DE102021207005A1

DE102021207005A1 - Antriebsstrang eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102021207005A1
Application number: DE102021207005.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Großwald; Enrico Herfurth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-07-05
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2023-01-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer ersten Antriebsachse 3, einer zweiten Antriebsachse 18 und einer dritten Antriebsachse 28, wobei eine von einem Antrieb antreibbare Getriebeeinheit 1 hinter der ersten Antriebsachse 3 angeordnet ist und durch die Getriebeeinheit 1 ein Stirnradgetriebe 5 der ersten Antriebsachse 3 sowie ein Stirnradgetriebe 14 der zweiten Antriebsachse 18 und von diesem ein Stirnradgetriebe 22 der dritten Antriebsachse 28 drehbar antreibbar ist. Dabei ist von dem Stirnradgetriebe 5 der ersten Antriebsachse 3 über ein erstes Differentialgetriebe 6 die erste Antriebsachse 3, von dem Stirnradgetriebe 14 der zweiten Antriebsachse 18 über ein zweites Differentialgetriebe 17 die zweite Antriebsachse 18 sowie von dem Stirnradgetriebe 22 der dritten Antriebsachse 28 über ein drittes Differentialgetriebe 27 die dritte Antriebsachse 28 drehbar antreibbar. Die Stirnradgetriebe 5, 14, 22 der ersten Antriebsachse 3, der zweiten Antriebsachse 18 und der dritten Antriebsachse 28 sind jeweils zweistufige Stirnradgetriebe, wobei die Eingangsstirnräder 8, 13, 24 als obenliegende Eingangsstirnräder 8, 13, 24 gleicher Zähnezahl ausgebildet sind und wobei die Ausgangsstirnräder 9, 16, 23 als untenliegende Ausgangsstirnräder 9, 16, 23 gleicher Zähnezahl ausgebildet und wobei alle Stirnradgetriebe 5, 14, 22 in Vorwärtsfahrtrichtung 2 vor der jeweils zugeordneten Antriebsachse 3, 18, 28 angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer eine Frontachse des Fahrzeugs bildenden ersten Antriebsachse, einer zweiten Antriebsachse und mindestens einer dritten Antriebsachse, wobei eine von einem Antrieb antreibbare Getriebeeinheit in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs hinter der ersten Antriebsachse angeordnet ist und durch die Getriebeeinheit ein Stirnradgetriebe der ersten Antriebsachse in eine erste Drehrichtung sowie ein Stirnradgetriebe der zweiten Antriebsachse und von diesem ein Stirnradgetriebe der dritten Antriebsachse in eine zur ersten Drehrichtung gleiche Drehrichtung drehbar antreibbar ist, wobei von dem Stirnradgetriebe der ersten Antriebsachse über ein erstes Differentialgetriebe die erste Antriebsachse, von dem Stirnradgetriebe der zweiten Antriebsachse über ein zweites Differentialgetriebe die zweite Antriebsachse sowie von dem Stirnradgetriebe der dritten Antriebsachse über ein drittes Differentialgetriebe die dritte Antriebsachse drehbar antreibbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau mit einer geringen Anzahl unterschiedlicher Bauteile und eine geringe Gesamtlänge aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stirnradgetriebe der erste Antriebsachse, der zweiten Antriebsachse und der dritten Antriebsachse jeweils zweistufige Stirnradgetriebe sind, wobei die Eingangsstirnräder aller drei oder mehr Stirnradgetriebe als obenliegende Eingangsstirnräder gleicher Zähnezahl ausgebildet sind und wobei die Ausgangsstirnräder aller drei oder mehr Antriebsachsen als untenliegende Ausgangsstirnräder gleicher Zähnezahl ausgebildet und wobei alle drei oder mehr Stirnradgetriebe in Fahrtrichtung vor der jeweils zugeordneten Antriebsachse angeordnet sind.
Abgesehen von an Stirnrädern angeordneten Antriebsflanschen sind die Eingangsstirnräder der wenigstens drei Antriebsachsen gleich und die Ausgangsstirnräder der wenigstens drei Antriebsachsen ebenfalls gleich. Es können sogar alle Eingangsstirnräder und Ausgangsstirnräder aller wenigstens drei Antriebsachsen gleich sein.
Durch die gleichen Eingangsstirnräder und Ausgangsstirnräder können auch die Lager, Dichtungen und Getriebegehäuse gleich sein. Damit ergibt sich eine geringe Teilevielfalt des Antriebsstrangs, wodurch sich die Stückzahlerhöhung eine Kostenreduzierung bei der Beschaffung ergibt. Ebenfalls eine Ersatzteilbeschaffung wird günstiger.
Durch die immer gleiche Drehrichtung der Verzahnungsteile von untenliegendem Ausgangsstirnrad und Eingangsrad des Differentialgetriebes bestehen gleiche Kräfteverhältnisse an den Verzahnungen und Lagern und es sind identische Verhältnisse hinsichtlich der Ölversorgung der Getriebe vorhanden, was den Entwicklungsaufwand des Antriebsstrangs wesentlich reduziert.
Die Anordnung des Getriebes hinter der ersten Antriebsachse führt zu einer Reduzierung der Länge des Antriebsstrangs.
Die Stirnradgetriebe können eine Geradverzahnung aufweisen.
Weisen die Stirnradgetriebe eine Schrägverzahnung auf, wobei die Schrägungsrichtung des Eingangsstirnrades der ersten Antriebsachse gleich der Schrägungsrichtung der Eingangsstirnräder der zweiten und der dritten Antriebsachse gerichtet ist, so führt dies zu einer geringeren Geräuschemission.
Vorzugsweise sind das erste Differentialgetriebe undloder das zweite Differentialgetriebe undloder das dritte Differentialgetriebe Kegelraddifferentialgetriebe.
Da alle Antriebsachsen Stirnradgetriebe aufweisen können hier kostenneutral Übersetzungen ungleich 1:1 eingebracht werden. hierdurch sind deutlich geringe Geräuschemission zu erreichen. Sobald nur eine Antriebsachse im Antriebsstrang kein Stirnradgetriebe aufweist, sind kostenintensive unterschiedliche Übersetzungen am Kegelraddifferentialgetriebe erforderlich, um auf eine einheitliche Rad- bzw. Reifendrehzahl zu kommen.
Vorzugsweise kann die Getriebeeinheit einen ersten Abtriebsflansch aufweisen, der über eine erste Kardanwelle mit einem Antriebsflansch des Eingangsstirnrads der ersten Antriebsachse verbunden ist.
Desgleichen kann die Getriebeeinheit einen zweiten Abtriebsflansch aufweisen, der über eine oder mehrere zweite Kardanwellen mit einem zweiten Antriebsflansch des Eingangsstirnrads der zweiten Antriebsachse verbunden ist.
Weist das Eingangsstirnrad der zweiten Antriebsachse einen dritten Abtriebsflansch auf, der über eine dritte Kardanwelle mit einem dritten Antriebsflansch des Eingangsstirnrades der dritten Antriebsachse verbunden ist, wobei die dritte Kardanwelle sich bei einer Neutralstellung einer Federung der Fahrzeugachsen horizontal erstreckt, so ist in der Neutralstellung kein Beugewinkel der Kardanwelle vorhanden, so daß damit eine optimale Lage der Kardanwelle hinsichtlich Laufruhe und Lebensdauer eingenommen werden kann.
Durch die höhere Lage der Antriebsflanschen und Abtriebsflanschen an den Eingangsstirnrädern sowie der Kardanwellen ist deren Abdichtung besser vor Verschmutzung geschützt, so daß auch eine Erhöhung der Wartungsintervalle ermöglicht wird. Darüber hinaus sind diese Bauteile durch ihre erhöhte Lage vor Beschädigungen aus dem Fahrbahnbereich geschützter, was insbesondere bei der Anwendung des Antriebsstrangs in Baufahrzeugen von Wichtigkeit ist.
Durch die jeweils gleichen Stirnradgetriebe fluchten die Kardanwellen zueinander und benötigen deshalb einen besonders geringen Einbauraum. Weiterhin können dadurch die Anbindungen der Antriebsachsen an den Fahrzeugaufbau einfach und gewichtsreduziert ausgebildet werden. Dies ermöglicht eine Erhöhung der Fahrzeugzuladung bei gleichbleibendem Fahrzeuggesamtgewicht.
Das zweite Stirnradgetriebe und das zweite Differentialgetriebe sowie die zweite Antriebsachse können in einem ersten Mittengehäuse angeordnet sein, das über einen oder mehrere erste Längslenker mit einem Aufbau des Fahrzeugs verbunden ist und daß das dritte Stirnradgetriebe und das dritte Differentialgetriebe sowie die dritte Antriebsachse in einem zweiten Mittengehäuse angeordnet sein können, das über einen oder mehrere zweite Längslenker mit einem Aufbau des Fahrzeugs verbunden ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Antriebsstrangs in den Seitenansicht
2 eine Draufsicht des Antriebsstrangs nach 1.

Der dargestellten Antriebsstrang eines Fahrzeugs besitzt eine Getriebeeinheit 1, die von einem nicht dargestellten Antrieb antreibbar ist.
In Vorwärtsfahrrichtung 2 vor der Getriebeeinheit 1 ist in einem ersten Getriebegehäuse 4 eine erste Antriebsachse 3 angeordnet, die über ein Stirnradgetriebe 5 mit Schrägverzahnung und ein erstes Differentialgetriebe 6 der ersten Antriebsachse 3 von der Getriebeeinheit 1 in einer ersten Drehrichtung drehbar antreibbar ist.
In 1 ist das Stirnradgetriebe 5 der ersten Antriebsachse 3 ein zweistufiges Stirnradgetriebe 5.
Von einem ersten Abtriebsflansch 30 der Getriebeeinheit 1 ist über eine erste Kardanwelle 7 ein erster Antriebsflansch 31 eines ersten Eingangsstirnrads 8 des Stirnradgetriebes 5 drehbar antreibbar, von dem ein Ausgangsstirnrad 9 drehbar antreibbar ist.
Von dem Ausgangsstirnrad 9 wird wiederum über das Differentialgetriebe 6, das ein Kegelraddifferentialgetriebe ist, die erste Antriebsachse 3 drehbar angetrieben.
Mit den beiden Endbereichen der ersten Antriebsachse 3 sind jeweils ein Vorderrad 11 verbunden und drehbar antreibbar.
Von einem dem ersten Ausgang entgegengesetzten zweiten Ausgang der Getriebeeinheit 1 ist von einem zweiten Abtriebsflansch 32 über mehrere zweite Kardanwellen 12 ein zweiter Antriebsflansch 33 des Eingangsstirnrads 13 eines in einem zweiten Getriebegehäuse 15 angeordneten zweiten Stirnradgetriebes 14 in die gleiche Drehrichtung wie die erste Kardanwelle 7 drehbar antreibbar, von dem ein zweites Ausgangsstirnrad 16 drehbar antreibbar ist. Das zweite Stirnradgetriebe 14 ist ein zweistufiges Stirnradgetriebe 14 und der Drehantrieb des Ausgangsstirnrades 16 erfolgt von dem Eingangsstirnrad 13.
Von dem zweiten Ausgangsstirnrad 16 wird wiederum über ein zweites Differentialgetriebe 17, das ein Kegelraddifferentialgetriebe ist, eine zweite Antriebsachse 18 drehbar angetrieben, die entgegen der Vorwärtsfahrrichtung 2 hinter der Getriebeeinheit 1 angeordnet ist.
Mit den beiden Endbereichen der zweiten Antriebsachse 18 sind jeweils ein Rad 19 verbunden und drehbar antreibbar.
Über eine dritte Kardanwelle 20 ist von einem dritten Abtriebsflansch 34 ein dritter Antriebsflansch 35 eines Eingangsstirnrades 24 eines in einem dritten Getriebegehäuse 21 angeordneten dritten Stirnradgetriebes 22 drehbar antreibbar, von dem ein drittes Ausgangsstirnrad 23 drehbar antreibbar ist. Das dritte Stirnradgetriebe 22 ist ein zweistufiges Stirnradgetriebe 22 und der Drehantrieb des Ausgangsstirnrades 23 erfolgt von dem Eingangsstirnrad 24.
Von dem dritten Ausgangsstirnrad 23 wird wiederum über ein drittes Differentialgetriebe 27, das ein Kegelraddifferentialgetriebe ist, eine dritte Antriebsachse 28 drehbar angetrieben, die entgegen der Vorwärtsfahrrichtung 2 hinter der zweiten Antriebsachse 18 angeordnet ist.
Mit den beiden Endbereichen der dritten Antriebsachse 28 sind jeweils ein Rad 29 verbunden und drehbar antreibbar.
Das zweite Stirnradgetriebe und das zweite Differentialgetriebe sowie die zweite Antriebsachse sind in einem ersten als Mittengehäuse ausgebildeten Getriebegehäuse 15 angeordnet, das über einen oberen Längslenker 36 sowie unteren Längslenker 36' mit einem Aufbau des Fahrzeugs verbunden ist. Ebenfalls sind das dritte Stirnradgetriebe und das dritte Differentialgetriebe sowie die dritte Antriebsachse in einem als Mittengehäuse ausgebildeten Getriebegehäuse 21 angeordnet, das über einen oberen Längslenker 36 und einen unteren Längslenker 36' mit dem Aufbau des Fahrzeugs verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Getriebeeinheit
2: Vorwärtsfahrrichtung
3: erste Antriebsachse
4: erstes Getriebegehäuse
5: erstes Stirnradgetriebe
6: erstes Differentialgetriebe
7: erste Kardanwelle
8: erstes Eingangsstirnrad
9: erstes Ausgangsstirnrad
11: Vorderrad
12: zweite Kardanwellen
13: zweites Eingangsstirnrad
14: zweites Stirnradgetriebe
15: zweites Getriebegehäuse
16: zweites Ausgangsstirnrad
17: zweites Differentialgetriebe
18: zweite Antriebsachse
19: mittleres Rad
20: dritte Kardanwelle
21: drittes Getriebegehäuse
22: drittes Stirnradgetriebe
23: drittes Ausgangsstirnrad
24: drittes Eingangsstirnrad
27: drittes Differentialgetriebe
28: dritte Antriebsachse
29: hinteres Rad
30: erster Abtriebsflansch
31: erster Antriebsflansch
32: zweiter Abtriebsflansch
33: zweiter Antriebsflansch
34: dritter Abtriebsflansch
35: dritter Antriebsflansch
36: Längslenker
36': Längslenker

Claims

Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer eine Frontachse des Fahrzeugs bildenden ersten Antriebsachse (3), einer zweiten Antriebsachse (18) und mindestens einer dritten Antriebsachse (28), wobei eine von einem Antrieb antreibbare Getriebeeinheit (1) in Vorwärtsfahrtrichtung (2) des Fahrzeugs hinter der ersten Antriebsachse (3) angeordnet ist und durch die Getriebeeinheit (1) ein Stirnradgetriebe (5) der ersten Antriebsachse (3) in eine erste Drehrichtung sowie ein Stirnradgetriebe (14) der zweiten Antriebsachse (18) und von diesem ein Stirnradgetriebe (22) der dritten Antriebsachse (28) in eine zur ersten Drehrichtung gleiche Drehrichtung drehbar antreibbar ist, wobei von dem Stirnradgetriebe (5) der ersten Antriebsachse (3) über ein erstes Differentialgetriebe (6) die erste Antriebsachse (3), von dem Stirnradgetriebe (14) der zweiten Antriebsachse (18) über ein zweites Differentialgetriebe (17) die zweite Antriebsachse (18) sowie von dem Stirnradgetriebe (22) der dritten Antriebsachse (28) über ein drittes Differentialgetriebe (27) die dritte Antriebsachse (28) drehbar antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnradgetriebe (5, 14, 22) der erste Antriebsachse (3), der zweiten Antriebsachse (18) und der dritten Antriebsachse (28) jeweils zweistufige Stirnradgetriebe sind, wobei die Eingangsstirnräder (8, 13, 24) aller drei oder mehr Stirnradgetriebe als obenliegende Eingangsstirnräder (8, 13, 24) gleicher Zähnezahl ausgebildet sind und wobei die Ausgangsstirnräder (9, 16, 23) aller drei oder mehr Antriebsachsen (3, 18, 28) als untenliegende Ausgangsstirnräder (9, 16, 23) gleicher Zähnezahl ausgebildet und wobei alle drei oder mehr Stirnradgetriebe (5, 14, 22) in Vorwärtsfahrtrichtung (2) vor der jeweils zugeordneten Antriebsachse (3, 18, 28) angeordnet sind.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradgetriebe eine Geradverzahnung aufweisen.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradgetriebe (5, 14, 22) eine Schrägverzahnung aufweisen, wobei die Schrägungsrichtung des Eingangsstirnrades (8) der ersten Antriebsachse (3) gleich der Schrägungsrichtung der Eingangsstirnräder (13, 24) der zweiten und der dritten Antriebsachse (18, 28) gerichtet ist.
Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Differentialgetriebe (6) und/oder das zweite Differentialgetriebe (17) und/oder das dritte Differentialgetriebe (27) Kegelraddifferentialgetriebe sind.
Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (1) einen ersten Abtriebsflansch (30) aufweist, der über eine erste Kardanwelle (7) mit einem Antriebsflansch (31) des Eingangsstirnrads (8) der ersten Antriebsachse (3) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (1) einen zweiten Abtriebsflansch (32) aufweist, der über eine oder mehrere zweite Kardanwellen (12) mit einem zweiten Antriebsflansch (33) des Eingangsstirnrads (13) der zweiten Antriebsachse (18) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsstirnrad (13) der zweiten Antriebsachse (18) einen dritten Abtriebsflansch (34) aufweist, der über eine dritte Kardanwelle (20) mit einem dritten Antriebsflansch (35) des Eingangsstirnrades (24) der dritten Antriebsachse (28) verbunden ist, wobei die dritte Kardanwelle (20) sich bei einer Neutralstellung einer Federung der Fahrzeugachsen (3, 18, 28) horizontal erstreckt.
Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stirnradgetriebe (14) und das zweite Differentialgetriebe (17) sowie die zweite Antriebsachse (18) in einem ersten Mittengehäuse angeordnet sind, das über einen oder mehrere erste Längslenker (36, 36') mit einem Aufbau des Fahrzeugs verbunden ist und daß das dritte Stirnradgetriebe (22) und das dritte Differentialgetriebe (27) sowie die dritte Antriebsachse (28) in einem zweiten Mittengehäuse angeordnet sind, das über einen oder mehrere zweite Längslenker (36, 36') mit einem Aufbau des Fahrzeugs verbunden ist.