DE102019201446A1

DE102019201446A1 - Antriebsstrang einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse

Info

Publication number: DE102019201446A1
Application number: DE102019201446.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Großwald; Enrico Herfurth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2020-08-06

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (4) einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse (2), insbesondere für ein Nutzfahrzeug, umfassend ein Differentialgetriebe (6) und ein Stirnradgetriebe (5), wobei das Stirnradgetriebe (5) mit einer Antriebsseite (16), einer ersten Abtriebsseite (19) und einer zweiten Abtriebsseite (20) verbunden ist, von welchen die Antriebsseite (16) einer Einleitung einer Antriebsbewegung dient, wohingegen an der ersten Abtriebsseite (19) das Differentialgetriebe (6) angebunden und an der zweiten Abtriebsseite (20) eine Verbindung zu einer weiteren antreibbaren Kraftfahrzeugachse (3) herstellbar ist. Um nun einen Antriebsstrang (4) zu schaffen, bei welchem die Lagen der Antriebsseite (16) und der Abtriebsseiten (19, 20) möglichst flexibel in ihren Positionen wählbar sind, setzt sich das Stirnradgetriebe (5) aus einem ersten Stirnrad (12), einem zweiten Stirnrad (13) und einem dritten Stirnrad (14) zusammen, von welchen das zweite Stirnrad (13) sowohl mit dem ersten Stirnrad (12), als auch dem dritten Stirnrad (14) jeweils im Zahneingriff steht. Zudem ist das dritte Stirnrad (14) drehfest mit der ersten Abtriebsseite (19) verbunden, wohingegen eines der Stirnräder (12, 13, 14) drehfest mit der Antriebsseite (16) und eines der Stirnräder (12, 13, 14) drehfest mit der zweiten Abtriebsseite (20) in Verbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, umfassend ein Differentialgetriebe und ein Stirnradgetriebe, wobei das Stirnradgetriebe mit einer Antriebsseite, einer ersten Abtriebsseite und einer zweiten Abtriebsseite verbunden ist, von welchen die Antriebsseite einer Einleitung einer Antriebsbewegung dient, wohingegen an der ersten Abtriebsseite das Differentialgetriebe angebunden und an der zweiten Abtriebsseite eine Verbindung zu einer weiteren antreibbaren Kraftfahrzeugachse herstellbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Achsanordnung für ein Kraftfahrzeug, in welcher mindestens eine Kraftfahrzeugachse mit einem vorgenannten Antriebsstrang zur Anwendung kommt.
Bei Nutzfahrzeugen mit mehreren antreibbaren Kraftfahrzeugachsen wird bei räumlich dicht beieinander liegenden Achsen häufig eine Übertragung einer Antriebsbewegung von der einen Antriebsachse auf eine jeweils benachbart liegende Antriebsachse realisiert. Zu diesem Zweck wird dann zumeist eine der Kraftfahrzeugachsen mit einem zusätzlichen Stirnradgetriebe ausgestattet, um die jeweilige Antriebsbewegung einerseits zu einem Differentialgetriebe der zumindest einen Kraftfahrzeugachsen zu übertragen, gleichzeitig aber auch eine Übertragung der Antriebsbewegung zu der oder den nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachsen zu ermöglichen.
So ist aus der DE 10 2012 207 135 A1 ein Antriebsstrang einer antreibbaren Kraftfahrzeugachsen bekannt, welcher neben einem Differentialgetriebe der Kraftfahrzeugachsen auch ein Stirnradgetriebe umfasst. Dieses Stirnradgetriebe setzt sich aus zwei miteinander im Zahneingriff stehenden Stirnrädern zusammen, von welchen das eine Stirnrad über eine Eingangswelle mit einer Antriebsseite des Antriebsstranges in Verbindung steht, während das zweite Stirnrad drehfest auf einer Ritzelwelle platziert ist, welche an ihren Enden jeweils die Verbindung zu je einer Abtriebsseite herstellt. Während an einer ersten Abtriebsseite dabei das Differentialgetriebe angebunden ist, dient eine zweite Abtriebsseite der Anbindung einer nachfolgenden Kraftfahrzeugachse.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrang für eine antreibbare Kraftfahrzeugachsen zu schaffen, bei welchem neben einer Übertragung einer Antriebsbewegung auf ein Differentialgetriebe auch eine Weiterführung der Antriebsbewegung auf eine oder mehrere nachfolgende Kraftfahrzeugachsen möglich ist, wobei hierbei die Lagen von einer Antriebsseite und Abtriebsseiten des Antriebsstranges möglichst flexibel in ihren Positionen wählbar sind.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine Achsanordnung für ein Kraftfahrzeug, bei welchem mindestens eine Kraftfahrzeugachsen mit einem vorgenannten Antriebsstrang Anwendung findet, ist ferner Gegenstand der Ansprüche 9 und 10.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Antriebsstrang einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse ein Differentialgetriebe und ein Stirnradgetriebe. Das Stirnradgetriebe ist mit einer Antriebsseite, einer ersten Abtriebsseite und einer zweiten Abtriebsseite des Antriebsstranges verbunden, von welchen die Antriebsseite einer Einleitung einer Antriebsbewegung dient, wohingegen an der ersten Abtriebsseite das Differentialgetriebe angebunden ist und an der zweiten Abtriebsseite eine Verbindung zu einer weiteren antreibbaren Kraftfahrzeugachse hergestellt werden kann.
In einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse ist also neben einem Differentialgetriebe, welches auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise der Verteilung einer Antriebsleistung auf Antriebsräder dieser Kraftfahrzeugachsen dient, zusätzlich noch ein Stirnradgetriebe vorgesehen, über welches eine Antriebsseite und zwei Abtriebsseiten des Antriebsstranges miteinander gekoppelt sind. Hierbei ist die Antriebsseite für die Einleitung einer Antriebsbewegung vorgesehen, d.h. dass die antreibbare Kraftfahrzeugachsen hieran mit vorgeschalteten Komponenten eines Antriebsstranges des jeweiligen Kraftfahrzeuges und damit auch einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges gekoppelt ist. An der ersten Abtriebsseite des Antriebsstranges ist dann das Differentialgetriebe angebunden, wohingegen die zweite Abtriebsseite dem Anschluss einer weiteren, antreibbaren Kraftfahrzeugachsen dient, um auch zu dieser weiteren Kraftfahrzeugantriebsachse eine Antriebsbewegung leiten zu können.
Erfindungsgemäß ist das Stirnradgetriebe im Antriebsstrang bevorzugt unmittelbar benachbart zu dem Differentialgetriebe angeordnet, wobei sich das Stirnradgetriebe und das Differentialgetriebe hierbei ein gemeinsames Getriebegehäuse teilen können. Innerhalb dieses Getriebegehäuses ist dann allerdings das Stirnradgetriebe weiter bevorzugt von dem Differentialgetriebe räumlich getrennt.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass sich das Stirnradgetriebe aus einem ersten Stirnrad, einem zweiten Stirnrad und einem dritten Stirnrad zusammensetzt, von welchen das zweite Stirnrad sowohl mit dem ersten Stirnrad, als auch dem dritten Stirnrad jeweils im Zahneingriff steht. Ferner ist das dritte Stirnrad drehfest mit der ersten Abtriebsseite verbunden, wohingegen eines der Stirnräder drehfest mit der Antriebsseite und eines der Stirnräder drehfest mit der zweiten Abtriebsseite in Verbindung steht.
Mit anderen Worten umfasst das Stirnradgetriebe des erfindungsgemäßen Antriebsstranges also drei Stirnräder, die untereinander im Zahneingriff stehen, indem das zweite Stirnrad als zwischenliegendes Stirnrad einerseits mit dem ersten Stirnrad kämmt sowie andererseits mit dem dritten Stirnrad im Zahneingriff steht. Von den Stirnrädern ist dann das dritte Stirnrad drehfest mit der ersten Abtriebsseite und damit im Weiteren auch mit dem Differentialgetriebe verbunden, während eines der Stirnräder drehfest mit der Antriebsseite eines der Stirnräder drehfest mit der zweiten Abtriebsseite verbunden ist.
Eine derartige Ausgestaltung eines Antriebsstranges einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse hat dabei den Vorteil, dass durch die Verwendung von drei Stirnrädern bei dem Stirnradgetriebe eine flexiblere Positionierung der Antriebsseite und der beiden Abtriebsseite bei dem Antriebsstrang möglich wird. Denn über die Stirnräder des Stirnradgetriebes und durch deren Anordnung zueinander können verschiedene Achsabstände, verschiedene Zähnezahlen der Stirnräder und/oder geeignete Drehrichtungen an der Antriebsseite und den beiden Abtriebsseite verwirklicht werden.
Bei dem Antriebsstrang der DE 10 2012 207 135 A1 kommt hingegen ein Stirnradgetriebe zur Anwendung, welches sich aus zwei miteinander kämmenden Stirnrädern zusammensetzt. Dies hat dann allerdings zur Folge, dass ein darzustellender Achsabstand zwischen den Stirnrädern auch immer unmittelbar einen Einfluss auf Außendurchmesser der Stirnräder hat, wodurch das Stirnradgetriebe unter Umständen gro-ße Abmessungen aufweisen kann. Außerdem sind die Möglichkeiten der Positionierung der Antriebsseite und der beiden Abtriebsseite zueinander hier stark begrenzt.
Im Rahmen der Erfindung sind die Stirnräder jeweils bevorzugt drehfest auf je einer zugehörigen Welle angeordnet, die im Sinne der Erfindung dabei als Wellen mit kurzer axialer Erstreckung vorliegen können. Ist das jeweilige Stirnrad dann drehfest mit der Antriebsseite und/oder einer der Abtriebsseiten verbunden, so ist diese drehfeste Verbindung insbesondere über die jeweilige Welle hergestellt. Im Sinne der Erfindung ist dabei unter einer „drehfesten Verbindung“ eine derartige Verbindung zwischen dem jeweiligen Stirnrad und der An- bzw. der jeweiligen Abtriebsseite zu verstehen, dass das jeweilige Stirnrad und die An- bzw. die jeweilige Abtriebsseite starr miteinander verbunden sind und dementsprechend mit gleicher Drehzahl laufen.
Erfindungsgemäß sind Rotationsachsen der Stirnräder des Stirnradgetriebes in einer Radebene des Stirnradgetriebes, in welcher die Stirnräder miteinander kämmen, bevorzugt nicht entlang einer Linie angeordnet, sondern liegen versetzt zueinander. Dadurch können Abmessungen des Stirnradgetriebes klein gehalten werden. Prinzipiell wäre es aber auch denkbar, die Rotationsachsen der Stirnräder in der Radebene entlang einer Linie zu platzieren.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das erste Stirnrad drehfest mit der Antriebsseite verbunden, wohingegen eine drehfeste Verbindung zu der zweiten Abtriebsseite über das zweite Stirnrad hergestellt ist. In vorteilhafter Weise können hierdurch die Antriebsseite und die zweite Abtriebsseite von ihrer relativen Position zueinander optimal an die jeweiligen Gegebenheiten und Rahmenbedingungen der Kraftfahrzeugachse angepasst werden, indem die Lage des ersten Stirnrades und des zweiten Stirnrades zueinander in der Radebene entsprechend gewählt wird. Gleichzeitig lässt sich dabei ein ausreichend großer Achsabstand zwischen dem ersten Stirnrad und dem dritten Stirnrad realisieren, ohne die Stirnräder mit großen Abmessungen ausführen zu müssen. Dies wirkt sich vorteilhaft hinsichtlich des vorzusehenden Platzbedarfs der Kraftfahrzeugachse im Kraftfahrzeug aus.
Gemäß einer hierzu alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das zweite Stirnrad drehfest mit der Antriebsseite verbunden, während das erste Stirnrad drehfest mit der zweiten Abtriebsseite in Verbindung steht. Auch hier können die Antriebsseite und die zweite Abtriebsseite von ihrer relativen Position her optimal an die jeweiligen Gegebenheiten und Rahmenbedingungen der Kraftfahrzeugachse angepasst werden, wozu die Lage der beiden Stirnräder zueinander in der Radebene entsprechend zu wählen ist. Wie schon bei der vorhergehenden Variante lässt sich zudem ein ausreichend großer Achsabstand zwischen dem ersten und dem dritten Stirnrad darstellen, ohne die Stirnräder mit großen Durchmessern realisieren zu müssen, was sich insgesamt positiv auf die Abmessungen des Antriebsstranges und damit auch dem Platzbedarf im Bereich des jeweiligen Kraftfahrzeuges auswirkt. Dadurch, dass die zweite Abtriebsseite außerdem am ersten Stirnrad des Stirnradgetriebes drehfest angebunden ist, kann ein großer Abstand zwischen der zweiten Abtriebsseite und einer Antriebsseite einer nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse bei gleichbleibenden Achsabstand dargestellt werden, wodurch die Verwendung einer länger bauenden Kardanwelle zur Verbindung der beiden Kraftfahrzeugachsen möglich wird. Je länger die Kardanwelle baut, umso geringer werden deren Beugewinkel in Neutralstellung der Achsen, sowie auch der Einfluss auf die Beugewinkel beim Ein- bzw. Ausfedern der Achsen, was sich auch auf die Laufruhe des Antriebsstranges und die Lebensdauer von Lagerungen und der Kardanwelle selbst auswirkt.
Es ist eine weitere, alternative Ausführungsform der Erfindung, dass das erste Stirnrad sowohl mit der Antriebsseite, als auch mit der zweiten Abtriebsseite jeweils drehfest verbunden ist. In diesem Fall ist also am ersten Stirnrad sowohl eine drehfeste Verbindung mit der Antriebsseite, als auch mit der zweiten Abtriebsseite hergestellt.
Dies hat zum einen den Vorteil, dass sich hierdurch gleiche Drehrichtungen der Antriebsseite und auch beider Abtriebsseiten erreichen lassen, so dass auch eine Antriebsseite einer nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse die gleiche Drehrichtung aufweist. Dadurch können auch bei der nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse hinsichtlich des hier verwendeten Differentialgetriebes Gleichteile Anwendung finden. Eine spiegelbildliche Anordnung von Komponenten der Kraftfahrzeugachsen kann somit vermieden werden. Als weiterer Vorteil kann bei dem Stirnradgetriebe eine Übersetzung von 1:1 dargestellt werden, ohne dass sich dies negativ auf die Laufruhe auswirkt. Denn bei dem zwischenliegenden, zweiten Stirnrad kann problemlos eine andere Zähnezahl vorgesehen werden, als bei dem ersten und dem dritten Stirnrad, ohne dass dies Auswirkungen auf die Übersetzung hat, da das zweite Stirnrad gleichzeitig mit dem ersten Stirnrad und auch dem dritten Stirnrad kämmt. Diese abweichende Zähnezahl wirkt sich aber positiv auf die Laufruhe des Stirnradgetriebes aus. Außerdem werden dadurch die Zahneingriffe des zweiten Stirnrades mit den anderen Stirnrädern auf eine größere Anzahl von Zähnen verteilt, wodurch eine höhere Lebensdauer des zweiten Stirnrades erreicht werden kann.
Wie schon bei den vorhergehenden Varianten, kann außerdem ein ausreichend gro-ßer Achsabstand zwischen dem ersten Stirnrad und dem dritten Stirnrad dargestellt werden, ohne dass die Stirnräder mit großen Durchmessern ausgeführt werden müssen. Dies ist hinsichtlich der Abmessungen des Antriebsstranges und damit auch des Platzbedarfs im Bereich des jeweiligen Kraftfahrzeuges vorteilhaft. Schließlich kann dadurch, dass die zweite Abtriebsseite am ersten Stirnrad des Stirnradgetriebes drehfest angebunden ist, ein großer Abstand zwischen der zweiten Abtriebsseite und einer Antriebsseite einer nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse bei gleichbleibendem Achsabstand realisiert werden. Hierdurch wird die Verwendung einer länger bauenden Kardanwelle zur Verbindung der beiden Kraftfahrzeugachsen möglich, was sich positiv auf deren Beugewinkel in Neutralstellung der Achsen auswirkt und auch Einfluss auf die Beugewinkel beim Ein- bzw. Ausfedern der Achsen hat. Dies hat Vorteile im Hinblick auf die Laufruhe des Antriebsstranges und auch die Lebensdauer von Lagerungen und der Kardanwelle selbst.
Entsprechend einer weiteren alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das dritte Stirnrad drehfest mit der Antriebsseite verbunden, wohingegen die zweite Abtriebsseite drehfest mit dem ersten Stirnrad in Verbindung steht. Auch bei dieser Ausgestaltungsmöglichkeit kann eine Anpassung der Positionen von Antriebsseite und zweite Abtriebsseite zueinander dadurch an die jeweiligen Rahmenbedingungen der Kraftfahrzeugachse vorgenommen werden, indem das erste Stirnrad und das dritte Stirnrad entsprechend in der Radebene des Stirnradgetriebes zueinander angeordnet und über das zwischenliegende, zweite Stirnrad miteinander gekoppelt werden. Da ein Antrieb über das dritte Stirnrad stattfindet, während eine Weiterleitung eine Antriebsbewegung zu einer nachfolgenden Kraftfahrzeugachse über das erste Stirnrad erfolgt, stellen sich außerdem gleiche Drehrichtungen an den Antriebsseiten der miteinander verbundenen Kraftfahrzeugachsen ein, so dass die Verwendung von gleichen Komponenten bei den Kraftfahrzeugachsen möglich ist. Zudem wird hierdurch die Möglichkeit geschaffen, identische Achsaufhängungen in dem jeweiligen Kraftfahrzeug zu verwenden.
Des Weiteren ergibt sich bei der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit der Vorteil, dass bei dem Stirnradgetriebe eine Übersetzung von 1:1 bei gleichzeitig hoher Laufruhe verwirklicht werden kann, indem bei dem zweiten, zwischenliegenden Stirnrad eine andere Zähnezahl vorgesehen wird, als bei dem ersten Stirnrad und dem dritten Stirnrad. Da das zweite Stirnrad gleichzeitig mit dem ersten Stirnrad und dem dritten Stirnrad im Zahneingriff steht, hat diese abweichende Zähnezahl keinen Einfluss auf die Übersetzung, wirkt sich aber positiv auf die Laufruhe aus. Zusätzlich werden die Zahneingriffe des zweiten Stirnrades mit den anderen Stirnrädern auf eine größere Anzahl von Zähnen verteilt, wodurch sich die Lebensdauer des zweiten Stirnrades steigern lässt. Ferner kann, wie schon bei den vorhergehenden Varianten beschrieben, ein ausreichender Achsabstand zwischen dem ersten Stirnrad und dem dritten Stirnrad realisiert werden, ohne dass diese beiden Stirnräder mit großen Außendurchmessern auszuführen sind. Dies hat geringere Abmessungen des Stirnradgetriebes und damit auch des Antriebsstranges zur Folge, wodurch auch der Platzbedarf im Bereich der jeweiligen Kraftfahrzeugachse sinkt.
Erneut ist aufgrund der drehfesten Verbindung der zweiten Abtriebsseite mit dem ersten Stirnrad des Stirnradgetriebes ein großer Abstand zwischen der zweiten Abtriebsseite und einer Antriebsseite einer nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse bei gleichbleibendem Achsabstand möglich, wodurch eine länger bauenden Kardanwelle zur Verbindung der beiden antreibbaren Kraftfahrzeugachsen verwendet werden kann. Dies wirkt sich positiv auf die Beugewinkel dieser Kardanwelle in Neutralstellung der Achsen aus und hat zudem Einfluss auf die Beugewinkel beim Ein- bzw. Ausfedern der Achsen. Dadurch lässt sich die Laufruhe des Antriebsstranges verbessern und zudem die Lebensdauer der Kardanwelle selbst sowie von Lagerungen erhöhen.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Stirnradgetriebe auf einer der Antriebsseite zugewandt liegenden Seite des Differentialgetriebes platziert. Mit anderen Worten liegt also bei dieser Variante das Stirnradgetriebe auf der Seite des Differentialgetriebes, von welcher auch eine Einleitung einer Antriebsbewegung über eine jeweilige Antriebsmaschine des jeweiligen Kraftfahrzeuges erfolgt. Alternativ dazu wäre es im Rahmen der Erfindung jedoch auch denkbar, das Stirnradgetriebe auf einer der Antriebsseite abgewandt liegenden Seite des Differentialgetriebes vorzusehen.
Bei Kombination der Anordnung des Stirnradgetriebes auf der der Antriebsseite zugewandt liegenden Seite des Differentialgetriebes mit der Variante, bei welcher die zweite Abtriebsseite drehfest mit dem zweiten Stirnrad des Stirnradgetriebes verbunden ist, ist das zweite Stirnrad auf einer Welle drehfest angeordnet, die das zweite Stirnrad und die auf einer dem Stirnradgetriebe abgewandt liegende Seite des Differentialgetriebes platzierte, zweite Abtriebsseite drehfest miteinander verbindet. Hierdurch kann trotz des zwischenliegenden Differentialgetriebes eine zuverlässige Anbindung der zweiten Abtriebsseite mit der jeweils nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse vollzogen werden.
Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass eine Radebene, in welcher die Stirnräder des Stirnradgetriebes liegen und miteinander im Zahneingriff stehen, gegenüber der Vertikalen um einen Winkel verkippt ist. Mit anderen Worten ist also das Stirnradgetriebe nicht vertikal ausgerichtet, sondern gegenüber der vertikalen verkippt angeordnet. Hierdurch können bei Verbindung der antreibbaren Kraftfahrzeugachsen über Kardanwellen die Beugewinkel der jeweiligen Kardanwelle positiv beeinflusst werden. Im Rahmen dessen wäre es dann auch denkbar, eine Ritzelwelle des Differentialgetriebes der jeweils nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse gegenüber der Horizontalen verkippt anzuordnen, um auch auf dieser Seite den Beugewinkel der jeweiligen Kardanwelle positiv zu beeinflussen.
Gegenstand der Erfindung ist zudem eine Achsanordnung eines Kraftfahrzeuges, bei welchem es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug mit mehreren antreibbaren Kraftfahrzeugachsen handelt. Von diesen antreibbaren Kraftfahrzeugachsen weist mindestens eine Kraftfahrzeugachse einen Antriebsstrang nach einer oder mehrerer der vorgenannten Ausführungsformen auf. Im Rahmen der Erfindung handelt es sich bei den antreibbaren Kraftfahrzeugachsen bevorzugt um Starrachsen. Ferner ist eine Verbindung der mindestens einen Kraftfahrzeugachse an der zweiten Abtriebsseite ihres Antriebsstranges mit einer nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse über je eine Kardanwelle vollzogen.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht einer Achsanordnung, umfassend eine Kraftfahrzeugachse mit einem Antriebsstrang entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer Radebene eines Stirnradgetriebes des Antriebsstranges aus 1;
3 eine schematische Ansicht einer Achsanordnung, umfassend eine Kraftfahrzeugachse mit einem Antriebsstrang gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
4 eine schematische Darstellung einer Achsanordnung, umfassend eine Kraftfahrzeugachse mit einem Antriebsstrang entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
5 eine schematische Ansicht einer Radebene eines Stirnradgetriebes des Antriebsstranges aus 4;
6 eine schematische Darstellung einer Achsanordnung, umfassend eine Kraftfahrzeugachse mit einem Antriebsstrang gemäß einer vierten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
7 eine Abwandlungsmöglichkeit einer Achsanordnung; und
8 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit einer Achsanordnung.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Achsanordnung 1 eines Nutzfahrzeuges, bei welchem es sich insbesondere um eine Arbeitsmaschine handelt. Bei dieser Achsanordnung 1 sind dabei mehrere angetriebene Kraftfahrzeugachsen 2 und 3 vorgesehen, die trieblich miteinander gekoppelt sind. So umfasst die Kraftfahrzeugachse 2 einen Antriebsstrang 4, welcher sich aus einem Stirnradgetriebe 5 und einem Differentialgetriebe 6 zusammensetzt. Das Stirnradgetriebe 5 dient dabei der Übertragung einer eingeleiteten Antriebsbewegung zum Differentialgetriebe 6 der Kraftfahrzeugachse 2 und auch der Weiterleitung der eingeleiteten Antriebsbewegung zu einem Differentialgetriebe 7 der weiteren Kraftfahrzeugachse 3.
Die Differentialgetriebe 6 und 7 sind auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aufgebaut und liegen bevorzugt als Kegelraddifferentiale vor. Bei der jeweiligen Kraftfahrzeugachse 2 bzw. 3 wird dann über das jeweilige Differentialgetriebe 6 bzw. 7 eine Verteilung einer jeweiligen Antriebsleistung auf jeweilige und vorliegend nicht weiter dargestellte Antriebsräder der jeweiligen Kraftfahrzeugachse 2 bzw. 3 vorgenommen. In 1 ist dabei von den Differentialgetrieben 6 und 7 jeweils nur ein jeweiliges Tellerrad 8 bzw. 9 und ein jeweiliges mit dem Tellerrad 8 bzw. 9 im Zahneingriff stehendes Ritzel 10 bzw. 11 dargestellt.
Wie in 1 zu erkennen ist, weist das Stirnradgetriebe 5 drei Stirnräder 12, 13 und 14 auf, von welchen das zweite Stirnrad 13 sowohl mit dem ersten Stirnrad 12, als auch dem dritten Stirnrad 14 gleichzeitig im Zahneingriff steht. Diese Zahneingriffe sind in 1 zur besseren Nachvollziehbarkeit in der Zeichenebene liegend dargestellt, obwohl diese tatsächlich versetzt zueinander in einer zu der Zeichenebene von 1 orthogonal liegenden Radebene stattfinden, die in 2 zu sehen ist. In 2 ist dabei auch zu erkennen, dass die Stirnräder 12, 13 und 14 alle im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser aufweisen.
Das erste Stirnrad 12 ist drehfest auf einer ersten Welle 15 angeordnet, die eine drehfeste Verbindung zu einer Antriebsseite 16 des Antriebsstranges 4 herstellt. Dabei dient die Antriebsseite 16 der Anbindung an davorliegende Komponenten eines Antriebsstranges des Nutzfahrzeuges, um eine Antriebsbewegung einzuleiten, die durch eine Antriebsmaschine des Nutzfahrzeuges erzeugt worden ist. Ferner ist das zweite Stirnrad 13 auf einer zweiten Welle 17 drehfest platziert sowie das dritte Stirnrad 14 drehfest auf einer dritten Welle 18 angeordnet. An der dritten Welle 18 ist dabei eine drehfeste Verbindung zu einer ersten Abtriebsseite 19 hergestellt, an welcher das Differentialgetriebe 6 angebunden ist, indem die dritte Welle 18 neben dem dritten Stirnrad 14 auch das Ritzel 10 des Differentialgetriebes 6 trägt. Dagegen stellt die zweite Welle 17 eine drehfeste Verbindung zu einer zweiten Abtriebsseite 20 her, an welcher innerhalb der Achsanordnung 1 über eine Kardanwelle 21 die Verbindung zu der nachfolgenden Kraftfahrzeugachse 3 ausgebildet ist. Seitens der Kraftfahrzeugachse 3 ist die Kardanwelle 21 mit einer Ritzelwelle 22 gekoppelt, die das Ritzel 11 des Differentialgetriebes 7 trägt.
Das Stirnradgetriebe 5 ist auf einer der Antriebsseite 16 zugewandt liegenden Seite des Differentialgetriebes 6 platziert, wobei die zweite Welle 17 dabei auf eine entgegengesetzte Seite des Differentialgetriebes 6 verlängert ist, um im rückwärtigen Bereich des Differentialgetriebes 6 an der zweiten Abtriebsseite 20 einer Anbindung an die Kardanwelle 21 zu ermöglichen. Vorliegend sind das Stirnradgetriebe 5 und das Differentialgetriebe 6 außerdem in einem gemeinsamen Gehäuse 23 aufgenommen.
Aus 3 geht eine schematische Darstellung einer Achsanordnung 1 mit zwei Kraftfahrzeugachsen 2 und 3 hervor, von welchen die Kraftfahrzeugachse 2 einen Antriebsstrang 24 gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung aufweist. Dabei entspricht dieser Antriebsstrang 24 weitestgehend dem Antriebsstrang 4 nach den 1 und 2, wobei im Unterschied dazu nun an der ersten Welle 15 die drehfeste Verbindung zu der zweiten Abtriebsseite 20 hergestellt ist, während an der zweiten Welle 17 eine Einleitung der Drehbewegung an der Antriebsseite 16 erfolgt. Die zweite Welle 17 ist hierbei dann nicht bis in den Bereich einer der Antriebsseite 16 abgewandt liegenden Seite des Differentialgetriebes 6 verlängert. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung des Antriebsstranges 24 und auch die weitere Gestaltung der Achsanordnung 1 nach 3 der Variante nach den 1 und 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Des Weiteren zeigt 4 eine schematische Ansicht einer Achsanordnung 1, welche zwei Kraftfahrzeugachsen 2 und 3 umfasst. Erneut weist dabei die Kraftfahrzeugachse 2 einen Antriebsstrang 25 auf, welcher in diesem Fall entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Der Antriebsstrang 25 entspricht im Wesentlichen dem Antriebsstrang 4 nach den 1 und 2, mit dem Unterschied, dass nun an der ersten Welle 15 sowohl die drehfeste Verbindung zu der Antriebsseite 16, als auch zu der zweiten Abtriebsseite 20 ausgestaltet ist. Ferner ist das zweite Stirnrad 13 im Vergleich zu dem ersten Stirnrad 12 und dem dritten Stirnrad 14 mit einer größeren Zähnezahl und einem größeren Außendurchmesser ausgeführt, wie in 5 zu erkennen ist, die eine schematische Darstellung der Radebene des Stirnradgetriebes 5 aus 4 zeigt. Da das zweite Stirnrad 13 sowohl mit dem ersten Stirnrad 12, als auch dem dritten Stirnrad 14 gleichzeitig im Zahneingriff steht, die nach wie vor mit einander entsprechenden Zähnezahlen ausgeführt sind, hat diese abweichende Zähnezahl jedoch keinen Einfluss bei einer Übertragung einer Antriebsbewegung von der Antriebsseite 16 zu der ersten Antriebsseite 19 und damit zu dem Differentialgetriebe 6.
Wie schon bei der vorhergehenden Variante nach 3, ist zudem die zweite Welle 17 nicht bis in den Bereich einer der Antriebsseite 16 abgewandt liegenden Seite des Differentialgetriebes 6 verlängert. Im Übrigen entspricht die Ausführung des Antriebsstranges 25 der Variante des Antriebsstranges aus den 1 und 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. Auch die übrige Gestaltung der Achsanordnung 1 aus den 4 und 5 ist analog zu dem zu 1 und 2 Beschriebenen.
Aus 6 geht eine schematische Darstellung einer Achsanordnung 1 hervor, welche zwei antreibbare Kraftfahrzeugachsen 2 und 3 umfasst. Die Kraftfahrzeugachse 2 verfügt dabei über einen Antriebsstrang 26, welcher gemäß einer vierten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung realisiert ist und weitestgehend der vorhergehenden Variante nach den 4 und 5 entspricht. Einziger Unterschied ist nun, dass die Antriebsseite 16 an der dritten Welle 18 ausgebildet ist. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit des Antriebsstranges 26 der vorhergehenden Variante nach den 4 und 5, so dass auf das hierzu Beschriebene hiermit Bezug genommen wird. Auch die übrige Gestaltung der Achsanordnung 1 aus 6 ist ansonsten der in 4 und 5 gezeigten Achsanordnung nachempfunden.
Ferner zeigt 7 eine schematische Ansicht eine Abwandlungsmöglichkeit der im Vorfeld beschriebenen Varianten, wobei diese Abwandlungsmöglichkeit dabei anhand der vorhergehenden gezeigten Ausgestaltungsmöglichkeit nach 6 beschrieben ist. Einziger Unterschied ist nun, dass im Vergleich zu der Ausgestaltung nach 6 bei der Achsanordnung 1 das Differentialgetriebe 7 bei der Kraftfahrzeugachse 3 und damit auch die Ritzelwelle 22 des Differentialgetriebes 7 gegenüber der Horizontalen verkippt worden ist. Dies hat zur Folge, dass ein Beugewinkel bei der Anbindung der Kardanwelle 21 an die Ritzelwelle 22 kleiner ausfällt. Ansonsten entspricht die Ausbildung nach 7 der vorhergehenden Variante nach 6, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Schließlich geht noch aus 8 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der im Vorfeld beschriebenen Varianten hervor, die ebenfalls wieder anhand der Ausgestaltungsmöglichkeit nach 6 dargestellt ist. Zusätzlich zu der bereits zu 7 gezeigten Abwandlung, bei welcher das Differentialgetriebe 7 bei der Kraftfahrzeugachse 3 verkippt ist, ist nun zusätzlich auch der Antriebsstrang 26 bei der Kraftfahrzeugachse 2 verkippt worden. Dies hat zur Folge, dass das Differentialgetriebe 6 und das Stirnradgetriebe 5 gemeinsam um einen bestimmten Winkel um eine Rotationsachse der Kraftfahrzeugachse 2 verkippt worden sind, wodurch das Stirnradgetriebe 5 nun auch unter einem Winkel zu der Vertikalen liegt. Dadurch reduziert sich auch ein Beugewinkel der Anbindung der Kardanwelle 21 an die zweite Abtriebsseite 20. Ansonsten entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach 8 der vorhergehenden Variante nach 7, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Die beiden Abwandlungsmöglichkeiten nach 7 und 8 können dabei analog bei sämtlichen vorstehend beschriebenen Varianten einer Achsanordnung verwirklicht werden.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausführungsformen eines Antriebsstranges einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse können die Lagen von einer Antriebsseite und Abtriebsseiten flexibel in ihren Positionen gewählt und damit an jeweilige Gegebenheiten angepasst werden.
Bezugszeichenliste

1: Achsanordnung
2: Kraftfahrzeugachse
3: Kraftfahrzeugachse
4: Antriebsstrang
5: Stirnradgetriebe
6: Differentialgetriebe
7: Differentialgetriebe
8: Tellerrad
9: Tellerrad
10: Ritzel
11: Ritzel
12: erstes Stirnrad
13: zweites Stirnrad
14: drittes Stirnrad
15: erste Welle
16: Antriebsseite
17: zweite Welle
18: dritte Welle
19: erste Abtriebsseite
20: zweite Abtriebsseite
21: Kardanwelle
22: Ritzelwelle
23: Gehäuse
24: Antriebsstrang
25: Antriebsstrang
26: Antriebsstrang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012207135 A1 [0003, 0012]

Claims

Antriebsstrang (4; 24; 25; 26) einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse (2), insbesondere für ein Nutzfahrzeug, umfassend ein Differentialgetriebe (6) und ein Stirnradgetriebe (5), wobei das Stirnradgetriebe (5) mit einer Antriebsseite (16), einer ersten Abtriebsseite (19) und einer zweiten Abtriebsseite (20) verbunden ist, von welchen die Antriebsseite (16) einer Einleitung einer Antriebsbewegung dient, wohingegen an der ersten Abtriebsseite (19) das Differentialgetriebe (6) angebunden und an der zweiten Abtriebsseite (20) eine Verbindung zu einer weiteren antreibbaren Kraftfahrzeugachse (3) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Stirnradgetriebe (5) aus einem ersten Stirnrad (12), einem zweiten Stirnrad (13) und einem dritten Stirnrad (14) zusammensetzt, von welchen das zweite Stirnrad (13) sowohl mit dem ersten Stirnrad (12), als auch dem dritten Stirnrad (14) jeweils im Zahneingriff steht, und dass das dritte Stirnrad (14) drehfest mit der ersten Abtriebsseite (19) verbunden ist, wohingegen eines der Stirnräder (12, 13, 14) drehfest mit der Antriebsseite (16) und eines der Stirnräder (12, 13, 14) drehfest mit der zweiten Abtriebsseite (20) in Verbindung steht.
Antriebsstrang (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stirnrad (12) drehfest mit der Antriebsseite (16) verbunden ist, und dass das zweite Stirnrad (13) drehfest mit der zweiten Abtriebsseite (20) in Verbindung steht.
Antriebsstrang (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stirnrad (13) drehfest mit der Antriebsseite (16) verbunden ist, und dass das erste Stirnrad (12) drehfest mit der zweiten Abtriebsseite (20) in Verbindung steht.
Antriebsstrang (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stirnrad (12) sowohl mit der Antriebsseite (16), als auch mit der zweiten Abtriebsseite (20) jeweils drehfest verbunden ist.
Antriebsstrang (26) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Stirnrad (14) drehfest mit der Antriebsseite (16) verbunden ist, und dass das erste Stirnrad (12) drehfest mit der zweiten Abtriebsseite (20) in Verbindung steht.
Antriebsstrang (4; 24; 25; 26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnradgetriebe (5) auf einer der Antriebsseite (16) zugewandt liegenden Seite des Differentialgetriebes (6) platziert ist.
Antriebsstrang (4) nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stirnrad (13) auf einer Welle (17) angeordnet ist, die das zweite Stirnrad (13) und die auf einer dem Stirnradgetriebe (5) abgewandt liegende Seite des Differentialgetriebes (6) platzierte, zweite Abtriebsseite (20) drehfest miteinander verbindet.
Antriebsstrang (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Radebene, in welcher die Stirnräder (12, 13, 14) des Stirnradgetriebes (5) liegen, gegenüber der Vertikalen um einen Winkel verkippt ist.
Achsanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, umfassend mehrere antreibbare Kraftfahrzeugachsen (2, 3), wobei mindestens eine (2) der antreibbaren Kraftfahrzeugachsen (2, 3) einen Antriebsstrang (4; 24; 25; 26) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
Achsanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kraftfahrzeugachse (2) an der zweiten Abtriebsseite (20) mit einer nachfolgenden, antreibbaren Kraftfahrzeugachse (3) über eine Kardanwelle (21) verbunden ist.