WO2010017882A1 - Antriebsanordnung für ein mehrachsgetriebenes kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebsanordnung für ein mehrachsgetriebenes kraftfahrzeug Download PDF

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WO2010017882A1
WO2010017882A1 PCT/EP2009/005313 EP2009005313W WO2010017882A1 WO 2010017882 A1 WO2010017882 A1 WO 2010017882A1 EP 2009005313 W EP2009005313 W EP 2009005313W WO 2010017882 A1 WO2010017882 A1 WO 2010017882A1
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WO
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drive
axle
coupling means
arrangement according
clutch
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/005313
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English (en)
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Peter JÜNEMANN
Fred Kramer
Michael Schwekutsch
Mark Schmidt
Theodor Gassmann
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Gkn Driveline International Gmbh
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Publication date
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    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19023—Plural power paths to and/or from gearing
    • Y10T74/19074—Single drive plural driven

Definitions

  • the invention relates to a drive arrangement for a multi-axle driven motor vehicle.
  • the drive arrangement comprises a first drive train for permanently driving a first drive axle and a second drive train which can be engaged as needed to transmit torque to a second drive axle.
  • Such drive arrangements with, if necessary, switchable drive axle are also referred to as "hang-on” or “on-demand” systems.
  • EP 0 466 863 B1 discloses a device for connecting a drive train in a motor vehicle with a transfer case for a plurality of drive trains.
  • One of the drive trains is constantly connected to a drive unit and another drive train can be connected to the drive unit connectable.
  • an electronically actuated friction clutch is provided, which can be arranged in a transfer case or in a differential gear.
  • the associated drive axle is not driven permanently in order to keep losses low. But even when switched off, the torque transmitting components rotate with the switchable drive axle, which leads to undesirable power losses. These power losses are responsible for the fact that multi-axle vehicles with a hang-on drivetrain have a higher fuel consumption than single-axle motor vehicles.
  • the present invention is therefore based on the object propose a drive arrangement for a multi-axle driven motor vehicle, which generates low drag torque or low power loss, so that a reduction in fuel consumption is possible.
  • the solution consists in a drive arrangement for a multi-axle driven motor vehicle with a drive unit, comprising a transfer case, which distributes torque introduced by the drive unit to a first drive train and a second drive train, wherein the first drive train is constantly drivingly connected to the transfer case to torque transferring a first drive axle, and wherein the second drive rod is shiftably engageable with the transfer case to transfer torque to a second drive axle; and a longitudinal drive shaft which is arranged in the torque flow between the transfer case and the second drive axle, wherein first coupling means for coupling and uncoupling the longitudinal drive shaft relative to the drive unit and second coupling means for coupling and uncoupling the longitudinal drive shaft relative to the second drive axle are provided.
  • the advantage of the drive arrangement according to the invention is that the longitudinal drive shaft with all rotating components, in particular also the storage means for rotatably supporting the longitudinal drive shaft, can be uncoupled from the drive unit.
  • the special feature is that the longitudinal drive shaft is stopped in uncoupled state, so that no undesirable drag moments occur. Stopping the components rotating during the drive causes also the associated bearings are stationary, in which the components are rotatably mounted. As a result, friction forces are minimized in the decoupled state of the switchable second drive axle.
  • the bearings are preferably designed in the form of preloaded tapered roller bearings.
  • a further aspect is that with the drive arrangement according to the invention, the assemblies connected to the longitudinal drive shaft on the input side and output side for torque transmission can be decoupled, for example angle drives, which again leads to a reduction of the power loss due to reduced drag torques and frictional forces.
  • the drive assembly according to the invention is particularly suitable for motor vehicles with permanently driven front axle, which would then be the first drive axle, and, if necessary, switchable rear axle, which would then be the second drive axle.
  • the rear axle of the motor vehicle is permanently driven (first drive axle) and the front axle can be engaged as required (second drive axle).
  • the switchable second drive train has a first angle drive, which is arranged in the torque flow between the drive unit and the longitudinal drive shaft.
  • the angle drive is used to divert the torque from a shaft connected to the drive unit shaft to the longitudinal drive shaft.
  • the first coupling means can in principle be arranged at any point in the torque flow between the drive unit and the longitudinal drive shaft. For particularly low power losses, it is advantageous if the first coupling means are arranged in the torque flow before the first angle drive. As a result of this measure, when the coupling means are opened, the angular drive upstream in the torque flow of the longitudinal drive shaft is also decoupled from the drive, so that both assemblies rest.
  • the input shaft of the angle drive can be arranged coaxially to the first drive axle, but also parallel thereto.
  • the transfer case is preferably designed in the form of a differential gear having an input part and three output parts.
  • the input part is at least indirectly connected to the drive unit and is driven by this permanently.
  • the first and the second output part which are drive-connected with the input part, serve to distribute the torque to the first and second side shafts of the associated first drive axle.
  • the third output part which is also drive-connected to the input part, is switchably connectable to the second driveline, wherein in the switched-on state, a part of the introduced into the differential gear torque is transmitted to the second drive axle.
  • the first differential gear on a differential carrier as an input part, which is driven by the drive unit.
  • differential carrier differential gears are accommodated, which rotate together with the differential carrier about the axis of rotation A, and side shaft wheels which are rotatably mounted on the axis of rotation A and are in meshing engagement with the differential gears.
  • the differential carrier also serves as the third output part of the axle differential.
  • a free end of the differential carrier is drive-connected to the input part of the first coupling means. Both components, that is, the differential carrier and the input part of the coupling means are driven together by the drive unit.
  • the output part of the first coupling means is rotatably connected to an input shaft of the angle drive, so that a torque is transmitted to the angle drive and from there to the longitudinal drive shaft with closed coupling means.
  • the switchable second drive train has a second angle drive for transmitting the torque from the longitudinal drive shaft to the second drive axle.
  • the second angle drive comprises a bevel gear rotatably connected to the longitudinal drive shaft and a hereby meshing ring gear, which is arranged coaxially to the second drive axle and introduces torque into the second drive axle.
  • the second drive axle has a second differential gear, which serves for torque distribution between the two side shafts.
  • the second coupling means are preferably in the torque flow between the second angle drive and the second differential gear. This has the advantage that, when the second clutch means are switched off, the second angle drive also stands still, as a result of which power losses are kept particularly low.
  • the second coupling means comprise an input part and an output part, wherein the input part is rotatably connected to the ring gear of the second angle drive, and the output part is rotatably connected to a differential carrier of the second differential gear.
  • the design of the coupling agent is generally arbitrary and depends on the space requirements and the requirements of the coupling agent. Both coupling means are driven externally, wherein the control signal for opening and closing, if necessary, is generated in dependence on the driving condition of the motor vehicle by an electronic control unit.
  • a coupling agent are mainly positive clutches, which are referred to below as clutches, or non-positive clutches, such as friction clutches.
  • clutches positive clutches
  • non-positive clutches such as friction clutches.
  • the following embodiments are conceivable:
  • the first clutch means are designed as a clutch and the second clutch means as a friction clutch.
  • This embodiment is particularly well suited for applications in which the available space in the region of the first drive axle is low.
  • a reverse arrangement is also conceivable in which the first clutch means are designed as a friction clutch and the second clutch means as a clutch.
  • both coupling means are designed as a friction clutch.
  • the first and second clutch means are both designed as clutches
  • This embodiment is favorable for an accurate control of the transferable torque to the second drive axle, if within this second drive train, a further clutch in the form of an externally operable friction clutch is provided.
  • the second coupling means may comprise a friction clutch and a positive clutch. This has the advantage that also the clutch output part of the friction clutch can be switched off, so that drag torques in the friction clutch are again reduced when the clutch is open.
  • the first coupling means may comprise a positive clutch and a synchronizer.
  • the synchronization unit has the advantage that an at least partial speed equalization of the clutch input part and the clutch output part of the clutch takes place before the connection. This in turn leads to a reduction of switching noise.
  • the transfer case has a through drive which permanently drives the rear first drive axle via a first longitudinal drive shaft.
  • the transfer case comprises first coupling means for engaging the second drive train, the second drive train comprising a second longitudinal drive shaft for driving the front second drive axle.
  • the second coupling means preferably comprise a friction clutch.
  • the longitudinal drive shaft is designed in several parts, that is to say it has a first shaft section and a second shaft section.
  • the two shaft sections can be connected to each other via a constant velocity joint, which allows angular movements between the two shaft sections.
  • an intermediate bearing can be provided in the connection region, with which the longitudinal drive shaft is fastened relative to the vehicle body. If third coupling means are provided, these are preferably located between the first and the second shaft section.
  • Figure 1 shows schematically a drive arrangement according to the invention with switchable drive axle in a first embodiment
  • Figure 2 schematically shows a drive arrangement according to the invention with switchable drive axle in a second embodiment
  • FIG. 3 shows schematically a drive arrangement according to the invention with switchable drive axle in a third embodiment
  • FIG. 4 shows schematically a drive arrangement according to the invention with switchable drive axle in a fourth embodiment
  • FIG. 5 shows schematically a drive arrangement according to the invention with connectable drive axle in a fifth embodiment
  • FIG. 6 shows schematically a drive arrangement according to the invention with switchable drive axle in a sixth embodiment
  • FIG. 7 shows schematically a drive arrangement according to the invention with switchable drive axle in a seventh embodiment
  • FIG 8 shows schematically a drive arrangement according to the invention with switchable drive axle in an eighth embodiment
  • FIG. 9 shows schematically a drive arrangement according to the invention with switchable drive axle in a ninth embodiment.
  • Figures 1 to 5 are initially described together in terms of their similarities.
  • a drive arrangement 2 for a multi-axle driven motor vehicle 3 is shown schematically. From the motor vehicle 3, the drive unit 4, a first drive train 5 for driving a first drive axle 6 and a second drivetrain 7 for driving a second drive axle 8 can be seen.
  • the drive unit 4 comprises an internal combustion engine 11, a clutch 9 and a manual transmission 10, via which torque in the first and the second drive train 5, 7 is introduced. It is understood that the drive unit can also be any other drive, such as an electric motor.
  • the transfer case 12 For splitting the torque generated by the drive unit on the first drive train 5 and the second drive train 7, a transfer case 12 is provided.
  • the transfer case 12 preferably comprises a differential gear 58 having an input part 17 and three output parts 20, 21, 31, which have a balancing effect with each other.
  • the input part 17 of the differential gear 58 is designed as a differential carrier, which is driven by the drive unit 4.
  • a rotatably connected to the differential carrier ring gear is provided which is in meshing engagement with a gear of the gearbox 10.
  • the first drive train 5 is basically formed by the differential carrier, which transmits the torque to the first and second output part 20, 21 via rotatably mounted in the differential carrier and together with this about the rotation axis A rotating differential wheels.
  • the first and the second output part 20,21 of the differential gear 58 are designed in the form of Thiswellenrä- the mesh with the differential wheels.
  • the side shaft gears are each rotatably connected to an associated side shaft 13, 14, via which the torque introduced to the associated wheels 15, 16 is transmitted.
  • the third output part 31 is drive-connected to the second drive train 7, the second drive train 7 being switchable on demand to the first drive train 5 for transmitting a torque to the second drive axle 8.
  • the third output part 31 is formed by a free end of the differential carrier, which is non-rotatably connected to an input part of the second drive train 7.
  • the second drive train 7 comprises in series the following components, which are drivingly connected to each other for transmitting torque: first coupling means 22, a first angle drive 23, a longitudinal drive shaft 24, a second angle drive 25, second clutch means 26 and a second axle differential 27, for driving the second axis 8 is used. It is understood that the above order of the modules is not mandatory.
  • the first coupling means in the torque flow can in principle also be arranged behind the first angle drive.
  • the first coupling means 22 comprise an input part 18 which is connected indirectly to the drive unit 4, in particular via the differential carrier 17. Further, the coupling means 22 comprise an output part 19 which can be connected and disconnected from the input part. The output part 19 is connected to the input shaft 28 of the angle drive 23 in order to introduce torque into the angle drive 23 for driving the second drive axle 8.
  • the input shaft 28 of the angle drive 23 is arranged coaxially to the axis of rotation A, around which also the differential carrier 17 rotates.
  • the input shaft 28 is designed as a hollow shaft and rotatably mounted on the side shaft 14.
  • the input shaft 28 is in turn rotatably connected to a ring gear 29 which is in meshing engagement with a bevel gear 30 to drive the longitudinal drive shaft 24 rotationally.
  • the input shaft 28 of the first angle drive 23 is rotatably mounted about the axis of rotation A by means of first and second bearing means 33, 33 '.
  • the bearing means 33, 33 ' are preferably designed in the form of rolling bearings, with other types of bearings, such as plain bearings, are not excluded. It is understood that the angle drive 23, which is also referred to as “power take-off unit” or “power transfer unit” (PTU), could also be arranged on a rotation axis parallel to the first drive axis 6.
  • the longitudinal drive shaft 24, which is shown here only schematically, is preferably designed in the form of a multi-part shaft, which has a first shaft portion 34 and a second shaft portion 35 rotatably connected thereto.
  • a not shown here intermediate joint and an intermediate storage can be provided.
  • the front lenabterrorism 34 by means of two bearing means 36, 36 'is rotatably mounted, and that the rear shaft portion 35 is rotatably supported by means of further bearing means 37, 37' about a rotation axis B.
  • the second angle drive 25 includes a drive pinion 38 and a hereby meshing ring gear 39 as an output.
  • the ring gear 39 is rotatably connected to an input part 42 of the coupling means 26.
  • An output part 43 of the second clutch means 26 is non-rotatably connected to the differential cage 44 of the rear differential 27, to then transmit a torque.
  • the Deutschenachsdifferential 27 includes next to the differential carrier 44 here unspecified differential wheels, which rotate together with the differential carrier 44 about the axis of rotation C, and two meshing with the differential gears side gears, which are rotatably connected to the side shafts 45, 46 of the motor vehicle 3. At the ends of the side shafts 45, 46 are the rear wheels 47, 48.
  • the coupling part 42 by means of bearing means 49, 49 'is rotatably mounted about the rotation axis C.
  • bearing means 49, 49 ' are preferably designed in the form of rolling bearings, whereby other bearing means such as plain bearings can come into question.
  • the peculiarity of the present invention is that by means of the first coupling means 22 and the second coupling means 26, the front angle drive 23, the longitudinal drive shaft 24 and the rear angle drive 25 with opened first and second coupling means 22, 26 can be switched off. In this deactivated state, said assemblies and the associated components are stationary, so that power losses due to drag torque and friction are reduced. This in turn causes a reduced fuel consumption for the driving states in which only the first drive axle 6 is driven and the second drive axle 8 runs with no torque.
  • the first coupling means 22 are designed in the form of a clutch.
  • a clutch in this context Hang Couplings understood in which the drive side can be separated from the output side.
  • the input side and the output side of the clutch are connected by positive engagement.
  • claw clutches or toothed clutches may be mentioned.
  • the second coupling means 26 are designed in the present case in the form of a force-locking friction clutch.
  • the friction clutch comprises an outer plate carrier as an input part 42, to which outer plates are connected in a rotationally fixed and axially displaceable manner, and an inner plate carrier as an output part 43, to which inner plates are connected in a rotationally fixed and axially displaceable manner.
  • the first coupling means 22 and the second coupling means 26 are opened, so that all rest in the torque flow between these two clutches 22, 26 drive parts. In this driving condition, power losses due to drag torque and friction are minimized.
  • the friction clutch 26 is actuated such that a speed adaptation of the output part 19 of the clutch 22 to the input part 18 of the clutch 22 takes place. Then, the clutch 22 can be closed without switching noises, so that the second drive train 7 is switched on.
  • part of the torque introduced into the transfer case 12 is transmitted to the clutch input part 42 of the second clutch means 26 via the longitudinal drive shaft 24.
  • the present embodiment with front clutch and rear-lying friction clutch has the advantage that in the region of the front axle only a small space is claimed, which has a favorable effect on the so-called 'packaging'.
  • the embodiment shown in Figure 2 largely corresponds to that of Figure 1, so that reference can be made with respect to the similarities to the above description. In this case, the same components with the same reference numerals and modified components are provided with the numeral 2 deeper reference numerals.
  • the coupling means 22 2 associated with the first axle 6 are designed in the form of a friction clutch
  • the coupling means 26 2 associated with the second drive axle 8 are designed in the form of a clutch.
  • the embodiment shown in Figure 3 largely corresponds to those according to Figures 1 and 2, so that reference can be made to the above description in view of the similarities.
  • the same components with the same reference numerals and modified components are provided with the numeral 3 deeper reference numerals.
  • the first and second coupling means 22 3 , 26 3 are designed in the form of friction clutches.
  • the front friction clutch one of the two mutually rotatable coupling parts 18, 19 rotatably connected to the differential carrier 17, while the other of the two coupling parts 19, 18 rotatably connected to the input shaft 28 of the first angle drive 23 is connected.
  • the present drive arrangement 2 has the advantage that due to the two friction clutches a flexible Zuschaltdynamik is given.
  • the two clutches can also be designed separately in terms of their functionality.
  • the front first friction clutch can be designed solely for coupling the shiftable drive train 7, while the rear second friction clutch can be designed to control the torque to be transmitted to the second drive axle 8 as required.
  • the present drive arrangement 2 with two friction clutches allows advantageously a connection of the second drive train even at higher differential speeds between the front and the rear axle. In addition, no undesirable switching noises occur when the second drive axle 8 is connected.
  • the embodiment shown in FIG. 4 largely corresponds to those according to FIGS. 1 and 2, so that reference can be made to the above description with regard to the similarities.
  • the same components with the same reference numerals and modified components are provided with the reference numeral 4 deeper reference numerals.
  • the peculiarity of the embodiment according to Figure 4 is that the first and the second coupling means 22 4 , 26 4 are both designed in the form of clutches. As in the above embodiments, these are closed when the second drive axle 8 is to be driven with, and opened, if only the first drive axle 6 is to be driven.
  • the clutches can be designed in particular as a dog clutch or as a toothed coupling. Since a speed equalization between the respective input part and the output part of the form-locking clutches is not possible, in the present drive train 2 a connection can be made only at very slow speed or standstill of the motor vehicle 3.
  • FIG. 5 largely corresponds to that of FIG. 4, so that reference may be made to the above description with regard to the similarities.
  • the same components with the same chipsziffem and modified components are provided with the numeral 5 deeper reference numerals.
  • third coupling means 40 are provided, which in particular in the form of a friction clutch are designed. When the second drive axle 8 is engaged, the third clutch means 40 permit demand-controlled regulation of the torque to be transmitted to the second drive axle 8.
  • the third coupling means 40 may be designed according to a first possibility as an active or externally controllable coupling, wherein the torque distribution on the secondary drive axle 8 by a controllable Axialverstellvorraum acting on the clutch, depending on the driving condition is adjusted as needed.
  • the third coupling means 40 may also be designed as a so-called passive or unregulated clutch.
  • Such a coupling which may be designed for example in the form of a viscous coupling, closes automatically when a speed difference occurs between its input part and its output part.
  • FIG. 6 shows a drive arrangement according to the invention in a further embodiment, which largely corresponds to that of FIG.
  • the second coupling means 26 6 of the present drive arrangement 2 comprise a friction clutch 51 and a form-locking shifting clutch 52, which are functionally connected in series.
  • the positive clutch 52 is arranged in the torque flow between the friction clutch 51 and the second differential gear 27 and is used to unlock the complete friction clutch 51.
  • the clutch input part 53 of the clutch 52 is connected to the output part 43 of the friction clutch 51, and the clutch output part 54 of the clutch 52nd is connected to the differential cage 44 of the differential gear 27.
  • the present embodiment has the advantage that drag torques in the friction clutch 51 can be further reduced when the clutch 52 is open.
  • the output part 43 of the friction clutch 51 which is preferably designed as an inner disk carrier, is decoupled with the clutch 52 open from the rotating differential cage 44 and stands still.
  • the rear clutch 52 is first closed, so that the output part 43 of the friction clutch 51 is coupled to the differential carrier 44 and rotates together with this.
  • the friction clutch 51 (not shown) by actuating the Axialverstellvorraum so controlled that the input part 18 and the output part 19 of the front clutch 22 are at least partially synchronized.
  • the front clutch 22 can close silently, so that the second drive train 7 is coupled to the first drive train 5.
  • Figure 7 shows a drive arrangement according to the invention in a further embodiment, which largely corresponds to that of Figure 3.
  • reference is made in this respect to the above description, wherein identical or modified components are provided with subscripted by the numeral 7 reference numerals.
  • the first clutch means 22 7 comprise a positive clutch 55 and a synchronizer 56.
  • the interlocking clutch 55 comprises a clutch input part 18 7 which is drive-connected to the transfer case 12 , And a clutch output part 19 7 , which is drivingly connected via the angle drive 23 with the longitudinal drive shaft 24.
  • the synchronizing unit 56 which is preferably arranged functionally parallel to the positive shift clutch 55, effects an at least partial equalization of the rotational speeds of the two clutch parts 18 7 , 19 7 of the clutch 55 before closing.
  • the synchronizing unit 56 comprises a friction surface pairing, which preferably comprises conical friction surfaces, and spring means 57.
  • the two friction surfaces are initially axially resiliently acted upon, so that the two coupling parts 18, 19 of the clutch 55 are at least partially synchronized in terms of their speeds. That way the subsequent closing of the positive clutch 55 switching noise avoided.
  • the second drive train 7 is coupled to the first drive train 5.
  • FIG. 8 shows a drive arrangement according to the invention in a further embodiment.
  • the configuration of the first coupling means 22 this corresponds to the embodiment according to FIG. 7, to the description of which reference is made in this respect.
  • the present embodiment corresponds to the drive arrangement according to FIG. 4, to the description of which reference is also made in this respect.
  • the same components are given the same reference numerals and modified components are provided with subscripted by the numeral 8 reference numerals.
  • the peculiarity of the present drive arrangement lies in the combination of the first coupling means 22s, which comprise a clutch 55 and a synchronizing unit 56, with the second coupling means 26 8 , which are designed in the form of a form-fitting friction clutch.
  • FIG. 9 shows a drive arrangement according to the invention in a further embodiment, which largely corresponds to that of FIG.
  • reference is made in this respect to the above description, wherein the same components with the same reference numerals and modified components are provided with subscripted by the numeral 9 reference numerals.
  • the present drive arrangement 2 is characterized in that the rear axle is the permanently driven first drive axle 6 9 and that the front axle is designed as a second drive axle 8 9 which can be engaged as required.
  • the drive unit 4 9 is longitudinally installed, in contrast to the above Embodiments according to the figures 1 to 8, in which the drive unit is installed transversely.
  • the drive unit 4 is followed by a transfer case 12 9 , which comprises a drive-through 61, via which the first drive axle 6 9 is permanently driven.
  • the first coupling means 22 9 are preferably designed in the form of a Reiblamellenkupplung whose inner disks 63 are rotatably connected to the drive 61 rotatably connected, and whose outer disks 64 drive the longitudinal drive shaft 24 9 via a gear train 65.
  • the transfer case 12 9 comprises coupling means 22 9 in the form of Reiblamellenkupplung.
  • Reiblamellenkupplung could also be a center differential for speed compensation between the rear axle and the front axle are used.
  • the second propeller shaft 24 9 serves to transmit torque from the transfer case 12 9 to the second drive shaft 8 9, through the second angle drive 25.
  • the structural unit consisting of the second coupling means 26 9 and the second differential gear 27 9 is functionally constructed in the same way as the corresponding rear-mounted structural unit according to FIG. 1, to the description of which reference is made. It can be seen that the coupling housing 62, with which the coupling input part 42 9 is rotatably connected, by means of bearing means 67, 67 'rotatably mounted about the axis of rotation A.
  • the differential carrier 17 9 is rotatably mounted in the clutch housing 62 by means of further bearing means 68, 68 '.
  • the first drive train 5 comprises the first longitudinal drive shaft 66, the first angle drive 23 and the first differential gear 58, which serves to drive the rear first drive axle 6.
  • the to-switchable second drive train 7 comprises the first coupling means 22g, the gear train 65, the second longitudinal drive shaft 24g, the second angle drive 25 9, the second coupling means 26g and the second differential gear 27 g, which serves for driving the front second drive axis 8.
  • the feature of the present embodiment is that by means of the first coupling means 22 9 and the second coupling means 26, the gear train 65, the second longitudinal drive shaft 24 9 and the front second angle drive 25 including Kupplungsein- transition part 42 with open first and second coupling means 22 9, 26 9 can be turned off.
  • the assemblies or components mentioned are stationary, especially the bearings in which the rotating components are rotatably mounted, so that power losses due to drag torque and friction are reduced. This in turn causes a reduced fuel consumption for the driving conditions in which only the rear first drive axle 6 9 is driven and the front second drive axle 8 9 runs without torque.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit. Die Antriebsanordnung umfaßt ein Verteilergetriebe 12, das von der Antriebseinheit 4 eingeleitetes Drehmoment auf einen ersten Antriebsstrang 5 und einen zweiten Antriebsstrang 7 verteilt, wobei der erste Antriebsstrang 5 ständig mit dem Verteilergetriebe 12 antreibsverbunden ist, um Drehmoment auf eine erste Antriebsachse 6 zu übertragen, und wobei der zweite Antriebsstrang 7 zuschaltbar mit dem Verteilergetriebe 12 antriebsverbindbar ist, um Drehmoment auf eine zweite Antriebsachse 8 zu übertragen, und eine Längsantriebswelle 24, die im Drehmomentfluß zwischen dem Verteilergetriebe 12 und der zweiten Antriebsachse 8 angeordnet ist; wobei erste Kupplungsmittel 22 zum An- und Abkoppeln der Längsantriebswelle 24 gegenüber der Antriebseinheit 4 und wobei zweite Kupplungsmittel 26 zum An- und Abkoppeln der Längsantriebswelle 24 gegenüber der zweiten Antriebsachse 8.

Description

Antriebsanordnung für ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug. Die Antriebsanordnung umfaßt einen ersten Antriebsstrang zum permanenten Antreiben einer ersten Antriebsachse sowie einen zweiten Antriebsstrang der bedarfsweise zugeschaltet werden kann, um Drehmoment auf eine zweite Antriebsachse zu übertragen. Derartige Antriebsanordnungen mit bedarfsweise zuschaltbarer Antriebsachse werden auch als „Hang-on" oder „On-demand"-Systeme bezeichnet.
Generell werden unterschiedliche Antriebskonzepte bei Kraftfahrzeugen unterschieden. So gibt es Kraftfahrzeuge mit Frontmotor, bei denen die Vorderachse permanent angetrieben wird und die Hinterachse zuschaltbar ist. Weiter gibt es Kraftfahrzeuge mit Frontmotor, bei denen umgekehrt die Hinterachse permanent angetrieben ist und die Vorderachse zuschaltbar ist. Schließlich sind Kraftfahrzeuge mit Heckmo- tor bekannt, bei denen die Hinterachse permanent angetrieben ist und die Vorderachse mittels einer Hang-on Kupplung bedarfweise zugeschaltet wird.
Aus der EP 0 466 863 B1 ist eine Vorrichtung zum Zuschalten eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einem Verteilergetriebe für mehrere Antriebsstränge be- kannt. Einer der Antriebsstränge ist ständig mit einer Antriebseinheit verbunden und ein weiterer Antriebsstrang ist zuschaltbar mit der Antriebseinheit verbindbar. Zum Zuschalten des Antriebsstrangs ist eine elektronisch betätigbare Reibungskupplung vorgesehen, die in einem Verteilergetriebe oder in einem Differentialgetriebe angeordnet sein kann. Bei derartigen Antriebsanordnungen mit zuschaltbarem Antriebsstrang wird die zugehörige Antriebsachse nicht permanent angetrieben, um Verluste gering zu halten. Doch auch in abgeschaltetem Zustand rotieren die drehmomentübertragenden Bauteile der zuschaltbaren Antriebsachse mit, was zu unerwünschten Verlustleistungen führt. Diese Verlustleistungen sind dafür verantwortlich, daß mehrachsgetriebene Kraftfahrzeuge mit einem Hang-on Antriebsstrang einen höheren Kraftstoffverbrauch aufweisen, als einachsgetriebene Kraftfahrzeuge.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanord- nung für ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug vorzuschlagen, die geringe Schleppmomente bzw. eine geringe Verlustleistung erzeugt, so daß eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs ermöglicht wird.
Die Lösung besteht in einer Antriebsanordnung für ein mehrachsgetriebenes Kraft- fahrzeug mit einer Antriebseinheit, umfassend ein Verteilergetriebe, das von der Antriebseinheit eingeleitetes Drehmoment auf einen ersten Antriebsstrang und einen zweiten Antriebsstrang verteilt, wobei der erste Antriebsstrang ständig mit dem Verteilergetriebe antreibsverbunden ist, um Drehmoment auf eine erste Antriebsachse zu übertragen, und wobei der zweite Antriebs- sträng zuschaltbar mit dem Verteilergetriebe antriebsverbindbar ist, um Drehmoment auf eine zweite Antriebsachse zu übertragen; sowie eine Längsantriebswelle, die im Drehmomentfluß zwischen dem Verteilergetriebe und der zweiten Antriebsachse angeordnet ist, wobei erste Kupplungsmittel zum An- und Abkoppeln der Längsantriebswelle gegenüber der Antriebseinheit sowie zweite Kupplungsmittel zum An- und Abkoppeln der Längsantriebswelle gegenüber der zweiten Antriebsachse vorgesehen sind.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung besteht darin, daß die Längsantriebswelle mit sämtlichen drehenden Bauteilen, insbesondere auch der La- germittel zum drehbaren Lagern der Längsantriebswelle, von der Antriebseinheit abgekoppelt werden kann. Dabei liegt die Besonderheit darin, daß die Längsantriebswelle in abgekoppeltem Zustand stillsteht, so daß keine ungewünschten Schleppmomente auftreten. Ein Stillstehen der beim Antrieb drehenden Bauteile bewirkt, daß auch die zugehörigen Lager stillstehen, in denen die Bauteile drehbar gelagert sind. Hierdurch werden im abgekoppelten Zustand der zuschaltbaren zweiten Antriebsachse Reibungskräfte minimiert. Die Lager sind vorzugsweise in Form von vorgespannten Kegelrollenlagern gestaltet. Ein weiterer Aspekt ist, daß sich mit der er- findungsgemäßen Antriebsanordnung auch die mit der Längsantriebswelle ein- gangsseitig und ausgangsseitig zur Drehmomentübertragung antriebsverbundenen Baugruppen abkoppeln lassen, beispielsweise Winkeltriebe, was nochmals zu einer Reduktion der Verlustleistung aufgrund reduzierter Schleppmomente und Reibungskräfte führt.
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung eignet sich besonders für Kraftfahrzeuge mit permanent angetriebener Vorderachse, welche dann die erste Antriebsachse wäre, und mit bedarfsweise zuschaltbarer Hinterachse, welche dann die zweite Antriebsachse wäre. Es ist jedoch genauso gut denkbar, daß die Hinterachse des Kraft- fahrzeugs permanent angetrieben ist (erste Antriebsachse) und die Vorderachse bedarfweise zuschaltbar ist (zweite Antriebsachse).
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist der zuschaltbare zweite Antriebsstrang einen ersten Winkeltrieb auf, welcher im Drehmomentfluß zwischen der Antriebsein- heit und der Längsantriebswelle angeordnet ist. Der Winkeltrieb dient zur Umleitung des Drehmoments von einer mit der Antriebseinheit verbundenen Welle auf die Längsantriebswelle. Die ersten Kupplungsmittel können prinzipiell an beliebiger Stelle im Drehmomentfluß zwischen der Antriebseinheit und der Längsantriebswelle angeordnet sein. Für besonders geringe Verlustleistungen ist es günstig, wenn die er- sten Kupplungsmittel im Drehmomentfluß vor dem ersten Winkeltrieb angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird beim Öffnen der Kupplungsmittel auch der im Drehmomentfluß der Längsantriebswelle vorgelagerte Winkeltrieb vom Antrieb abgekoppelt, so daß beide Baugruppen stillstehen. Je nach vorliegenden Bauraumverhältnissen im Bereich der Vorderachse kann die Eingangswelle des Winkeltriebs ko- axial zur ersten Antriebsachse, aber auch parallel hierzu angeordnet sein. Das gleiche gilt auch für die ersten Kupplungsmittel, die koaxial oder parallel zur ersten Antriebsachse angeordnet sein können. Das Verteilergetriebe ist vorzugsweise in Form eines Differentialgetriebes gestaltet, das ein Eingangsteil und drei Ausgangsteile aufweist. Das Eingangsteil ist zumindest mittelbar mit der Antriebseinheit verbunden und wird von dieser permanent angetrieben. Das erste und das zweite Ausgangsteil, die mit dem Eingangsteil antriebsver- bunden sind, dienen zur Drehmomentaufteilung auf die erste und die zweite Seitenwelle der zugehörigen ersten Antriebsachse. Das dritte Ausgangsteil, welches ebenfalls mit dem Eingangsteil antriebsverbunden ist, ist zuschaltbar mit dem zweiten Antriebsstrang verbindbar, wobei in zugeschaltetem Zustand ein Teil des in das Differentialgetriebe eingeleiteten Drehmoments auf die zweite Antriebsachse übertragen wird.
Vorzugsweise weist das erste Differentialgetriebe einen Differentialträger als Eingangsteil auf, der von der Antriebseinheit antreibbar ist. In dem Differentialträger sind Differentialräder aufgenommen, die gemeinsam mit dem Differentialträger um die Drehachse A umlaufen, sowie Seitenwellenräder, die drehbar auf der Drehachse A gelagert sind und mit den Differentialrädern in Verzahnungseingriff sind. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung dient der Differentialträger auch als drittes Ausgangsteil des Achsdifferentials. Hierfür ist ein freies Ende des Differentialträgers mit dem Eingangsteil der ersten Kupplungsmittel antriebsverbunden. Beide Bauteile, das heißt der Differentialträger und das Eingangsteil der Kupplungsmittel werden gemeinsam von der Antriebseinheit angetrieben. Das Ausgangsteil der ersten Kupplungsmittel ist mit einer Eingangswelle des Winkeltriebs drehfest verbunden, so daß bei geschlossenen Kupplungsmitteln ein Drehmoment auf den Winkeltrieb und von diesem auf die Längsantriebswelle übertragen wird.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist der zuschaltbare zweite Antriebsstrang einen zweiten Winkeltrieb zur Übertragung des Drehmoments von der Längsantriebswelle auf die zweite Antriebsachse auf. Dabei umfaßt der zweite Winkeltrieb ein mit der Längsantriebswelle drehfest verbundenes Kegelrad und ein hiermit kämmen- des Tellerrad, welches koaxial zur zweiten Antriebsachse angeordnet ist und Drehmoment in die zweite Antriebsachse einleitet. Die zweite Antriebsachse weist ein zweites Differentialgetriebe auf, das zur Drehmomentverteilung zwischen den beiden Seitenwellen dient. Die zweiten Kupplungsmittel sind vorzugsweise im Drehmoment- fluß zwischen dem zweiten Winkeltrieb und dem zweiten Differentialgetriebe angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß bei abgeschalteten zweiten Kupplungsmitteln auch der zweite Winkeltrieb stillsteht, wodurch Verlustleistungen besonders gering gehalten werden. Es ist insbesondere vorgesehen, daß die zweiten Kupplungsmittel ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil aufweisen, wobei das Eingangteil mit dem Tellerrad des zweiten Winkeltriebs drehfest verbunden ist, und das Ausgangsteil mit einem Differentialkorb des zweiten Differentialgetriebes drehfest verbunden ist.
Die Ausgestaltung der Kupplungsmittel ist generell beliebig und richtet sich nach den Bauraumverhältnissen und den Anforderungen an die Kupplungsmittel. Beide Kupplungsmittel werden extern angesteuert, wobei das Steuersignal zum Öffnen bzw. Schließen bedarfsweise in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Kraftfahrzeugs von einer elektronischen Steuereinheit erzeugt wird. Als Kupplungsmittel eignen sich vor allem formschlüssige Kupplungen, die im folgenden als Schaltkupplungen bezeichnet werden, oder kraftschlüssige Kupplungen, beispielsweise Reibungskupplungen. Insbesondere sind folgende Ausführungsformen denkbar:
Die ersten Kupplungsmittel sind als Schaltkupplung und die zweiten Kupplungsmittel als Reibungskupplung gestaltet. Diese Ausführungsform ist für Anwendungen be- sonders gut geeignet, bei denen der zur Verfügung stehende Bauraum im Bereich der ersten Antriebsachse gering ist. Eine umgekehrte Anordnung ist ebenso denkbar, bei der die ersten Kupplungsmittel als Reibungskupplung und die zweiten Kupplungsmittel als Schaltkupplung gestaltet sind. Nach einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß beide Kupplungsmittel als Reibungskupplung gestaltet sind. Hiermit lassen sich die Drehzahlen zwischen den Eingangsteilen und Ausgangsteilen genau einstellen, wodurch ein „weiches" An- bzw. Abschalten ermöglicht und ungewünschte Schaltgeräusche vermieden werden. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, daß die ersten und zweiten Kupplungsmittel beide als Schaltkupplungen gestaltet sind. Bei dieser Ausführungsform ist es für eine genaue Steuerung des auf die zweite Antriebsachse übertragbaren Drehmoments günstig, wenn innerhalb dieses zweiten Antriebsstrangs eine weitere Kupplung in Form einer extern betätigbaren Reibungskupplung vorgesehen ist. Nach weiteren Ausführungsformen können die zweiten Kupplungsmittel eine Reibungskupplung und eine formschlüssige Schaltkupplung aufweisen. Dies hat den Vorteil, daß auch das Kupplungsausgangsteil der Reibungskupplung abschaltbar ist, so daß Schleppmomente in der Reibungskupplung bei geöffneter Schaltkupplung nochmals reduziert werden.
Nach einer anderen Ausführungsform können die ersten Kupplungsmittel eine formschlüssige Schaltkupplung und eine Synchronisiereinheit aufweisen. Die Synchronisiereinheit hat den Vorteil, daß vor dem Zuschalten eine zumindest teilweise Dreh- zahlangleichung des Kupplungseingangsteils und des Kupplungsausgangsteils der Schaltkupplung erfolgt. Dies führt wiederum zu einer Reduktion der Schaltgeräusche.
Nach einer weiteren Ausführungsform, bei der die permanent angetriebene erste Antriebsachse die Hinterachse und die zuschaltbare zweite Antriebsachse die Vorder- achse des Kraftfahrzeugs ist, weist das Verteilergetriebe einen Durchtrieb auf, der die hintere erste Antriebsachse über eine erste Längsantriebswelle permanent antreibt. Ferner umfaßt das Verteilergetriebe erste Kupplungsmittel zum Zuschalten des zweiten Antriebsstrangs, wobei der zweite Antriebsstrang eine zweite Längsantriebswelle zum Antreiben der vorderen zweiten Antriebsachse umfaßt. Die zweiten Kupplungsmittel umfassen vorzugsweise eine Reibungskupplung. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere bei engen Bauraumverhältnissen, eine formschlüssige Schaltkupplung zu verwenden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Längsantriebswelle mehrteilig gestal- tet, das heißt sie weist einen ersten Wellenabschnitt und einen zweiten Wellenabschnitt auf. Die beiden Wellenabschnitte können über ein Gleichlaufdrehgelenk miteinander verbunden sein, welches Winkelbewegungen zwischen den beiden Wellenabschnitten zuläßt. Weiter kann im Verbindungsbereich ein Zwischenlager vorgesehen sein, mit dem die Längsantriebswelle gegenüber der Fahrzeugkarosserie befe- stigt ist. Sofern dritte Kupplungsmittel vorgesehen sind, befinden sich diese vorzugsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenabschnitt. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren beschrieben. Hierin zeigt
Figur 1 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer ersten Ausführungsform;
Figur 2 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer zweiten Ausführungsform;
Figur 3 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer dritten Ausführungsform;
Figur 4 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer vierten Ausführungsform;
Figur 5 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer fünften Ausführungsform;
Figur 6 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer sechsten Ausführungsform;
Figur 7 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer siebten Ausführungsform;
Figur 8 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer achten Ausführungsform; und
Figur 9 schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit zuschaltbarer Antriebsachse in einer neunten Ausführungsform. Die Figuren 1 bis 5 werden hinsichtlich ihrer Gemeinsamkeiten zunächst gemeinsam beschrieben. Es ist schematisch eine Antriebsanordnung 2 für ein mehrachsgetrie- benes Kraftfahrzeug 3 gezeigt. Von dem Kraftfahrzeug 3 sind die Antriebseinheit 4, ein erster Antriebsstrang 5 zum Antreiben einer ersten Antriebsachse 6 und ein zwei- ter Antriebsstrang 7 zum Antreiben einer zweiten Antriebsachse 8 erkennbar. Die Antriebseinheit 4 umfaßt einen Verbrennungsmotor 11 , eine Kupplung 9 sowie ein Schaltgetriebe 10, über welches Drehmoment in den ersten und den zweiten Antriebsstrang 5, 7 eingeleitet wird. Es versteht sich, daß die Antriebseinheit auch ein beliebiger anderer Antrieb sein kann, beispielsweise ein Elektromotor.
Zum Aufteilen des von der Antriebseinheit erzeugten Drehmoments auf den ersten Antriebsstrang 5 und den zweiten Antriebsstrang 7 ist ein Verteilergetriebe 12 vorgesehen. Das Verteilergetriebe 12 umfaßt vorzugsweise ein Differentialgetriebe 58, das ein Eingangsteil 17 und drei Ausgangsteile 20, 21 , 31 aufweist, die untereinander eine ausgleichende Wirkung haben. Das Eingangsteil 17 des Differentialgetriebes 58 ist als Differentialkorb gestaltet, der von der Antriebseinheit 4 angetrieben wird. Hierfür ist ein mit dem Differentialkorb drehfest verbundenes Ringrad vorgesehen, das mit einem Zahnrad des Schaltgetriebes 10 in Verzahnungseingriff ist.
Der erste Antriebsstrang 5 wird im Grunde genommen durch den Differentialkorb gebildet, welcher das Drehmoment über in dem Differentialkorb drehbar gelagerte und gemeinsam mit diesem um die Drehachse A umlaufende Differentialräder auf das erste und zweite Ausgangsteil 20, 21 überträgt. Das erste und das zweite Ausgangsteil 20,21 des Differentialgetriebes 58 sind dabei in Form von Seitenwellenrä- dem gestaltet, die mit den Differentialrädern kämmen. Die Seitenwellenräder sind jeweils mit einer zugehörigen Seitenwelle 13, 14 drehfest verbunden, über die das eingeleitete Drehmoment auf die zugehörigen Räder 15, 16 übertragen wird.
Das dritte Ausgangsteil 31 ist mit dem zweiten Antriebsstrang 7 antriebsverbunden, wobei der zweite Antriebsstrang 7 bei Bedarf zuschaltbar an den ersten Antriebsstrang 5 zur Übertragung eines Drehmoments auf die zweite Antriebsachse 8 ist. Das dritte Ausgangsteil 31 ist durch ein freies Ende des Differentialkorbs gebildet, das drehfest mit einem Eingangsteil des zweiten Antriebsstrangs 7 verbunden ist. Der zweite Antriebsstrang 7 umfaßt in Reihe folgende Baugruppen, die miteinander zur Übertragung eines Drehmoments antriebsverbunden sind: erste Kupplungsmittel 22, einen ersten Winkeltrieb 23, eine Längsantriebswelle 24, einen zweiten Winkeltrieb 25, zweite Kupplungsmittel 26 sowie ein zweites Achsdifferential 27, das zum Antreiben der zweiten Achse 8 dient. Es versteht sich, daß die vorstehende Reihenfolge der Baugruppen nicht zwingend ist. Beispielsweise können die ersten Kupplungsmittel im Drehmomentfluß prinzipiell auch hinter dem ersten Winkeltrieb angeordnet sein.
Die ersten Kupplungsmittel 22 umfassen ein Eingangsteil 18, das mittelbar mit der Antriebseinheit 4 verbunden ist, und zwar insbesondere über den Differentialträger 17. Ferner umfassen die Kupplungsmittel 22 ein Ausgangsteil 19, das gegenüber dem Eingangsteil verbunden und getrennt werden kann. Das Ausgangsteil 19 ist mit der Eingangswelle 28 des Winkeltriebs 23 verbunden, um Drehmoment in den Win- keltrieb 23 zum Antreiben der zweiten Antriebsachse 8 einzuleiten. Es ist ersichtlich, daß die Eingangswelle 28 des Winkeltriebs 23 koaxial zur Drehachse A angeordnet ist, um welche auch der Differentialträger 17 rotiert. Dabei ist die Eingangswelle 28 als Hohlwelle gestaltet und drehbar auf der Seitenwelle 14 angeordnet. Die Eingangswelle 28 ist wiederum mit einem Tellerrad 29 drehfest verbunden, welches mit einem Kegelrad 30 in Verzahnungseingriff ist, um die Längsantriebswelle 24 drehend anzutreiben. Die Eingangswelle 28 des ersten Winkeltriebs 23 ist mittels erster und zweiter Lagermittel 33, 33' um die Drehachse A drehbar gelagert. Die Lagermittel 33, 33' sind vorzugweise in Form von Wälzlagern gestaltet, wobei andere Lagerformen, wie Gleitlager, nicht ausgeschlossen sind. Es versteht sich, daß der Winkeltrieb 23, welcher auch als "Power Take-Off Unit" oder "Power Transfer Unit" (PTU) bezeichnet wird, auch auf einer zur ersten Antriebsachse 6 parallelen Drehachse angeordnet sein könnte.
Die Längsantriebswelle 24, die hier nur schematisch dargestellt ist, ist vorzugsweise in Form einer mehrteiligen Welle gestaltet, die einen ersten Wellenabschnitt 34 und einen hiermit drehfest verbundenen zweiten Wellenabschnitt 35 aufweist. Je nach Länge der Längsantriebswelle 24 können ein hier nicht gezeigtes Zwischengelenk und ein Zwischenlager vorgesehen werden. Es ist ersichtlich, daß der vordere WeI- lenabschnitt 34 mittels zweier Lagermittel 36, 36' drehbar gelagert ist, und daß der hintere Wellenabschnitt 35 mittels weiterer Lagermittel 37, 37' um eine Drehachse B drehbar gelagert ist.
Der zweite Winkeltrieb 25 umfaßt ein Antriebsritzel 38 sowie ein hiermit kämmendes Tellerrad 39 als Abtrieb. Das Tellerrad 39 ist drehfest mit einem Eingangsteil 42 der Kupplungsmittel 26 verbunden. Ein Ausgangsteil 43 der zweiten Kupplungsmittel 26 ist drehfest mit dem Differentialkorb 44 des Hinterachsdifferentials 27 verbunden, um hierauf ein Drehmoment zu übertragen. Das Hinterachsdifferential 27 umfaßt neben dem Differentialkorb 44 hier nicht näher bezeichnete Differentialräder, welche gemeinsam mit dem Differentialkorb 44 um die Drehachse C rotieren, sowie zwei mit den Differentialrädern kämmende Seitenwellenräder, die drehfest mit den Seitenwellen 45, 46 des Kraftfahrzeugs 3 verbunden sind. An den Enden der Seitenwellen 45, 46 befinden sich die hinteren Räder 47, 48. Es ist ersichtlich, daß das Kupplungsteil 42 mittels Lagermitteln 49, 49' um die Drehachse C drehbar gelagert ist. Auch hier gilt, daß die Lagermittel 49, 49' vorzugsweise in Form von Wälzlagern gestaltet sind, wobei auch andere Lagermittel wie Gleitlager in Frage kommen können.
Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß mittels der ersten Kupp- lungsmittel 22 und der zweiten Kupplungsmittel 26 der vordere Winkeltrieb 23, die Längsantriebswelle 24 und der hintere Winkeltrieb 25 bei geöffneten ersten und zweiten Kupplungsmitteln 22, 26 abgeschaltet werden können. In diesem deaktivierten Zustand stehen die genannten Baugruppen sowie die zugehörigen Bauteile still, so daß Verlustleistungen aufgrund von Schleppmomenten und Reibung vermindert sind. Dies wiederum bewirkt einen reduzierten Kraftstoffverbrauch für die Fahrzustände, in denen lediglich die erste Antriebsachse 6 angetrieben wird und die zweite Antriebsachse 8 drehmomentfrei mitläuft.
Im folgenden werden die Besonderheiten der einzelnen Ausführungsbeispiele erläu- tert.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 sind die ersten Kupplungsmittel 22 in Form einer Schaltkupplung gestaltet. Als Schaltkupplung werden in diesem Zusammen- hang Kupplungen verstanden, bei denen die Antriebsseite von Abtriebsseite getrennt werden kann. Zur Drehmomentübertragung werden die Eingangsseite und die Ausgangsseite der Schaltkupplung mittels Formschluß miteinander verbunden. Als Beispiele für formschlüssig arbeitende Schaltkupplungen seien Klauenkupplungen oder Zahnkupplungen genannt.
Die zweiten Kupplungsmittel 26 sind vorliegend in Form einer kraftschlüssig arbeitenden Reibungskupplung gestaltet. Die Reibungskupplung umfaßt einen Außenla- mellenträger als Eingangsteil 42, mit dem Außenlamellen drehfest und axial ver- schiebbar verbunden sind, sowie einen Innenlamellenträger als Ausgangsteil 43, mit dem Innenlamellen drehfest und axial verschiebbar verbunden sind. Durch axiale Beaufschlagung des aus den Außenlamellen und den Innenlamellen bestehenden Lamellenpakets mittels einer hier nicht dargestellten Axialverstellvorrichtung, wird die Reibungskupplung geschlossen und es erfolgt eine Drehzahlangleichung zwischen dem Eingangsteil 42 und dem Ausgangsteil 43.
Für Fahrzustände, in denen lediglich die ersten Antriebsachse 6 angetrieben werden soll, werden die ersten Kupplungsmittel 22 und die zweiten Kupplungsmittel 26 geöffnet, so daß sämtliche im Drehmomentfluß zwischen diesen beiden Kupplungen 22, 26 liegenden Antriebsteile stillstehen. In diesem Fahrzustand sind Verlustleistungen aufgrund von Schleppmomenten und Reibung minimiert. Bei Auftreten von Fahrzuständen, in denen beide Antriebsachsen 6, 8 angetrieben werden sollen, wird zunächst die Reibungskupplung 26 so betätigt, daß eine Drehzahlangleichung des Ausgangsteils 19 der Schaltkupplung 22 an das Eingangsteil 18 der Schaltkupplung 22 erfolgt. Dann kann die Schaltkupplung 22 ohne Schaltgeräusche geschlossen werden, so daß der zweite Antriebsstrang 7 zugeschaltet ist. So wird ein Teil des in das Verteilergetriebe 12 eingeleiteten Drehmoments über die Längsantriebswelle 24 auf das Kupplungseingangsteil 42 der zweiten Kupplungsmittel 26 übertragen. In diesem Zustand kann nun durch bedarfsabhängige Aktuierung der Axialverstellvor- richtung Drehmoment auf die Hinterachse 6 übertragen werden. Die vorliegende Ausführungsform mit vorne liegender Schaltkupplung und hinten liegender Reibungskupplung hat den Vorteil, daß im Bereich der Vorderachse nur ein geringer Bauraum beansprucht wird, was sich günstig auf das sogenannte 'Packaging' auswirkt. Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform entspricht weitestgehend derjenigen aus Figur 1 , so daß hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden kann. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer 2 tiefer gestellten Bezugszeichen versehen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die der ersten Achse 6 zugeordneten Kupplungsmittel 222 in Form einer Reibungskupplung gestaltet sind, während die der zweiten Antriebsachse 8 zugeordneten Kupplungsmittel 262 in Form einer Schaltkupplung gestaltet sind. Diese Gestaltung eignet sich insbesondere dann, wenn die Einbausituation in der ersten Antriebsachse 6 eine Integration der größeren Reibungskupplung zuläßt. Die Funktionsweise ist entsprechend derjenigen aus Figur 1 , d. h. wenn lediglich ein Antrieb der ersten Achse 6 gewünscht ist, werden beide Kupplungsmittel 222 und 262 geöffnet; soll dagegen die zweite Antriebsachse 8 ebenfalls angetrieben werden, müssen beide Kupplungsmittel 222, 262 geschlossen wer- den. Hierfür wird zunächst die Reibungskupplung 222 so betätigt, daß eine zumindest teilweise Drehzahlangleichung des Ausgangsteils 422 und des Eingangsteil 432 der Schaltkupplung 262 erfolgt. Dann kann die Schaltkupplung 262 mit geringen Schaltgeräuschen geschlossen werden, wodurch der zweite Antriebsstrang I2 zugeschaltet wird. Durch Steuerung der hier nicht dargestellten Axialverstell Vorrichtung, welche auf das Lamellenpaket der Reibungskupplung 222 einwirkt, kann dann entsprechend dem Bedarf Drehmoment auf die zweite Antriebsachse 82 übertragen werden.
Die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform entspricht weitestgehend denjenigen gemäß den Figuren 1 und 2, so daß hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden kann. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer 3 tiefer gestellten Bezugszeichen versehen. Es ist ersichtlich, daß bei der vorliegenden Ausführungsform die ersten und die zweiten Kupplungsmittel 223, 263 in Form von Reibungskupplungen gestaltet sind. Dabei ist bei der vorderen Reibungskupplung eines der beiden gegeneinander drehbaren Kupplungsteile 18, 19 drehfest mit dem Differentialkorb 17 verbunden, während das andere der beiden Kupplungsteile 19, 18 drehfest mit der Eingangswelle 28 des ersten Winkeltriebes 23 verbunden ist. Die vorliegende Antriebsanordnung 2 hat den Vorteil, daß aufgrund der zwei Reibungskupplungen eine flexible Zuschaltdynamik gegeben ist. Die beiden Kupplungen können ferner hinsichtlich ihrer Funktionalität separat ausgelegt werden. Die vordere erste Reibungskupplung kann allein zum Ankoppeln des zuschaltbaren Antriebsstrangs 7 ausgelegt werden, während die hintere zweite Reibungskupplung zur bedarfsweisen Steuerung des auf die zweite Antriebsachse 8 zu übertragenden Drehmoments ausgelegt werden kann. Die vorliegende Antriebsanordnung 2 mit zwei Reibungskupplungen erlaubt in vorteilhafter Weise ein Zuschalten des zweiten Antriebsstranges auch bei höheren Differenzdrehzahlen zwischen der Vorder- und der Hinterachse. Außerdem entstehen beim Zuschalten der zweiten Antriebsachse 8 keine unge- wünschten Schaltgeräusche.
Die in Figur 4 gezeigte Ausführungsform entspricht weitestgehend denjenigen gemäß den Figuren 1 und 2, so daß hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden kann. Dabei sind gleiche Bauteile mit glei- chen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer 4 tiefer gestellten Bezugszeichen versehen. Die Besonderheit der Ausführungsform gemäß Figur 4 besteht darin, daß die ersten und die zweiten Kupplungsmittel 224, 264 beide in Form von Schaltkupplungen gestaltet sind. Wie schon bei den obigen Ausführungsbeispielen werden diese geschlossen, wenn die zweite Antriebsachse 8 mit angetrieben werden soll, und geöffnet, sofern lediglich die erste Antriebsachse 6 angetrieben werden soll. Die Schaltkupplungen können insbesondere als Klauenkupplung oder als Zahnkupplung gestaltet sein. Da eine Drehzahlangleichung zwischen dem jeweiligen Eingangsteil und dem Ausgangsteil der formschlüssigen Schaltkupplungen nicht möglich ist, kann bei dem vorliegenden Antriebsstrang 2 ein Zuschalten nur bei sehr langsamer Fahrt oder Stillstand des Kraftfahrzeugs 3 erfolgen.
Die in Figur 5 gezeigte Ausführungsform entspricht weitestgehend derjenigen aus Figur 4, so daß hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden kann. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffem und abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer 5 tiefer gestellten Bezugszeichen versehen. Der einzige Unterschied der vorliegenden Ausführungsform gegenüber derjenigen aus Figur 4 besteht darin, daß innerhalb der Längsantriebswelle 245 dritte Kupplungsmittel 40 vorgesehen sind, die insbesondere in Form einer Reibungskupplung gestaltet sind. Die dritten Kupplungsmittel 40 erlauben bei zugeschalteter zweiter Antriebsachse 8 eine bedarfsgerechte Regelung des auf die zweite Antriebsachse 8 zu übertragenden Drehmoments. Dabei können die dritten Kupplungsmittel 40 nach einer ersten Möglichkeit als aktive bzw. extern ansteuerbare Kupplung gestaltet sein, wobei die Drehmomentverteilung auf die sekundäre Antriebsachse 8 durch eine steuerbare Axialverstellvorrichtung, die auf die Kupplung einwirkt, in Abhängigkeit vom Fahrzustand bedarfsweise eingestellt wird. Alternativ hierzu können die dritten Kupplungsmittel 40 auch als sogenannte passive bzw. ungeregelte Kupplung gestaltet sein. Eine derartige Kupplung, die beispielsweise in Form einer Viscokupplung gestaltet sein kann, schließt selbsttätig bei Auftreten einer Drehzahldifferenz zwischen ihrem Eingangsteil und ihrem Ausgangsteil.
Figur 6 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung in einer weiteren Ausführungsform, die weitestgehend derjenigen aus Figur 1 entspricht. Hinsichtlich der Ge- meinsamkeiten wird insofern auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer 6 tiefergestellten Bezugszeichen versehen sind.
In Abwandlung zur Ausführungsform nach Figur 1 umfassen die zweiten Kupplungs- mittel 266 der vorliegenden Antriebsanordnung 2 eine Reibungskupplung 51 und eine formschlüssige Schaltkupplung 52, die funktional in Reihe geschaltet sind. Die formschlüssige Schaltkupplung 52 ist im Drehmomentfluß zwischen der Reibungskupplung 51 und dem zweiten Differentialgetriebe 27 angeordnet und dient zum Freischalten der kompletten Reibungskupplung 51. Dabei ist das Kupplungseingangsteil 53 der Schaltkupplung 52 mit dem Ausgangsteil 43 der Reibungskupplung 51 verbunden, und das Kupplungsausgangsteil 54 der Schaltkupplung 52 ist mit dem Differentialkorb 44 des Differentialgetriebes 27 verbunden. Die vorliegende Ausführungsform hat den Vorteil, daß Schleppmomente in der Reibungskupplung 51 bei geöffneter Schaltkupplung 52 nochmals reduziert werden können. Das Ausgangsteil 43 der Reibungskupplung 51 , das vorzugsweise als Innenlamellenträger gestaltet ist, ist bei geöffneter Schaltkupplung 52 von dem rotierenden Differentialkorb 44 abgekoppelt und steht still. Zum Zuschalten der zweiten Antriebsachse 8 wird zunächst die hintere Schaltkupplung 52 geschlossen, so daß das Ausgangsteil 43 der Reibungskupplung 51 an den Differentialkorb 44 angekoppelt ist und gemeinsam mit diesem rotiert. Dann wird die Reibungskupplung 51 durch Betätigen der Axialverstellvorrichtung (nicht dargestellt) so angesteuert, daß Eingangsteil 18 und das Ausgangsteil 19 der vorderen Schaltkupplung 22 zumindest teilweise synchronisiert sind. In diesem Zustand läßt sich die vordere Schaltkupplung 22 geräuscharm schließen, so daß der zweite Antriebsstrang 7 an den ersten Antriebsstrang 5 angekoppelt ist. Durch bedarfsweise Betätigung der Reibungskupplung 51 läßt sich nun das auf die zweite Antriebsachse 8 zu übertra- gende Drehmoment einstellen.
Figur 7 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung in einer weiteren Ausführungsform, die weitestgehend derjenigen aus Figur 3 entspricht. Hinsichtlich der Gemeinsamkeiten wird insofern auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche bzw. abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer 7 tiefergestellten Bezugszeichen versehen sind.
In Abwandlung zur Ausführungsform nach Figur 3 umfassen die ersten Kupplungsmittel 227 vorliegend eine formschlüssige Schaltkupplung 55 und eine Synchronisier- einheit 56. Wie schon bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 umfaßt die formschlüssige Schaltkupplung 55 ein Kupplungseingangsteil 187, das mit dem Verteilergetriebe 12 antriebsverbunden ist, sowie ein Kupplungsausgangsteil 197, das über den Winkeltrieb 23 mit der Längsantriebswelle 24 antriebsverbunden ist. Die Synchronisiereinheit 56, die vorzugsweise funktional parallel zur formschlüssigen Schalt- kupplung 55 angeordnet ist, bewirkt ein zumindest teilweises Angleichen der Drehzahlen der beiden Kupplungsteile 187, 197 der Schaltkupplung 55 vor dem Schließen. Hierfür umfaßt die Synchronisiereinheit 56 eine Reibflächenpaarung, die vorzugsweise konische Reibflächen umfaßt, sowie Federmittel 57.
Bei Betätigung der ersten Kupplungsmittel 227 mittels des nicht dargestellten Aktua- tors werden zunächst die beiden Reibflächen axial gegeneinander federnd beaufschlagt, so daß die beiden Kupplungsteile 18, 19 der Schaltkupplung 55 hinsichtlich ihrer Drehzahlen zumindest teilweise synchronisiert werden. Auf diese Weise werden beim darauf folgenden Schließen der formschlüssigen Schaltkupplung 55 Schaltgeräusche vermieden. In geschlossenem Zustand der Schaltkupplung 55 ist der zweite Antriebsstrang 7 an den ersten Antriebsstrang 5 angekoppelt. Durch bedarfsweise Betätigung der zweiten Kupplungsmittel 267, die vorliegend in Form einer Reiblamel- lenkupplung gestaltet sind, läßt sich nun das auf die zweite Antriebsachse 8 zu übertragende Drehmoment einstellen.
Figur 8 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung in einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht hinsichtlich der Ausgestaltung der ersten Kupplungsmit- tel 22 der Ausführungsform gemäß Figur 7, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Im übrigen entspricht die vorliegende Ausführungsform der Antriebsanordnung gemäß Figur 4, auf deren Beschreibung insofern ebenfalls Bezug genommen wird. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile sind mit um die Ziffer 8 tiefergestellten Bezugszeichen versehen.
Die Besonderheit der vorliegenden Antriebsanordnung liegt in der Kombination der ersten Kupplungsmittel 22s, die eine Schaltkupplung 55 und eine Synchronisiereinheit 56 umfassen, mit den zweiten Kupplungsmitteln 268, die in Form einer formschlüssigen Reibungskupplung gestaltet sind. Durch Herstellen eines zumindest teil- weisen Gleichlaufs der Kupplungsteile 18, 19 der formschlüssigen Schaltkupplung 55 vor dem Schaltvorgang mittels der Synchronisiereinheit 56 kann bei geringen Fahrgeschwindigkeiten geschaltet werden.
Figur 9 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung in einer weiteren Ausfüh- rungsform, die in weiten Teilen derjenigen aus Figur 1 entspricht. Hinsichtlich der Gemeinsamkeiten wird insofern auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer 9 tiefergestellten Bezugszeichen versehen sind.
Die vorliegende Antriebsanordnung 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterachse die permanent angetriebene erste Antriebsachse 69 ist und daß die Vorderachse als bedarfsweise zuschaltbare zweite Antriebsachse 89 gestaltet ist. Es ist ersichtlich, daß die Antriebseinheit 49 längs eingebaut ist, im Gegensatz zu den obigen Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 bis 8, in denen die Antriebseinheit quer eingebaut ist. Der Antriebseinheit 4 ist ein Verteilergetriebe 129 nachgeschaltet, das einen Durchtrieb 61 umfaßt, über welche die erste Antriebsachse 69 permanent angetrieben wird. Weiter weist das Verteilergetriebe 129 erste Kupplungsmittel 229 zum Zuschalten des zweiten Antriebsstrangs 59 auf. Die ersten Kupplungsmittel 229 sind vorzugsweise in Form einer Reiblamellenkupplung gestaltet, deren Innenlamellen 63 drehfest mit dem Durchtrieb 61 drehfest verbunden sind, und deren Außenlamellen 64 über ein Rädergetriebe 65 die Längsantriebswelle 249 antreiben. Zur Lagerung des Durchtriebs 61 bzw. des Innenlamellenträgers der ersten Kupplungsmittel 229 sind erste Lagermittel 369l 369' vorgesehen. Zum drehbaren Lagern des Außenlamel- lenträgers der ersten Kupplungsmittel 229, bzw. des damit verbundenen Zahnrads 60, sind zweite Lagermittel 59, 59' vorgesehen. Vorliegend umfaßt das Verteilergetriebe 129 Kupplungsmittel 229 in Form der Reiblamellenkupplung. Anstelle der Reiblamellenkupplung könnte zum Drehzahlausgleich zwischen der Hinterachse und der Vorderachse auch ein Mittendifferentials zum Einsatz kommen.
Die zweite Längsantriebswelle 249 dient zur Drehmomentübertragung vom Verteilergetriebe 129 auf die zweite Antriebsachse 89, und zwar über den zweiten Winkeltrieb 259. Die Baueinheit bestehend aus den zweiten Kupplungsmitteln 269 und dem zwei- tem Differentialgetriebe 279 ist funktional so aufgebaut, wie die entsprechende Hinte- rachs-Baueinheit gemäß Figur 1 , auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Es ist ersichtlich, daß das Kupplungsgehäuse 62, mit dem das Kupplungseingangteil 429 drehfest verbunden ist, mittels Lagermitteln 67, 67' um die Drehachse A drehbar gelagert ist. Der Differentialträger 179 ist mittels weiterer Lagermittel 68, 68' in dem Kupplungsgehäuse 62 drehbar gelagert.
Der erste Antriebsstrang 5 umfaßt bei der vorliegenden Antriebsanordnung 2 die erste Längsantriebswelle 66, den ersten Winkeltrieb 23 und das erste Differentialgetriebe 58, welches zum Antreiben der hinteren ersten Antriebsachse 6 dient. Der zu- schaltbare zweite Antriebsstrang 7 umfaßt die ersten Kupplungsmittel 22g, das Rädergetriebe 65, die zweite Längsantriebswelle 24g, den zweiten Winkeltrieb 259, die zweiten Kupplungsmittel 26g und das zweite Differentialgetriebe 27g, das zum Antreiben der vorderen zweiten Antriebsachse 89 dient. Die Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform ist, daß mittels der ersten Kupplungsmittel 229 und der zweiten Kupplungsmittel 26 das Rädergetriebe 65, die zweite Längsantriebswelle 249 und der vordere zweite Winkeltrieb 25 samt Kupplungsein- gangsteil 42 bei geöffneten ersten und zweiten Kupplungsmitteln 229, 269 abgeschaltet werden können. In diesem deaktivierten Zustand stehen die genannten Baugruppen bzw. Bauteile still, insbesondere auch die Lager, in denen die drehenden Bauteile drehbar gelagert sind, so daß Verlustleistungen aufgrund von Schleppmomenten und Reibung vermindert sind. Dies wiederum bewirkt einen reduzierten Kraftstoffver- brauch für die Fahrzustände, in denen lediglich die hintere erste Antriebsachse 69 angetrieben wird und die vordere zweite Antriebsachse 89 drehmomentfrei mitläuft.
Sämtliche der vorstehend beschriebenen Antriebsanordnungen haben den Vorteil, daß der zweite Antriebsstrang 7 bei geöffneten Kupplungsmitteln 22 und 26 weitest- gehend stillsteht, d. h. der erste Winkeltrieb 23, die zugehörige Längsantriebswelle 24 und der zweite Winkeltrieb 25 rotieren nicht mehr. Insbesondere stehen in abgeschaltetem Zustand auch die Lagermittel 33, 33', 36, 36', 37, 37', 49, 49' still, in denen die genannten Bauteile drehend gelagert sind. Auf diese Weise werden ungewünschte Schleppmomente und Reibungsverluste minimiert, was sich günstig auf den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges auswirkt.
Bezugszeichenliste
2 Antriebsanordnung
3 Kraftfahrzeug
4 Antriebseinheit
5 erster Antriebsstrang
6 erste Antriebsachse
7 zweiter Antriebsstrang
8 zweite Antriebsachse
9 Kupplung
10 Schaltgetriebe
11 Verbrennungsmotor
12 erstes Differentialgetriebe
13 Seitenwelle
14 Seitenwelle
15 Rad
16 Rad
17 Differentialträger
18 Eingangsteil
19 Ausgangsteil
22 erste Kupplungsmittel
23 erster Winkeltrieb
24 Längsantriebswelle
25 zweiter Winkeltrieb
26 zweite Kupplungsmittel
27 zweites Differentialgetriebe
28 Eingangswelle
29 Tellerrad
30 Kegelrad
33 Lagermittel
34 erster Wellenabschnitt
35 zweiter Wellenabschnitt
36 Lagermittel 37 Lagermittel
38 Kegelrad
39 Tellerrad
40 dritte Kupplungsmittel
42 Eingangsteil
43 Ausgangsteil
44 Differentialkorb
45 Seitenwelle
46 Seitenwelle
47 Rad
48 Rad
49 Lagermittel
51 Reibungskupplung
52 Schaltkupplung
53 Eingangsteil
54 Ausgangsteil
55 Schaltkupplung
56 Synchronisiereinheit
57 Federmittel
58 Differentialgetriebe
59 Lagermittel
60 Zahnrad
61 Durchtrieb
62 Kupplungsgehäuse
63 Innenlamellen
64 Außenlamellen
65 Rädergetriebe
66 Längsantriebswelle
67 Lagermittel
68 Lagermittel
A Drehachse
B Drehachse
C Drehachse

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsanordnung für ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit, umfassend
ein Verteilergetriebe (12), das von der Antriebseinheit (4) eingeleitetes Drehmoment auf einen ersten Antriebsstrang (5) und einen zweiten Antriebsstrang (7) verteilt, wobei der erste Antriebsstrang (5) ständig mit dem Verteilergetriebe (12) antreibsverbunden ist, um Drehmoment auf eine erste Antriebsachse (6) zu übertragen, und wobei der zweite Antriebsstrang (7) zuschaltbar mit dem Verteilergetriebe (12) antriebsverbindbar ist, um Drehmoment auf eine zweite Antriebsachse (8) zu übertragen, und
eine Längsantriebswelle (24), die im Drehmomentfluß zwischen dem Verteilergetriebe (12) und der zweiten Antriebsachse (8) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
erste Kupplungsmittel (22) zum An- und Abkoppeln der Längsantriebswelle (24) gegenüber der Antriebseinheit (4) sowie
zweite Kupplungsmittel (26) zum An- und Abkoppeln der Längsantriebswelle (24) gegenüber der zweiten Antriebsachse (8).
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Antriebsstrang (7) einen ersten Winkeltrieb (23) aufweist, welcher im Drehmomentfluß zwischen der Antriebseinheit (4) und der Längsantriebswelle (24) angeordnet ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Kupplungsmittel (22) im Drehmomentfluß zwischen der Antriebseinheit (4) und dem ersten Winkeltrieb (23) angeordnet sind.
4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Kupplungsmittel (22) koaxial oder parallel zur ersten Antriebsachse (6) angeordnet sind.
5. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verteilergetriebe (12) ein erstes Differentialgetriebe (58) mit einem Differentialträger (17) aufweist, wobei der Differentialträger (17) mit der Antriebseinheit (4) antriebsverbunden ist.
6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Kupplungsmittel (22) ein Eingangsteil (18) und ein Ausgangsteil (19) aufweisen, wobei das Eingangsteil (18) mit dem Differentialträger (17) des ersten Differentialgetriebes (12) antriebsverbunden ist, und das Ausgangsteil (19) mit einer Eingangswelle (28) des ersten Winkeltriebs (23) antriebsverbunden ist.
7. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Antriebsstrang (7) einen zweiten Winkeltrieb (25) zur Übertragung eines Drehmoments von der Längsantriebswelle (24) auf die zweite Antriebsachse (8) aufweist.
8. Antriebsanordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Antriebsachse (8) ein zweites Differentialgetriebe (27) aufweist, wobei die zweiten Kupplungsmittel (26) im Drehmomentfluß zwischen dem zweiten Winkeltrieb (25) und dem zweiten Differentialgetriebe (27) angeordnet sind.
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Kupplungsmittel (26) ein Eingangsteil (42) und ein Ausgangsteil (43) aufweisen, wobei das Eingangteil (42) mit einem Tellerrad (39) des zweiten Winkeltriebs (25) drehfest verbunden ist, und das Ausgangsteil (43) mit einem Differentialkorb (44) des zweiten Differentialgetriebes (27) drehfest verbunden ist.
10. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eines der Kupplungsmittel (22, 26) eine Schaltkupplung umfaßt. (Figuren 1 , 2)
11. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eines der Kupplungsmittel (22, 26) eine Reibkupplung umfaßt. (Figuren 1 , 2)
12. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und die zweiten Kupplungsmittel (22, 26) eine Reibkupplung umfassen. (Figur 3)
13. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und die zweiten Kupplungsmittel (22, 26) eine Schaltkupplung umfassen. (Figuren 4, 5)
14. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsantriebswelle (24) mehrteilig gestaltet ist.
15. Antriebsanordnung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsantriebswelle (24) einen ersten Wellenabschnitt (34) und einen zweiten Wellenabschnitt (35) aufweist, wobei dritte Kupplungsmittel (40) zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenabschnitt (34, 35) angeordnet sind.
16. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Kupplungsmittel (26) eine Reibungskupplung (51) und eine formschlüssige Schaltkupplung (52) aufweisen. (Figur 6)
17. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Kupplungsmittel (22) eine formschlüssige Schaltkupplung (55) und eine Synchronisiereinheit (56) aufweisen. (Figuren 7, 8)
18. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebe (12) einen Durchtrieb (61) aufweist, der die erste Antriebsachse (6) über eine erste Längsantriebswelle (66) permanent antreibt, sowie die ersten Kupplungsmittel (22) zum Zuschalten des zweiten Antriebsstrangs (7), wobei der zweite Antriebsstrang (7) eine zweite Längsantriebswelle (24) zum Antreiben der zweiten Antriebsachse (8) umfaßt. (Figur 9)
19. Antriebsanordnung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die permanent angetriebene erste Antriebsachse (6) die Hinterachse und die zuschaltbare zweite Antriebsachse (8) die Vorderachse des Kraftfahrzeugs ist.
20. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Kupplungsmittel (26) eine Reibungskupplung oder einer formschlüssige Schaltkupplung aufweisen.
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