WO2005028236A1

WO2005028236A1 - Getriebeanordnung

Info

Publication number: WO2005028236A1
Application number: PCT/EP2004/009515
Authority: WO
Inventors: Jiri Marks; Theodor Gassmann; Colin Zaers
Original assignee: Gkn Driveline International Gmbh
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2005-03-31
Also published as: DE10342164A1; DE10342164B4; JP2007505276A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahr- zeuges, welche ein Differentialgetriebe (2), eine erste Lamellenkupplung (10) und eine zweite Lamellenkupplung (20) umfasst. Das Differentialgetriebe (2) ist in Form eines Planetengetriebes gestaltet und weist einen Differentialkorb (4) sowie einen Differentialrädersatz zum Antreiben zweiter Ausgangswellen (17, 21) auf. Die beiden Lamellenkupplungen (10, 20) umfassen jeweils eine an die zugehörige Ausgangswelle (17, 21) angeschlossene Nabe (41, 44) und hiermit drehfest verbundene Innenlamellen sowie jeweils einen Kupplungskorb (38, 42) und hiermit drehfest verbundene Aussenlamellen. Die beiden Lamellenkupplungen (10, 20) sind mittels Stellmitteln (51, 52) betätigbar. Die beiden Kupplungskörbe (38, 42) sind mit dem Differentialkorb (4) über zumindest eine Vorgelegewelle (31) und Stirnradpaarungen (28, 29; 32, 36) antriebsverbunden, die derart ausgestaltet sind, dass die beiden Kupplungskörbe (38, 42) mit grösserer Drehzahl drehen als der Differentialkorb (4).

Description

Getriebeanordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, welches ein Differentialgetriebe mit einem Differentialkorb, einem Differentialrädersatz sowie einer ersten Ausgangswelle und einer zweiten Ausgangswelle umfaßt, die mit dem Differentialrädersatz verbunden sind.

Insbesondere bei allradgetriebenen Kraftfahrzeugen wird neben einer besseren Traktion auch eine Steigerung der Fahrdynamik und Agilität gefordert. Daher wird nach Lösungen gesucht, das Antriebsmoment eines Kraftfahrzeuges nach Bedarf entsprechend dem Fahrzustand auf die Antriebsräder unterschiedlich zu verteilen. Differentialgetriebe dieser Art sind beispielsweise aus der DE 44 27 493 C2 und der EP 0 662402 B1 bekannt.

Aus der DE 39 00 638 C2 ist ein weiteres Differentialgetriebe zum Antreiben zweier Achswellen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges bekannt, das in Form eines Kegelradgetriebes gestaltet ist. Parallel zur Drehachse ist eine Vorgelegewelle vorgesehen, die über eine Verzahnung am Differentialkorb angetrieben wird und mit zwei Kupplungen antriebsmäßig verbunden ist. Die Kupplungen umfassen jeweils drehfest an der Vorgelegewelle befestigte Innenlamellen und axial abwechseln hierzu drehfest an einem Kupplungskorb befestigte Außenlamellen. Die Kupplungskörbe sind jeweils über eine Verzahnung mit einer der beiden Achswellen antriebsmäßig verbunden. Die Verzahnungen zwischen Differentialkorb und Vorgelegewelle sowie zwischen den Kupplungskörben und den Achswellen sind so gewählt, daß die Achswellen durch Aktivieren der Kupplungen mit einem zusätzlichen Drehmoment beaufschlagt werden können. Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Differentialgetriebe vorzuschlagen, das einfach aufgebaut ist und eine asymmetrische Drehmomentaufteilung auf die beiden Ausgangswelten, das heißt den Aufbau eines aktiven Giermoments, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Getriebeanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gelöst, umfassend ein Differentialgetriebe in Form eines Planetengetriebes mit einem Differentialkorb, der von einer Antriebswelle um eine Drehachse drehend antreibbar ist, und einem Differentialrädersatz zum Antreiben einer ersten Ausgangswelle und einer zweiten Ausgangswelle um die Drehachse, eine auf der Drehachse zentriert angeordnete erste Lamellenkupplung, die eine an die erste Ausgangswelle angeschlossene erste Nabe und hiermit drehfest verbundene erste Innenlamellen sowie einen ersten Kupplungskorb und hiermit drehfest verbundene erste Außenlamellen umfaßt und mittels ersten Stellmitteln betätigbar ist, eine auf der Drehachse zentriert angeordnete zweite Lamellenkupplung, die eine an die zweite Ausgangswelle angeschlossene zweite Nabe und hiermit drehfest verbundene zweite Innenlamellen sowie einen zweiten Kupplungskorb und hiermit drehfest verbundene zweite Außenlamellen umfaßt und mittels zweiten Stellmitteln betätigbar ist, wobei der erste und der zweite Kupplungskorb mit dem Differentialkorb über zumindest eine Vorgelegewelle und Stirnradpaarungen antriebsverbunden sind, die derart ausgestaltet sind, daß der erste und der zweite Kupplungskorb mit unterschiedlicher Drehzahl drehen als der Differentialkorb.

Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß durch Betätigen der entsprechenden Lamellenkupplung ein zusätzliches Drehmoment oder ein Bremsmoment, je nachdem, ob die Kupplungskörbe schneller oder langsamer drehen als der Differentialkorb, auf die zugehörige Ausgangswelle ausgeübt werden kann. Wenn die Kupplungskörbe, deren Drehzahl sich aus dem Übersetzungsverhältnis der Stirnradpaarungen ergibt, schneller als die Ausgangswellen drehen, so daß sie diesen stets „vorlaufen", kann ein zusätzliches Drehmoment auf das beim Durchfahren einer Kurve schneller laufende kurvenäußere Rad ausgeübt werden. Drehen die Kupplungskörbe langsamer als die Ausgangswellen, kann nach einer alternativen Ausgestaltung ein Bremsmoment auf das kurveninnere Rad ausgeübt werden. Nach beiden Ausgestaltungen kann das in den Differentialkorb eingeleitete Drehmoment asymmetrisch auf die beiden Ausgangswellen verteilt werden, so daß bei schneller Kurvenfahrt ein aktives Giermoment erzeugt und die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs erhöht wird. Dieses Giermoment erlaubt eine wesentlich höhere Kurvengeschwindigkeit, ein verbessertes Kurveneinlenkverhalten sowie einen stabilisierenden Regeleingriff in die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs, ohne daß dabei Antriebskraft verloren geht.

Die Lamellenkupplungen werden mittels der jeweils zugehörigen Stellmittel betätigt, welche wiederum über einen Fahrstabilitätsregler des Kraftfahrzeugs angesteuert werden können. Auf diese Weise können die Kupplungen für unterschiedliche Anwendungsfälle auf unterschiedliche Weise betätigt werden.

Zum Aufbau eines aktiven Giermoments mit asymmetrischer Drehmomentaufteilung auf die beiden Ausgangswellen wird nur eine der beiden Kupplungen aktiviert, d.h. in Reibschluß gebracht. Auf diese Weise wird das über die Antriebswelle eingehende Drehmoment nicht ausschließlich auf den Differentialrädersatz übertragen, sondern ein Teil des Drehmoments fließt über den Differentialkorb und die Vorgelegewelle direkt auf die entsprechende Kupplung und von dort auf die zugehörige Ausgangswelle. Somit wird diese Ausgangswelle mit einem höheren Drehmoment beaufschlagt als die andere Ausgangswelle.

Nach einem weiteren Anwendungsfall kann die erfindungsgemäße Getriebeanordnung auch als Sperrdifferential benutzt werden. Hierfür werden, beispielsweise bei aufgrund von Schlupf auftretender Drehzahldifferenz der beiden Räder, beide Kupplungen gleichzeitig aktiviert. So wird ein die beiden Ausgangswellen synchronisierendes Sperrmoment erzeugt, welches der Summe der beiden einzelnen Kupplungsmomente entspricht. Der Schlupf wird am Rad mit schlechter Bodenhaftung reduziert und das auf die Fahrbahn übertragene Antriebsmoment erhöht.

Ein weiterer Anwendungsfall sieht vor, daß beide Kupplungen gleichzeitig betätigt werden. Auf diese Weise werden die Antriebswellen verblockt, so daß die Räder mit gleicher Geschwindigkeit drehen. Eine solche Haltefunktion kann beispielsweise für eine Anfahrhilfe am Berg eingesetzt werden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine erste der Stirnradpaarungen ein mit dem Differentialkorb drehfest verbundenes erstes Stirnrad und ein damit kämmendes erstes Ritzel umfaßt und daß eine zweite der Stirnradpaarungen ein mit dem ersten Ritzel über die Vorgelegewelle drehfest verbundenes zweites Ritzel und ein hiermit kämmendes zweites Stirnrad umfaßt, welches zumindest einen der beiden Kupplungskörbe drehend antreibt. Dabei sind die Verhältnisse der miteinander kämmenden Zähne der Stirnradpaarungen so gewählt, daß der zumindest eine angetriebene Kupplungskorb schneller um die Drehachse dreht als der Differentialkorb. Auf diese Weise kann durch Schalten der entsprechenden Kupplung stets ein aktives Giermoment auf die zugehörige Ausgangswelle ausgeübt werden.

Nach einer ersten Ausführungsform treibt das zweite Stirnrad eine koaxial zur zweiten Ausgangswelle außenliegende zweite Hohlwelle drehend an, die mit zumindest einem der beiden Kupplungskörbe fest verbunden ist. Dabei sind das erste und das zweite Stirnrad vorzugsweise axial benachbart zueinander angeordnet und gegeneinander und gegenüber dem Gehäuse mittels Axiallagern drehend gehalten. Auf diese Weise können beide Stirnräder in einer Ausnehmung des Gehäuses angeordnet werden, so daß die axiale Baulänge gering gehalten wird.

Nach einer hierzu alternativen Ausführungsform kann das zweite Stirnrad auch unmittelbar an dem zumindest einen Kupplungskorb angebracht sein. Dabei ist das zweite Stirnrad vorzugsweise in Form einer außen am Kupplungskorb befestigten Verzahnung ausgebildet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß lediglich ein massives erstes Stirnrad zum Antreiben der Vorgelegewelle erforderlich ist, so daß die Trägheitsmomente insgesamt gering sind und die axiale Baulänge kurz ist.

In bevorzugter Ausgestaltung ist die Vorgelegewelle als Hohlwelle gestaltet, welche mittels Radiallagern auf einem im Gehäuse gehaltenen Bolzen drehbar gelagert und mittels Axiallagern gegenüber dem Gehäuse axial abgestützt ist. Dabei sind das erste Ritzel, das zweite Ritzel und die Vorgelegewelle vorzugsweise einstückig hergestellt. Es können auch mehrere Vorgelegewellen mit Stirnradpaarungen vorgesehen sein, die jeweils parallel und mit gleichem Abstand zur Drehachse angeordnet sind und eine Übersetzungsstufe ins Schnelle zum Antreiben der Kupplungskörbe bilden. Die Verwendung mehrerer Vorgelegewellen bietet den Vorteil, daß die jeweils auf die Zähne einer Stirnradpaarung wirkenden Kräfte geringer sind.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine über einen Steg im Differentialkorb mit der ersten Ausgangswelle drehfest verbundene erste Hohlwelle vorgesehen, die in Bezug auf den Differentialkorb auf derselben Seite mit und koaxial außen liegend zur zweiten Ausgangswelle angeordnet ist. Dabei ist die zweite Hohlwelle zum Antreiben des Kupplungskorbes koaxial außenliegend auf der ersten Hohlwelle zum Antreiben der Nabe drehbar gelagert. In Konkretisierung sind die erste und die zweite Lamellenkupplung axial benachbart zueinander angeordnet, wobei der erste und der zweite Kupplungskorb fest miteinander verbunden sind. Diese Ausgestaltung ist besonders günstig, da die Kupplungen in Bezug auf die Antriebswelle auf einer gemeinsamen Seite axial entgegengesetzt zum Differentialgetriebe angeordnet sein können. Auf diese Weise wird ebenfalls eine kleine Baugröße der Getriebeanordnung erreicht.

Das Differentialgetriebe ist in bevorzugter Ausgestaltung in Form eines Doppelplanetengetriebes gestaltet und umfaßt ein mit dem Differentialkorb drehfest verbundenes Hohlrad, im Steg drehbar gehaltene erste und zweite Planetenräder sowie ein mit der zweiten Ausgangswelle drehfest verbundenes und ein um die Drehachse drehbares Sonnenrad, wobei die Planetenräder, das Sonnenrad und das Hohlrad den Differentialrädersatz bilden, wobei die ersten Planetenräder mit dem Hohlrad einerseits und den zweiten Planetenrädern andererseits kämmen und die zweiten Planetenräder mit dem Sonnenrad kämmen. Die Gestaltung des Differentialgetriebes in Form eines Doppelplanetengetriebes ist besonders günstig, weil so beide Ausgangswellen, d.h. die mit der ersten Ausgangswelle drehfest verbundene erste Hohlwelle und die zweite Ausgangswelle, zum Antreiben mittels ihrer jeweils zugehörigen Kupplung auf eine gemeinsame Seite des Differentialgetriebes geführt werden können. Dies ist im Hinblick auf die Baugröße und das „Package" für den Einbau im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs vorteilhaft. Der Steg weist vorzugsweise einen mit der ersten Ausgangswelle verbundenen ersten Flansch und einen mit der ersten Hohlwelle verbundenen zweiten Flansch auf, wobei das Sonnenrad und die Planetenräder axial zwischen den beiden Flanschen angeordnet sind. Vorzugsweise sind die ersten und die zweiten Stellmittel jeweils in Form von mechanischen Mitteln zur Umwandlung eines Drehmoments in eine Axialkraft gestaltet. Dabei dient die Axialkraft zur Axialverschiebung einer Druckscheibe. In Konkretisierung sind die Stellmittel jeweils in Form einer Kugelrampenanordnung gestaltet. Diese umfassen vorzugsweise jeweils eine drehfest im Gehäuse gehaltene erste Scheibe und eine hierzu drehend antreibbare zweite Scheibe, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils Kugelrillen mit in Umfangsrichtung gegensinnig veränderlicher Tiefe aufweisen, in denen zwischen den Scheiben gehaltene Kugeln laufen. Bei einer Verdrehung der Scheiben zueinander verschieben sie sich axial und wirken über ein Druckscheibe auf die Kupplungslamellen der entsprechenden Kupplung ein. Auf diese Weise wird vom schneller drehenden Kupplungskorb ein zusätzliches Drehmoment auf die erste bzw. zweite langsamer drehende Ausgangswelle erzeugt.

Nach einer hierzu alternativen Ausführungsform können die ersten und die zweiten Stellmittel jeweils auch in Form von Hydraulikanordnungen mit hydraulisch beaufschlagbaren Zylindern und darin axial verschiebbaren Kolben gestaltet sein.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Hierin zeigt

Figur 1 eine Getriebeanordnung in einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt;

Figur 2 a) einen Querschnitt durch das Differentialgetriebe gemäß Schnittlinie I - I aus Figur 1; b) einen Querschnitt durch das Differentialgetriebe gemäß Schnittlinie II - II aus Figur 1 ;

Figur 3 eine Getriebeanordnung in einer zweiten Ausführungsform im Längsschnitt.

In den Figuren 1 und 2, die im folgenden gemeinsam beschrieben werden, ist eine Getriebeanordnung 1 für den Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug ersichtlich, welche von einem nicht dargestellten Verteilergetriebe über eine Antriebswelle 6 ange- trieben wird und das eingehende Drehmoment auf zwei Radachsen verteilt. Die Getriebeanordnung 1 umfaßt ein Differentialgetriebe 2 und zwei Kupplungen 10, 20 in einem Gehäuse 9.

Das Differentialgetriebe 2 weist einen Differentialkorb 4 mit einem hiermit drehfest verbundenen Tellerrad 5 auf, das mit einem fest mit der Antriebswelle 6 verbundenen Kegelrad 7 kämmt und von diesem angetrieben wird. Die Antriebswelle 6 ist mittelt eines Wälzlagers 8 im Gehäuse 9 um die Längsachse A drehbar gelagert. Das Differentialgetriebe 2, welches im Querschnitt in Figur 2a) dargestellt ist, ist in Form eines Doppelplanetengetriebes gestaltet und umfaßt einen Differentialrädersatz zum Antreiben einer ersten Ausgangswelle 17 und einer zweiten Ausgangswelle 21. Der Differentialrädersatz umfaßt ein am Innenumfang des Differentialkorbes 4 angebrachtes Hohlrad 12, vier Paare von ersten und zweiten Planetenrädern 11 , 13, welche drehbar in einem Steg 14 jeweils um parallel zur Drehachse B liegende Drehachsen B' gelagert sind, sowie ein Sonnenrad 15. Dabei sind die Verzahnungen der ersten Planetenräder 11 mit der Innenverzahnung des Hohlrads 12 im Eingriff und die Verzahnungen der zweiten Planetenräder 13 sind mit der Außenverzahnung des Sonnenrads 15 im Eingriff. Die Verzahnungen der ersten und zweiten Planetenräder 11 , 13 je eines Paares kämmen untereinander. Die Ausgestaltung des Differentialgetriebes in Form eines Doppelplanetengetriebes bildet die Voraussetzung für die Verwendung in einem Achsdifferential. Der Steg 14 umfaßt einen ersten Flansch 16, der über eine Längsverzahnung drehfest mit der ersten Ausgangswelle 17 verbunden ist, sowie einen zweiten Flansch 18, der drehfest mit einer ersten Hohlwelle 19 verbunden ist. Das Sonnenrad 15 ist auf der Drehachse B zentriert angeordnet und über eine Längsverzahnung drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 21 verbunden. Dabei ist das Sonnenrad 15 axial zwischen dem ersten Flansch 16 und dem zweiten Flansch 18 angeordnet und mittels Axiallagern 22, 22' drehbar gegenüber diesen gelagert. Der Differentialkorb 4 hat zwei einander entgegengesetzt gerichtete Lagerabschnitte 23, 23', an denen es mittels Wälzlagern 24, 24' im Gehäuse 9 um die Drehachse B drehbar gelagert ist. Die erste Ausgangswelle 17 ist in Form einer ersten Hohlwelle gestaltet und weist an ihrem dem Differentialgetriebe 2 abgewandten Ende einen Flansch 25 auf, der zum drehfesten Anschließen einer nicht dargestellten Seitenwelle des Kraftfahrzeugs dient. Der zwischen der ersten Ausgangswelle 17 und dem Gehäuse 9 gebildete Ringraum ist mittels einer Radialdichtung 26 nach außen hin abgedichtet. Auf diese Weise wird verhindert, daß Schmiermittel aus dem Gehäuse 9 heraus- bzw. Schmutz in das Gehäuse 9 hineingelangt.

Der Differentialkorb 4 ist zweiteilig gestaltet und umfaßt ein topfförmfges Teil sowie ein deckeiförmiges Teil, welche über eine Flanschverbindung mit dem Tellerrad 5 verbunden sind. Der deckeiförmige Teil umfaßt einen rohrförmigen Abschnitt 27, welcher innen auf der ersten Hohlwelle 19 gelagert ist und radial außen den Lagerabschnitt 23' für das Wälzlager 24' zum Lagern des Differentialkorbs 4 im Gehäuse 9 bildet. Am dem Differentialgetriebe 2 entgegengesetzten Ende des rohrförmigen Abschnitts 27 ist ein erstes Stirnrad 28 drehfest angeschlossen, welches mit einem ersten Ritzel 29 kämmend im Eingriff ist. Das erste Ritzel 29 ist Teil einer Vorgelegewelle 31, welche ferner ein zweites Ritzel 32 mit einer gegenüber dem ersten Ritzel 29 größeren Zähnezahl umfaßt. Die Vorgelegewelle 31 ist als Hohlwelle gestaltet und mittels Radiallagern 33 auf einem im Gehäuse 9 gehaltenen Bolzen 34 drehbar gelagert und mittels Axiallagern 35 gegenüber dem Gehäuse 9 axial abgestützt. Das zweite Ritzel 32 ist mit einem zweiten Stirnrad 26 kämmend in Eingriff, das wiederum mit einer zweiten Hohlwelle37 drehfest verbunden ist. Dabei ist die zweite Hohlwelle 37 auf der ersten Hohlwelle 19 drehbar gelagert und mit den Kupplungen 10, 20 antriebsverbunden. Wie in Figur 2b) ersichtlich ist, sind zur Drehmomentübertragung vom Differentialkorb 4 zu den Kupplungen 10, 20 mehrere Vorgelegewellen 31 mit Stirnradpaarungen 28, 29; 32, 36 über den Umfang verteilt. Vorliegend sind drei Vorgelegewellen mit Stirnradpaarungen vorgesehen, wobei deren Anzahl auch variieren kann und von dem zu übertragenden Drehmoment abhängt.

Die erste Kupplung 10 ist in Form einer Lamellenkupplung gestaltet und weist einen ersten Kupplungskorb 38 und einen ersten Satz 39 von Kupplungslamellen bestehend aus mit dem ersten Kupplungskorb 38 drehfest verbundenen Außenlamellen sowie mit einer ersten Nabe 41 drehfest verbundenen Innenlamellen auf. Diese erste Nabe 41 ist ihrerseits drehfest mit der ersten Hohlwelle 19 verbunden und mittels Axiallagern im Kupplungskorb 38 gelagert. Die zweite Kupplung ist ebenfalls in Form einer Lamellenkupplung 20 gestaltet und weist einen zweiten Kupplungskorb 42 und einen zweiten Satz 43 von Kupplungslamellen auf. Dabei sind die Außenlamellen des zweiten Satzes 43 drehfest mit dem zweiten Kupplungskorb 42 verbunden und die zugehörigen Innenlamellen sind über eine zweite Nabe 44 mit der zweiten Ausgangswelle 21 drehfest verbunden.

Der erste Kupplungskorb 38 und der zweite Kupplungskorb 42 bilden eine Baueinheit, so daß sie gemeinsam um die Drehachse B drehen und über die erste Hohlwelle 19, die Stirnradpaarungen und zweite Hohlwelle 37 drehend angetrieben werden. Hierfür ist der erste Kupplungskorb 38 mit der zweiten Hohlwelle 37 drehfest verbunden. Der zweite Kupplungskorb 42 hat ferner einen rohrförmigen Ansatz 46, welcher in entgegengesetzter Richtung zur zweiten Hohlwelle 37 in Bezug auf die Kupplungen 10, 20 angeordnet ist und zur Lagerung mittels eines Wälzlagers 47 im Gehäuse 9 dient. Axial benachbart zum Ansatz 46 sind ferner Lagermittel 48 zum Lagern der zweiten Ausgangswelle 21 im Gehäuse 9 vorgesehen. Der zwischen der zweiten Ausgangswelle 21 und dem Gehäuse 9 gebildete Ringraum wird mittels einer Radialdichtung 49 abgedichtet, so daß ein Austreten von Schmiermittel aus der Getriebeanordnung sowie das Eindringen von Schmutz in die Getriebeanordnung verhindert wird.

Die erste und die zweite Lamellenkupplung 10, 20 werden mittels ersten Stellmitteln 51 bzw. zweiten Stellmitteln 52 betätigt, wobei die beiden Stellmittel separat schaltbar sind. Stellvertretend für beide wird im folgenden der Aufbau und die Funktionsweise der ersten Stellmittel 51 beschrieben. Diese sind in Form einer Kugelrampenanordnung gestaltet und umfassen eine erste Scheibe 53, die in dem Gehäuse 9 befestigt ist, und eine hierzu axial beabstandet angeordnete zweite Scheibe 54, die gegenüber der ersten Scheibe 53 über eine Verzahnung 57 von einem in Figur 2b) dargestellten Motor 50 drehend antreibbar ist. Die beiden Scheiben 53, 54 haben jeweils zumindest drei Paare von Kugelrillen 55, die eine über den Umfang in entgegengesetzter Richtung veränderliche Tiefe aufweisen. In den Kugelrillen 55 sind Kugeln 56 gehalten, so daß sich die zweite Scheibe 54 bei einer Verdrehung gegenüber der ersten Scheibe 53 axial verschiebt. Über ein Axiallager 58, eine Druckscheibe 59 und Druckstücke 61 , die zusammen mit den Kupplungen 10, 20 um die Drehachse B drehbar angeordnet sind, wirkt eine Axialverschiebung der Scheiben 53, 54 relativ zueinander auf den ersten Satz 39 von Kupplungslamellen ein. Dabei ist der erste Kupplungskorb 38 gegen den zweiten Kupplungskorb 42 und dieser wiederum gegen die zweiten Stellmittel 52 am Gehäuse 9 abgestützt, und umgekehrt.

Wird der axiale Abstand zwischen den Scheiben 53, 54 vergrößert, so wird der erste Satz 39 von Kupplungslamellen beaufschlagt, so daß ein zusätzliches Drehmoment von dem schneller laufenden Kupplungskorb 38 über die erste Hohlwelle 19 auf die erste Ausgangswelle 17 übertragen werden kann. In unbetätigtem Zustand der ersten Stellmittel 51 sind die beiden Scheiben axial näher zueinander angeordnet, so daß der erste Satz 39 von Kupplungslamellen freigegeben ist und somit die zweite Hohlwelle 37 relativ zur ersten Hohlwelle 19 frei drehen kann. Damit der Satz 39 von Kupplungslamellen beim Abschalten der ersten Stellmittel 51 wieder freigegeben wird, sind Federmittel 62 vorgesehen, die die Druckscheibe 59 in Richtung von der Kupplung 10 wegdrücken. Soll demgegenüber die zweite Ausgangswelle 21 mit einem zusätzlichen Drehmoment beaufschlagt werden, weil es die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs erfordert, so werden die zweiten Stellmittel 52 betätigt, so daß sich deren Scheiben axial voneinander entfernen und der zweite Satz 43 von Kupplungslamellen beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird ein Drehmoment von der schneller um die Drehachse B drehenden zweiten Hohlwelle 37 auf die langsamer drehende zweite Ausgangswelle 21 übertragen.

In Figur 3 ist eine Getriebeanordnung gezeigt, die weitestgehend mit der aus Figur 1 gezeigten übereinstimmt. Entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sich unterscheidende Bauteile sind mit um eins gestrichenen Bezugsziffern versehen. Anstelle der axial benachbart zueinander angeordneten Stirnräder ist hier jedoch ein zweites Stirnrad 36' unmittelbar mit dem ersten Kupplungskorb 38' fest verbunden. Die Vorgelegewelle 31' ist dabei länger und überspannt die ersten Stellmittel 51. Auch in dieser Ausführungsform ist das Übersetzungsverhältnis von Differentialkorb 4 bzw. zweiter Hohlwelle 27 auf den ersten Kupplungskorb 38 derart gewählt, daß dieser erste Kupplungskorb 38 sowie der damit drehfest verbundene zweite Kupplungskorb 42 schneller drehen als der Differentialkorb 4 bzw. die Ausgangswellen 17, 21. Das erste Stirnrad 28' ist mittels zweier Axiallager im Gehäuse 9' drehbar gelagert. Das erste Ritzel 29', das zweite Ritzel 32' und die Vorgelegewelle 31 ' sind einstückig hergestellt und auf einem im Gehäuse 9' befestigten Bolzen 34' drehbar gelagert. Das zweite Stirnrad 36' ist einstückig mit dem ersten Kupplungskorb 38' hergestellt. Ein Querschnitt des Differentialgetriebes ist in Figur 2a) gezeigt. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform sind, entsprechend der Darstellung in Figur 2b), mehrere Vorgelegewellen 31 ^' über den Umfang verteilt, um das Drehmoment vom Differentialkorb 4 auf die Kupplungskörbe 38, 42 zu übertragen.

Getriebeanordnung

Bezugszeichenliste

1 Getriebeanordnung

2 Differentialgetriebe

4 Differentialkorb

5 Tellerrad

6 Antriebswelle

7 Kegelrad 8 Wälzlager 9 Gehäuse

10 erste Lamellenkupplung

11 erstes Planetenrad

12 Hohlrad

13 zweites Planetenrad

14 Steg

15 Sonnenrad

16 erster Flansch

17 erste Ausgangswelle

18 zweiter Flansch

19 erste Hohlwelle

20 zweite Lamellenkupplung

21 zweite Ausgangswelle

22 Axiallager

23 Lagerabschnitt

24 Wälzlager

25 Flansch Radialdichtung rohrförmiger Abschnitt erstes Stirnrad erstes Ritzel

Vorgelegewelle zweites Ritzel

Radiallager

Bolzen

Axiallager zweites Stirnrad zweite Hohlwelle erster Kupplungskorb erster Satz von Kupplungslamellen erste Nabe zweiter Kupplungskorb zweiter Satz von Kupplungslamellen zweite Nabe

Flansch rohrförmiger Ansatz

Wälzlager

Lagermittel

Radialdichtung

Motor erste Stellmittel zweite Stellmittel erste Scheibe zweite Scheibe

Kugelrille

Kugel

Verzahnung

Axiallager

Druckscheibe

Druckstück

Längsachse B Drehachse

Claims

GetriebeanordnungPatentansprüche

1. Getriebeanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges umfassend ein Differentialgetriebe (2) in Form eines Planetengetriebes mit einem Differentialkorb (4), der von einer Antriebswelle (6) um eine Drehachse (B) drehend antreibbar ist, und einem Differentialrädersatz zum Antreiben einer ersten Ausgangswelle (17) und einer zweiten Ausgangswelle (21) um die Drehachse (B), eine auf der Drehachse (B) zentriert angeordnete erste Lamellenkupplung (10), die eine an die erste Ausgangswelle (17) angeschlossene erste Nabe (41) und hiermit drehfest verbundene erste Innenlamellen sowie einen ersten Kupplungskorb (38) und hiermit drehfest verbundene erste Außenlamellen umfaßt und mittels ersten Stellmitteln (51) betätigbar ist, eine auf der Drehachse (B) zentriert angeordnete zweite Lamellenkupplung (20), die eine an die zweite Ausgangswelle (21) angeschlossene zweite Nabe (44) und hiermit drehfest verbundene zweite Innenlamellen sowie einen zweiten Kupplungskorb (42) und hiermit drehfest verbundene zweite Außenlamellen umfaßt und mittels zweiten Stellmitteln (52) betätigbar ist, wobei der erste und der zweite Kupplungskorb (38, 42) mit dem Differentialkorb (4) über zumindest eine Vorgelegewelle (31) und Stirnradpaarungen (28, 29; 32, 36) antriebsverbunden sind, die derart ausgestaltet sind, daß der erste und der zweite Kupplungskorb (38, 42) mit unterschiedlicher Drehzahl drehen als der Differentialkorb (4).

2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine erste der Stirnradpaarungen ein mit dem Differentialkorb (4) drehfest verbundenes erstes Stirnrad (28) und ein damit kämmendes erstes Ritzel (29) umfaßt und daß eine zweite der Stirnradpaarungen ein mit dem ersten Ritzel (29) über die Vorgelegewelle (31) drehfest verbundenes zweites Ritzel (32) und ein hiermit kämmendes zweites Stirnrad (36) umfaßt, welches zumindest einen der beiden Kupplungskörbe drehend antreibt.

3. Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stirnrad (36) eine koaxial zur zweiten Ausgangswelle (21) aus- senliegende Hohlwelle (37) drehend antreibt, die mit zumindest einem der beiden Kupplungskörbe (38, 42) fest verbunden ist.

4. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnräder (28, 36) axial benachbart zueinander angeordnet und gegeneinander und gegenüber dem Gehäuse (9) mittels Axiallagern drehbar gehalten sind.

5. Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stirnrad (36) unmittelbar an dem zumindest einen Kupplungskorb (38_r 42) angebracht ist.

6. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorgelegewellen (31) mit Stirnradpaarungen (28, 29; 32, 36) vorgesehen sind, die jeweils parallel und mit gleichem Abstand zur Drehachse (B) angeordnet sind.

7. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ritzel (29), das zweite Ritzel (32) und die Vorgelegewelle (31) einstückig hergestellt sind.

8. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine über einen Steg (14) im Differentialkorb (4) mit der ersten Ausgangswelle (17) drehfest verbundene erste Hohlwelle (19) vorgesehen ist, welche in Bezug auf den Differentialkorb (4) auf derselben Seite mit und koaxial außenliegend zur zweiten Ausgangswelle (21) angeordnet ist.

9. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Lamellenkupplung (10, 20) axial benachbart zu- einander angeordnet sind, wobei der erste und der zweite Kupplungskorb (38, 42) fest miteinander verbunden sind.

10. Getriebeanordnung nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (2) und die Lamellenkupplungen (10, 20) in Bezug auf die Längsachse (A) der Antriebswelle (6) auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind.

11. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (2) in Form eines Doppelplanetengetriebes gestaltet ist und ein mit dem Differentialkorb (4) drehfest verbundenes Hohlrad (12), im Steg drehbar gehaltene erste und zweite Planetenräder (11, 13) sowie ein mit der zweiten Ausgangswelle (21) drehfest verbundenes und um die Drehachse (B) drehbares Sonnenrad (15) umfaßt, wobei die Planetenräder (11 , 13) das Sonnenrad (15) und das Hohlrad (12) den Differentialrädersatz bilden, wobei die ersten Planetenräder (11) mit dem Hohlrad (12) einerseits und den zweiten Planetenrädern (13) andererseits kämmen und die zweiten Planetenräder (13) mit dem Sonnenrad (15) kämmen.

12. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Stellmittel (51 , 52) jeweils in Form von mechanischen Mitteln zur Umwandlung eines Drehmoments in eine Axialkraft gestaltet sind.

13. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Stellmittel (51, 52) jeweils in Form einer Kugelrampenanordnung gestaltet sind.

14. Getriebeanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrampenanordnungen jeweils eine drehfest im Gehäuse (9) gehaltene erste Scheibe (53) und eine hierzu drehend antreibbare zweite Scheibe (54) umfassen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils Kugelrillen (55) mit in Umfangsrichtung gegensinnig veränderlicher Tiefe aufweisen, in denen zwischen den Scheiben (53, 54) gehaltene Kugeln (56) laufen.

15. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Stellmittel (51 , 52) jeweils in Form einer Hydraulikanordnung mit hydraulisch beaufschlagbaren Zylindern und darin axial verschiebbaren Kolben gestaltet sind (ohne Figur).