DE4343953A1 - Transfer-Gehäuse für Fahrzeugantrieb - Google Patents
Transfer-Gehäuse für FahrzeugantriebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Transfer-Gehäuse für einen
Fahrzeugantrieb für ein Fahrzeug für Allradantrieb oder
Zweiradantrieb.
Fahrzeuge mit Mehrradantrieb benötigen ein Transfer-Gehäu
se, um eine einzige Drehmomentquelle in eine Drehmomentquelle
für ein oder mehr hintere Differentiale und eines oder mehr
vordere Differentiale umzuwandeln, von denen jedes ein Paar
Antriebsräder auf einer Achse antreibt.
Bei einem solchen Antrieb ist ein Differential mit einem
Ritzel direkt an der Eingangswelle des Transfer-Gehäuses
angebracht, um die Kraft zwischen der vorderen Antriebs
welle und der hinteren Antriebswelle zu verteilen. Ein
erstes Ritzel im Differential dient zum Antrieb eines
ersten Kettenrades, das mit einem zweiten Kettenrad und da
mit mit der vorderen Antriebswelle über einen Hochgeschwin
digkeits-Kettentrieb verbunden ist. Ein zweites Ritzel an
der entgegengesetzten Seite des Differentiales dient zum
Antrieb der hinteren Antriebswelle. Das erste Kettenrad wird
durch eine erste Kupplung in das erste Ritzel eingerückt oder
ausgerückt. Das zweite Ritzel steht in kontinuierlichem Ein
griff mit der hinteren Ausgangswelle, wobei das Abkoppeln
der Energie zu den hinteren Antriebsrädern durch ein Stan
dardgetriebe durchgeführt wird, das die Kraftzufuhr zur Ein
gangswelle unterbricht.
Bei einem ständigen bekannten Vier-Rad-Antrieb wird ein Pla
netenraddifferential benutzt, um das Drehmoment vom Fahrzeug
getriebe auf die vordere und die hintere Ausgangswelle auf
zuteilen. Bei einem solchen System ist eine elektromagnetische
Kupplung vorgesehen, um selektiv das Planetenraddifferential
zu sperren, wenn ein vorgegebener Schlupf zwischen der vorde
ren und der hinteren Ausgangswelle gemessen wird. Bei Normal
betrieb ist die elektromagnetische Kupplung nicht erregt, und
das Sonnenrad und der Zahnring können relativ zueinander ro
tieren, so daß ein Antriebsmoment an die vordere und an die
hintere Antriebswelle gelegt wird. Wenn die elektromagnetische
Kupplung aktiviert wird, wird der Zahnring relativ zum Sonnenrad
gesperrt, so daß eine direkte Antriebsverbindung zwischen der
Eingangswelle des Transfer-Gehäuses und der vorderen und der
hinteren Ausgangswelle vorhanden ist, da die Planetenräder
nicht um ihre zugeordneten Achsen rotieren können, wodurch
eine Drehung des Planetenträgers verhindert wird, der mit
der Eingangswelle des Transfer-Gehäuses arretiert ist.
Es wurde nun gefunden, daß Bedarf besteht für ein Fahrzeug
mit Mehrradantrieb, das ein Transfer-Gehäuse hat, bei welchem
das Eingangsdrehmoment zwischen mehreren Achs-Differentialen
aufgeteilt werden kann, wenn das Fahrzeug sich im Allradan
trieb befindet, wobei jedoch eine Überholmöglichkeit (overdrive)
vorgesehen sein soll, wenn der Fahrer den Zweiradantrieb
wählt.
Die Erfindung betrifft daher ein solches Transfer-Gehäuse.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Transfer-Gehäuse
für ein Fahrzeug mit einem Paar Vorderrädern und einem Paar
Hinterrädern eine Eingangswelle, die mit einem Planetenträger
eines Planetenraddifferentiales verbunden ist, dessen Zahnring
mit einer ersten Ausgangswelle zum Antrieb eines ersten Paar
Räders verbunden ist und dessen Sonnenrad mit einer zweiten
Ausgangswelle verbunden ist zum Antrieb eines zweiten Räder-
Paares.
Eine Kupplung ist an dem Planetendifferential vorgesehen,
um selektiv die erste und die zweite Ausgangswelle zusammen
zukoppeln für gleichlaufende Rotation, wenn die Planeten
differentialkupplung eingerückt ist, um dadurch einen Allrad
antrieb zu schaffen. Eine Bremse ist vorgesehen, um selektiv
die zweite Ausgangswelle an einer Drehung zu hindern, so daß,
wenn die Bremse für die zweite Ausgangswelle angelegt wird,
die Kupplung des Planetendifferentiales ausgerückt wird, worauf
die erste Ausgangswelle in einem Overdrive-Verhältnis ro
tiert, relativ zur Drehzahl der Eingangswelle, wodurch ein
Zweiradantrieb in einem Schnellgangverhältnis oder Over
drive-Verhältnis ermöglicht wird.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nach
folgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
Fig. 1 schematisch in Draufsicht den Antriebs
zug eines Mehrrad-getriebenen Fahrzeuges
zeigt, bei welchem ein Transfer-Gehäuse
nach der Erfindung verwendet wird.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Allradantrieb-
Transfer-Gehäuse nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein Vierradantriebssystem nach der Erfindung.
Ein Transfer-Gehäuse 10 ist am hinteren Ende eines nur
strichpunktiert dargestellten Getriebes 12 befestigt, das
seinerseits mit einem ebenfalls nur strichpunktiert darge
stellten Antriebsmotor 14 gekoppelt ist. Das Getriebe 12
ist mit einer Ausgangswelle versehen, die mit einer Eingangs
welle 42 des Transfer-Gehäuses 10 gekoppelt ist. Das Transfer-
Gehäuse 10 hat eine hintere Ausgangswelle oder ein Joch 16,
das mit dem vorderen Ende einer hinteren Antriebswelle 18
über ein konventionelles Universalgelenk 20 verbunden ist.
Das hintere Ende der hinteren Antriebswelle 18 ist mit einer
Eingangswelle oder einem Joch 22 eines hinteren Differentiales
24 über ein Universalgelenk 26 gekoppelt. Das hintere Dif
ferential 24 gibt das von der hinteren Antriebswelle 18 auf
genommene Drehmoment weiter an die Hinterräder 28.
Das Transfer-Gehäuse 10 ist ferner mit einer vorderen Aus
gangswelle oder einem Joch 30 versehen, das mit dem hinteren
Ende einer vorderen Antriebswelle 32 über ein Universalgelenk
34 verbunden ist. Die vordere Antriebswelle 32 hat ein vor
deres Ende, das mit einer Eingangswelle oder einem Joch 36
eines vorderen Differentiales 38 mittels eines Universalgelenkes
39 verbunden ist, und sie teilt das von der Antriebswelle 32
aufgenommene Drehmoment auf die Vorderräder 40 des Fahrzeuges
auf. In dieser Anordnung kann sich die hintere Antriebs
welle 18 um eine Achse R und die vordere Antriebswelle 32 um
eine Achse F drehen.
Im Innern des Transfer-Gehäuses 10 wird das vom Getriebe 12
kommende Drehmoment aufgeteilt zwischen der hinteren und der
vorderen Ausgangswelle 16 und 30. In einem Fall, das heißt
bei Allradantrieb, wird das Antriebsmoment auf beide Wellen
gegeben. Im anderen Fall, dem Zweiradantrieb, wird das Dreh
moment nur auf eine Antriebswelle gegeben. Gewöhnlich ist
dies die hintere Ausgangswelle 16. Wie ersichtlich, ist jede
im Transfer-Gehäuse angeordnete Welle drehbar im Gehäuse mit
tels geeigneter Lager gelagert, z. B. Kugellagern oder dgl. und
die Bohrungen, durch welche die Wellen in das Gehäuse ein-
oder austreten, sind mit geeigneten Dichtungen versehen.
Ebenso sind alle Verbindungen zwischen den Wellen und den
zugehörigen Elementen mittels bekannter Mittel, z. B. Keilver
zahnungen, ausgeführt.
Fig. 2 zeigt das Transfer-Gehäuse im Schnitt. Das Antriebs
moment wird über eine Eingangswelle 42 in das Transfer-Gehäuse
10 eingeleitet. Das Drehmoment von der Eingangswelle 42 wird
auf eine innere Welle 44 übertragen mit Hilfe eines kon
ventionellen zweistufigen Getriebes 46. Die innere Welle 44
gibt das Drehmoment an ein Planetenraddifferential 48, das
im einzelnen nachstehend beschrieben wird. Das Differential 48
teilt das Drehmoment auf zwischen der vorderen Ausgangswelle
30 und der hinteren Ausgangswelle 16, die gleichlaufend ro
tieren und damit den Allradantrieb bilden. Die Übertragung
des Drehmomentes vom Differential 48 auf die vordere Aus
gangswelle 30 erfolgt über einen Kettentrieb 52 mit einem
ersten Kettenrad 54 und einem zweiten Kettenrad 56.
Wenn die Kupplung 50 des Planetenraddifferentiales ausge
rückt ist und eine elektromechanische Bremse 58 an der
vorderen Ausgangswelle 30 aktiviert ist, welche eine Drehung
der vorderen Ausgangswelle verhindert, läuft das Fahrzeug im
Zweiradantrieb, der durch die hintere Ausgangswelle 16 bewirkt
wird. Dieser Zweiradantrieb erfolgt in einem Schnellgang-Ge
triebe-Verhältnis (overdrive gear ratio), wie nachfolgend
erläutert wird.
Das Planetendifferential 48 nach der Erfindung wird be
schrieben anhand des oberen rechten Abschnittes der Fig. 2.
Das Sonnenrad 62 ist mit dem ersten Kettenrad 54 verbunden,
um eine Drehung des Kettenrades 54 zusammen mit dem Sonnenrad
zu bewirken. Über das Kettenrad 54 und dessen Verbindung
zum zweiten Kettenrad 56 über den Kettentrieb 52 ist das
Sonnenrad 62 mit der vorderen Ausgangswelle 30 gekoppelt.
Die innere Welle 44 des Transfer-Gehäuses ist direkt mit
einem Träger 64 des Planetendifferentiales 44 verbunden.
Der Planetenträger 64 trägt eine Mehrzahl von in Umfangs
richtung beabstandeten Planetenrädern 66, von denen jedes
drehbar auf einer separaten Achse 68 angeordnet ist. Ein
Anschlagring 69 ist am hinteren Ende der Welle 44 ange
bracht, um die axiale Bewegung des Planetenträgers 64 zu
begrenzen. Die Außenverzahnung jedes Planetenrades 66
kämmt mit der Außenverzahnung des Sonnenrades 62, um wel
ches die Planetenräder rotieren, sowie mit einem Zahnring
70, innerhalb welchem die Planetenräder rotieren. Die
Innenverzahnung des Zahnringes 70 steht in Eingriff mit
der Außenverzahnung der Planetenräder 66. Der Zahnring 70
hat eine Stirnplatte 72, die direkt mit der hinteren An
triebswelle 16 verbunden ist, so daß eine Drehung des
Zahnringes 70 auch eine Drehung der hinteren Antriebswelle
zur Folge hat.
Wenn das Sonnenrad 62 und der Zahnring 70 frei rotieren kön
nen, führt eine Drehung des Planetenträgers 64, bewirkt
durch die Drehung der Welle 44, zu einer gleichlaufenden
Drehung des Zahnringes und des Sonnenrades, wodurch ein An
triebsmoment an die hintere und die vordere Ausgangswelle 16
und 30 abgegeben wird. Wenn das Sonnenrad 62 aufhört, sich
frei zu drehen, weil die elektromechanische Bremse 58 be
tätigt worden ist, wird das gesamte Antriebsmoment vom Pla
netenträger 64 über die Planetenzahnräder 66 auf den Zahn
ring 70 übertragen, und diese Drehmomentübertragung erfolgt
in einem Schnellgang-Verhältnis oder Overdrive-Verhältnis.
Dieses Overdrive-Verhältnis liegt insbesondere in einem Be
reich von 0,3 bis 1,0 und vorzugsweise in einem Bereich von
etwa 0,5 bis 0,7.
Das Transfer-Gehäuse 10 umfaßt ferner ein Gehäuse 74, das all
gemein aus mehreren Abschnitten besteht, die durch konventio
nelle Mittel, wie z. B. Schrauben, miteinander verbunden sind.
Es wird noch ergänzt, daß Nabenarretierungen oder dgl. (nicht
gezeigt) erforderlich sind, um die Vorderräder vom Antriebs
zug zu trennen, wenn das Fahrzeug im Zweiradbetrieb läuft.
Claims (7)
1. Transfer-Gehäuse für ein Fahrzeug mit einem vorde
ren Räder-Paar und einem hinteren Räder-Paar, ge
kennzeichnet durch eine Eingangswelle, die mit einem
Träger eines Planetenraddifferentiales verbunden ist,
das einen Zahnring hat, der mit einer ersten Aus
gangswelle verbunden ist sowie ein Sonnenrad, das
mit einer zweiten Ausgangswelle verbunden ist, eine
Kupplung am Planetenraddifferential, um selektiv
die erste und die zweite Ausgangswelle zusammenzu
koppeln für eine gleichlaufende Drehung, wenn die
Kupplung des Planetenraddifferentiales eingerückt
ist, und durch eine Bremse, um selektiv eine Drehung
der zweiten Ausgangswelle zu verhindern, so daß, wenn
diese Bremse eingerückt und die Kupplung des Plane
tenraddifferentiales ausgerückt ist, die erste Aus
gangswelle in einem Schnellgang-Verhältnis (overdrive
gear ratio) relativ zur Drehzahl der Eingangswelle ro
tiert.
2. Transfer-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Eingangswelle mit dem Planetenträger über einen
zweistufigen Getriebeabschnitt und eine innere Welle
verbunden ist.
3. Transfer-Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sonnenrad mit der zweiten Ausgangswelle mit
tels einer Büchse verbunden ist, die um die innere
Welle angeordnet ist, und daß diese Büchse ein
erstes Kettenrad trägt, welches über eine Kette mit
einem zweiten Kettenrad verbunden ist, das auf der
zweiten Ausgangswelle montiert ist.
4. Transfer-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die erste Ausgangswelle ein Antriebsmoment an
das hintere Räder-Paar legt und die zweite Ausgangs
welle ein Antriebsmoment an das vordere Räder-Paar
legt.
5. Transfer-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schnellgang-Verhältnis im Bereich von etwa
0,3 bis 1,0 liegt.
6. Transfer-Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schnellgang-Verhältnis im Bereich von etwa
0,5 bis 0,7 liegt.
7. Transfer-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bremse der ersten Ausgangswelle elektromechanisch
betätigt ist.
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