DE4118266C2 - all wheel drive - Google Patents

all wheel drive

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    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/046—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement with an additional planetary gear train, e.g. creep gear, overdrive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
    • B60K17/3467—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear combined with a change speed gearing, e.g. range gear

Description

Die Erfindung betrifft einen Allradantrieb für ein Fahrzeug mit mindestens je einem Vorderrad- und Hinterradpaar und mit einer Brennkraftmaschine, deren Ausgangswelle quer zur Fahrzeug-Längsrichtung angeordnet ist, einem verschiedene Drehzahlstufen ermöglichenden Getriebe, dessen Eingangs- und Ausgangswellen achsparallel zur Ausgangswelle der Brennkraftmaschine angeordnet sind, einem Gehäuse eines Ausgleichsgetriebes für die Verzweigung der Antriebsleitung auf ein Hinterrad- und ein Vorderradpaar, einem ein Kegelradpaar aufweisendes Winkelgetriebe, einer Kardanwelle zur Übertragung der Antriebsleistung vom Winkelgetriebe auf die Hinterachse und einem schaltbaren, zum Ausgleichsgetriebegehäuse koaxialen Planetengetriebe, zur wahlweisen Untersetzung der Drehzahl vor Eingang in das Ausgleichsgetriebegehäuse, wobei das schaltbare Planetengetriebe mit seinen Zahnrädern unmittelbar neben dem Ausgleichsgetriebegehäuse oder innerhalb desselben angeordnet ist.The invention relates to an all-wheel drive for a vehicle with at least one each Front and rear wheel pair and with an internal combustion engine, the output shaft is arranged transversely to the longitudinal direction of the vehicle, a different speed levels enabling gearbox, its input and output shafts parallel to the axis Output shaft of the internal combustion engine are arranged, a housing Differential gear for the branching of the drive line on a rear wheel and a Front pair of wheels, a bevel gear pair having an angular gear, a propeller shaft to transfer the drive power from the bevel gear to the rear axle and one switchable, to the differential gear housing coaxial planetary gear, for optional reduction of the speed before entry into the differential gear housing, the switchable planetary gear with its gears directly next to the Differential gear housing or is arranged within the same.

Bei Fahrzeugen mit derartigen Allradantrieb wird die Antriebskraft von einem aus einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe bestehenden Antriebsaggregat geliefert. Die von der Brennkraftmaschine abgegebene Antriebsleistung wird dabei von einem Kraftübertragungsmechanismus in zwei Teilantriebskräfte zerlegt. Die eine Teilkraft wird an die Triebwellen der Vorderräder abgegeben, während die andere Teilkraft über einen Antriebsstrang mit Winkelgetriebe und Kardanwelle an die Triebwellen der Hinterräder abgegeben wird. Zur Erzielung einer besonders kompakten Bauweise sind der Frontmotor und das Schaltgetriebe quer nebeneinander angeordnet. Für den Einsatz des Fahrzeugs im Gelände ist ein insbesondere als Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe eingebaut, das wahlweise in einen schnellen oder einen langsamen Gang schaltbar ist. In vehicles with such all-wheel drive, the driving force is one of one Internal combustion engine and a transmission existing drive unit supplied. The drive power output by the internal combustion engine is thereby by a Power transmission mechanism broken down into two partial driving forces. That becomes a partial force delivered to the drive shafts of the front wheels, while the other partial force via one Drive train with bevel gear and cardan shaft to the drive shafts of the rear wheels is delivered. To achieve a particularly compact design, the Front engine and the manual transmission arranged transversely next to each other. For the use of the Vehicle in the field is a planetary gear, in particular Reduction gear built in, either in a fast or a slow gear is switchable.  

Aus der EP 0 072 990 ist ein Allradantrieb bekannt, bei dem die Kraftübertragung vom Getriebe über ein schaltbares Planetengetriebe zum Gehäuse eines Vorderachsausgleichsgetriebes erfolgt. Planetengetriebe und Ausgleichsgetriebe sind koaxial, jedoch mit Abstand voneinander angeordnet. Durch diese Bauweise ist der im Bereich der Vorderachse zur Verfügung stehende Raum weitgehend ausgenutzt. Das nachgeschaltete Winkelgetriebe ist dementsprechend unter Zwischenschaltung einer Übersetzungsstufe in Richtung auf die Hinterachse versetzt angeordnet. Insgesamt nehmen die vorhandenen Aggregate in Fahrzeuglängsrichtung viel Platz in Anspruch, der besser für andere Zwecke genutzt werden kann. So sind gerade im Bereich der Vorderachse Teile der Lenkung vorzusehen. Je ausladender die an dieser Stelle vorgesehenen Aggregate sind, umso mehr Leitungsteile müssen mit Abstand zur Vorderachse angeordnet werden. Weiterhin entfällt durch die bekannte Anordnung wichtiger Freiraum, der im Crashfalle zur Deformation benötigt wird.An all-wheel drive is known from EP 0 072 990, in which the power transmission from the Gearbox via a switchable planetary gearbox to the housing of a Front axle differential takes place. Planetary gears and differential gears are coaxial, but spaced apart. Due to this design, the im Space of the front axle is largely used. The downstream angular gear is accordingly with the interposition of a Gear ratio offset in the direction of the rear axle. All in all the existing units take up a lot of space in the longitudinal direction of the vehicle, that can be better used for other purposes. So are in the field of Provide front axle parts of the steering. The more expansive at this point provided units are, the more line parts must be at a distance from Be arranged front axle. Furthermore, the known arrangement does not apply important space that is needed for deformation in the event of a crash.

Zudem ist aus der gattungsbildenden DE 39 11 118 C2 ein Allradantrieb bekannt geworden, bei dem zwischen einem Differentialgetriebe und einem Winkelgetriebe ein Planetengetriebe angeordnet ist. Mit Hilfe dieses Planetengetriebes ist u. a. der Antrieb für die Hinterräder des Fahrzeuges ein- bzw. ausschaltbar.In addition, an all-wheel drive is known from the generic DE 39 11 118 C2 become where a between a differential gear and an angular gear Planetary gear is arranged. With the help of this planetary gear. a. the drive can be switched on or off for the rear wheels of the vehicle.

Desweiteren ist aus der DE 31 16 242 A1 ein Vierradantrieb für Fahrzeuge bekannt, bei dem zwei in Serie geschaltete Planetengetriebe nebeneinander und unmittelbar nebem einem Differentialgetriebe angeordnet sind. Während eines dieser Planetengetriebe für eine Antriebsdrehzahlumschaltung nutzbar ist, wird das zweite Planetengetriebe als Differentialgetriebe zwischen zwei Enduntersetzungsgetrieben betrieben.Furthermore, a four-wheel drive for vehicles is known from DE 31 16 242 A1, at the two planetary gears connected in series next to each other and immediately next to it a differential gear are arranged. During one of these planetary gears for a drive speed changeover is usable, the second planetary gear is Differential gear operated between two final reduction gears.

Schließlich offenbart die DE 33 34 905 C2 einen Vierradantrieb mit lediglich einem Planetengetriebe unmittelbar neben einem Differntialgetriebe, wobei hier ebenso wie bei dem aus der DE 31 16 242 bekannten Vierradantrieb das oder die Planetengetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse zusammen mit dem jeweiligen Differentialgetriebe angeordnet sind.Finally, DE 33 34 905 C2 discloses a four-wheel drive with only one Planetary gearbox directly next to a differential gear, here as well as in the four-wheel drive known from DE 31 16 242 or the planetary gear in a common housing together with the respective differential gear are arranged.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsbildenden Allradantrieb mit zwei Planetengetrieben noch kompakter als bisher bekannt aufzubauen. The object of the present invention is to provide a generic four-wheel drive to build two planetary gears even more compact than previously known.  

Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen.The object is achieved by the characterizing features of patent claim 1. The subclaims contain useful further training.

Die erfindungsgemäße Lösung für ein gattungsgemäßes Getriebe besteht nun darin, daß in diesem Getriebe mittels einer Schalteinrichtung das Sonnenrad des Planetengetriebes gegen das Getriebegehäuse festlegbar und/oder mit dem Planetensteg des Planetengetriebes verbindbar ist und daß zwischen dem Ausgleichsgetriebegehäuse und dem Winkelgetriebe ein zweites (Übersetzungs-) Planetengetriebe angeordnet ist, dessen Planetensteg mit dem Ausgleichsgetriebegehäuse verbunden ist.The solution according to the invention for a generic transmission now consists in that in this gear by means of a switching device, the sun gear of the planetary gear can be fixed against the gear housing and / or with the planet carrier of the Planetary gear is connectable and that between the differential gear housing and the angular gear is arranged a second (translation) planetary gear, whose planetary web is connected to the differential case.

Auf diese Weise wird eine wesentliche Verkürzung der Abmessungen der Aggregategruppe Planetengetriebe-Kraftübertragungsmechanismus-Ausgleichsgetriebe in Richtung quer zur Fahrtrichtung erzielt, so daß die Anordnung weiterer Teilaggregate neben den zuvor genannten überhaupt erst möglich.In this way, the dimensions of the Unit group of planetary gearbox power transmission mechanism differential achieved in the direction transverse to the direction of travel, so that the arrangement of further sub-assemblies possible in the first place in addition to the aforementioned.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der einzigen Figuren näher erläutert. A preferred embodiment of the invention is illustrated by the single figures explained.  

Eine Brennkraftmaschine 10 ist unter Zwischenschaltung einer Kupplung 11 oder eines nicht gezeigten hydrodynamischen Dreh­ momentwandlers mit einem Getriebe 12 verbunden. Die genannten Aggregate sind nebeneinander und quer zur Fahrzeuglängsrich­ tung angeordnet.An internal combustion engine 10 is connected to a transmission 12 with the interposition of a clutch 11 or a hydrodynamic torque converter (not shown). The units mentioned are arranged side by side and transversely to the vehicle longitudinal direction.

Die Leistung wird von einer Getriebeausgangswelle 13 über eine Untersetzungsstufe 14 einem ersten schaltbaren Plantengetriebe 15 zugeführt. Koaxial zu diesem sind ein Kraftübertragungs­ mechanismus 16 mit einem Ausgleichsgetriebe 17, ein zweites Planetengetriebe 18 und ein Winkelgetriebe 19 angeordnet. Das abtreibende (große) Zahnrad 20 der Untersetzungsstufe 14 ist über eine Innenverzahnung 21 zugleich das Ringrad des ersten schaltbaren Planetengetriebes 15. Gelagert ist das Zahnrad 20 über einen umlaufenden axialen Fortsatz 22 im Gehäuse 23 des Winkelgetriebes 19. Der Fortsatz 22 birgt zugleich den Kraftübertragungsmechanismus 16 mit dem Ausgleichsgetriebe 17.The power is supplied from a transmission output shaft 13 via a reduction stage 14 to a first switchable planetary gear 15 . Coaxially with this, a power transmission mechanism 16 with a differential 17 , a second planetary gear 18 and an angular gear 19 are arranged. The abortive (large) gear 20 of the reduction stage 14 is at the same time the ring gear of the first switchable planetary gear 15 via an internal toothing 21 . The gear wheel 20 is supported by a circumferential axial extension 22 in the housing 23 of the angular gear 19 . The extension 22 also conceals the power transmission mechanism 16 with the differential 17 .

Ein Planetensteg 24 des schaltbaren Planetengetriebes 15 ist mit dem den Kraftübertragungsmechanismus 16 bildenden Gehäuse des Ausgleichsgetriebes 17 fest verbunden. Auf der vom Aus­ gleichsgetriebe abgewandten Seite ist der Planetensteg 24 zu­ sammen mit dem Sonnenrad 25 mit einer Schalteinrichtung 26 verbunden. Durch diese ist es möglich, wahlweise das Sonnen­ rad 25 mit dem Planetensteg 24 zu verbinden (1: Durchtrieb) oder lediglich das Sonnenrad 25 festzulegen (untersetzende Wirkung).A planetary web 24 of the switchable planetary gear 15 is fixedly connected to the housing of the differential gear 17 forming the power transmission mechanism 16 . On the side facing away from the differential gear, the planetary web 24 is connected to the sun gear 25 with a switching device 26 . Through this, it is possible to selectively connect the sun wheel 25 with the planetary web 24 (1: through drive) or only to fix the sun wheel 25 (reducing effect).

Das Gehäuse 16 überträgt die Leistung ins Ausgleichsgetriebe 17 und von dort über Antriebswellen 27, 28 auf Vorderräder 29, 30.The housing 16 transmits the power to the differential 17 and from there via drive shafts 27 , 28 to front wheels 29 , 30 .

Zur Übertragung der Leistung auf die Hinterachse ist das Gehäuse 16 weiterhin mit einem Planetensteg 31 des zweiten Planetenge­ triebes 18 verbunden. Das zugehörige Ringrad 32 ist festgelegt, während das Sonnenrad 33 mit einem Kegelrad 34 des Winkelgetrie­ bes 19 verbunden ist. Ein zweites Kegelrad 35 (Ausgang des Winkelgetriebes 19) ist mit der Kardanwelle 36 verbunden.To transmit the power to the rear axle, the housing 16 is further connected to a planetary web 31 of the second planetary gear 18 . The associated ring gear 32 is fixed, while the sun gear 33 is connected to a bevel gear 34 of the angular gear 19 . A second bevel gear 35 (output of the angular gear 19 ) is connected to the cardan shaft 36 .

Schalteinrichtung 26, Planetengetriebe 15, Ausgleichsgetriebe 17, Planetengetriebe 18 und das erste Kegelrad 34 sind zusammen mit den Antriebswelle 27, 28 koaxial angeordnet. Der beschrie­ bene Antrieb ist dadurch besonders kompakt. Ermöglicht wird dies insbesondere durch die Nähe des schaltbaren Planetengetrie­ bes 15 zum Gehäuse 16 des Ausgleichsgetriebes 17. Weiterhin besonders günstig ist die Anordnung der Schalteinrichtung 26 auf der vom Ausgleichsgetriebe 17 abgewandten Seite des Planeten­ getriebes 15.Switching device 26 , planetary gear 15 , differential 17 , planetary gear 18 and the first bevel gear 34 are arranged coaxially together with the drive shaft 27 , 28 . The drive described is particularly compact. This is made possible in particular by the proximity of the switchable planetary gear 15 to the housing 16 of the differential 17 . Furthermore, the arrangement of the switching device 26 on the side of the planetary gear 15 facing away from the differential 17 is particularly favorable.

Neben der Herabsetzung des durch die Kardanwelle 36 zu übertra­ genden Moments erfüllt das zweite Planetengetriebe 18 eine weitere wichtige Funktion. Eine gegebenenfalls vorgesehene Flüssigkeitsreibungskupplung im Bereich der Kardanwelle - auch Visko-Kupplung genannt - benötigt zum Ansprechen eine bestimmte Drehzahldifferenz. Das Planetengetriebe 18 setzt die Drehzahl herauf, so daß auch die erforderliche Drehzahldifferenz eher erreicht wird. Zum Ausgleich für die Übersetzung durch das Planetengetriebe 18 ist im Bereich der Hinterachse eine ent­ sprechende Untersetzungsstufe, etwa durch Anpassung des dort angeordneten Ausgleichsgetriebes vorgesehen. In addition to reducing the torque to be transmitted by the propeller shaft 36 , the second planetary gear 18 performs another important function. An optionally provided fluid friction clutch in the area of the cardan shaft - also called viscous clutch - requires a certain speed difference to respond. The planetary gear 18 increases the speed, so that the required speed difference is reached sooner. To compensate for the translation by the planetary gear 18 , a corresponding reduction stage is provided in the region of the rear axle, for example by adapting the differential gear arranged there.

BezugszeichenlisteReference list

1010th

Brennkraftmaschine
Internal combustion engine

1111

Kupplung
clutch

1212th

Getriebe
transmission

1313

Getriebeausgangswelle
Transmission output shaft

1414

Untersetzungsstufe
Reduction stage

1515

Erstes schaltbares Planetengetriebe
First switchable planetary gear

1616

Kraftübertragungsmechanismus/Gehäuse
Power transmission mechanism / housing

1717th

Ausgleichsgetriebe
Differential gear

1818th

Zweites Planetengetriebe
Second planetary gear

1919th

Winkelgetriebe
Angular gear

2020th

Zahnrad
gear

2121

Innenverzahnung/Ringrad
Internal toothing / ring gear

2222

Fortsatz
Continuation

2323

Gehäuse
casing

2424th

Planetensteg
Planet footbridge

2525th

Sonnenrad
Sun gear

2626

Schalteinrichtung
Switching device

2727

Antriebswelle
drive shaft

2828

Antriebswelle
drive shaft

2929

Vorderrad
Front wheel

3030th

Vorderrad
Front wheel

3131

Planetensteg
Planet footbridge

3232

Ringrad
Ring gear

3333

Sonnenrad
Sun gear

3434

Kegelrad
Bevel gear

3535

Kegelrad
Bevel gear

3636

Kardanwelle
propeller shaft

3737

Flüssigkeitsreibungs­ kupplung
Fluid friction clutch

Claims (4)

1. Allradantrieb für ein Fahrzeug mit mindestens je einem Vorderrad- und Hinterradpaar und mit
  • - einer Brennkraftmaschine, deren Ausgangswelle quer zur Fahrzeug- Längsrichtung angeordnet ist,
  • - einem verschiedene Drehzahlstufen ermöglichenden Getriebe, dessen Eingangs- und Ausgangswellen achsparallel zur Ausgangswelle der Brennkraftmaschine angeordnet sind,
  • - einem Gehäuse eines Ausgleichsgetriebes für die Verzweigung der Antriebsleistung auf ein Hinterrad- und ein Vorderradpaar,
  • - einem ein Kegelradpaar aufweisendes Winkelgetriebe,
  • - einer Kardanwelle zur Übertragung der Antriebsleistung vom Winkelgetriebe auf die Hinterachse und
  • - einem schaltbaren, zum Ausgleichsgetriebegehäuse koaxialen Planetengetriebe, zur wahlweisen Untersetzung der Drehzahl vor Eingang in das Ausgleichsgetriebegehäuse, wobei das schaltbare Planetengetriebe mit seinen Zahnrädern unmittelbar neben dem Ausgleichsgetriebegehäuse (16) oder innerhalb desselben angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels einer Schalteinrichtung (26) das Sonnenrad (25) des Planetengetriebes (15) gegen das Getriebegehäuse festlegbar und/oder mit dem Planetensteg (24) des Planetengetriebes (15) verbindbar ist,
und daß zwischen dem Ausgleichsgetriebegehäuse (16) und dem Winkelgetriebe (19) ein zweites (Übersetzungs-) Planetengetriebe (18) angeordnet ist, dessen Planetensteg (31) mit dem Ausgleichsgetriebegehäuse (16) verbunden ist.1. All-wheel drive for a vehicle with at least one pair of front and rear wheels and with
  • an internal combustion engine, the output shaft of which is arranged transversely to the longitudinal direction of the vehicle,
  • a gearbox enabling different speed levels, the input and output shafts of which are arranged axially parallel to the output shaft of the internal combustion engine,
  • a housing of a differential gear for branching the drive power to a pair of rear wheels and a front wheel,
  • an angular gear having a bevel gear pair,
  • - A cardan shaft to transfer the drive power from the bevel gear to the rear axle and
  • - A switchable, to the differential gear housing coaxial planetary gear, for optional reduction of the speed before input into the differential gear housing, the switchable planetary gear with its gears being arranged directly next to the differential gear housing ( 16 ) or within the same,
characterized by
that by means of a switching device ( 26 ) the sun gear ( 25 ) of the planetary gear ( 15 ) can be fixed against the gear housing and / or can be connected to the planet web ( 24 ) of the planetary gear ( 15 ),
and that between the differential gear housing ( 16 ) and the bevel gear ( 19 ) a second (step-up) planetary gear ( 18 ) is arranged, the planet web ( 31 ) of which is connected to the differential gear housing ( 16 ). 2. Allradantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ringrad (21), Sonnenrad (25) oder Planetensteg (24), insbesondere letzterer, des schaltbaren Planetengetriebes (15) mit dem Gehäuse (16) des Ausgleichsgetriebes (17) unmittelbar fest verbunden sind. 2. All-wheel drive according to claim 1, characterized in that the ring gear ( 21 ), sun gear ( 25 ) or planetary land ( 24 ), in particular the latter, of the switchable planetary gear ( 15 ) with the housing ( 16 ) of the differential ( 17 ) are directly firmly connected . 3. Allradantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltglieder (Schalteinrichtungen 26) zur Betätigung des Planetengetriebes (15) auf der dem Ausgleichsgetriebe (17) abgewandten Seite des Planetengetriebes (15) angeordnet sind.3. All-wheel drive according to claim 1 or 2, characterized in that switching elements (switching devices 26 ) for actuating the planetary gear ( 15 ) are arranged on the side of the planetary gear ( 15 ) facing away from the differential ( 17 ). 4. Allradantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kegelrad (34) des Winkelgetriebes (19) koaxial zum Ausgleichsgetriebe (17) angeordnet ist.4. All-wheel drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that a bevel gear ( 34 ) of the angular gear ( 19 ) is arranged coaxially to the differential ( 17 ).
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