DE4434512A1 - Verteilergetriebe mit gleichachsigen Abtriebswellen und Gruppengetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung handelt von einem Verteilergetriebe, in dessen Gehäuse sich eine Antriebswelle und zwei parallel dazu und da­ runter angeordnete gleichachsige Abtriebswellen mit einem Längsdifferential zwischen den Abtriebswellen befinden, wobei die Antriebswelle über ein Gruppengetriebe und eine Transmis­ sion mit dem Längsdifferential antriebsverbunden ist. Derartige Verteilergetriebe werden in Geländefahrzeugen mit konventionel­ ler Triebwerksanordnung (längsliegender Motor-Getriebe-Block, Gelenkwellen zu Vorder- und Hinterachse) dann verwendet, wenn die Lage des Motor-Getriebe-Blockes keine mit der Antriebswelle des Verteilergetriebes koaxiale Abtriebswelle zur Hinterachse gestattet.

So ist etwa aus der US-PS 3,993,152 ein Verteilergetriebe be­ kannt, dessen Gruppengetriebe als der Antriebswelle zugeordne­ tes parallelachsiges Zahnradgetriebe ausgeführt ist, von dem aus dann ein Zugband oder eine Kette als Transmission zu den Abtriebswellen führt. In aus der Praxis bekannten Weiterent­ wicklungen ist das Gruppengetriebe als der Antriebswelle zuge­ ordnetes Planetengetriebe ausgeführt und als Längsdifferential ein Kegelraddifferential vorgesehen.

Nachteilig ist an diesen Anordnungen zunächst, daß das Gruppen­ getriebe der Antriebswelle zugeordnet ist. Dadurch wird das Zugband im Geländegang mit der mehrfachen Zugkraft belastet, was zu sehr großen Dimensionen und damit zu mehr Gewicht, Bau­ raum und Geräuschentwicklung führt. Im Getriebegehäuse befindet sich ein Ölsumpf, das der Antriebswelle zugeordnete Gruppenge­ triebe ist jedoch wegen der abwärts führenden Transmission weit über diesem Sumpf angeordnet, so daß die Ölversorgung des Grup­ pengetriebes zusätzliche Maßnahmen erfordert. Erschwerend ist bei Geländefahrzeugen, daß die Schmierölversorgung auch bei ex­ tremen Neigungen des Fahrzeuges gewährleistet sein muß.

Wenn das Gruppengetriebe als der Antriebswelle zugeordnetes Planetengetriebe mit demzufolge permanent fixiertem Hohlrad ausgeführt ist, treten noch weitere Nachteile dazu: Das Plane­ tengetriebe wälzt in beiden Schaltstellungen (Straßengang, Ge­ ländegang) innen ab, was mehr Verschleiß und höhere Verluste verursacht, außerdem sind Schmierung und Kühlung problematisch.

Es ist daher Ziel der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verteiler­ getriebe zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile nicht hat und bei möglichst geringem Bauraum und Gewicht alle Anforderun­ gen mit größter Sicherheit und minimalem Aufwand erfüllt.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Transmission das Sonnenrad eines mit den Abtriebswellen koaxialen Planeten­ getriebes treibt, dessen Planetenträger mit dem Korb des Längs­ differentiales antriebsverbunden ist, und dessen Hohlrad mit Planetenrädern kämmt und wahlweise entweder mit dem Planeten­ träger oder mit dem Gehäuse kuppelbar ist.

Durch die Anordnung des Planetengetriebes auf der von der ab­ wärts führenden Transmission getriebenen Seite wird zunächst deren Belastung wesentlich verringert. Dadurch braucht nur das dem Straßengang entsprechende Moment übertragen zu werden, die Untersetzung in den Geländegang durch das Planetengetriebe fin­ det ja erst nachher statt. Dadurch kann die Transmission we­ sentlich kleiner dimensioniert werden. Das kommt den Einbau­ maßen des ganzen Verteilergetriebes zugute, besonders, wenn es sich um eine Transmission mittels eines flexiblen Zugelementes, einer Kette oder eines Zugbandes, handelt. Weiters ist dadurch die Schmierung des Planetengetriebes ohne zusätzliche Maßnahmen sichergestellt, in allen Fahrzeuglagen und ohne daß das Vertei­ lergetriebe genau senkrecht eingebaut zu sein braucht.

Die Anbindung der Glieder des Planetengetriebes hat den Vor­ teil, daß das Planetengetriebe im Straßengang als ganzes, also verlustlos, umläuft. Im Geländegang wird das hohe Drehmoment für den Achsantrieb am Planetenträger abgenommen, der bereits von Natur aus sehr stark ausgeführt und auf kurzem Weg mit dem Differentialkorb verbunden ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Hohlrad zur wahlweisen Verbindung mit Planetenträger oder Ge­ häuse axial verschiebbar (Anspruch 2). Dadurch ist die Schal­ tung in besonders einfacher Weise ausführbar und die Betäti­ gungsglieder brauchen besonders wenig Bauraum.

Eine weitere Vereinfachung und Ersparnis wird erreicht, wenn die Innenzähne des Hohlrades selbst entweder in erste Kuppel­ zähne des Planetenträgers oder in gehäusefest angebrachte zweite Kuppelzähne eingreifen, und wobei erste und zweite Kup­ pelzähne auf der einen und anderen Seite der Planetenräder vor­ gesehen sind (Anspruch 3).

Das zur Umschaltung verschiebbare und mit Planetenträger oder Gehäuse verbindbare Hohlrad hat den Vorteil, daß dessen bereits vorhandene Verzahnung auch gleich als Zahnkupplung dienen kann, wobei wegen dessen großen Durchmessers die Umfangskräfte rela­ tiv gering sind und die entsprechenden Kuppelzähne nur sehr schmal ausgeführt zu werden brauchen, was geringen Einbaumaßen und nebstbei auch einem kurzen Schaltweg förderlich ist. Wei­ ters ist das Hohlrad auf diese Weise ohne eigene Lagerung selbstzentrierend.

Es sind verschiedene Möglichkeiten der Verschiebung des Hohl­ rades möglich, in einer verfeinerten Variante greift eine zur Umschaltung des Gruppengetriebes vorgesehene Schaltgabel am Hohlrad selbst an (Anspruch 4). Das Hohlrad dient somit gleich­ zeitig als Schaltmuffe, was weitere Bauteile und Platz ein­ spart. Da Schaltvorgänge zwischen Gelände- und Straßengang bei kleinen Geschwindigkeiten stattfinden, ist die Umfangsgeschwin­ digkeit am relativ großen Hohlrad kein Nachteil, für den Einbau einer Synchronisierung (Anspruch 6) ist sie sogar ein Vorteil.

Weitere Verringerung des Einbauraumes und Versteifung der im Geländegang beanspruchten Bauteile ist dadurch zu erreichen, daß das Sonnenrad zusammen mit einem von der Transmission ange­ triebenen Sekundärrad eine den Differentialkorb umfassende Hohlwelle bildet, wobei das Sekundärrad im wesentlichen in der Symmetrieebene des Differentialkorbes angeordnet ist (Anspruch 5). Dadurch wird eine Verringerung der Einbaulänge erreicht. Falls als Transmission ein Zugelement verwendet wird, hat das Sekundärrad zur Schonung des Zugelementes und aus Übersetzungs­ gründen sowieso einen ausreichend großen Durchmesser.

In das erfindungsgemäße Getriebe kann jede beliebige totale oder teilweise Sperre eingebaut werden, an der dem Planetenge­ triebe abgewandten Seite des Differentiales ebenso wie an der­ selben Seite. Eine Flüssigkeitsreibungskupplung wird mit Vor­ teil so angebracht, daß eine der Abtriebswellen von ihr umgeben ist und deren Innenteil mitnimmt, und daß deren Außenteil mit dem Differentialkorb bzw. dem Planetenträger antriebsverbunden ist (Anspruch 7).

Schließlich erlaubt es die Erfindung auch, einen Nebenabtrieb an der dem Motor abgekehrten Seite der Antriebswelle anzuordnen (Anspruch 8). Das, weil durch die Anordnung des Gruppengetrie­ bes auf Höhe der Abtriebswellen die dem Motor abgekehrte Seite des Gehäuses frei ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben und erläutert. Es stellen dar

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verteilergetriebes;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verteilergetriebes;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verteilergetriebes.

Im Gehäuse 1 eines Verteilergetriebes gemäß Fig. 1 befindet sich eine vom nicht dargestellten Motor-Getriebe-Block angetriebene Antriebswelle 2, weiters ein Gruppengetriebe 3 und ein Längs­ differential 4, von dem aus die beiden nicht dargestellten Ach­ sen angetrieben werden.

Das vom Motor-Getriebe-Block gelieferte Antriebsmoment wird über die Antriebswelle 2, die im Gehäuse 1 entsprechend gela­ gert ist, an ein an der Antriebswelle 2 montiertes Primärrad 5 und von diesem mittels eines Zugbandes 6 oder einer Kette hin­ unter auf ein mit dem Längsdifferential 4 koaxiales Sekundärrad 7 übertragen. Primärrad 5, Zugband 6 und Sekundärrad 7 bilden eine abwärts führende Transmission. Das Sekundärrad 7 und ein Sonnenrad 10 sind Teil einer Hohlwelle 8, die entsprechend ge­ lagert, oder mit dieser drehfest verbunden ist.

Das Sonnenrad 10 ist Teil des Gruppengetriebes 3, das als Pla­ netengetriebe ausgebildet ist. Dieses Planetengetriebe 3 be­ steht aus dem Sonnenrad 10, einem Planetenträger 12 mit Plane­ tenrädern 11, in die das Sonnenrad 10 kämmend eingreift, einem Hohlrad 13, mit einer Innenverzahnung 14, in die auch die Pla­ netenräder 11 eingreifen. Das Hohlrad 13 dient zugleich als Schaltmuffe und besitzt dazu außen eine Nut 15, in die eine nicht eingezeichnete Schaltgabel greift.

Zusätzlich besitzt der Planetenträger 12 an seiner dem Gehäuse 1 abgewandten Seite erste Kuppelzähne 25 und zweite Kuppelzähne 26 auf einem am Gehäuse 1 drehfest angebrachten Verbindungs­ ring 27. Die Kuppelzähne 25,26 greifen in die Innenverzahnung 14 des Hohlrades 13. Zur Erleichterung des Schaltens kann eine Synchronisierung, beispielsweise Synchronisierkegel 16 vorge­ sehen sein.

Der Planetenträger 12 ist etwa mittels Keilverzahnung drehfest mit dem Korb 20 des Kegelradlängsdifferentials 4 verbunden. Der Differentialkorb 20 treibt über Ausgleichskegelräder 21 die Ab­ triebskegelräder 22, die auf Abtriebswellen 23 montiert sind. Diese Abtriebswellen 23 sind mit den nicht dargestellten Achsen verbunden. Auf dem Differentialkorb 20 ist die Hohlwelle 8 wälzgelagert. Sie bildet ungefähr mittig zum Differential 4 das Sekundärrad 7 für das Zugband 6 und geht auf einer Seite in das Sonnenrad 10 über.

Das Planetengetriebe 3 wird in der dargestellten Ausführungs­ form folgendermaßen geschaltet:
In der gezeigten Stellung N ist das Hohlrad 13 frei drehbar. Das Getriebe kann daher kein Moment übertragen. Wird nun das Hohlrad 3 durch Verschieben in die Schaltstellung H, das ist der Straßengang, gebracht, greift die Innenverzahnung 14 des Hohlrades 13 auch in die ersten Kuppelzähne 25 des Planeten­ trägers 12 ein. Das Planetengetriebe 3 läuft als Ganzes um. Sekundärrad 7 und Differentialkorb 20 drehen sich gleich schnell.

Wird das Hohlrad 3 in die Schaltstellung L, das ist der Gelän­ degang, geschoben, greifen die gehäusefesten zweiten Kuppel­ zähne 26 in die Innenverzahnung 14 des Hohlrades 13. Dadurch ist es festgehalten und die Planetenräder 11 wälzen sich auf ihm ab. Der Planetenträger 12 dreht sich dadurch langsamer als das Sonnenrad 10, wodurch die Untersetzung des Geländeganges erreicht wird.

Das Längsdifferential 4 kann auf verschiedene Weise ganz oder teilweise gesperrt werden, zum Beispiel, wie in der einzigen Figur unterhalb der Mittellinie dargestellt, mittels einer an einer der beiden Abtriebswellen 23 angeordneten Flüssigkeits­ reibungskupplung 30. Dabei wird der Innenteil der Flüssigkeits­ reibungskupplung 30 von der Abtriebswelle 23 und der Außenteil über eine Keilverzahnung 31 von dem Differentialkorb 20 mitge­ nommen. Die Flüssigkeitsreibung zwischen den nicht dargestell­ ten Lamellen des Innen- und Außenteiles bewirkt eine teilweise Sperrung des Längsdifferentials 4.

Schließlich besteht noch die Möglichkeit, wie in der Figur strichliert angedeutet, die Antriebswelle 2 zur Bildung eines Nebenabtriebes 32 zu verlängern.

Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten nur durch die anders ausgebildete Transmis­ sion 40. Sie ist hier eine Zahnradtransmission, bestehend aus den Zahnrädern 5′ auf der Antriebswelle 2, einem im Gehäuse 1 gelagerten Zwischenzahnrad 33 und einem Sekundärzahnrad 7′.

Die in Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten in der Anordnung der Kuppelzähne. Sie wir­ ken hier nicht mit der Innenverzahnung des Hohlrades 13′′ zusam­ men, sondern das Hohlrad 13′′ ist mit einer Glocke 41 fest ver­ bunden, die eine eigene Innenverzahnung 43 und eine Nut 42 für den Eingriff der Schaltgabel aufweist. Die Innenverzahnung 43 greift wahlweise in erste Kuppelzähne 44 des Planetenträgers 12′′ oder in zweite Kuppelzähne 45 des Gehäuses 1 ein.

Claims (9)

1. Verteilergetriebe, in dessen Gehäuse (1) sich eine Antriebs­ welle (2) und zwei parallel dazu angeordnete gleichachsige Ab­ triebswellen (23) mit einem Längsdifferential (4) zwischen den Abtriebswellen (23) befinden, wobei die Antriebswelle (2) über ein Gruppengetriebe (3) und eine abwärts führende Transmission (6) mit dem Längsdifferential (4) antriebsverbunden ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Transmission (6) das Sonnenrad (10) eines mit den Abtriebswellen (23) koaxialen Planetenge­ triebes (3) treibt, dessen Planetenträger (12) mit dem Korb (20) des Längsdifferentiales (4) antriebsverbunden ist, und dessen Hohlrad (13) mit Planetenrädern (11) kämmt und wahlweise entweder mit dem Planetenträger (12) oder mit dem Gehäuse (1) kuppelbar ist.

2. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (13) zur wahlweisen Verbindung mit Planeten­ träger (12) oder Gehäuse (1) axial verschiebbar ist.

3. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenzähne (14) des Hohlrades (13) entweder in erste Kuppelzähne (25) des Planetenträgers (12) oder in gehäusefest angebrachte zweite Kuppelzähne (26) eingreifen, und wobei die ersten und zweiten Kuppelzähne (25,26) auf der einen und ande­ ren Seite der Planetenräder (11) vorgesehen sind.

4. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Umschaltung des Gruppengetriebes (3) vorgesehene Schaltgabel am Hohlrad (13) selbst angreift.

5. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (10) zusammen mit einem von der Transmission (6) angetriebenen Sekundärrad (7) eine den Differentialkorb (20) umfassende Hohlwelle (8) bildet, wobei das Sekundärrad (7) im wesentlichen in der Symmetrieebene des Differentialkorbes (20) angeordnet ist.

6. Verteilergetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (13) und die ersten und zweiten Kuppelzähne (25, 26) mit an sich bekannten Synchronisiereinrichtungen (16) ausgestattet sind.

7. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Abtriebswellen (23) von einer Flüssigkeitsrei­ bungskupplung (30) umgeben ist und deren Innenteil mitnimmt, deren Außenteil mit dem Differentialkorb (20) bzw. dem Plane­ tenträger (12) antriebsverbunden ist.

8. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) an der dem Motor abgekehrten Seite einen Nebenabtrieb (32) bildet.

9. Verteilergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Transmission ein Zugmittel (6) einge­ setzt ist.