagerelement
28: Lagerelement
29: Lagerelement
30: Planetenrad
31: Planetenträger
32: Drehachse
33: Lagerelement
34: Ritzel
35: Tellerrad
36: Welle
37: Drehachse
38: Lagerelement
39: Lagerelement
40: Dichtungselement
41: Umgebung
42: Ebene
43: Ebene
44: Welle
45: Welle
46: Lagerelement
47: Dichtungselement
48: Dichtungselement
49: Abtriebswellengelenk
50: Differentialkorb
51: Stirnrad
52: Stirnrad
53: Lagerelement
54: Abtriebsrad
55: Abtriebsrad
56: Lagerelement
57: Lagerelement
58: Lagerelement
59: Lagerelement
60: Lagerelement
61: Lagerelement
62: Lagerelement
63: Lagerelement
64: Flansch
65: Lagerelement
66: Überlastkupplung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016214404 A1 [0002]

Claims

Achsgetriebe (1) für eine Achse (2) eines Kraftwagens (3), mit einem Differentialgetriebe (16), über welches Räder (6) der Achse (2) antreibbar sind, und mit einem Winkelgetriebe (17), über welches das Differentialgetriebe (16) antreibbar ist, gekennzeichnet durch eine zusätzlich zu dem Winkelgetriebe (17) und zusätzlich zu dem Differentialgetriebe (16) vorgesehene Übersetzungsstufe (18), über welche das Differentialgetriebe (16) von dem Winkelgetriebe (17) antreibbar ist.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsstufe (18) einen Antrieb (24), über welchen von dem Winkelgetriebe (17) bereitgestellte erste Drehmomente in die Übersetzungsstufe (18) einleitbar sind, und einen von dem Antrieb (24) antreibbaren Abtrieb (31) aufweist, über welchen aus den ersten Drehmomenten resultierende zweite Drehmomente von der Übersetzungsstufe (18) bereitstellbar und in das Differentialgetriebe (16) einleitbar sind, wobei das Übersetzungsverhältnis von Antrieb (24) zu Abtrieb (31) bezüglich jeweiliger Drehzahlen des Antriebs (24) und des Abtriebs (31) von 1 und von -1 unterschiedlich ist.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis der Übersetzungsstufe (18) größer als 1, insbesondere größer als 1,5, ist.
Achsgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsstufe (18) als ein Planetenradsatz (23) ausgebildet ist, welcher ein Sonnenrad (24), ein Hohlrad (26), wenigstens ein gleichzeitig mit dem Sonnenrad (24) und mit dem Hohlrad (26) kämmendes Planetenrad (30) und einen Planetenträger (31) aufweist, an welchem das Planetenrad (30) drehbar gelagert ist.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 4 in dessen Rückbezug auf Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (24) der Antrieb (24) und der Planetenträger (31) der Abtrieb (31) ist.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (26) drehfest mit einem Gehäuse (19) verbunden ist, in welchem der Planetenradsatz (23) aufgenommen ist, während das Sonnenrad (24) und der Planetenträger (31) um eine Drehachse (32) relativ zu dem Gehäuse (19) drehbar sind.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Winkelgetriebe (17) und das Differentialgetriebe (16) jeweils zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in dem Gehäuse (19) aufgenommen sind.
Achsgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (17) ein Antriebszahnrad (34) und ein mit dem Antriebszahnrad (34) kämmendes und von dem Antriebszahnrad (34) antreibbares Abtriebszahnrad (35) aufweist, über welches die Übersetzungsstufe (18) von dem Antriebszahnrad (34) antreibbar ist, wobei das Übersetzungsverhältnis von Antriebszahnrad (34) zu Abtriebszahnrad (35) bezüglich jeweiliger Drehzahlen des Antriebszahnrads (34) und des Abtriebszahnrads (35(von 1 und von -1 unterschiedlich ist.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis des Winkelgetriebes (17) größer als 1, insbesondere größer als 1,3 und vorzugsweise wenigstens oder genau 1,5, ist.
Achsgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf einen von dem Winkelgetriebe (17) über die Übersetzungsstufe (18) zu dem Differentialgetriebe (16) verlaufenden Drehmomentenfluss von Drehmomenten zum Antreiben des Winkelgetriebes (17), der Übersetzungsstufe (18) und des Differentialgetriebes (16) eine, insbesondere passive, Überlastkupplung (66) in dem Drehmomentenfluss stromauf des Winkelgetriebes (17) oder zwischen dem Winkelgetriebe (17) und der Übersetzungsstufe (18) angeordnet ist.
Achsgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (17) als ein Hypoidgetriebe ausgebildet ist.
Achsgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (16) als ein Stirnrad-Differential oder als ein Kegelrad-Differential oder als ein Kronenrad-Differential ausgebildet ist.
Achsgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsgetriebe (1) als ein Vorderachsgetriebe ausgebildet ist.
Kraftwagen (3), mit wenigstens einer Antriebseinrichtung (8, 11), mit wenigstens einer Achse (2), welche in Fahrzeugquerrichtung (7) voneinander beabstandete Räder (6) und ein Achsgetriebe (1) aufweist, über welches die Räder (6) von der Antriebseinrichtung (8, 11) antreibbar sind, wobei das Achsgetriebe (1) aufweist: - ein von der Antriebseinrichtung (8, 11) antreibbares Differentialgetriebe (16), über welches die Räder (6) der Achse (2) von der Antriebseinrichtung (8, 11) antreibbar sind; und - ein von der Antriebseinrichtung (8, 11) antreibbares Winkelgetriebe (17), über welches das Differentialgetriebe (16) von der Antriebseinrichtung (8, 11) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsgetriebe (1) eine zusätzlich zu dem Winkelgetriebe (17) und zusätzlich zu dem Differentialgetriebe (16) vorgesehene Übersetzungsstufe (18), über welche das Differentialgetriebe (16) von dem Winkelgetriebe (17) antreibbar ist.
Kraftwagen (3) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (2) eine Vorderachse und das Achsgetriebe (1) ein Vorderachsgetriebe ist.