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Die
Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe, insbesondere für ein mehrachsgetriebenes
Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse,
einer mit einer Antriebswelle verbindbaren ersten Welle und einer
parallel zur ersten Welle liegenden zweiten Welle. Hierbei ist bei
der vorliegenden Erfindung eine der Wellen ständig mit einer Antriebswelle
gekoppelt und die andere der Wellen über eine koaxial zu einer der
Wellen angeordnete Reibungskupplung zuschaltbar.
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Verteilergetriebe
dieser Art kommen zur Anwendung, wenn nur eine der Fahrzeugachsen
in einem mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeug ständig angetrieben wird und die
zweite der Fahrzeugachsen nur bedarfsweise angetrieben werden soll.
Es handelt sich um eine sogenannte hang-on Konfiguration eines mehrachsgetriebenen
Kraftfahrzeuges. Die ständig
angetriebene Welle kann eine koaxial zu einer Antriebswelle liegende
Durchgangswelle sein, insbesondere wenn die Wellen in Fahrzeuglängsrichtung
liegen und die ständig
angetriebene Fahrzeugachse die Hinterachse ist. In diesem Fall kann die
Reibungskupplung auf der Antriebswelle oder der ersten Welle sitzen.
Es ist jedoch auch möglich,
daß die
parallel zur Antriebswelle liegende zweite Welle die ständig angetriebene
Welle ist und die Reibungskupplung die koaxial zur Antriebswelle
liegende erste Welle bedarfsweise zuschaltet.
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Zur
Betätigung
der Reibungskupplung sind Kugelrampenverstellvorrichtungen bekannt,
die elektromotorisch verstellt werden können. Solche Anordnungen sind
beispielsweise in den Patenten
DE 38 15 225 C2 und
DE 39 09 112 C2 der Anmelderin
beschrieben. Nachteilig ist hierbei im Vergleich mit beispielsweise
hydraulischen Verstellvorrichtungen der relativ große Bauraum.
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Aus
der WO 01/59331 A1 ist ein Verteilergetriebe der eingangs genannten
Art bekannt, die ebenfalls eine Kugelrampenverstellvorrichtung zur
Betätigung
der Reibungskupplung umfaßt.
Die Kugelrampenscheiben werden hierbei von spreizbaren Hebeln betätigt, die
ihrerseits wieder von einer mittels eines Getriebemotors verdrehbaren
Steuerscheibe betätigt werden.
Die Welle des Getriebemotors kreuzt die Achse der Kugelrampenscheiben
senkrecht mit erheblichem Aufwand. Die Verstellvorrichtung ist damit sehr
großbauend.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verteilergetriebe der genannten Art in möglichst kompakter Bauweise
anzubieten. Eine erste Lösung
besteht in einem Verteilergetriebe der genannten Art, bei dem zwischen
der ersten Welle und der zweiten Welle ein Stirnradgetriebe mit
zumindest einer Zwischenwelle angeordnet ist, die als Hohlwelle
ausgeführt
ist, wobei der E-Motor
in der Zwischenwelle liegend angeordnet ist. Eine zweite Lösung besteht
in einem Verteilergetriebe der genannten Art, bei dem zwischen der
ersten Welle oder der zweiten Welle ein Kettentrieb angeordnet ist
und der E-Motor innerhalb des Kettentrums des Kettentriebs liegend
angeordnet ist.
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In
beiden Fällen
wird eine Anordnung des E-Motors der Verstellvorrichtung für die Reibungskupplung
vorgeschlagen, der einen bisher im wesentlich ungenutzten Bauraum
ausnutzt, der für
die Lagerung der Zwischenwelle des Stirnradgetriebes bzw. für den Verlauf
des Kettentriebs ohnehin vom Gehäuse
des Verteilergetriebes eingeschlossen sein muß. Das Getriebegehäuse erfährt hierbei
keinerlei Vergrößerung.
Darüber
hinaus sind keine Gehäusedurchbrüche im Getriebegehäuse erforderlich,
wie sie bei extern am Getriebegehäuse angeordneten E-Motoren
notwendig wären.
Nach einer ersten Ausführung
ist der E-Motor in einer gegenüber
dem übrigen
Innenraum des Gehäuses
abgedichteten Kammer angeordnet. Hierbei können übliche E-Motoren zur Anwendung kommen. Nach einer
zweiten Ausführung
kann der E-Motor frei im ungeteilten Innenraum des Gehäuses angeordnet
sein. Hierbei muß der
E-Motor vollständig gekapselt
sein. Das Getriebeöl
kann zur Außenkühlung des
gekapselten E-Motors beitragen. In einer der hier im einzelnen dargestellten
Ausführungsformen
ist die erste Welle mit einer Antriebswelle fest koppelbar, wobei
die erste Welle als Durchgangswelle ausgeführt ist. Nach einer anderen
Möglichkeit
ist die erste Welle über
ein Planetengetriebe mit einer Antriebswelle koppelbar, wobei zur
Darstellung eines Zweistufengetriebes, also zur Darstellung eines
Geländeganges,
wahlweise eine direkte Kopplung zwischen Antriebswelle und erster
Welle oder eine Kopplung beider über
das untersetzende Planetengetriebe möglich ist.
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In
bevorzugter Ausgestaltung treibt der E-Motor einen Kugelrampenverstellmechanismus an,
der zwei gegeneinander verstellbare Scheiben umfaßt, von
denen eine axial abgestützt
und die andere verschiebbar ist. Hierbei sind in den Scheiben entgegengesetzt
verlaufende Paare von Kugelrillen ausgebildet, in denen Kugeln geführt sind.
Die Kugelrillen haben variable Tiefe, so daß bei Verdrehung der Scheiben
gegeneinander die eine Scheibe von der axial festgelegten anderen
Scheibe weggedrückt wird
und so eine Druckplatte zur Beaufschlagung der Reibungskupplung
verschieben kann. Zum Stand der Technik hierzu wird auf den Inhalt
der obengenannten Patente sowie der älteren Anmeldungen
DE 101 29 795 A1 ,
DE 101 29 796 A1 und
DE 101 29 794 A1 der
Anmelderin verwiesen.
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Zwei
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend
erläutert.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Verteilergetriebe
mit Stirnradgetriebe zwischen Kupplung und zweiter Ausgangswelle;
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2 zeigt
ein erfindungsgemäßes Verteilergetriebe
mit Kettentrieb zwischen Kupplung und zweiter Ausgangswelle.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßes Verteilergetriebe 11 im
Schnitt durch seine Wellen gezeigt. In ein Getriebegehäuse 12 tritt
an einer ersten Eingangsöffnung 13 eine
erste Welle 15 ein, die beispielsweise mit der Ausgangswelle
eines Schaltgetriebes verbunden werden kann. Die erste Welle 15 tritt
an einer Gehäuseöffnung 16 aus
dem Getriebegehäuse 12 aus.
Die erste Welle 15 ist über
Kugellager 19, 20 im Gehäuse 12 gelagert. Auf
die erste Welle 15 ist ein erster Flansch 21 aufgesetzt,
der über Wellenverzahnungen 22 mit
dieser verbunden ist. Dichtungen 23 und 24 dicht ten
das Gehäuse 12 an den Öffnungen 13, 16 gegenüber der
ersten Welle 15 bzw. gegenüber dem Flansch 21 ab.
Auf die erste Welle 15 ist eine Kupplungsnabe 25 einer
Reibungskupplung 17 aufgesetzt. Beide sind über Wellenverzahnungen 26 drehfest
miteinander verbunden. Auf der ersten Welle 15 läuft weiterhin über zwei
Nadellager 27, 28 ein Stirnrad 29, das
mit einem Kupplungskorb 30 der Reibungskupplung drehfest
verbunden ist. Beide greifen über
Wellenverzahnungen 31 ineinander. Das Stirnrad 29 ist
im Verzahnungseingriff mit einem großen Stirnrad 32, das
einstückig
aus einer Hohlwelle 33 mit großem Innendurchmesser ausgebildet
ist. Die Hohlwelle 33 ist in Kugellagern 34, 35 im
Gehäuse 12 gelagert.
Das genannte Stirnrad 32 kämmt wiederum mit einem weiteren
Stirnrad 36, das einstückig
an der zwei ten Welle 37 angeformt ist. Die zweite Welle 37 ist
mit Kugellagern 38, 39 im Gehäuse gelagert und tritt an einer
Gehäuseöffnung 40 aus
dem Gehäuse
aus. In die Ausgangswelle 37 ist ein Zapfen 41 mit
einem Flansch 42 eingesteckt, wobei beide über Wellenverzahnungen 43 miteinander
verbunden sind. An der Gehäuseöffnung 40 ist das
Gehäuse über eine
Dichtung 44 gegenüber
der zweiten Ausgangswelle 37 abgedichtet. Die zuvor genannten
Kupplungsteile Kupplungsnabe 25 und Kupplungskorb 30 tragen
ein Lamellenpaket bestehend aus Außenlamellen 45 und
Innenlamellen 46. Diese stützen sich an einer Stützplatte 47 ab
und werden von einer Druckplatte 48 beaufschlagt. Bei Beaufschlagung
der Kupplung durch die Druckplatte 48 wird der Kupplungskorb 30 an
die Kupplungsnabe 25 angekoppelt und damit das Ritzel 29,
so daß über den
Rädertrieb 29, 32, 36 die
zweite Welle 37 von der ersten Welle 15 mit angetrieben
wird. Die Druckplatte 48 wird ihrerseits über ein
Nadellager 18 von einem Kugelrampenmechanismus 49 angetrieben,
der eine auf der Nabe feststehende Stützscheibe 51 und eine drehend
angetriebene und axial verstellbare Druckscheibe 52 umfaßt, die
sich über
Kugeln 50 aneinander abstützen, die in nicht näher bezeichneten
Kugelrillen in den Scheiben laufen. Die Stützscheibe 51 stützt sicht über ein
weiteres Nadellager 18' auf
der Kupplungsnabe 25 ab. Die Druckscheibe 52 hat
ein Zahnsegment 53, das mit einem auf einem Zapfen 54 im
Gehäuse
gelagerten Ritzel 55 im Eingriff ist. Das Ritzel 55 wird über ein
weiteres Ritzel 56, das fest mit ihm verbunden ist, von
der Welle 58 eines E-Motors 57 angetrieben. Dieser
ist einseitig an einer Wand 59 des Gehäuses 12 angeflanscht
und erstreckt sich mit seinem Gehäuse 60 in die Hohlwelle 33 des
Stirnradgetriebes von der Kupplung 17 zur zweiten Welle 37. Die
Hohlwelle 32 ist über
Dichtungen 66, 67 gegenüber dem Gehäuse 12 abgedichtet.
Hierdurch entsteht eine abgedichtete Kammer 65, in der
der E-Motor 57 eingeschlossen ist.
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in 2 ist
ein erfindungsgemäßes Verteilergetriebe 11' im Schnitt
durch seine Wellen gezeigt. In ein Getriebegehäuse 12 tritt an einer
ersten Eingangsöffnung 13 eine
Eingangswelle 14 ein, die beispielsweise mit der Ausgangswelle
eines Schaltgetriebes verbunden werden kann. Die Eingangswelle 14 ist
mit einer ersten Welle 15 gekoppelt, die koaxial zu dieser
angeordnet ist und an einer Gehäuseöffnung 16 aus
dem Getriebegehäuse 12 austritt.
Eingangswelle 14 und erste Welle 15 sind über Kugellager 19, 20 im
Gehäuse 12 gelagert.
Auf die erste Welle ist ein erster Flansch 21 aufgesetzt,
der über
Wellenverzahnungen 22 mit dieser verbunden ist. Dichtun gen 23 und 24 dichten
das Gehäuse 12 an
den Öffnungen 13, 16 gegenüber der
Eingangswelle 14 bzw. gegenüber dem Flansch 21 ab.
Auf die erste Welle 15 ist eine Kupplungsnabe 25 einer
Reibungskupplung 17 aufgesetzt. Beide sind über Wellenverzahnungen 26 drehfest
miteinander verbunden. Auf der ersten Welle läuft weiterhin frei drehbar
ein Kettenrad 61, das mit einem Kupplungskorb 30 der
Reibungskupplung 17 drehfest verbunden ist. Beide greifen über Wellenverzahnungen 31 ineinander. Das
Kettenrad 61 treibt über
eine Kette 62 ein weiteres Kettenrad 63, das über eine
Wellenverzahnung 64 mit der zweiten Welle 37 drehfest
verbunden ist. Die zweite Welle 37 ist mit Kugellagern 38, 39 im
Gehäuse
gelagert und tritt an einer Gehäuseöffnung 40 aus
dem Gehäuse
aus. An die zweite Welle 37 ist ein Flansch 42 angeformt.
An der Gehäuseöffnung 40 ist das
Gehäuse über eine
Dichtung 44 gegenüber
der zweiten Welle 37 abgedichtet. Die zuvor genannten Kupplungsteile
Kupplungsnabe 25 und Kupplungskorb 30 tragen ein
Lamellenpaket bestehend aus Außenlamellen 45 und
Innenlamellen 46. Diese stützen sich an einer Stützplatte 47 ab
und werden von einer Druckplatte 48 beaufschlagt. Bei Beaufschlagung
der Kupplung durch die Druckplatte 48 wird der Kupplungskorb 30 an
die Kupplungsnabe 25 angekoppelt und damit das Kettenrad 61,
so daß über den
Kettentrieb 61, 62, 63 die zweite Welle 37 von
der ersten Welle 15 mit angetrieben wird. Die Druckplatte 48 wird
ihrerseits über
ein Nadellager 18 von einem Kugelrampenmechanismus 49 angetrieben,
der eine auf der Nabe feststehende Stützscheibe 51 und eine drehend
angetriebene und axial verstellbare Druckscheibe 52 umfaßt, die
sich über
Kugeln 50 aneinander abstützen, die in nicht näher bezeichneten
Kugelrillen in den Scheiben laufen. Die Stützscheibe 51 stützt sich über ein
weiteres Nadellager 18' auf
der Kupplungsnabe 25 ab. Die Druckscheibe 52 hat
ein Zahnsegment 53, das mit einem auf einem Zapfen 54 im
Gehäuse
gelagerten Ritzel 55 im Eingriff ist. Das Ritzel 55 wird über ein
weiteres Ritzel 56, das fest mit ihm verbunden ist, von
der Welle 58 eines E-Motors 57 angetrieben. Dieser
ist einseitig an einer Wand 59 des Gehäuses 12 angeflanscht
und erstreckt sich mit seinem Gehäuse 60 in den Kettentrum
des Kettengetriebes von der Kupplung 17 zur zweiten Welle 37. Der
E-Motor sitzt frei im ungeteilten Innenraum des Gehäuses 12.
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Die
Eingangswelle 14 ist entweder über eine Schiebemuffe 71 direkt
und drehfest mit der ersten Welle 15 verbunden oder über ein
Planetengetriebe mit einer Untersetzungsstufe mit der ersten Welle 15 verbunden.
Die Eingangswelle 14 ist in der dar gestellten Position über eine
Wellenverzahnung 72 drehfest mit der Schiebemuffe 71 verbunden,
die ihrerseits über
eine Schiebeverzahnung 73 ständig mit der ersten Welle 15 verbunden
ist. In einer nach links verschobenen Position der Schiebemuffe 71 wird
diese über
eine Wellenverzahnung 79 mit dem Steg 74 des Planetengetriebes
gekoppelt, so daß dann
die Eingangswelle 14 über
eine Sonnenradverzahnung 75 Planetenräder 76 des Planetengetriebes
antreibt, die auf Drehzapfen 78 im Steg 74 gelagert
sind und in einem Hohlrad 77 ablaufen, das im Gehäuse 12 festgelegt
ist. Hiermit wird der Steg 74 angetrieben und damit die
erste Welle 15.
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- 11
- Verteilergetriebe
- 12
- Gehäuse
- 13
- Öffnung
- 14
- Welle
- 15
- erste
Welle
- 16
- Öffnung
- 17
- Reibungskupplung
- 18
- Nadellager
- 19
- Kugellager
- 20
- Kugellager
- 21
- Flansch
- 22
- Wellenverzahnung
- 23
- Dichtung
- 24
- Dichtung
- 25
- Kupplungsnabe
- 26
- Wellenverzahnung
- 27
- Nadellager
- 28
- Nadellager
- 29
- Ritzel
- 30
- Kupplungskorb
- 31
- Wellenverzahnung
- 32
- Zahnrad
- 33
- Hohlwelle
- 34
- Kugellager
- 35
- Kugellager
- 36
- Ritzel
- 37
- zweite
Ausgangswelle
- 38
- Kugellager
- 39
- Kugellager
- 40
- Öffnung
- 41
- Welle
- 42
- Flansch
- 43
- Wellenverzahnung
- 44
- Dichtung
- 45
- Innenlamelle
- 46
- Außenlamelle
- 47
- Stützplatte
- 48
- Druckplatte
- 49
- Verstellvorrichtung
- 50
- Kugeln
- 51
- Scheibe
- 52
- Scheibe
- 53
- Zahnsegment
- 54
- Achse
- 55
- Ritzel
- 56
- Ritzel
- 57
- E-Motor
- 58
- Welle
- 59
- Gehäusewand
- 60
- Gehäuse
- 61
- Kettenrad
- 62
- Kette
- 63
- Kettenrad
- 64
- Wellenverzahnung
- 65
- Kammer
- 66
- Dichtung
- 67
- Dichtung
- 68
- Kugellager
- 69
- Kugellager
- 70
-
- 71
- Schiebemuffe
- 72
- Wellenverzahnung
- 73
- Schiebeverzahnung
- 74
- Steg
- 75
- Sonnenradverzahnung
- 76
- Planetenrad
- 77
- Hohlrad
- 78
- Drehzapfen
- 79
- Wellenverzahnung