DE102021121204B3

DE102021121204B3 - Powertrain device with a differential gear and torque-sensing differential lock

Info

Publication number: DE102021121204B3
Application number: DE102021121204.9A
Authority: DE
Inventors: Johann Averichev; Peter Welker
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2041-08-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangvorrichtung (10) für ein Fahrzeug, aufweisend ein Differentialgetriebe (14) mit einem ein Antriebsdrehmoment zur Fortbewegung des Fahrzeugs einleitenden Differentialantrieb (22), einem abtriebsseitigen ersten Differentialabtrieb 28), einem abtriebsseitigen zweiten Differentialabtrieb (30) und einer Differentialkupplung (78) mit einem wenigstens einen der Differentialabtriebe (28, 30) abhängig von einer Betätigungskraft mit einem Reibmoment beaufschlagenden Reibbereich (84) zur Bereitstellung einer Sperrwirkung des Differentialgetriebes (14), ein das Antriebsdrehmoment über eine Schrägverzahnung zu dem Differentialgetriebe (14) übertragendes Antriebsbauteil (12), wobei das Antriebsbauteil (12) über die Antriebsschrägverzahnung (46) abhängig von einem an dieser anliegenden Drehmoment eine Axialkraft über ein Lagerelement (76) als Betätigungskraft auf wenigstens einen der Differentialabtriebe (28, 30), der drehbar gegenüber dem Antriebsbauteil (12) und axial verschiebbar ist, zur Betätigung der Differentialkupplung (78) ausübt.The invention relates to a drive train device (10) for a vehicle, having a differential gear (14) with a differential drive (22) that initiates a drive torque for moving the vehicle, a first differential output 28 on the output side, a second differential output (30) on the output side, and a differential clutch ( 78) with at least one of the differential output drives (28, 30) depending on an actuating force with a friction torque applied friction area (84) to provide a locking effect of the differential gear (14), a drive torque via a helical gearing to the differential gear (14) transmitting drive component ( 12), wherein the drive component (12), via the drive helical gearing (46) and depending on a torque applied thereto, exerts an axial force via a bearing element (76) as an actuating force on at least one of the differential output drives (28, 30), which is rotatable relative to the drive component (12 ) and is axially displaceable, to actuate the differential clutch (78).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a drive train device according to the preamble of claim 1.

In DE 10 2014 203 522 A1 ist ein Stirnraddifferentialgetriebe beschrieben, mit einem Umlaufgehäuse, einem ersten als Stirnrad ausgeführten Sonnenrad, einem zweiten als Stirnrad ausgeführten Sonnenrad, einer mit dem Umlaufgehäuse umlaufenden Planetenanordnung zur Koppelung der beiden Sonnenräder derart, dass diese zueinander gegensinnig drehbar sind, einer Differentialkupplung, die ein der gegenseitigen Drehbewegung zwischen den Sonnenrädern entgegenwirkendes Reibmoment bewirkt und einer Betätigungsmechanik zur Betätigung der Kupplungseinrichtung. Die Betätigungsmechanik umfasst das erste Sonnenrad, das axial verschiebbar ist und eine Schrägverzahnung aufweist, die eine Axialkraft zur Betätigung der Differentialkupplung abhängig von dem Antriebsdrehmoment an dem ersten Sonnenrad bewirkt.In DE 10 2014 203 522 A1 describes a spur gear differential, with an epicyclic housing, a first sun gear designed as a spur gear, a second sun gear designed as a spur gear, a planetary arrangement rotating with the epicyclic housing for coupling the two sun gears in such a way that they can be rotated in opposite directions, a differential coupling, which is one of the mutual Rotational movement between the sun gears causes counteracting friction and an actuating mechanism for actuating the clutch device. The actuating mechanism includes the first sun gear, which is axially displaceable and has helical gearing, which causes an axial force for actuating the differential clutch depending on the drive torque at the first sun gear.

In DE 10 2017 124 716 A1 ist ein Stirnraddifferential beschrieben, mit einem Gehäuse, in dem ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad drehbar gelagert sind. Das erste Sonnenrad ist ausgelegt, um Drehmoment von einem ersten Planetensatz an eine erste Abtriebswelle zu übertragen. Das zweite Sonnenrad ist ausgelegt, um Drehmoment von einem zweiten Planetensatz an eine zweite Abtriebswelle zu übertragen. An dem ersten Sonnenrad ist ein erstes Sperrelement mit einem konischen Außenumfangsabschnitt angebracht. An dem zweiten Sonnenrad ist ein zweites Sperrelement mit einem konischen Innenumfangsabschnitt angebracht. Das erste Sperrelement ist als ein Reibkonus/Konusring und als von dem ersten Sonnenrad separates Bauteil ausgebildet, während das zweite Sperrelement integral mit dem zweiten Sonnenrad ausgebildet ist. Das erste Sperrelement zwischen den beiden Sonnenrädern ist in Axialrichtung vorgespannt angeordnet, wodurch das Verzahnungsspiel bei geringer Last verringert wird.In DE 10 2017 124 716 A1 describes a spur gear differential with a housing in which a first sun gear and a second sun gear are rotatably mounted. The first sun gear is configured to transfer torque from a first planetary gear set to a first output shaft. The second sun gear is configured to transfer torque from a second planetary gear set to a second output shaft. A first locking member having a tapered outer peripheral portion is attached to the first sun gear. A second locking member having a tapered inner peripheral portion is attached to the second sun gear. The first locking element is designed as a friction cone/cone ring and as a component separate from the first sun gear, while the second locking element is designed integrally with the second sun gear. The first locking element between the two sun gears is arranged in a preloaded manner in the axial direction, which reduces the backlash at low loads.

Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 197 32 614 A1 , die DE 35 35 339 A1 und die DE 38 05 284 A1 verwiesen.As a further prior art on the DE 197 32 614 A1 , the DE 35 35 339 A1 and the DE 38 05 284 A1 referred.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Antriebsstrangvorrichtung mit Differentialsperre zur Verfügung zu stellen, die eine angepasste Betätigung der Differentialkupplung in Abhängigkeit des anliegenden Drehmoments ermöglicht. The object of the present invention is to provide a drive train device with a differential lock that enables an adapted actuation of the differential clutch depending on the applied torque.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Antriebsstrangvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann das die Sperrwirkung auslösende Reibmoment der Differentialkupplung abhängig von dem anliegenden Drehmoment aufgebracht werden. Eine aktive Betätigung der Differentialkupplung kann entfallen. Die Betätigung der Differentialkupplung kann kostengünstiger und bauraumsparender erfolgen. Die Sperrwirkung kann adaptiver eingestellt werden.At least one of these objects is solved by a drive train device for a vehicle having the features according to claim 1. As a result, the frictional torque of the differential clutch that triggers the locking effect can be applied as a function of the torque applied. Active actuation of the differential clutch can be omitted. The differential clutch can be actuated more cost-effectively and in a space-saving manner. The locking effect can be adjusted more adaptively.

Wenn zwei Bauteile in Verzahnungseingriff stehen, dann ist damit gemeint, dass diese über eine Verzahnung zur Übertragung eines Drehmoments unmittelbar miteinander verbunden sind.When two components are in meshing engagement, this means that they are directly connected to one another via gearing for the transmission of torque.

Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Antriebsmoment kann von einem Antriebselement, beispielsweise einem Elektromotor und/oder Verbrennungsmotor bereitgestellt werden. Die Antriebsstrangvorrichtung kann in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs wirksam zwischen dem Antriebselement und einem Fahrzeugabtrieb, beispielsweise Fahrzeugrädern, angeordnet sein.The vehicle can be an automobile. The drive torque can be provided by a drive element, for example an electric motor and/or an internal combustion engine. The powertrain device may be operatively disposed in a powertrain of the vehicle between the input member and a vehicle output, such as vehicle wheels.

Das Differentialgetriebe kann ein Achsdifferential sein, um an zwei Fahrzeugrädern einer Fahrzeugachse eine Verteilung des Antriebsdrehmoments, insbesondere ein gleichverteiltes Antriebsdrehmoment, umzusetzen und eine unterschiedliche Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder untereinander, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs, zuzulassen.The differential gear can be an axle differential in order to implement a distribution of the drive torque, in particular an evenly distributed drive torque, on two vehicle wheels of a vehicle axle and to allow the vehicle wheels to rotate at different speeds, for example when the vehicle is cornering.

Das Differentialgetriebe kann ein Zentraldifferential in einem allradgetriebenen Fahrzeug sein, um die Antriebsleistung auf zwei oder mehr angetriebene Fahrzeugachsen des Fahrzeugs zu verteilen.The differential gear can be a center differential in an all-wheel drive vehicle in order to distribute the drive power to two or more driven vehicle axles of the vehicle.

Der erste und zweite Differentialabtrieb sind erfindungsgemäß axial nebeneinander und koaxial zueinander angeordnet sein. Der erste Differentialabtrieb kann mit einem ersten Fahrzeugrad und der zweite Differentialabtrieb mit einem zweiten Fahrzeugrad einer Fahrzeugachse des Fahrzeugs drehmomentübertragbar verbunden sein. Der erste Differentialabtrieb kann mit einer Vorderachse und der zweite Differentialabtrieb kann mit einer Hinterachse des Fahrzeugs drehmomentübertragbar verbunden sein.According to the invention, the first and second differential output are arranged axially next to one another and coaxially with one another. The first differential output can be connected in a torque-transmittable manner to a first vehicle wheel and the second differential output to a second vehicle wheel of a vehicle axle of the vehicle. The first differential output can be connected in a torque-transmittable manner to a front axle and the second differential output can be connected to a rear axle of the vehicle.

Der erste Differentialabtrieb kann als erstes Differentialsonnenrad ausgeführt sein. Der zweite Differentialabtrieb kann als zweites Differentialsonnenrad ausgeführt sein.The first differential output can be designed as a first differential sun wheel. The second differential output can be designed as a second differential sun wheel.

Das Differentialgetriebe kann ein Stirnraddifferential sein. Der erste Differentialabtrieb kann mit einer ersten Gruppe von Ausgleichsrädern in Verzahnungseingriff stehen. Der zweite Differentialabtrieb kann mit einer zweiten Gruppe von Ausgleichsrädern in Verzahnungseingriff stehen. Ein Ausgleichsrad der ersten Gruppe kann jeweils mit einem Ausgleichsrad der zweiten Gruppe in Verzahnungseingriff stehen. Die Ausgleichsräder können drehbar an dem Differentialantrieb aufgenommen sein. Die Drehmomentübertragung zwischen dem Differentialantrieb und dem ersten und zweiten Differentialabtrieb kann über die Ausgleichsräder erfolgen. Die Ausgleichsräder können als Differentialplanetenrad bezeichnet werden.The differential gear can be a spur gear differential. The first differential output can be in meshing engagement with a first set of differential gears. The second differential output may mesh with a second set of differential gears. A differential gear of the first group can be in meshing engagement with a differential gear of the second group. The balance wheels can be rotatably received on the differential drive. The torque can be transmitted between the differential drive and the first and second differential output via the differential gears. The balance gears can be referred to as a differential planet gear.

Das Differentialgetriebe kann ein Kegelraddifferential sein. Der erste Differentialabtrieb und der zweite Differentialabtrieb können über wenigstens zwei Kegelräder mit dem Differentialantrieb in Verzahnungseingriff stehen. Die Kegelräder können drehbar und mitdrehend an dem Differentialantrieb aufgenommen sein. Die Drehmomentübertragung zwischen dem Differentialantrieb und dem ersten und zweiten Differentialabtrieb kann über die Kegelräder erfolgen.The differential gear can be a bevel gear differential. The first differential output and the second differential output can be in meshing engagement with the differential drive via at least two bevel gears. The bevel gears can be rotatably and co-rotatingly accommodated on the differential drive. Torque can be transmitted between the differential drive and the first and second differential output via the bevel gears.

Die über die Differentialkupplung abhängig von dem Reibmoment aufgebaute Sperrwirkung kann durch den Sperrwert beschrieben werden. Über die Sperrwirkung kann ein Drehmomentunterschied zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb verringert werden. Die Differentialkupplung kann wirksam zwischen dem ersten Differentialabtrieb und dem zweiten Differentialabtrieb oder wirksam zwischen dem ersten oder zweiten Differentialabtrieb und dem Differentialantrieb angeordnet sein.The locking effect built up via the differential clutch as a function of the friction torque can be described by the locking value. A torque difference between the first and second differential output can be reduced via the blocking effect. The differential clutch may be operatively disposed between the first differential output and the second differential output, or operatively disposed between the first or second differential output and the differential drive.

Das Lagerelement kann ein Axiallager sein. Das Lagerelement kann ein Wälzlager sein. Das Antriebsbauteil kann über das Lagerelement radial und/oder axial gelagert sein.The bearing element can be an axial bearing. The bearing element can be a roller bearing. The drive component can be mounted radially and/or axially via the bearing element.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Lagerelement axial zwischen der Antriebsschrägverzahnung und der Differentialkupplung angeordnet ist. Das Lagerelement kann zumindest teilweise radial überlappend zu dem Reibbereich angeordnet sein. Das Lagerelement kann radial innerhalb von dem Reibbereich angeordnet sein.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the bearing element is arranged axially between the drive helical toothing and the differential clutch. The bearing element can be arranged at least partially radially overlapping the friction area. The bearing element can be arranged radially inside of the friction area.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das Antriebsbauteil mit einer wirksam zwischen dem Antriebsbauteil und dem Differentialantrieb angeordneten Übertragungsvorrichtung über die Schrägverzahnung in Verzahnungseingriff steht. Die Übertragungsvorrichtung kann ein Planetengetriebe mit an einem Planetenradträger aufgenommenen Planetenrädern aufweisen. Das Lagerelement kann zumindest teilweise axial überlappend zu wenigstens einer Verzahnung der Planetenräder angeordnet sein. Die Übertragungsvorrichtung kann ein Drehmoment zwischen dem Differentialantrieb und dem Antriebsbauteil übertragen. Das Drehmoment kann ein Zugmoment, das von dem Antriebsbauteil an das Differentialgetriebe übertragbar ist oder ein Schubmoment, das von dem Differentialgetriebe an das Antriebsbauteil übertragbar ist, sein.In an embodiment of the invention according to the invention, it is advantageous if the drive component is in meshing engagement with a transmission device arranged effectively between the drive component and the differential drive via the helical gearing. The transmission device can have a planetary gear with planetary gears accommodated on a planetary gear carrier. The bearing element can be arranged at least partially axially overlapping at least one toothing of the planet gears. The transfer device can transfer torque between the differential drive and the drive member. The torque can be a traction torque, which can be transmitted from the drive component to the differential gear, or a thrust torque, which can be transmitted from the differential gear to the drive component.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Planetenräder jeweils als Stufenplanet mit einer kleinen Planetenverzahnung und einer großen Planetenverzahnung ausgeführt sind und das Lagerelement zumindest teilweise axial überlappend zu der kleinen Planetenverzahnung des Stufenplaneten angeordnet ist. Dadurch kann der radial innerhalb von der kleinen Planetenverzahnung vorhandene Bauraum zur Anordnung des Lagerelements genutzt werden. Unter kleiner Planetenverzahnung wird die Verzahnung des Stufenplaneten mit einem kleineren Durchmesser als die, bevorzugt axial dazu beabstandete, große Verzahnung des Stufenplaneten mit einem größeren Durchmesser verstanden.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the planet gears are each designed as a stepped planet with a small planetary gearing and a large planetary gearing and the bearing element is arranged at least partially axially overlapping the small planetary gearing of the stepped planetary gear. As a result, the structural space available radially within the small planetary toothing can be used for arranging the bearing element. Small planetary gearing is understood as meaning the gearing of the stepped planet with a smaller diameter than the large gearing of the stepped planet with a larger diameter, preferably spaced axially therefrom.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Planetengetriebe ein mit den Planetenrädern unmittelbar in Verzahnungseingriff stehendes Sonnenrad aufweist, wobei das Antriebsbauteil mit dem Sonnenrad wenigstens drehfest verbunden ist. Das Antriebsbauteil kann mit dem Sonnenrad form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Das Antriebsbauteil kann mit dem Sonnenrad einteilig ausgeführt sein. Das Lagerelement kann axial beabstandet zu der Antriebsschrägverzahnung, insbesondere zu dem Verzahnungseingriff zwischen dem Sonnenrad und den Planetenrädern, angeordnet sein.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the planetary gear has a sun wheel which is directly in meshing engagement with the planet wheels, the drive component being connected to the sun wheel at least in a rotationally fixed manner. The drive component can be positively, non-positively and/or materially connected to the sun gear. The drive component can be made in one piece with the sun gear. The bearing element can be arranged at an axial distance from the helical drive gearing, in particular from the gear meshing between the sun gear and the planetary gears.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der die Differentialkupplung abhängig von der Betätigungskraft ein Reibmoment unmittelbar wirksam zwischen dem ersten Differentialabtrieb und dem zweiten Differentialabtrieb oder unmittelbar wirksam zwischen dem ersten oder zweiten Differentialabtrieb und dem Differentialantrieb ausübt. Dadurch kann die Sperrwirkung an die Fahrbedingungen mit dem Fahrzeug angepasst werden.A preferred embodiment of the invention is advantageous in which the differential clutch, depending on the actuating force, exerts a friction torque directly between the first differential output and the second differential output or directly between the first or second differential output and the differential drive. As a result, the locking effect can be adapted to the driving conditions with the vehicle.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Differentialkupplung als Lamellenkupplung mit wenigstens einer dem Reibbereich zugeordneten Kupplungslamelle ausgeführt ist. Die Differentialkupplung kann als nass oder trocken laufende Lamellenkupplung ausgeführt sein. Wenigstens eine der Kupplungslamellen kann einen Reibbelag tragen. Die wenigstens eine Kupplungslamelle kann an einem Lamellenträger verzahnt aufgenommen sein. Der die Betätigungskraft auf die Differentialkupplung einleitende Differentialabtrieb kann mit dem Lamellenträger fest verbunden, bevorzugt einteilig ausgeführt, sein.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the differential clutch is designed as a multi-plate clutch with at least one clutch plate assigned to the friction area. The differential clutch can be designed as a wet or dry multi-plate clutch. At least one of the clutch plates can wear a friction lining. The at least one clutch plate can be accommodated in a toothed manner on a plate carrier. The differential output that initiates the actuating force on the differential clutch can be firmly connected to the disk carrier, preferably designed in one piece.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Differentialkupplung als erste Differentialkupplung ausgeführt ist und wenigstens eine weitere zweite Differentialkupplung mit einem wenigstens einen der Differentialabtriebe abhängig von einer Betätigungskraft mit einem Reibmoment belastenden Reibbereich angeordnet ist. Die zweite Differentialkupplung kann wirksam zwischen dem ersten Differentialabtrieb und dem zweiten Differentialabtrieb oder wirksam zwischen dem ersten oder zweiten Differentialabtrieb und dem Differentialantrieb angeordnet sein.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the differential clutch is designed as a first differential clutch and at least one further second differential clutch is arranged with at least one of the differential output drives depending on an actuating force with a frictional torque-loading friction area. The second differential clutch may be operatively disposed between the first differential output and the second differential output, or operatively disposed between the first or second differential output and the differential drive.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der ein die Differentialkupplung mit einer Federkraft zur Betätigung beaufschlagendes Federelement angeordnet ist. Die Differentialkupplung kann dadurch auch bei ausbleibendem Drehmoment an der Antriebsschrägverzahnung ein Reibmoment auf den Differentialabtrieb aufbauen. Das Federelement kann in Bezug auf eine Übertragung der Axialkraft zwischen dem Antriebsbauteil und der Differentialkupplung in Reihe wirksam angeordnet sein.A preferred embodiment of the invention is advantageous in which a spring element is arranged which acts on the differential clutch with a spring force for actuation. As a result, the differential clutch can build up a friction torque on the differential output even when there is no torque on the drive helical gearing. The spring element may be operatively arranged in series with respect to transmission of the axial force between the drive member and the differential clutch.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der ein Kraftüberbrückungselement angeordnet ist, das einen axialen Freiweg wirksam zwischen dem Antriebsbauteil und der Differentialkupplung in Bezug auf einen Übertragungsweg der Axialkraft umsetzt und das bei anliegender Axialkraft eine Betätigungskraft auf die Differentialkupplung überträgt, sobald der Freiweg aufgebraucht ist. Ist die Axialkraft kleiner als eine über das Kraftüberbrückungselement ausgleichbare Gegenkraft, dann kann die Differentialkupplung über die Axialkraft unbetätigt bleiben.A preferred embodiment of the invention is advantageous in which a force bridging element is arranged, which effectively converts an axial free travel between the drive component and the differential clutch with respect to a transmission path of the axial force and, when the axial force is applied, transmits an actuating force to the differential clutch as soon as the free travel is used up is. If the axial force is smaller than a counterforce that can be compensated for via the force bridging element, then the differential clutch can remain unactuated via the axial force.

Das Kraftüberbrückungselement kann einen Betätigungsring aufweisen, der zur Umsetzung des Freiwegs axial beabstandet zu einem an der Kraftübertragung beteiligten Bauteile angeordnet ist. Das Kraftüberbrückungselement ist bevorzugt in Reihe wirksam in dem Kraftübertragungsweg der Axialkraft zur Betätigung der Differentialkupplung angeordnet.The force bridging element can have an actuating ring which is arranged at an axial distance from a component involved in the force transmission in order to implement the free travel. The force bridging element is preferably arranged operatively in series in the force transmission path of the axial force for actuating the differential clutch.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.Further advantages and advantageous configurations of the invention result from the description of the figures and the illustrations.

Figurenlistecharacter list

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

1: Einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
2: Einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
3: Einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
4: Einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
5: Einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
6: Einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
7: Einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
8: Einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
9: Einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

The invention is described in detail below with reference to the figures. They show in detail:

1 : A cross section of a power train device in a specific embodiment of the invention.
2 : A cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention.
3 : A cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention.
4 : A cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention.
5 : A cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention.
6 : A cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention.
7 : A detail of a cross section of a drive train device in a further special embodiment of the invention.
8th : A detail of a cross section of a drive train device in a further special embodiment of the invention.
9 : A detail of a cross section of a drive train device in a further special embodiment of the invention.

1 zeigt einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangvorrichtung 10 ist in einem Fahrzeug angeordnet und umfasst ein Antriebsbauteil 12 und ein Differentialgetriebe 14. Das Antriebsbauteil 12 ist mit einer Antriebswelle 16 über eine Steckverzahnung 18 verbunden. Die Antriebswelle 16 ist mit einem ein Antriebsdrehmoment bereitstellenden Antriebselement, beispielsweise einem Elektromotor, verbunden. Das Antriebsdrehmoment ist über die Antriebswelle 16 und die Steckverzahnung 18 auf das Antriebsbauteil 12 übertragbar. 1 Fig. 12 shows a cross section of a power train device in a specific embodiment of the invention. The powertrain apparatus 10 is disposed in a vehicle and includes a drive member 12 and a differential gear 14. The drive member 12 is connected to a drive shaft 16 via splines 18. As shown in FIG. The drive shaft 16 is connected to a drive element providing a drive torque, for example an electric motor. The drive torque can be transmitted to the drive component 12 via the drive shaft 16 and the splines 18 .

Das Differentialgetriebe 14 ist hier als Stirnraddifferential 20 ausgeführt und umfasst einen Differentialantrieb 22, der als Differentialträger 24 ausgeführt ist und mehrere Ausgleichsräder 26 drehbar aufnimmt. Der Differentialantrieb 22 ist über die Ausgleichsräder 26 mit einem abtriebsseitigen ersten Differentialabtrieb 28 und einem abtriebsseitigen zweiten Differentialabtrieb 30 verbunden. Der erste Differentialabtrieb 28 ist als erstes Differentialsonnenrad 32 und der zweite Differentialabtrieb 30 ist als zweites Differentialsonnenrad 34 ausgeführt.The differential gear 14 is designed here as a spur gear differential 20 and includes a differential drive 22, which is designed as a differential carrier 24 and accommodates a plurality of differential gears 26 in a rotatable manner. The differential drive 22 is connected via the differential gears 26 to a first differential output 28 on the output side and a second differential output 30 on the output side. The first differential output 28 is designed as a first differential sun gear 32 and the second differential output 30 is designed as a second differential sun gear 34 .

Dabei steht eine erste Gruppe 36 an Ausgleichsrädern 26 mit dem ersten Differentialabtrieb 28 und eine zweite Gruppe 38 an Ausgleichsrädern 26 mit dem zweiten Differentialabtrieb 30 in Verzahnungseingriff. Ein jeweiliges Ausgleichsrad 26 der ersten Gruppe 36 steht in Verzahnungseingriff mit einem jeweiligen Ausgleichsrad 26 der zweiten Gruppe 38. Der erste Differentialabtrieb 28 ist mit einer ersten Abtriebswelle 40 über einen Verzahnungseingriff 42 und der zweite Differentialabtrieb 30 ist mit einer zweiten Abtriebswelle über einen Verzahnungseingriff verbunden. Die erste Abtriebswelle 40 ist beispielsweise mit einem ersten Fahrzeugrad und die zweite Abtriebswelle mit einem zweiten Fahrzeugrad zur Fortbewegung des Fahrzeugs verbunden. Das Differentialgetriebe 14 ist damit als Achsdifferential ausgeführt.A first group 36 of differential gears 26 meshes with the first differential output 28 and a second group 38 of differential gears 26 meshes with the second differential output 30 . A respective differential gear 26 of the first group 36 is in meshing engagement with a respective differential gear 26 of the second group 38. The first differential output 28 is connected to a first output shaft 40 via a gear voltage engagement 42 and the second differential output 30 is connected to a second output shaft via a toothed engagement. The first output shaft 40 is connected, for example, to a first vehicle wheel and the second output shaft is connected to a second vehicle wheel for vehicle propulsion. The differential gear 14 is thus designed as an axle differential.

Das Antriebsbauteil 12 steht mit einer wirksam zwischen dem Antriebselement und dem Differentialantrieb 22 angeordneten Übertragungsvorrichtung 44 über eine Antriebsschrägverzahnung 46 in Verzahnungseingriff. Die Übertragungsvorrichtung 44 weist ein Planetengetriebe 48 mit einem Sonnenrad 50 und an einem Planetenradträger 52 aufgenommene Planetenräder 54 auf. Die Planetenräder 54 sind jeweils als Stufenplanet 56 mit einer kleinen Planetenverzahnung 58 und einer großen Planetenverzahnung 60 ausgeführt. Die große Planetenverzahnung 60 steht in Verzahnungseingriff mit einem ersten Hohlrad 62 und die kleine Planetenverzahnung 58 steht in Verzahnungseingriff mit einem zweiten Hohlrad 64.The drive member 12 meshes with a transmission device 44 operatively disposed between the drive member and the differential drive 22 via drive helical gearing 46 . The transmission device 44 has a planetary gear 48 with a sun wheel 50 and planet wheels 54 accommodated on a planet wheel carrier 52 . The planet gears 54 are each designed as stepped planets 56 with a small planetary gearing 58 and a large planetary gearing 60 . The large planetary gearing 60 meshes with a first ring gear 62 and the small planetary gearing 58 meshes with a second ring gear 64.

Das erste Hohlrad 62 ist über eine erste Getriebekupplung 66 und das zweite Hohlrad 64 ist über eine zweite Getriebekupplung 68 gegenüber einem das Planetengetriebe 48 und das Differentialgetriebe 14 aufnehmenden Getriebegehäuse 70 durch ein von einer Betätigungskraft abhängiges Reibmoment abstützbar. Hierfür weist die erste und zweite Getriebekupplung 66, 68 jeweils einen Reibbereich 72 mit mehreren Kupplungslamellen 74 auf, die abhängig von der Betätigungskraft miteinander reibschlüssig verbunden werden können.The first ring gear 62 can be supported via a first gear clutch 66 and the second ring gear 64 can be supported via a second gear clutch 68 relative to a gear housing 70 accommodating the planetary gear 48 and the differential gear 14 by a frictional torque dependent on an actuating force. For this purpose, the first and second transmission clutch 66, 68 each have a friction area 72 with a plurality of clutch plates 74, which can be connected to one another by friction depending on the actuating force.

Das Sonnenrad 50 ist einteilig mit dem Antriebsbauteil 12 ausgeführt. Hierfür ist an einem Aussenumfang des Antriebsbauteils 12 die Antriebsschrägverzahnung 46 ausgeführt, die unmittelbar in eine entsprechende Antriebsschrägverzahnung an der großen Planetenverzahnung 60 des Planetenrads 56 eingreift. Ein Lagerelement 76 ist wirksam zwischen dem Antriebsbauteil 12 und dem ersten Differentialabtrieb 28 angeordnet. Das Antriebsbauteil 12 ist über das Lagerelement 76 gegenüber dem Differentialträger 24 drehbar. Bei einem auf die Antriebsschrägverzahnung 46 einwirkendem Drehmoment zwischen dem Antriebsbauteil 12 und dem Planetenrad 54 entsteht eine Axialkraft, die über das Lagerelement 76 auf den ersten Differentialabtrieb 28 wirkt.The sun gear 50 is designed in one piece with the drive component 12 . For this purpose, the helical drive gearing 46 is designed on an outer circumference of the drive component 12 and engages directly with a corresponding helical drive gearing on the large planetary gearing 60 of the planet wheel 56 . A bearing element 76 is operatively disposed between the input component 12 and the first differential output 28 . The drive component 12 can be rotated relative to the differential carrier 24 via the bearing element 76 . When a torque acts on the helical drive gearing 46 between the drive component 12 and the planet gear 54 , an axial force is produced which acts on the first differential output 28 via the bearing element 76 .

Eine Differentialkupplung 78 ist wirksam zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 angeordnet. Die Differentialkupplung 78 ist als Lamellenkupplung 80 ausgeführt, aufweisend mehrere Kupplungslamellen 82 die einen Reibbereich 84 der Differentialkupplung 78 bilden. Abhängig von einer Betätigungskraft auf den Reibbereich 84 wird zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 ein Reibmoment aufgebaut, wodurch der erste und zweite Differentialabtrieb 28, 30 reibschlüssig miteinander verbunden werden können und dabei eine Sperrwirkung des Differentialgetriebes 14 umsetzen.A differential clutch 78 is operatively disposed between the first and second differential outputs 28,30. The differential clutch 78 is designed as a multi-plate clutch 80 having a plurality of clutch plates 82 which form a friction area 84 of the differential clutch 78 . Depending on an actuating force on the friction area 84, a friction torque is built up between the first and second differential output 28, 30, as a result of which the first and second differential output 28, 30 can be frictionally connected to one another and thereby implement a locking effect of the differential gear 14.

Der erste Differentialabtrieb 28 ist axial verschiebbar aufgenommen und eine über die Antriebsschrägverzahnung 46 des Antriebsbauteils 12 aufgebaute Axialkraft wird über das Lagerelement 76 auf den ersten Differentialabtrieb 28 geleitet und damit die Differentialkupplung 78 abhängig von der Betätigungskraft betätigt. Dabei wird die Differentialkupplung 78 bei anliegender Betätigungskraft geschlossen und das zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 aufgebaute Reibmoment hängt von der Betätigungskraft ab. Je größer das an dem Antriebsbauteil 12 anliegende Drehmoment ist, umso größer ist die Axialkraft und damit die Betätigungskraft und dadurch das Reibmoment und die Sperrwirkung.The first differential output 28 is accommodated in an axially displaceable manner and an axial force built up via the drive helical gearing 46 of the drive component 12 is conducted via the bearing element 76 to the first differential output 28 and the differential clutch 78 is thus actuated as a function of the actuating force. The differential clutch 78 is closed when the actuating force is present and the frictional torque built up between the first and second differential output 28, 30 depends on the actuating force. The greater the torque applied to the drive component 12, the greater the axial force and thus the actuating force and thus the friction torque and the locking effect.

Das Lagerelement 76 ist axial überlappend zu der kleinen Planetenverzahnung 58 des Stufenplaneten 56 angeordnet und axial zwischen der Antriebsschrägverzahnung 46 und der Differentialkupplung 78 aufgenommen.The bearing element 76 is arranged in an axially overlapping manner with respect to the small planetary gearing 58 of the stepped planetary gear 56 and is received axially between the drive helical gearing 46 and the differential clutch 78 .

2 zeigt einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangvorrichtung 10 umfasst ein als Stirnraddifferential 20 ausgeführtes und 2-Wege-Sperrdifferential wirkendes Differentialgetriebe 14 mit einer ersten Differentialkupplung 78.1, die wirksam zwischen dem ersten Differentialabtrieb 28 und dem Differentialträger 24 angeordnet ist, einer zweiten Differentialkupplung 78.2, die wirksam zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 angeordnet ist und einer dritten Differentialkupplung 78.3, die wirksam zwischen dem zweiten Differentialabtrieb 30 und dem Differentialträger 24 angeordnet ist. 2 Fig. 12 shows a cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention. The drive train device 10 comprises a differential gear 14 designed as a spur gear differential 20 and acting as a 2-way locking differential, with a first differential clutch 78.1, which is arranged operatively between the first differential output 28 and the differential carrier 24, a second differential clutch 78.2, which is operatively arranged between the first and second Differential output 28, 30 is arranged and a third differential clutch 78.3, which is operatively arranged between the second differential output 30 and the differential carrier 24.

Das 2-Wege-Sperrdifferential ist drehmomentfühlend wirksam und ermöglicht über die jeweiligen Differentialkupplungen 78.1, 78.2, 78.3 eine Sperrwirkung im Zugbetrieb und im Schubbetrieb des Fahrzeugs. Insbesondere bei einem Frontantrieb mit dem an der Fahrzeugachse angeordneten Sperrdifferential ist diese Funktion wirkungsvoll.The 2-way limited-slip differential is torque-sensing and, via the respective differential clutches 78.1, 78.2, 78.3, enables a locking effect in traction mode and in overrun mode of the vehicle. This function is particularly effective in the case of a front-wheel drive with the locking differential arranged on the vehicle axle.

Der erste und zweite Differentialabtrieb 28, 30 ist jeweils axial verschiebbar und eine von dem Antriebsbauteil 12 in eine erste Axialrichtung 88 wirkende Axialkraft durch ein zwischen dem Antriebsbauteil 12 und der hier ausgeblendeten Übertragungsvorrichtung anliegendes Drehmoment als Zugmoment an der Antriebsschrägverzahnung 46 wird über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf die zweite Differentialkupplung 78.2 übertragen und betätigt die zweite Differentialkupplung 78.2 abhängig von der Betätigungskraft. Die Betätigungskraft betätigt neben der zweiten Differentialkupplung 78.2 auch die dritte Differentialkupplung 78.3 über den zweiten Differentialabtrieb 30.The first and second differential output 28, 30 are each axially displaceable and an axial force acting from the drive component 12 in a first axial direction 88 by a torque applied between the drive component 12 and the transmission device shown here as a tensile torque on the drive helical gearing 46 is transmitted via the bearing element 76 as an actuating force to the second differential clutch 78.2 and actuates the second differential clutch 78.2 as a function of the actuating force. In addition to the second differential clutch 78.2, the actuating force also actuates the third differential clutch 78.3 via the second differential output 30.

Bei einem an der Antriebsschrägverzahnung 46 anliegenden Schubmoment bewirkt das Antriebsbauteil 12 eine Axialkraft in eine der ersten Axialrichtung 88 entgegengesetzte zweite Axialrichtung 90. Die Axialkraft ist über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf die erste Differentialkupplung 78.1 wirksam, die abhängig von der Betätigungskraft betätigt wird und ein Reibmoment zwischen dem Differentialträger 24 und dem ersten Differentialabtrieb 28 aufbaut.When a thrust torque is applied to the drive helical gearing 46, the drive component 12 causes an axial force in a second axial direction 90 opposite the first axial direction 88. The axial force is effective via the bearing element 76 as an actuating force on the first differential clutch 78.1, which is actuated depending on the actuating force and on Frictional torque between the differential carrier 24 and the first differential output 28 builds up.

Abhängig von der Anzahl und Anordnung der Differentialkupplungen 78.1, 78.2, 78.3 und weiterhin abhängig von dem Wirkdurchmesser des jeweiligen Reibbereichs 72 der Differentialkupplungen 78.1, 78.2, 78.3 und auch abhängig von der Anzahl der Kupplungslamellen 74 der als Lamellenkupplungen 80 ausgeführten Differentialkupplungen 78.1, 78.2, 78.3 kann die Wirkung der Sperrfunktion des Differentialgetriebes 14 beeinflusst werden. Beispielsweise kann abhängig von diesen Parametern ein Vollsperrdifferential, ein 1-Wege-Sperrdifferential, ein 1,5-Wege-Sperrdifferential, ein 1 ,x-Wege-Sperrdifferential oder ein 2-Wege-Sperrdifferential, wie in dem vorliegenden Beispiel, umgesetzt werden.Depending on the number and arrangement of the differential clutches 78.1, 78.2, 78.3 and furthermore depending on the effective diameter of the respective friction area 72 of the differential clutches 78.1, 78.2, 78.3 and also depending on the number of clutch plates 74 of the differential clutches 78.1, 78.2, 78.3 designed as plate clutches 80 the effect of the locking function of the differential gear 14 can be influenced. For example, depending on these parameters, a full locking differential, a 1-way locking differential, a 1.5-way locking differential, a 1.x-way locking differential or a 2-way locking differential, as in the present example, are implemented.

3 zeigt einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangvorrichtung 10 umfasst ein als Stirnraddifferential 20 ausgeführtes und als 1-Wege-Sperrdifferential drehmomentfühlend wirksames Differentialgetriebe 14. Das Antriebsbauteil 12 bewirkt durch die Antriebsschrägverzahnung 46 bei anliegendem Drehmoment eine Axialkraft, die über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf den ersten Differentialabtrieb 28 wirkt, der axial verschiebbar ist und die Betätigungskraft auf die Differentialkupplung 78 weiterleitet, die abhängig von der Betätigungskraft ein Reibmoment zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 aufbaut. 3 Fig. 12 shows a cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention. The drive train device 10 comprises a differential gear 14 designed as a spur gear differential 20 and effective as a 1-way locking differential with torque sensing. The drive component 12 causes an axial force through the drive helical gearing 46 when torque is applied, which acts as an actuating force on the first differential output 28 via the bearing element 76, the is axially displaceable and transmits the actuating force to the differential clutch 78, which builds up a friction torque between the first and second differential output 28, 30 depending on the actuating force.

Dabei ist die Sperrwirkung ausschließlich bei einem Zugmoment an dem Antriebsbauteil 12 wirksam. Dabei wirkt die Axialkraft in die erste Axialrichtung 88. Bei einem Schubmoment an dem Antriebsbauteil 12 ist das Antriebsbauteil 12 von dem ersten Differentialabtrieb 28 kraftwirksam entkoppelt. Das Lagerelement 76 ist radial zwischen dem Antriebsbauteil 12 und dem Differentialträger 24 angeordnet.The blocking effect is only effective when there is a tensile torque on the drive component 12 . The axial force acts in the first axial direction 88. When there is a thrust torque on the drive component 12, the drive component 12 is force-effectively decoupled from the first differential output 28. The bearing element 76 is arranged radially between the drive component 12 and the differential carrier 24 .

4 zeigt einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangvorrichtung 10 umfasst ein als Stirnraddifferential 20 ausgeführtes und als 2-Wege-Sperrdifferential drehmomentfühlend wirkendes Differentialgetriebe 14. Das Antriebsbauteil 12 bewirkt durch die Antriebsschrägverzahnung 46 bei anliegendem Zugmoment eine Axialkraft, die über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf den axial verschiebbaren ersten Differentialabtrieb 28 und darüber als Betätigungskraft auf die erste Differentialkupplung 78.1 wirkt, die wirksam zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 angeordnet ist. Bei einem Schubmoment an dem Antriebselement bewirkt die Antriebsschrägverzahnung 46 eine Axialkraft, die über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf den ersten Differentialabtrieb 28 und darüber als Betätigungskraft auf die zweite Differentialkupplung 78.2, die wirksam zwischen dem ersten Differentialabtrieb 28 und dem Differentialträger 24 angeordnet ist, wirkt. 4 Fig. 12 shows a cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention. The drive train device 10 comprises a differential gear 14 designed as a spur gear differential 20 and acting as a torque-sensing 2-way locking differential. The drive component 12 causes an axial force through the drive helical gearing 46 when a tensile torque is applied, which via the bearing element 76 acts as an actuating force on the axially displaceable first differential output 28 and acts as an actuating force on the first differential clutch 78.1, which is effectively arranged between the first and second differential output 28, 30. When there is a thrust torque on the drive element, the helical drive gearing 46 causes an axial force which acts via the bearing element 76 as an actuating force on the first differential output 28 and via this as an actuating force on the second differential clutch 78.2, which is effectively arranged between the first differential output 28 and the differential carrier 24 .

5 zeigt einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangvorrichtung 10 umfasst ein als Stirnraddifferential 20 ausgeführtes und als 2-Wege-Sperrdifferential drehmomentfühlend wirkendes Differentialgetriebe 14. Das Antriebsbauteil 12 bewirkt durch die Antriebsschrägverzahnung 46 bei anliegendem Zugmoment eine Axialkraft, die über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf den axial verschiebbaren ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 und darüber als Betätigungskraft auf die erste Differentialkupplung 78.1 wirkt, die wirksam zwischen dem zweiten Differentialabtrieb 30 und dem Differentialträger 24 angeordnet ist. Bei einem Schubmoment an dem Antriebselement bewirkt die Antriebsschrägverzahnung 46 eine Axialkraft, die über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf den ersten Differentialabtrieb 28 und darüber als Betätigungskraft auf die zweite Differentialkupplung 78.2, die wirksam zwischen dem ersten Differentialabtrieb 28 und dem Differentialträger 24 angeordnet ist, wirkt. 5 Fig. 12 shows a cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention. The drive train device 10 comprises a differential gear 14 designed as a spur gear differential 20 and acting as a torque-sensing 2-way locking differential. The drive component 12 causes an axial force through the drive helical gearing 46 when a tensile torque is applied, which via the bearing element 76 acts as an actuating force on the axially displaceable first and second differential output 28, 30 and above acts as an actuating force on the first differential clutch 78.1, which is effectively arranged between the second differential output 30 and the differential carrier 24. When there is a thrust torque on the drive element, the helical drive gearing 46 causes an axial force which acts via the bearing element 76 as an actuating force on the first differential output 28 and via this as an actuating force on the second differential clutch 78.2, which is effectively arranged between the first differential output 28 and the differential carrier 24 .

6 zeigt einen Querschnitt einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangvorrichtung 10 umfasst ein als Kegelraddifferential 91 ausgeführtes und als 1-Wege-Sperrdifferential drehmomentfühlend wirkendes Differentialgetriebe 14. Das Antriebsbauteil 12 bewirkt durch die Antriebsschrägverzahnung 46 bei anliegendem Zugmoment eine Axialkraft, die über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf den axial verschiebbaren ersten Differentialabtrieb 28 und darüber als Betätigungskraft auf die Differentialkupplung 78 wirkt, die wirksam zwischen dem ersten Differentialabtrieb 28 und dem Differentialträger 24 angeordnet ist. 6 Fig. 12 shows a cross section of a power train device in another specific embodiment of the invention. The drive train device 10 comprises a differential gear 14 designed as a bevel gear differential 91 and acting as a torque-sensing 1-way locking differential. The drive component 12 causes an axial force through the drive helical gearing 46 when a tensile torque is applied, which via the bearing element 76 acts as an actuating force on the axially displaceable first differential output 28 and acts as an actuating force on the differential clutch 78 which is operatively disposed between the first differential output 28 and the differential carrier 24.

Das Antriebsbauteil 12 steht mit einer wirksam zwischen dem Antriebselement und dem Differentialträger 24 als Differentialantrieb 22 angeordneten Übertragungsvorrichtung 44 über die Antriebsschrägverzahnung 46 in Verzahnungseingriff. Die Übertragungsvorrichtung 44 weist das Planetengetriebe 48 mit dem Sonnenrad 50 und an dem Planetenradträger 52 aufgenommene Planetenräder 54 auf. Die Planetenräder 54 sind jeweils als Stufenplanet 56 mit einer kleinen Planetenverzahnung 58 und einer großen Planetenverzahnung 60 ausgeführt.The drive component 12 is in meshing engagement with a transmission device 44 operatively arranged between the drive element and the differential carrier 24 as a differential drive 22 via the drive helical gearing 46 . The transmission device 44 has the planetary gear 48 with the sun wheel 50 and planet wheels 54 accommodated on the planet wheel carrier 52 . The planet gears 54 are each designed as stepped planets 56 with a small planetary gearing 58 and a large planetary gearing 60 .

7 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangvorrichtung 10 umfasst das Antriebsbauteil 12, das bei anliegendem Drehmoment eine Axialkraft über das Lagerelement 76 als Betätigungskraft auf den ersten Differentialabtrieb 28 bewirkt, der dadurch die Differentialkupplung 78 betätigt und dabei ein Reibmoment zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 als Sperrwirkung des Differentialgetriebes 14 aufbaut. 7 shows a detail of a cross section of a drive train device in a further special embodiment of the invention. The drive train device 10 comprises the drive component 12 which, when torque is applied, causes an axial force via the bearing element 76 as an actuating force on the first differential output 28, which thereby actuates the differential clutch 78 and thereby creates a frictional torque between the first and second differential output 28, 30 as a locking effect of the differential gear 14 builds up.

Ein Federelement 92 ist wirksam zwischen dem Lagerelement 76 und dem ersten Differentialabtrieb 28 angeordnet. Das Federelement 92 ist als Tellerfeder ausgeführt und zwischen einer Lageraußenschale 94 des als Wälzlager ausgeführten Lagerelements 76 und einem Abstützring 96, der stirnseitig an dem ersten Differentialabtrieb 28 angeordnet ist und an dem das Federelement 92 anliegt, angeordnet. Das Federelement 92 ist in Bezug auf die Übertragung der Axialkraft zwischen dem Lagerelement 76 und dem ersten Differentialabtrieb 28 in Reihe wirksam angeordnet. Das Federelement 92 stellt eine Vorspannkraft zwischen dem Lagerelement 76 und dem ersten Differentialabtrieb 28 bereit, durch die die Differentialkupplung 78 betätigt ist und dabei ein Mindestreibmoment zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 aufbaut.A spring element 92 is arranged operatively between the bearing element 76 and the first differential output 28 . The spring element 92 is designed as a disc spring and is arranged between an outer bearing shell 94 of the bearing element 76 designed as a roller bearing and a support ring 96 which is arranged on the front side of the first differential output 28 and on which the spring element 92 rests. The spring element 92 is operatively arranged in series with respect to the transmission of the axial force between the bearing element 76 and the first differential output 28 . The spring element 92 provides a prestressing force between the bearing element 76 and the first differential output 28, by which the differential clutch 78 is actuated and a minimum friction torque between the first and second differential output 28, 30 builds up.

Eine Sperrwirkung mit einem von dem Mindestreibmoment abhängigen Grundsperrwert ist auch ohne ein an dem Antriebsbauteil 12 anliegenden Drehmoment gegebenen. Das ist besonders bei Situationen vorteilhaft, bei denen das Fahrzeug beim Anfahren eine unzureichende Traktion der dem Differentialgetriebe 14 zugeordneten Fahrzeugräder aufweist. Insbesondere bei Fahrzeugen mit einer großen Masse ist ein Anfahren auch bei glatter Fahrbahn besser umsetzbar. A locking effect with a basic locking value dependent on the minimum friction torque is also given without a torque being applied to the drive component 12 . This is particularly advantageous in situations in which the vehicle has insufficient traction on the vehicle wheels assigned to the differential gear 14 when starting off. In the case of vehicles with a large mass in particular, moving off is easier to implement even on a slippery road surface.

8 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangvorrichtung 10 umfasst die Differentialkupplung 78, die über ein wirksam zwischen einer Kupplungslamelle 74 und dem ersten Differentialabtrieb 28 angeordnetes Federelement 92 vorgespannt betätigt ist und dabei ein Mindestreibmoment zwischen dem ersten und zweiten Differentialabtrieb 28, 30 aufbaut. Das Federelement 92 ist beispielsweise als Tellerfeder ausgeführt. 8th shows a detail of a cross section of a drive train device in a further special embodiment of the invention. The drive train device 10 includes the differential clutch 78, which is actuated by a spring element 92 that is effectively arranged between a clutch plate 74 and the first differential output 28 in a prestressed manner, thereby building up a minimum friction torque between the first and second differential output 28, 30. The spring element 92 is designed, for example, as a cup spring.

9 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Antriebsstrangvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau der Antriebsstrangvorrichtung 10 gleicht dem aus 7, mit den nachfolgenden Unterschieden. Das Lagerelement 76 ist mit einem Kraftüberbrückungselement 98 verbunden, das wirksam zwischen dem Lagerelement 76 und dem ersten Differentialabtrieb 28 angeordnet ist. Das Kraftüberbrückungselement 98 weist einen Betätigungsring 100 auf, der über ein Federelement 102 an einem Sicherungsring 104 abgestützt ist. Der Betätigungsring 100 ist bei ausbleibender Axialkraft an dem Antriebsbauteil 12 axial beabstandet zu dem ersten Differentialabtrieb 28 angeordnet. 9 shows a detail of a cross section of a drive train device in a further special embodiment of the invention. The construction of the powertrain assembly 10 compensates for this 7 , with the following differences. The bearing element 76 is connected to a force-bridging element 98 which is operatively arranged between the bearing element 76 and the first differential output 28 . The force bridging element 98 has an actuating ring 100 which is supported on a retaining ring 104 via a spring element 102 . When there is no axial force on the drive component 12 , the actuating ring 100 is arranged at an axial distance from the first differential output 28 .

Das Kraftüberbrückungselement 98 bewirkt eine Kraftübertragung der Axialkraft zwischen dem Lagerelement 76 und dem ersten Differentialabtrieb 28, sobald ein durch den axialen Abstand zwischen dem Betätigungsring 100 und dem ersten Differentialabtrieb 28 gebildeter Freiweg 106 aufgebraucht ist. Bei anfänglicher kleiner Axialkraft wird der Betätigungsring 100 entgegen der Federkraft des Federelements 92 in Richtung zu dem ersten Differentialabtrieb 28 bewegt, bis dieser bei zunehmender Axialkraft an dem ersten Differentialabtrieb 28 anliegt und damit die Axialkraft als Betätigungskraft auf den ersten Differentialabtrieb 28 überträgt.The force bridging element 98 causes a force transmission of the axial force between the bearing element 76 and the first differential output 28 as soon as a free path 106 formed by the axial distance between the actuating ring 100 and the first differential output 28 has been used up. When the axial force is initially small, the actuating ring 100 is moved counter to the spring force of the spring element 92 in the direction of the first differential output 28 until, with increasing axial force, it rests against the first differential output 28 and thus transmits the axial force as an actuating force to the first differential output 28.

Dadurch kann ein Drehmomentschwellwert für das drehmomentabhängige Reibmoment der Differentialkupplung 78 umgesetzt werden. Erst wenn das an dem Antriebsbauteil 12 anliegende Drehmoment den Drehmomentschwellwert überschreitet, wird das Reibmoment an der Differentialkupplung 78 aufgebaut. Bei kleinerem Drehmoment als der Drehmomentschwellwert an dem Antriebsbauteil 12 ist die Sperrwirkung des Differentialgetriebes 14 ausgeschaltet und bei einem den Drehmomentschwellwert überschreitenden Drehmoment, beispielsweise bei größeren Belastungen, insbesondere einem Sportmodus des Fahrzeugs, wird die Sperrwirkung über das Kraftüberbrückungselement 98 eingeschaltet.A torque threshold value for the torque-dependent friction torque of the differential clutch 78 can thereby be implemented. Only when the torque present at the drive component 12 exceeds the torque threshold value is the frictional torque built up at the differential clutch 78 . When the torque on the drive component 12 is less than the torque threshold value, the locking effect of the differential gear 14 is switched off and when the torque exceeds the torque threshold value, for example in the case of greater loads, in particular when the vehicle is in a sport mode, the locking effect is switched on via the force bridging element 98.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Antriebsstrangvorrichtungpower train device
1212: Antriebsbauteildrive component
1414: Differentialgetriebedifferential gear
1616: Antriebswelledrive shaft
1818: Steckverzahnungspline
2020: Stirnraddifferentialspur gear differential
2222: Differentialantriebdifferential drive
2424: Differentialträgerdifferential carrier
2626: Ausgleichsradbalance wheel
2828: erster Differentialabtriebfirst differential output
3030: zweiter Differentialabtriebsecond differential output
3232: erstes Differentialsonnenradfirst differential sun gear
3434: zweites Differentialsonnenradsecond differential sun gear
3636: erste Gruppefirst group
3838: zweite Gruppesecond group
4040: erste Abtriebswellefirst output shaft
4242: Verzahnungseingriffgear engagement
4444: Übertragungsvorrichtungtransmission device
4646: AntriebsschrägverzahnungDrive helical gearing
4848: Planetengetriebeplanetary gear
5050: Sonnenradsun gear
5252: Planetenradträgerplanet carrier
5454: Planetenradplanet wheel
5656: Stufenplanetstep planet
5858: kleine Planetenverzahnungsmall planetary gearing
6060: große Planetenverzahnunglarge planetary gearing
6262: erstes Hohlradfirst ring gear
6464: zweites Hohlradsecond ring gear
6666: erste Getriebekupplungfirst transmission clutch
6868: zweite Getriebekupplungsecond gear clutch
7070: Getriebegehäusegear case
7272: Reibbereichfriction area
7474: Kupplungslamelleclutch disc
7676: Lagerelementbearing element
7878: Differentialkupplungdifferential clutch
78.178.1: erste Differentialkupplungfirst differential clutch
78.278.2: zweite Differentialkupplungsecond differential clutch
78.378.3: dritte Differentialkupplungthird differential clutch
8080: Lamellenkupplungmulti-plate clutch
8282: Kupplungslamelleclutch disc
8484: Reibbereichfriction area
8888: erste Axialrichtungfirst axial direction
9090: zweite Axialrichtungsecond axial direction
9191: Kegelraddifferentialbevel gear differential
9292: Federelementspring element
9494: Lageraußenschalebearing outer shell
9696: Abstützringsupport ring
9898: Kraftüberbrückungselementpower bridging element
100100: Betätigungsringactuation ring
102102: Federelementspring element
104104: Sicherungsringlocking ring
106106: Freiwegfreeway

Claims

Drive train device (10) for a vehicle, having a differential gear (14) with a differential drive (22) that initiates a drive torque for moving the vehicle, an output-side first differential output 28), an output-side second differential output (30) and a differential clutch (78) with a at least one of the differential output drives (28, 30) which, depending on an actuating force, applies a frictional torque (84) to provide a locking effect on the differential gear (14), a drive component (12 ), wherein the drive component (12) via the drive helical gearing (46), depending on a torque applied to this, an axial force via a bearing element (76) as an actuating force on at least one of the differential outputs (28, 30) which can be rotated relative to the drive component (12) and axially displaceable r, to actuate the differential clutch (78), the bearing element (76) being arranged axially between the drive helical gearing (46) and the differential clutch (78), characterized in that the drive component (12) with an effective between the drive component ( 12) and the differential drive (22) arranged transmission device (44) is in meshing engagement (42) via the helical gearing (46), wherein the transmission device (44) has a planetary gear (48) with planetary gears (54) accommodated on a planetary gear carrier (52). , wherein the bearing element (76) is arranged at least partially axially overlapping at least one toothing of the planet gears (54).

Drive train device (10) after claim 1 , characterized in that the planet gears (54) are each designed as stepped planets (56) with a small planetary gearing (58) and a large planetary gearing (60) and the bearing element (76) at least partially overlaps axially with the small planetary gearing (58) of the Stepped planet (56) is arranged.

Drive train device (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the planetary gear (48) has a sun wheel (50) which is directly in toothing engagement (42) with the planetary wheels (54), the drive component (12) being connected to the sun wheel (50) at least in a torque-proof manner.

Drive train device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the differential clutch (78), depending on the actuating force, generates a friction torque directly effective between the first differential output (28) and the second differential output (30) or directly effective between the first or second differential output (28, 30) and the differential drive (22) exerts.

Drive train device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the differential clutch (78) is designed as a multi-plate clutch (80) with at least one clutch plate (82) assigned to the friction area (84).

Drive train device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the differential clutch (78) is designed as a first differential clutch (78.1) and at least one further second differential clutch (78.2) with at least one of the differential outputs (28, 30) depending on one Actuating force is arranged with a frictional moment loading friction region (84).

Drive train device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a spring element (92) is arranged which acts on the differential clutch (78) with a spring force for actuation.

Drive train device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a force bridging element (98) is arranged which converts an axial free path (106) operatively between the drive component (12) and the differential clutch (78) with respect to a transmission path of the axial force and when axial force is applied, transmits an actuation force to the differential clutch (78) once the free travel (104) is exhausted.