DE102020131899A1 - Achsgetriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Betriebsverfahren - Google Patents

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Julian Mangold
Michael Staake
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/20Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsgetriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Differenzialkorb, in dem ein Differenzialgetriebe angeordnet ist, einer Differenzialsperre und einer Abkoppeleinheit. Die Differenzialsperre ist dabei an einer radseitigen Stirnseite des Differenzialkorbs mit diesem verbunden und dazu ausgebildet, einen Kraftschluss mit einer getriebeseitigen Teilwelle der zweiten Abtriebswelle zu lösen und unter gradueller Drehzahlanpassung herzustellen. Die Abkoppeleinheit ist in axialer Richtung auf einer von dem Differenzialgetriebe abgewandten Seite der Differenzialsperre angeordnet und dazu ausgebildet, einen Formschluss zwischen der getriebeseitigen Teilwelle und einer mit dieser fluchtenden radseitigen Teilwelle der zweiten Abtriebswelle herzustellen und zu lösen. Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Achsgetriebeeinrichtung und ein entsprechendes Betriebsverfahren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Achsgetriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Achsgetriebeeinrichtung bzw. eines solchen Kraftfahrzeugs.
  • Kraftfahrzeuge sind seit langer Zeit bekannt und werden stetig weiterentwickelt, sodass eine Vielzahl von Antriebskonzepten, Getrieben und Anordnungen von Komponenten bekannt sind.
  • Beispielsweise ist aus der DE 10 2019 202 599 B3 eine Antriebsanordnung für eine Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei ist im Fahrbetrieb ein Antriebs-Achsmoment über einen Achsdifferenzial auf Fahrzeugräder übertragbar, wobei das Achsdifferenzial einen antriebsseitigen Differenzialkorb aufweist. Daran ist ein Ausgleichszahnrad drehgelagert, während ein erstes Achszahnrad und ein zweites Achszahnrad rechtwinklig zu diesem Ausgleichszahnrad sowie koaxial mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die Achszahnräder sind dabei jeweils drehfest auf einer zum Fahrzeugrad führenden Achshalbwelle angeordnet. In einer Ankoppel-Position ist das Ausgleichszahnrad in Zahneingriff mit jedem der Achszahnräder. Mittels einer Abkoppeleinheit ist das Ausgleichszahnrad zwischen dieser Ankoppel-Position und einer Abkoppel-Position verstellbar, in der das Ausgleichszahnrad außer Zahneingriff mit den Achskegelrädern ist. Damit soll eine Antriebsanordnung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden, bei der in einfacher Weise im Fahrbetrieb Schleppverluste bzw. Reibungsverluste bei einer deaktivierten Antriebseinheit reduziert werden können.
  • Es besteht jedoch weiterhin Bedarf für Verbesserungen und Weiterentwicklungen, beispielsweise hinsichtlich einer verbesserten Effizienz und einer verbesserten Funktionssicherheit bzw. einer verbesserten Absicherung einer Funktionalität, etwa gemäß ISO 26262 spezifizierten Sicherheitsanforderungsstufen, auch als ASIL (englisch: Automotive Safety Integrity Level) bezeichnet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf besonders einfache Weise eine Getriebeanbindung einer Achse bereitzustellen, die einen flexiblen Betrieb ermöglicht und eine besonders gute Fehlerfallabsicherung bietet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Achsgetriebeeinrichtung ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, also entsprechend ausgelegt. Die Achsgetriebeeinrichtung umfasst einen Differenzialkorb mit einem darin angeordneten Differenzialgetriebe zum Aufteilen eines an einem Eingang des Differenzialgetriebes anliegenden Antriebsmoments auf eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle. Die erste Abtriebswelle ist dabei an einer ersten Seite des Differenzialkorbs mit diesem gekoppelt. Beide Abtriebswellen gehen von dem Differenzialgetriebe in entgegengesetzte Richtungen aus. An diesen Abtriebswellen bzw. an deren von dem Differenzialgetriebe abgewandten, einander gegenüberliegenden Enden können in bestimmungsgemäßer Einbaulage die der Achsgetriebeeinrichtung in dem jeweiligen Kraftfahrzeug anzutreibende Räder des Kraftfahrzeugs angeordnet sein oder werden.
  • Die Achsgetriebeeinrichtung umfasst weiter eine Differenzialsperre und eine Abkoppeleinheit. Die Differenzialsperre ist dabei an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Differenzialkorbs mit diesem verbunden. Diese zweite Seite ist also diejenige Seite des Differenzialkorbs, zumindest im Wesentlichen senkrecht zu welcher sich die zweite Abtriebswelle von dem Differenzialkorb weg erstreckt. Die Differenzialsperre ist also in radseitiger Richtung außenseitig an dem Differenzialkorb an dessen zweiter Seite angeordnet. Insbesondere kann die Differenzialsperre hier momentübertragend, also starr mit dem Differenzialkorb verbunden, beispielsweise an diesen angeflanscht sein. Die Differenzialsperre ist dazu ausgebildet oder eingerichtet, einen Kraftschluss der Differenzialsperre bzw. des Differenzialkorbs mit einer getriebeseitigen Teilwelle oder Halbwelle der zweiten Abtriebswelle zu lösen und unter gradueller, also nicht sprunghafter, Drehzahlanpassung herzustellen.
  • Die Abkoppeleinheit ist von dem Differenzialgetriebe aus in Richtung der zweiten Abtriebswelle betrachtet hinter, also radseitig der Differenzialsperre angeordnet. Mit anderen Worten sind die Differenzialsperre und die Abkoppeleinheit also entlang einer Längserstreckungsrichtung der Abtriebswellen und auf der gleichen Seite des Differenzialkorbs angeordnet. Die Abkoppeleinheit ist dazu ausgebildet bzw. eingerichtet, einen Formschluss zwischen der getriebeseitigen Teilwelle und einer sich zu dieser fluchtend in von dem Differenzialgetriebe abgewandter Richtung erstreckenden radseitigen Teilwelle oder Halbwelle der zweiten Abtriebswelle herzustellen und zu lösen. Die zweite Abtriebswelle ist hier also unterteilt und umfasst zumindest die getriebeseitige Teilwelle und die radseitige Teilwelle. Die radseitige Teilwelle ist dabei ein in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Achsgetriebeeinrichtung in dem Kraftfahrzeug dem mit der zweiten Abtriebswelle verbundenen anzutreibenden Rad des Kraftfahrzeugs zugewandter Abschnitt oder Teil der zweiten Abtriebswelle.
  • Mittels der Abkoppeleinheit können einander zugewandte Enden der beiden Teilwellen der zweiten Abtriebswelle formschlüssig miteinander verbunden bzw. dieser Formschluss aufgehoben oder gelöst werden. Da die Verbindung der beiden Teilwellen hier also über einen Formschluss erfolgt, ist die Abkoppeleinheit hier nicht lastschaltbar, kann also nicht ohne Weiteres unter Last, insbesondere der getriebeseitigen Teilwelle, geöffnet oder geschlossen werden. Durch die Differenzialsperre wird aber hier dennoch im Fahrbetrieb ein Abkoppeln und Ankoppeln mittels der Abkoppeleinheit, also ein Verbinden und Trennen der beiden Teilwellen der zweiten Abtriebswellen ermöglicht. Dazu können als Teil der Achsgetriebeeinrichtung bzw. des jeweiligen Kraftfahrzeugs entsprechende Schalt- oder Steuerelemente oder -einrichtungen zum Schalten bzw. Steuern, also zum automatischen Betätigen der Differenzialsperre und der Abkoppeleinheit vorgesehen sein.
  • Mittels der vorliegenden Erfindung kann ein jeweiliges an der zweiten Abtriebswelle angeordnetes Rad von dem Differenzialgetriebe, also auch von dem anderen, mit der ersten Abtriebswelle verbundenen Rad bzw. einer Antriebswelle oder Antriebsleistung des jeweiligen Kraftfahrzeugs abgekoppelt oder entkoppelt werden. Dies kann beispielsweise im Fehlerfall, insbesondere bei einem Blockieren eines Wechselgetriebes des jeweiligen Kraftfahrzeugs, automatisch erfolgen. Damit kann ein Blockieren der jeweiligen Achse bzw. Räder im Fehlerfall verhindert bzw. eine solche Blockierung automatisch aufgehoben werden. Dies ermöglicht letztlich eine ASIL-D-Einstufung einer entsprechenden Achsbaugruppe bzw. von deren Anbindung oder Einbindung in einen Antriebsstrang des jeweiligen Kraftfahrzeugs.
  • Die Abkoppeleinheit und die Differenzialsperre sind hier vorteilhaft nicht in das Differenzial- oder Achsgetriebe integriert. Dadurch kann ein entsprechender relativ großer gestalterischer bzw. geometrischer oder geometrieverändernder Eingriff in Getriebe bestehender Fahrzeugkonzepte vermieden und dennoch die vorliegende Erfindung angewendet werden. Es wird somit also auf besonders einfache Weise eine Integration der vorliegenden Erfindung in bestehende Industriebaukästen oder Plattformsysteme ermöglicht. Konstruktive Änderungen an bestehenden Differenzialgetrieben sowie diese umgebenden Komponenten oder Packagingkonzepten können somit zumindest weitestgehend vermieden werden bzw. besonders klein ausfallen, wenn die vorliegende Erfindung eingesetzt wird.
  • Durch die Anordnung der Abkoppeleinheit und der Differenzialsperre entlang der axialen Richtung oder Längsrichtung zwischen dem Differenzialgetriebe und einem der anzutreibenden Räder des jeweiligen Kraftfahrzeugs kann eine besonders einfache und bauraumsparende bzw. bauraumeffiziente Integration der erfindungsgemäßen Achsgetriebeeinrichtung bestehende Konzepte ermöglicht werden.
  • Im Fahrbetrieb des jeweiligen Kraftfahrzeugs können ständig oder häufig Drehzahldifferenzen zwischen den angetriebenen Rädern herrschen, wobei durch die vorliegende Erfindung eine Lastübernahme der Differenzialsperre ermöglicht wird. Durch die Differenzialsperre kann also beispielsweise vor einem Schließen der Abkoppeleinheit eine Drehzahldifferenz zwischen den beiden Teilwellen bzw. in der Abkoppeleinheit abgebaut werden.
  • Durch die vorliegende Erfindung kann sowohl eine Sicherheit bzw. Sicherheitseinstufung des jeweiligen Kraftfahrzeugs als auch - je nach Schaltzustand der Differenzialsperre bzw. der Abkoppeleinheit - eine verbesserte Effizienz, also beispielsweise eine Einsparung von CO2-Emissionen des jeweiligen Kraftfahrzeugs bzw. eine verbesserte Fahrdynamik des jeweiligen Kraftfahrzeugs erreicht werden. So kann in einem normalen Fahrbetrieb die Abkoppeleinheit geschlossen, also das an der zweiten Abtriebswelle angeordnete Rad tatsächlich angetrieben, also in einen Antriebskraftfluss eingebunden sein. Wenn hingegen ein Fehler, insbesondere eine Blockierung des Wechselgetriebes eintritt bzw. besteht, kann die Abkoppeleinheit trotz ihrer formschlüssigen Ausgestaltung, also obwohl ihre Funktionsweise auf einem Formschluss basiert, unter entsprechendem Einsatz der Differenzialsperre geöffnet werden, um das entsprechende Rad abzukoppeln.
  • Die Abkoppeleinheit kann jedoch nicht nur im Fehler- oder Blockierungsfall, sondern beispielsweise auch in einem Sparbetrieb zum Minimieren von CO2-Emissionen des jeweiligen Kraftfahrzeugs geöffnet werden. Dies kann eine effektive Möglichkeit zur Reduzierung von Emissionen darstellen, da zumindest die radseitig von der Abkoppeleinheit angeordneten Komponenten nicht durch einen Antrieb des Kraftfahrzeugs mitgeschleppt werden müssen. Bei geschlossener Abkoppeleinheit kann sich hingegen eine verbesserte Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs ergeben, da beide mit den Abtriebswellen verbundenen Räder aktiv angetrieben werden, also Antriebsmoment aufnehmen können.
  • Für die automatische Betätigung der Differenzialsperre bzw. der Abkoppeleinheit im Fehler- oder Blockierungsfall können durch ein entsprechendes Steuergerät oder das genannte Schaltelement entsprechende Daten oder Signale erfasst bzw. verarbeitet werden. Dies können beispielsweise Daten oder Signale eines oder mehrerer Drehzahlsensoren und/oder dergleichen mehr sein, anhand welcher ein Fehlerfall oder ein Blockieren erkannt werden können.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Achsgetriebeeinrichtung als Hinterachse für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Dazu kann die Achsgetriebeeinrichtung entsprechend geformt und ausgelegt sein. Beispielsweise kann die Achsgetriebeeinrichtung dann auch entsprechende Radanbindungen oder - aufhängungen, Querlenkereinrichtungen und/oder dergleichen mehr umfassen. Die Verwendung der vorliegenden Erfindung als Hinterachse eines Kraftfahrzeugs kann die beschriebenen Vorteile der vorliegenden Erfindung besonders effektiv zur Geltung bringen. Dies ist der Fall, da eine ASIL-D-Einstufung bezüglich Blockierfehlern für die Hinterachse besonders wichtig bzw. wertvoll ist, da entsprechende Fehler, also ein Blockieren der Hinterachse bzw. der damit verbundenen Hinterräder des jeweiligen Kraftfahrzeugs durch dessen Fahrer besonders schwierig zu kontrollieren sein kann.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Differenzialsperre als Reibschlusskupplung, insbesondere als Lamellenkupplung, ausgebildet. Mit anderen Worten kann die Differenzialsperre also bezüglich des Differenzialkorbs drehfeste Reibeelemente bzw. Lamellen in Kontakt mit bezüglich der zweiten Abtriebswelle, insbesondere der getriebeseitigen Teilwelle der zweiten Abtriebswelle drehfesten Reibeelementen bzw. Lamellen bringen, um den Kraftschluss, hier also den Reibschluss mit der zweiten Abtriebswelle herzustellen. Durch die Ausgestaltung der Differenzialsperre als Reibschlusskupplung kann dies graduell sowie regelbar erfolgen. Dabei kann insbesondere ein Regelgrad zwischen 0 % und 100 % gegeben sein bzw. situations- und bedarfsgerecht flexibel eingesetzt oder eingestellt werden. Dies stellt eine effektive und kostengünstige Möglichkeit dar, mittels der erfindungsgemäßen Achsgetriebeeinrichtung trotz Verwendung der formschlussbasierten Abkoppeleinrichtung auch im Betrieb bzw. unter Last, also einem in das Differenzialgetriebe eingehenden Antriebsmoment die Abkoppeleinheit zu betätigen, also zu öffnen und zu schließen.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Abkoppeleinheit als Klauenkupplung ausgebildet. Dabei kann ein erster Teil der Abkoppeleinheit bzw. der Klauenkupplung an der getriebeseitigen Teilwelle und ein zweiter Teil an der radseitigen Teilwelle der zweiten Abtriebswelle angeordnet oder ausgebildet sein. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der Abkoppeleinheit kann auf einfache und kostengünstige Weise eine zuverlässige Kopplung der beiden Teilwellen der zweiten Abtriebswelle realisiert werden.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Differenzialsperre und die Abkoppeleinheit in einem gemeinsamen Modulgehäuse angeordnet, also aufgenommen. Das Modulgehäuse kann dann beispielsweise an dem Differenzialkorb bzw. einem das Differenzialgetriebe umgebenden Getriebegehäuse außenseitig befestigt, beispielsweise angeflanscht oder angeschraubt sein. In dem Modulgehäuse können dabei auch noch weitere Komponenten jeweils ganz oder teilweise angeordnet sein. Dies kann beispielsweise zumindest einen Abschnitt der zweiten Abtriebswelle, insbesondere die getriebeseitige Teilwelle, wenigstens ein Lager, eine Dichtung und/oder dergleichen mehr betreffen. Durch das hier vorgeschlagene Modulgehäuse kann die Achsgetriebeeinrichtung bzw. eine diese umfassende Achsbaugruppe besonders einfach gefertigt werden. Zudem kann durch das Modulgehäuse besonders einfach und zuverlässig ein Schutz der Differenzialsperre und der Abkoppeleinheit gegen äußere Einflüsse, beispielsweise mechanische Beschädigungen, Umwelteinflüsse, Schmutzeintrag und/oder dergleichen mehr realisiert werden. Dadurch, dass das Modulgehäuse fest mit dem Differenzialkorb bzw. mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, kann eine Außenwand des Modulgehäuses zudem eine Befestigungs- und/oder Abstützfläche für andere Komponenten oder Bauteile des jeweiligen Kraftfahrzeugs bieten.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das eine erfindungsgemäße Achsgetriebeeinrichtung, insbesondere zumindest als Teil einer Hinterachsbaugruppe, aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Achsgetriebeeinrichtung und deren Ausgestaltungen genannte Kraftfahrzeug sein.
  • In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist das Kraftfahrzeug eine durch einen Traktionsmotor des Kraftfahrzeugs angetriebene Antriebswelle auf. Diese Antriebswelle ist dabei momentübertragend an die erste Abtriebswelle gekoppelt. Mit anderen Worten kann also auch bei geöffneter Abkoppeleinheit ein durch den Traktionsmotor erzeugtes und über die Antriebswelle transportiertes Antriebsmoments auf die erste Abtriebswelle übertragen werden. Somit kann also auch bei geöffneter Abkoppeleinheit das mit der ersten Abtriebswelle verbundene Rad des Kraftfahrzeugs angetrieben und somit das Kraftfahrzeug bewegt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Achsgetriebeeinrichtung und/oder eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Bei diesem Verfahren werden zum Ankoppeln und Abkoppeln der radseitigen Teilwelle der zweiten Abtriebswelle von dem Differenzialgetriebe die Differenzialsperre und die Abkoppeleinheit automatisch sequenziell betätigt, also aktuiert. Mit anderen Worten werden also die Differenzialsperre und die Abkoppeleinheit für den jeweiligen An- oder Abkoppelvorgang beide nacheinander betätigt. Dadurch kann der jeweilige An- oder Abkoppelvorgang besonders zuverlässig und materialschonend bewirkt, also ausgeführt werden. Insbesondere kann so besonders zuverlässig eine graduelle Drehzahlanpassung und eine zumindest im Wesentlichen lastfreie Betätigung der Abkoppeleinheit sichergestellt werden.
  • In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird zum Abkoppeln der radseitigen Teilwelle zunächst die Differenzialsperre geschlossen, um den Kraftschluss zwischen dem Differenzialkorb und der zweiten Abtriebswelle herzustellen. Erst dann wird bei geschlossener Differenzialsperre die dann zumindest im Wesentlichen lastfreie Abkoppeleinheit geöffnet. Auf diese Weise wird beim Abkoppeln der Kraftschluss durch die Differenzialsperre übernommen bzw. überbrückt, sodass eine dann lastfreie formschlüssige Kupplung der Abkoppeleinheit besonders einfach und zuverlässig geöffnet werden kann. Nach dem Öffnen der Abkoppeleinheit kann - je nach Situation oder Bedarf - die Differenzialsperre dann ebenfalls wieder automatisch geöffnet werden.
  • In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird zum Ankoppeln der radseitigen Teilwelle bei geöffneter Abkoppeleinheit - zumindest sofern die Differenzialsperre dann nicht ohnehin bereits geschlossen ist - zunächst die Differenzialsperre geschlossen, also der Kraftschluss zwischen dem Differenzialkorb und der getriebeseitigen Teilwelle der zweiten Abtriebswelle hergestellt. Mit anderen Worten wird also zunächst sichergestellt, dass die Differenzialsperre sich im geschlossenen Zustand befindet. Erst dann wird bei geschlossener Differenzialsperre, also bei dadurch aufgehobener bzw. auf einen relativ geringen Wert reduzierter Drehzahldifferenz in der Abkoppeleinheit die dann zumindest im Wesentlichen lastfreie Abkoppeleinheit geschlossen. Auf diese Weise kann das Ankoppeln der radseitigen Teilwelle besonders einfach, zuverlässig und materialschonend durchgeführt werden. Nach dem Schließen der Abkoppeleinheit kann die Differenzialsperre dann gegebenenfalls wieder automatisch geöffnet werden.
  • Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine ausschnittweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Achsgetriebeeinrichtung.
  • Um einen Antrieb an einer Fahrzeughinterachse für ASIL-D zu befähigen und eine Integration zusätzlicher fahrdynamischer Funktionen zu ermöglichen, wird vorliegend ein ausschnittweise und schematisch in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 10 vorgeschlagen. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst hier einen Traktionsmotor 12, bei dem es sich beispielsweise um eine Verbrennungskraftmaschine handeln kann. Weiter weist das Kraftfahrzeug 10 hier einen an den Traktionsmotor 12 gekoppeltes bzw. koppelbares Wechselgetriebe 14 auf. Ein von dem Traktionsmotor 12 erzeugtes Antriebsmoment kann über das Wechselgetriebe 14 auf eine Antriebswelle 16 übertragen werden. Diese Antriebswelle 16 des Kraftfahrzeugs 10 führt hier zu einer als Teil einer Hinterachsbaugruppe des Kraftfahrzeugs 10 vorgesehenen Achsgetriebeeinrichtung 18.
  • Die Achsgetriebeeinrichtung 18 umfasst einen Differenzialkorb 20, in dem ein Differenzialgetriebe 22 aufgenommen ist. Über das Differenzialgetriebe 22 kann das Antriebsmoment auf die Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10, die vorliegend in eine erste Abtriebswelle 24 und eine zweite Abtriebswelle 26 unterteilt ist, übertragen werden. Die erste Abtriebswelle 24 und die zweite Abtriebswelle 26 erstrecken sich dabei in axialer Richtung, also in Fahrzeugquerrichtung, auf unterschiedlichen Seiten des Differenzialgetriebes 20 zu einem jeweiligen angetriebenen Rad 28 des Kraftfahrzeugs 10.
  • Die Achsgetriebeeinrichtung 18 umfasst weiter eine Differenzialsperre 30, die vorliegend als Lamellenkupplung ausgeführt ist. Die Differenzialsperre 30 ist hier in axialer Richtung, also an einer einem der angetriebenen Räder 28 zugewandten Seite des Differenzialkorbs 20 an diesem befestigt bzw. festgelegt. Damit sind getriebeseitige Lamellen 32 der Differenzialsperre 30 drehfest bezüglich des Differenzialkorbs 20. Weitere Lamellen 34, die mit den getriebeseitigen Lamellen 32 einen Reibschluss bilden können, sind drehbar, also drehbeweglich bezüglich des Differenzialkorbs 22 gelagert.
  • Vorliegend ist dabei die zweite Abtriebswelle 26 ihrerseits unterteilt in eine getriebeseitige Teilwelle 36 und eine radseitige Teilwelle 38. Die Lamellen 34 sind hier drehfest bezüglich der getriebeseitigen Teilwelle 36 mit dieser verbunden bzw. an dieser ausgebildet.
  • Die beiden Teilwellen 36, 38 sind durch eine Abkoppeleinheit 40 aneinander koppelbar bzw. voneinander trennbar. Dazu kann die Abkoppeleinheit 40 einen drehfest mit der getriebeseitigen Teilwelle 36 verbundenen Teil und einen drehfest mit der radseitigen Teilwelle 38 verbundenen Teil umfassen und einen Kraftschluss zwischen diesen beiden Teilen erstellen bzw. lösen.
  • Die Differenzialsperre 30, die getriebeseitige Teilwelle 36 und zumindest ein getriebeseitiger, also mit der getriebeseitigen Teilwelle 36 verbundener Teil der Abkoppeleinheit 40 können in oder zu einem Modul zusammengefasst sein, das an dem Differenzialkorb 20 bzw. einem entsprechenden Getriebegehäuse festgelegt bzw. festlegbar ist.
  • Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie eine geregelte Sperre für ein Differenzial mit formschlüssiger Abkoppel-Einheit auf besonders einfache Weise realisiert und in bestehende Fahrzeugkonzepte integriert werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Traktionsmotor
    14
    Wechselgetriebe
    16
    Antriebswelle
    18
    Achsgetriebeeinrichtung
    20
    Differenzialkorb
    22
    Differenzialgetriebe
    24
    erste Abtriebswelle
    26
    zweite Abtriebswelle
    28
    Räder
    30
    Differenzialsperre
    32, 34
    Lamellen
    36
    getriebeseitige Teilwelle
    38
    radseitige Teilwelle
    40
    Abkoppeleinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102019202599 B3 [0003]

Claims (10)

  1. Achsgetriebeeinrichtung (18) für ein Kraftfahrzeug (10), umfassend einen Differenzialkorb (20) mit einem darin angeordneten Differenzialgetriebe (22) zum Aufteilen eines an einem Eingang des Differenzialgetriebes (22) anliegenden Antriebsmoments auf eine erste Abtriebswelle (24), die an einer ersten Seite des Differenzialkorbs (20) mit diesem gekoppelt ist, und eine zweite Abtriebswelle (26), die in entgegengesetzte Richtungen von dem Differenzialgetriebe (22) ausgehen, eine Differenzialsperre (30) und eine Abkoppeleinheit (40), wobei - die Differenzialsperre (30) an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Differenzialkorbs (20) mit diesem verbunden ist und dazu ausgebildet ist, einen Kraftschluss mit einer getriebeseitigen Teilwelle (36) der zweiten Abtriebswelle (26) zu lösen und unter gradueller Drehzahlanpassung herzustellen, - die Abkoppeleinheit (40) von dem Differenzialgetriebe (22) aus in Richtung der zweiten Abtriebswelle (26) betrachtet hinter der Differenzialsperre (30) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, einen Formschluss zwischen der getriebeseitigen Teilwelle (36) und einer sich zu dieser fluchtend in von dem Differenzialgetriebe (22) abgewandter Richtung erstreckenden radseitigen Teilwelle (38) der zweiten Abtriebswelle (26) herzustellen und zu lösen.
  2. Achsgetriebeeinrichtung (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsgetriebeeinrichtung (18) als Hinterachse für ein Kraftfahrzeug (10) ausgebildet ist.
  3. Achsgetriebeeinrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzialsperre (30) als Reibschlusskupplung, insbesondere als Lamellenkupplung (30, 32, 34), ausgebildet ist.
  4. Achsgetriebeeinrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkoppeleinheit (40) als Klauenkupplung ausgebildet ist.
  5. Achsgetriebeeinrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzialsperre (30) und die Abkoppeleinheit (40) in einem gemeinsamen Modulgehäuse angeordnet sind.
  6. Kraftfahrzeug (10), aufweisend eine Achsgetriebeeinrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zumindest als Teil einer Hinterachsbaugruppe.
  7. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) eine durch einen Traktionsmotor (12) des Kraftfahrzeugs (10) angetriebene Antriebswelle (16) aufweist und diese Antriebswelle (16) momentübertragend an die erste Abtriebswelle (24) gekoppelt ist.
  8. Verfahren zum Betreiben einer Achsgetriebeeinrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder eines Kraftfahrzeugs (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem zum Ankoppeln und Abkoppeln der radseitigen Teilwelle (38) der zweiten Abtriebswelle (26) von dem Differenzialgetriebe (22) die Differenzialsperre (30) und die Abkoppeleinheit (40) automatisch sequenziell betätigt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abkoppeln der radseitigen Teilwelle (38) zunächst die Differenzialsperre (30) geschlossen wird, um den Kraftschluss zwischen dem Differenzialkorb (20) und der zweiten Abtriebswelle (26) herzustellen und erst dann bei geschlossener Differenzialsperre (30) die dann lastfreie Abkoppeleinheit (40) geöffnet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ankoppeln der radseitigen Teilwelle (38) bei geöffneter Abkoppeleinheit (40) zunächst die Differenzialsperre (30) geschlossen wird und erst dann bei geschlossener Differenzialsperre (30) die dann lastfreie Abkoppeleinheit (40) geschlossen wird.
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