WO2016034354A1 - Eco 4x4 - vorderachsgetriebe mit integrierter abschalteinheit für allradantriebe - Google Patents

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WO2016034354A1
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torque transmission
drive
torque
transmission device
differential
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PCT/EP2015/068016
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Gero Bansemir
Hans Rastel
Dirk Stammann
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • B60Y2300/70—Control of gearings
    • B60Y2300/73—Synchronisation of shaft speeds

Definitions

  • the present invention relates to a transaxle according to the preamble of patent claim 1 and a method for operating such a transaxle.
  • an axle drive is understood to mean a transmission device for distributing a drive power between a first wheel of a motor vehicle and a second wheel, in particular a left and a right wheel. Under a wheel is in this sense a wheel tire combination of a motor vehicle, in particular a passenger car , to understand.
  • An axle drive is to be understood in particular as an axle differential transmission device which is set up to allow speed differences between at least two wheels.
  • an axle drive is arranged between this first and second wheel of the vehicle, preferably between the right and left wheel.
  • the axle drive is, in particular by means of a drive shaft, via the drive gear, the drive power supplied, which can be distributed from this to the wheels.
  • a drive gear is to be understood as a gear for receiving a drive power, in particular within the axle drive.
  • a drive gear has an external toothing on.
  • a drive gear is formed as a front, preferably a bevel gear and particularly preferably a Generalerrad.
  • the drive gear meshes, in particular for receiving the drive power, with a drive pinion.
  • the drive gear mounted on a differential cage, and preferably rotatably connected to this, more preferably, the drive gear is rotatably connected to the differential carrier.
  • a differential cage means a device which is adapted to receive the drive gear on an outer side on the one hand and for receiving a differential gear on an inner side or in a recess on the other hand.
  • the differential carrier for receiving a Stimraddifferentials and preferably for receiving a Kegelraddifferentials is established.
  • the differential cage on at least a first and a second Differenzialkorblager and is rotatably mounted with this relative to a transmission housing, in particular about an axis of rotation.
  • the Differenzialkorblager are designed as plain bearings, preferably as a rolling bearing.
  • the first and second Differenzialkorblager are arranged spaced apart in the axial direction. In this case, this axial direction extends along the axis of rotation about which the differential cage is rotatably mounted in the gear housing.
  • the drive gear is disposed between these differential basket bearings on the differential cage.
  • the differential lift between these Differenzialkorblagern is arranged.
  • the drive power can be transmitted from the drive gear to the differential cage and from this the drive power can preferably be output via the differential lift to the output shafts.
  • an output shaft is to be understood as an at least substantially rotationally symmetrical component which is set up for power transmission (torque, rotational speed).
  • the output shafts are rotatably mounted, further preferably at least two output shafts are arranged coaxially with one another, and preferably the axis of rotation of the output shafts coincides with the axis of rotation of the differential carrier.
  • an output shaft means a device with which the drive power is at least partially transferable from the differential gear in the direction of drivable wheels of the motor vehicle.
  • the power transmission to one of the wheels can be interrupted in particular by a switchable torque transmission device.
  • a switchable torque transmission device is a device for selectively transmitting a power (torque, rotational speed) from an input side to an output side.
  • the torque flow can be interrupted on the basis of a control command.
  • the power is transmitted through a positive or frictional connection.
  • a torque transmission device has at least one sliding sleeve or sliding sleeve, preferably with positive-locking elements.
  • a torque transmission range is understood to be the range of the torque transmission device which can be influenced by a control command in such a way that a drive power can be transmitted from the input side of the torque transmission device to the output side of the torque transmission device or can not be transmitted.
  • the region between the differential cage bearings means a specific region in the axial direction, that is to say along the axis of rotation.
  • this region extends from the axially outermost point of the first differential basket bearing, to the farthest point, that is, the outermost point, in the axial direction, of the second differential basket bearing.
  • this region extends from a geometric center or center of gravity of a rolling element of the first differential basket bearing to a center or center of gravity of a rolling element of the second differential basket bearing.
  • this range extends from the innermost point of the first Differenzialkorblagers in the axial direction to the nearest point of the second Differenzialkorblagers, ie to the innermost point of the second Differenzialkorblagers.
  • the torque transmission region is arranged at least partially in the axial direction between these differential basket bearings.
  • this is to be understood as meaning that at least part of the power transferable from the input side to the output side of the torque transfer device can be transferred in the axial direction between the differential basket bearings.
  • this means, with respect to a multi-plate clutch, that at least one friction surface between a blade and a counter-blade is arranged in the axial direction between the Differenzialkorblagern, wherein further fins and counter-fins can also be arranged outside of the Differenzialkorblager.
  • At least 1% of the torque transmission range is arranged between the differential basket bearings, preferably at least 20%, preferably at least 50% and more preferably at least 75% or most preferably 100%.
  • the torque transmission region on the one hand, the separation of the torque flux is achieved and on the other hand, a particularly compact design of the axle transmission is possible and thus an improved axle drive can be achieved.
  • the torque transmission region is arranged in the radial direction within at least one of the Differenzialkorbla- ger.
  • the torque transmission region is preferably arranged radially inside the differentialcarrier bearing adjacent to the torque transmission region. It is to be understood as radially inside in this sense that the torque transmission area is arranged at least within a bearing raceway or preferably within a bearing inner ring. In particular, by this configuration of the torque transmission area a further compaction of the axle transmission is made possible and thus an improved axle drive can be displayed.
  • the torque transmission device has a radially inner output part and a radially outer drive part.
  • the output part of the drive part in the torque transmission region can be contacted and between the output part and the drive part is preferably a positive connection can be formed.
  • positive connections are suitable for transmitting particularly high torques with a small space requirement and thus an improved axle drive can be displayed.
  • the drive part is designed as a sliding sleeve and the output part is designed as a counterpart to this sliding sleeve and for receiving this.
  • a dog clutch connection can be formed by the drive part and the output part.
  • the drive part and the driven part to form the positive connection in each case a first and at least one further, in particular a plurality of further rows of form-locking elements.
  • teeth or claws which are set up for transmitting power, are to be understood as form-locking elements.
  • at least two successive rows of such positive-locking elements are spaced apart from each other by a gap in the axial direction. Further preferably, this gap is greater than the axial extent of at least one of the rows of form-fitting elements.
  • the drive part and the output part are positioned relative to each other such that at least one row of form-fitting elements is positioned in one of the gaps between them on the respective other component (drive part, output part).
  • the positive-locking elements, or the drive and the driven part to each other, no torque from the drive part to the output part is transferable in this mode of operation.
  • the torque is therefore not transferable, in particular, because the interlocking elements of one component (drive part, driven part) are positioned in the gaps of the respective other component (output part, drive part).
  • the output part and the drive part are positioned such that the form-locking elements of the output part of the form-locking elements of the drive part are contacted and thereby in this mode of operation, a torque from the drive part to the output part of the torque transfer device transferable, preferably positively transferable.
  • the drive part is displaceably mounted in the axial direction.
  • the drive part is between see a first axial end position and a second axial end position movable back and forth.
  • the drive part is displaceably mounted along the extension of the axis of rotation.
  • the torque transmission device can be transferred from its first into its second operating mode by means of an actuator.
  • this actuator has a rotatably mounted actuator shaft.
  • this actuator shaft and an axis of rotation of the torque transmission device this preferably coincides with the axis of rotation of the first output shaft, or the projection of the actuator shaft and the axis of rotation in a common plane, an angle ⁇ between 80 and 100 °, particularly preferred are the Actuator shaft and the rotation axis or their projections in a common plane, arranged orthogonal to each other.
  • the actuator has an eccentric connected in a rotationally fixed manner to the actuator shaft.
  • this eccentric is arranged for contacting and transferring the drive part from the first to the second end position and / or vice versa. Further preferably, the drive member is acted upon in the direction of one of the end position with a spring force by a spring device. The displacement of the drive part between these end positions is at least partially or completely accessible by rotation of the actuator shaft and thus the eccentric.
  • the axle drive has at least one further switchable torque transmission device (second torque transmission device).
  • this torque transmission device is arranged between the drive gear and the second output shaft.
  • the first and the second torque transmission device are designed to be identical, and in particular as a result of this a particularly simple control of these can be achieved.
  • this torque transmission device has a torque transmission region.
  • the torque transmission region of the second torque transmission device is preferably arranged at least partially in the axial direction between these differential basket bearings.
  • a second switchable torque transmission device is a rolling of the differential gear, in particular a differential gear, reduced or avoidable, and thus a further increase in the efficiency of the final drive can be achieved.
  • At least one of the output shafts is rotatably mounted relative to the differential carrier with an output shaft bearing.
  • this output shaft bearing has at least one rolling bearing.
  • this output shaft bearing has at least one sliding bearing.
  • the output shaft bearing has at least one, preferably a plurality of roller bearings with, preferably cylindrical, rolling elements, particularly preferably so-called needle roller bearings on.
  • a storage of the output shafts by means of so-called. Rolling a reduction in the degree of loss of the axle is made possible and thus an improved axle drive can be displayed.
  • the drive part is rotatably mounted relative to the output part by means of a clutch bearing.
  • this coupling bearing has at least one rolling bearing.
  • the coupling bearing has at least one sliding bearing.
  • the coupling bearing has a plurality of rolling bearings, preferably at least two rolling bearings.
  • at least one needle bearing is provided for this storage, in particular needle-shaped rolling elements allow a particularly small space requirement.
  • a method for controlling an axle transmission according to the invention which is provided in particular for transferring the torque transmission device from its first operating state in which no torque can be transmitted to its second operating state in which a torque can be transmitted, comprises at least the following steps:
  • An axle drive according to the invention can be used in particular in an all-wheel drive vehicle in such a way that the axle drive from the vehicle drive is mounted in a vehicle. no drive power is supplied to the first driving state.
  • the drive train is particularly efficient operable.
  • the torque transmission device is in the axle transmission in its first operating state, ie in the operating state in which no torque is transferable.
  • the axle drive is stopped such that the drive gear is stationary and in particular no power loss on the drive gear and its bearings.
  • the differential gear rolls in this first driving state, as soon as the motor vehicle moves from. The reason for this is in particular that one of the output shafts can be decoupled via the first operating state of the torque transmission device to the drive wheel, and the second output shaft is driven by the rotational movement of the wheel.
  • the operating method according to the invention provides for accelerating the drive gear in such a way that the rotational speed of the stationary drive part of the torque transfer device and the rotational speed of the drive part of the torque transfer device co-rotating with the wheel approach one another.
  • the drive gear is preferably accelerated until the difference between the rotational speeds of the drive and driven parts reach or fall below the predefined threshold value.
  • the threshold value ⁇ (difference amount, rotational speed of drive part, output part) is selected from a range for which ⁇ ⁇ 500 rpm (revolutions per minute), preferably ⁇ 300 rpm, preferably ⁇ 200 rpm and particularly preferably ⁇ 100 rpm and further ⁇ > 0 rpm, preferably> 10 rpm, preferably> 30 rpm and particularly preferably> 50 rpm Studies have shown that for threshold values from the value range according to the invention a particularly simple and fast engagement or transfer of the torque transfer device from its first in their second operating state allows.
  • the torque transmission device is transferred very quickly from its first to its second operating state.
  • the time period in which the drive part of the torque transmission device is moved from the first axial end position to the second axial end position is selected from a predetermined range.
  • This predetermined range t is ⁇ 1 s, preferably ⁇ 500 milliseconds (ms), preferably ⁇ 300 ms and particularly preferably ⁇ 200 ms.
  • the first axial end position represents the position of the torque transmission device, in which no torque can be transmitted through it
  • the second axial end position represents in particular the position of the torque transmission device, in which a torque is translatable.
  • Fig. 2 is a flowchart for the operating method according to the invention.
  • the axle drive 1 has a drive gear 2, this is accommodated in a Achsgetriebegepuruse 3 and rotatably supported about the rotation axis 9.
  • the drive gear 2 is rotatably connected to the differential cage 4.
  • the differential gear 6 is added, this differential gear 6 is also rotatable about the rotation axis 9 with the differential cage 4.
  • the output shafts 7a, 7b are likewise rotatably mounted about the rotation axis 9.
  • the output shafts 7a, 7b each have a needle bearing 10, 1 1 for axial support relative to the differential cage 4.
  • the first output shaft 7a has a switchable torque transmission device 8.
  • the switchable torque transmission device 8 has a torque transmission region 8a.
  • the torque transmitting portion 8a is configured to transmit torque between the driving portion 8c and the driven portion 8d.
  • the drive part 8c is axially displaceable in the axial direction, that is, in the direction of the rotation axis 9.
  • the actuator 13 For axial displacement of the drive member 8c is acted upon by the actuator 13 with a force in the direction of the axis of rotation 9. To generate this force, the actuator 13 has an eccentric 13c.
  • This eccentric 13c is rotatably connected to the output shaft 13a of the actuator 13 and thus rotatably supported about the rotational axis 13b of the output shaft 13a.
  • the drive part 8c has a plurality of rows 8c.1 (4 rows) of teeth (form-fitting elements) for the transmission of the drive torque Torque transmission on.
  • the teeth 8c.1 are circumferentially at least largely aligned (same axial position).
  • the driven part 8d has the same number of rows of teeth 8d.1 (4 rows) for transmitting torque.
  • the driving part 8c In the switching position shown in Fig. 1, the driving part 8c is in its first axial end position, i. the various rows of teeth 8c.1 and 8d.1 are positioned relative to one another such that these rows of teeth slide past one another in the circumferential direction about the axis of rotation 9 and thus no torque can be transmitted from the drive part 8c to the driven part 8d.
  • the output part 8d is rotatably mounted relative to the drive part 8c by a roller bearing 12.
  • the output part 8d has an additional roller bearing 12a with respect to the axial transmission housing 3.
  • the area A shows the axial distance between the rolling bearings 5a, 5b for the differential cage 4 with respect to the housing 3.
  • the area B indicates the axial extent of the torque transmission area 8a of the torque transmitting device 8 at. It can be clearly seen that the torque transmission area 8 (area B) at least partially overlaps the axial spacing of the rolling bearings 5a, 5b (area A) and thus the torque transmission area 8a in the axial direction along the axis of rotation 9, at least partially, between the differential cage bearings 5a / b is arranged.
  • FIG. 2 shows a flow chart for an operating method for an axle drive according to the invention.
  • this operating method relates to the engagement, that is to say the transfer of the torque transmission device from its first operating state into its second operating state.
  • no torque can be transmitted from the drive side to the output side of the torque transmission device in the first operating state, and a torque can be transmitted in the second operating state.
  • the speed of the drive part of the torque transmission device is first determined.
  • the rotational speed of the driven part is determined.
  • the determination of the rotational speed in particular the measurement of this speed is addressed by a direct or indirect method.
  • An indirect measurement of the rotational speed is to be understood as meaning that the rotational speed of the component (drive / output part) is not determined directly, but the rotational speed of another component which rotates at a specific speed ratio to the drive or driven part.
  • a compensation speed is determined.
  • the compensation speed represents a speed difference (amount) of the drive part and the output part to one another.
  • This compensation speed ⁇ is compared with a predefined threshold value. If the compensation speed is less than this threshold value or corresponds to this threshold value, then a control command is output to the torque transmission device, so that it is transferred from its first to its second operating state.

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Abstract

Achsgetriebe (1), mit einem Antriebszahnrad (2), einem Getriebegehäuse (3), einem Differentialkorb (4), der in dem Getriebegehäuse (3) drehbar mit einem ersten und einem zweiten Differentialkorblager (5a/b) gelagert ist, wobei diese Lager (5a/b) in einer axialen Richtung voneinander beabstandet (A) sind, einem Differentialgetriebe (6), einer ersten und einer zweiten Abtriebswelle (7a/b) und wenigstens einer schaltbaren Drehmomentübertragungseinrichtung (8) (erste Drehmomentübertragungseinrichtung), die zwischen dem Antriebszahnrad (2) und der ersten Abtriebswelle (7a) angeordnet ist und einen Drehmomentübertragungsbereich (8a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentübertragungsbereich (8a) in axialer Richtung wenigstens teilweise zwischen diesen Differentialkorblagern angeordnet ist.

Description

Eco 4x4 - Vorderachsgetriebe mit integrierter Abschalteinheit für Allradantriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Achsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Achsgetriebes.
Ein derartiges Achsgetriebe ist aus der US 4 625 584 bekannt.
Nachfolgend wird die Erfindung in Zusammenhang mit einem Antriebsstrang für einen allradgetriebenen Personenkraftwagen (PKW) beschrieben, dies stellt keine Beschränkung der Erfindung auf eine derartige Anwendung dar.
Bei allradgetriebenen Fahrzeugen kann zwischen solchen mit permanentem Antrieb aller Räder und nicht permanentem Antrieb unterschieden werden. Bei nicht permanentem Allradantrieb ist eine Schaltaktuatorik und Sensorik vorhanden, welche die zeitweise nicht angetriebenen Räder bedarfsgerecht zu- oder abschaltet. Durch dieses selektive Antreiben der Räder ergibt sich der Vorteil, dass in den Achsgetrieben dieser Räder im Falle, dass diese nicht angetrieben werden, keine lastabhängigen Verluste anfallen, lastunabhängige Verluste reduziert werden und damit eine Wirkungsgradsteigerung und eine C02-Austoßverringerung erreichbar ist. Aus dem Stand der Technik sind Antriebsstränge für Allradfahrzeuge bekannt, bei welchen bestimmte Räder nur selektiv angetrieben werden. Die US 4 625 584 befasst sich mit einer Achsgetriebeeinrichtung zum zeitweisen Ab- und Zuschalten einer Antriebsachse eines Allradfahrzeugs. Dabei ist der Drehmomentfluss in wenigstens einer Abtriebswelle, diese ist zwischen dem Differentialgetriebe und einem Rad des Fahrzeugs angeordnet, mittels einer Schiebemuffe unterbrechbar.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Achsgetriebe mit einem verbesserten Wirkungsgrad des Antriebsstrangs zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst, sowie durch ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Achsgetriebes gemäß Patentanspruch 9.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Achsgetriebe eine Getriebeeinrichtung zum Verteilen einer Antriebsleistung zwischen einem ersten Rad eines Kraftfahrzeugs und einem zweiten Rad zu verstehen, insbesondere einem linken und einem rechten Rad. Unter einem Rad ist in diesem Sinn eine Radreifenkombination eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, zu verstehen. Unter einem Achsgetriebe ist insbesondere eine Achsdifferentialgetriebeeinrichtung zu verstehen, welche zum ermöglichen von Drehzahldifferenzen zwischen wenigstens zwei Rädern eingerichtet ist. Vorzugsweise ist ein Achsgetriebe zwischen diesem ersten und zweiten Rad des Fahrzeugs, bevorzugt zwischen dem rechten und linken Rad, angeordnet. Dem Achsgetriebe ist, insbesondere mittels einer Antriebswelle, über das Antriebszahnrad die Antriebsleistung zuführbar, welche von diesem auf die Räder verteilbar ist.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Antriebszahnrad ein Zahnrad zur Aufnahme einer Antriebsleistung, insbesondere innerhalb, des Achsgetriebes zu verstehen. Insbesondere weist ein Antriebszahnrad eine Außenverzahnung auf. Vorzugsweise ist ein Antriebszahnrad als ein Stirn-, bevorzugt ein Kegelrad und besonders bevorzugt ein Teilerrad ausgebildet. Das Antriebszahnrad kämmt, insbesondere zur Aufnahme der Antriebsleistung, mit einem Antriebsritzel. Vorzugsweise ist das Antriebszahnrad, auf einem Differenzialkorb gelagert, und vorzugsweise drehfest mit diesem verbindbar, besonders bevorzugt ist das Antriebszahnrad drehfest mit dem Differentialkorb verbunden.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Differenzialkorb eine Einrichtung zu verstehen, die zur Aufnahme des Antriebszahnrades an einer Außenseite einerseits und zur Aufnahme eines Differenzialgetriebes an einer Innenseite beziehungsweise in einer Ausnehmung andererseits eingerichtet ist. Vorzugsweise ist der Differentialkorb zur Aufnahme eines Stimraddifferentials und bevorzugt zur Aufnahme eines Kegelraddifferentials eingerichtet. Weiter weist der Differenzialkorb wenigstens ein erstes und ein zweites Differenzialkorblager auf und ist mit diesem gegenüber einem Getriebegehäuse drehbar gelagert, insbesondere um eine Rotationsachse.
Vorzugsweise sind die Differenzialkorblager als Gleitlager, bevorzugt als Wälzlager ausgeführt. Das erste und das zweite Differenzialkorblager sind in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet. Dabei erstreckt sich diese axiale Richtung entlang der Rotationsachse, um welche der Differenzialkorb im Getriebegehäuse drehbar gelagert ist. Vorzugsweise ist das Antriebszahnrad zwischen diesen Differenzialkorblagern auf dem Differenzialkorb angeordnet. Weiter vorzugsweise ist auch das Differenzialgethebe zwischen diesen Differenzialkorblagern angeordnet. Die Antriebsleistung ist vom Antriebszahnrad auf den Differenzialkorb übertragbar und von diesem ist die Antriebsleistung vorzugsweise über das Differenzialgethebe an die Abtriebswellen abgebbar.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer solchen Abtriebswelle ein wenigstens im Wesentlichen rotationssymmetrisches Bauteil zu verstehen, welches zur Leistungsübertragung (Drehmoment, Drehzahl) eingerichtet ist. Vorzugswei- se sind die Abtriebswellen drehbar gelagert, weiter vorzugsweise sind wenigstens zwei Abtriebswellen koaxial zueinander angeordnet und bevorzugt fällt die Rotationsachse der Abtriebswellen mit der Rotationsachse des Diffe- renzialkorbs zusammen. Weiter vorzugweise ist unter einer Abtriebswelle eine Einrichtung zu verstehen, mit welcher die Antriebsleistung wenigstens teilweise aus dem Differenzialgetriebe in Richtung antreibbarer Räder des Kraftfahrzeugs übertragbar ist. Dabei ist die Leistungsübertragung zu einem der Räder insbesondere durch eine schaltbare Drehmomentübertragungseinrichtung unterbrechbar.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer schaltbaren Drehmomentübertragungseinrichtung eine Einrichtung zum selektiven Übertragen einer Leistung (Drehmoment, Drehzahl) von einer Eingangsseite zu einer Ausgangsseite zu verstehen. Vorzugsweise ist mit einer schaltbaren Drehmomentübertragungseinrichtung der Drehmomentfluss aufgrund eines Steuerbefehls unterbrechbar. Vorzugsweise wird die Leistung durch eine formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung übertragen. Weiter vorzugsweise weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung wenigstens eine Schiebemuffe oder Schiebehülse, vorzugsweise mit Formschlusselementen, auf. Mit der schaltbaren Drehmomentübertragungseinrichtung ist insbesondere der Drehmomentfluss zwischen dem Antriebszahnrad und der ersten Abtriebswelle unterbrechbar. Dazu weist die Drehmomentübertragungseinrichtung insbesondere einen Drehmomentübertragungsbereich auf.
Unter einem Drehmomentübertragungsbereich ist im Sinne der Erfindung der Bereich der Drehmomentübertragungseinrichtung zu verstehen, welcher durch einen Steuerbefehl derart beeinflussbar ist, dass eine Antriebsleistung von der Eingangsseite der Drehmomentübertragungseinrichtung auf die Ausgangsseite der Drehmomentübertragungseinrichtung übertragbar ist oder nicht übertragbar ist. Bildlich gesprochen stellen bei einer Lamellenkupplung mit einer Vielzahl von reibschlüssig miteinander verbindbaren Lamellen, die- se Lamellen, insbesondere die Reibflächen dieser, den Drehmomentübertragungsbereich der Lamellenkupplung dar, bzw. bei einer Klauenkupplung, die bei der Drehmomentübertragung ineinander greifenden Klauen dieser Kupplung.
Im Sinne der Erfindung ist unter dem Bereich zwischen den Differenzialkorb- lagern ein bestimmter Bereich in axialer Richtung, also entlang der Rotationsachse, zu verstehen. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich vom in axialer Richtung äußersten Punkt des ersten Differenzialkorblagers, zum von diesem am weitesten entfernten Punkt, also dem äußersten Punkt, in axialer Richtung, des zweiten Differenzialkorblagers. Weiter vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich von einem geometrischen Mittelpunkt oder Schwerpunkt eines Wälzkörpers des ersten Differenzialkorblagers zu einem Mittelpunkt oder Schwerpunkt eines Wälzkörpers des zweiten Differenzialkorblagers. Weiter vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich vom in axialer Richtung innersten Punkt des ersten Differenzialkorblagers zum diesem nächstgelegenen Punkt des zweiten Differenzialkorblagers, also zum innersten Punkt des zweiten Differenzialkorblagers.
Erfindungsgemäß ist der Drehmomentübertragungsbereich in axialer Richtung wenigstens teilweise zwischen diesen Differenzialkorblagern angeordnet. Im Sinne der Erfindung ist dies so zu verstehen, dass wenigstens ein Teil der von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite der Drehmomentüber- tagungseinrichtung übertragbaren Leistung in axialer Richtung zwischen den Differenzialkorblagern übertragbar ist. Bildlich bedeutet dies, in Bezug auf eine Lamellenkupplung, dass wenigstens eine Reibfläche zwischen einer Lamelle und einer Gegenlamelle in axialer Richtung zwischen den Differenzialkorblagern angeordnet ist, wobei weitere Lamellen und Gegenlamellen auch außerhalb der Differenzialkorblager angeordnet sein können. Vorzugsweise ist wenigstens 1 % des Drehmomentübertragungsbereichs zwischen den Differentialkorblagern angeordnet, vorzugsweise wenigstens 20%, be- vorzugt wenigstens 50% und besonders bevorzugt wenigstens 75% oder ganz besonders bevorzugt 100%. Insbesondere durch eine derartige Anordnung des Drehmomentübertragungsbereichs wird einerseits die Trennung des Drehmomentflusses erreicht und andererseits ist ein besonders kompakter Aufbau des Achsgetriebes ermöglicht und somit ist ein verbessertes Achsgetriebe erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Drehmomentübertragungsbereich in radialer Richtung innerhalb wenigstens eines der Differenzialkorbla- ger angeordnet. Vorzugweise ist der Drehmomentübertragungsbereich radial innerhalb des zum Drehmomentübertragungsbereich benachbarten Differen- zialkorblagers angeordnet. Dabei ist als radial innerhalb in diesem Sinn zu verstehen, dass der Drehmomentübertragungsbereich wenigstens innerhalb einer Lagerlaufbahn oder vorzugsweise innerhalb eines Lagerinnenrings angeordnet ist. Insbesondere durch diese Ausgestaltung des Drehmomentübertragungsbereichs wird eine weitere Kompaktierung des Achsgetriebes ermöglicht und damit ist ein verbessertes Achsgetriebe darstellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehmomentübertragungseinrichtung einen radial innenliegenden Abtriebsteil und einen radial außenliegenden Antriebsteils auf. Dabei ist der Abtriebsteil vom Antriebsteil im Drehmomentübertragungsbereich kontaktierbar und zwischen dem Abtriebsteil und dem Antriebsteil ist vorzugsweise eine formschlüssige Verbindung ausbildbar. Insbesondere formschlüssige Verbindungen sind zur Übertragung besonders hoher Drehmomente bei geringem Bauraumbedarf geeignet und somit ist ein verbessertes Achsgetriebe darstellbar. Vorzugsweise ist der Antriebsteil als eine Schiebemuffe ausgebildet und der Abtriebsteil ist als Gegenstück zu dieser Schiebemuffe und zur Aufnahme dieser ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist durch den Antriebsteil und den Abtriebsteil eine Klauenkupplung-Verbindung ausbildbar. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Antriebsteil und das Abtriebsteil zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung jeweils eine erste und wenigstens eine weitere, insbesondere mehrere weitere Reihen von Formschlusselementen auf. Dabei sind unter Formschlusselementen insbesondere Zähne bzw. Klauen, welche zur Kraftübertragung eingerichtet sind zu verstehen. Weiter vorzugsweise sind wenigstens zwei aufeinanderfolgende Reihen derartiger Formschlusselemente durch eine Lücke in axialer Richtung voneinander beabstandet. Weiter vorzugsweise ist diese Lücke größer als die axiale Erstreckung wenigstens einer der Reihen von Formschlusselementen.
In einem ersten Betriebsmodus der Drehmomentübertragungseinrichtung sind das Antriebsteil und das Abtriebsteil derart zueinander positioniert, dass wenigstens eine Reihe von Formschlusselementen in einer der Lücken zwischen diesen, auf dem jeweils anderen Bauteil (Antriebsteil, Abtriebsteil), positioniert ist. Insbesondere durch diese Positionierung der Formschlusselemente, beziehungsweise des Antriebs- und des Abtriebsteils zueinander, ist in diesem Betriebsmodus kein Drehmoment von dem Antriebsteil auf das Abtriebsteil übertragbar. Das Drehmoment ist insbesondere deshalb nicht übertragbar, weil die Formschlusselemente des einen Bauteils (Antriebsteil, Abtriebsteil) in den Lücken des jeweils anderen Bauteils (Abtriebsteil, Antriebsteil) positioniert sind.
Vorzugsweise in einem zweiten Betriebsmodus sind das Abtriebsteil und das Antriebsteil derart positioniert, dass die Formschlusselemente des Abtriebsteils von den Formschlusselementen des Antriebsteils kontaktierbar sind und dadurch ist in diesem Betriebsmodus ein Drehmoment vom Antriebsteil auf das Abtriebsteil der Drehmomentübertragungseinrichtung übertragbar, vorzugsweise formschlüssig übertragbar.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebsteil in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Vorzugsweise ist das Antriebsteil zwi- sehen einer ersten axialen Endlage und einer zweiten axialen Endlage hin und her bewegbar gelagert. Vorzugsweise ist das Antriebsteil entlang der Erstreckung der Rotationsachse verschiebbar gelagert. Insbesondere durch diese Verschiebbarkeit ist die Drehmomentübertragungseinrichtung auf besonders einfache Weise zwischen diesem ersten und diesem zweiten Betriebsmodus hin und her schaltbar und damit ist ein verbessertes Achsgetriebe erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drehmomentübertragungseinrichtung mittels eines Aktors von ihrem ersten in ihren zweiten Betriebsmodus überführbar. Vorzugsweise weist dieser Aktor eine drehbar gelagerte Aktorwelle auf. Weiter vorzugsweise schließen diese Aktorwelle und eine Rotationsachse der Drehmomentübertragungseinrichtung, diese fällt vorzugsweise mit der Rotationsachse der ersten Abtriebswelle zusammen, bzw. die Projektion der Aktorwelle und der Rotationsachse in eine gemeinsame Ebene, einen Winkel α zwischen 80 und 100° ein, besonders bevorzugt sind die Aktorwelle und die Rotationsachse bzw. deren Projektionen in eine gemeinsame Ebene, orthogonal zueinander angeordnet. Vorzugsweise weist der Aktor einen drehfest mit der Aktorwelle verbundenen Exzenter auf, Wei- tervorzugsweise ist dieser Exzenter zum Kontaktieren und Überführen des Antriebsteils von der ersten in die zweite Endlage und/oder umgekehrt eingerichtet. Weiter vorzugsweise ist das Antriebsteil in Richtung auf eine der Endlage mit einer Federkraft durch eine Federeinrichtung beaufschlagbar. Die Verschiebung des Antriebsteils zwischen diesen Endlagen ist wenigstens teilweise oder vollständig durch eine Drehung der Aktorwelle und damit des Exzenters erreichbar.
Insbesondere durch diese winkelige Anordnung der Aktorwelle in Bezug auf die Rotationsachse der Drehmomentübertragungseinrichtung ist ein besonders platzsparender Aufbau des Achsgetriebes ermöglicht und damit ist ein verbessertes Achsgetriebe erreichbar. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Achsgetriebe wenigstens eine weitere schaltbare Drehmomentübertragungseinrichtung (zweite Drehmomentübertragungseinrichtung) auf. Vorzugsweise ist diese Drehmomentübertragungseinrichtung zwischen dem Antriebszahnrad und der zweiten Abtriebswelle angeordnet. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung baugleich ausgeführt und insbesondere hierdurch ist eine besonders einfache Ansteuerung dieser erreichbar.
Weiter vorzugsweise weist auch diese Drehmomentübertragungseinrichtung einen Drehmomentübertragungsbereich auf. Der Drehmomentübertragungsbereich der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung ist vorzugsweise in axialer Richtung wenigstens teilweise zwischen diesen Differenzialkorblagern angeordnet. Insbesondere durch eine zweite schaltbare Drehmomentübertragungseinrichtung ist ein Abwälzen des Differenzialgetriebes, insbesondere der einer Differentialverzahnung, verringer- oder vermeidbar und damit ist eine weitere Steigerung des Wirkungsgrads des Achsgetriebes erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine der Abtriebswellen gegenüber dem Differentialkorb mit einer Abtriebswellenlagerung drehbar gelagert. Vorzugsweise weist diese Abtriebswellenlagerung wenigstens ein Wälzlager auf. Insbesondere mit einer Wälzlagerung ist ein besonders geringer Verlustgrad erreichbar. Weiter vorzugsweise weist diese Abtriebswellenlagerung wenigstens ein Gleitlager auf. Insbesondere mit einer Gleitlagerung ist eine besonders einfache Lagerung erreichbar. Bevorzugt weist die Abtriebswellenlagerung wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Wälzlager mit, vorzugsweise zylinderförmigen, Wälzkörpern, besonders bevorzugt sog. Nadellager, auf. Insbesondere durch eine Lagerung der Abtriebswellen mittels sog. Wälzlager ist eine Senkung des Verlustgrades des Achsgetriebes ermöglicht und damit ist ein verbessertes Achsgetriebe darstellbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebsteil gegenüber dem Abtriebsteil mittels einer Kupplungslagerung drehbar gelagert. Vorzugsweise weist diese Kupplungslagerung wenigstens ein Wälzlager auf. Weiter vorzugsweise weist die Kupplungslagerung wenigstens ein Gleitlager auf. Besonders bevorzugt weist die Kupplungslagerung mehrere Wälzlager, vorzugsweise wenigstens zwei Wälzlager auf. Insbesondere durch eine Wälzlagerung des Antriebsteils gegenüber dem Abtriebsteil kann eine weitere Reduzierung des Verlustgrads des Achsgetriebes erreicht werden und damit ist ein verbessertes Achsgetriebe darstellbar. Weiter vorzugsweise ist für diese Lagerung wenigstens ein Nadellager vorgesehen, insbesondere nadeiförmige Wälzkörper ermöglichen einen besonders geringen Bauraumbedarf.
Ein Verfahren zur Steuerung eines erfindungsgemäßen Achsgetriebes, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, die Drehmomentübertragungseinrichtung von ihrem ersten Betriebszustand, in welchem kein Drehmoment übertragbar ist, in ihren zweiten Betriebszustand, in welchem ein Drehmoment übertragbar ist, zu überführen, weist wenigstens folgende Schritte auf:
- Ermitteln einer Drehzahl des Abtriebsteils,
- Ermitteln einer Drehzahl des Antriebsteils,
Bestimmen einer Ausgleichsdrehzahl aus diesen Drehzahlen,
- Antreiben des Antriebszahnrades bis die Ausgleichsdrehzahl einen vordefinierten Schwellenwert erreicht oder unterschreitet.
Wird insbesondere dieser Schwellenwert erreicht oder unterschritten, so wird die Drehmomentübertragungseinrichtung von ihrem ersten in ihren zweiten Betriebszustand überführt.
Ein erfindungsgemäßes Achsgetriebe ist in einem Allradfahrzeug insbesondere derart einsetzbar, dass dem Achsgetriebe vom Fahrzeugantrieb in ei- nem ersten Fahrzustand keine Antriebsleistung zugeführt wird. In diesem Fahrzustand ist der Antriebsstrang besonders effizient betreibbar. Denn in diesem Fahrzustand befindet sich die Drehmomentübertragungseinrichtung im Achsgetriebe in ihrem ersten Betriebszustand, also in dem Betriebszustand, in dem kein Drehmoment übertragbar ist. In diesem ersten Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung ist das Achsgetriebe derart stillgesetzt, dass das Antriebszahnrad still steht und insbesondere keine Verlustleistung am Antriebszahnrad und dessen Lagerungen entsteht. Bei einer Ausführungsform der Erfindung bei welcher nur eine Drehmomentübertragungseinrichtung vorhanden ist, wälzt das Differenzialgetriebe in diesen ersten Fahrzustand, sobald sich das Kraftfahrzeug bewegt ab. Der Grund hierfür ist insbesondere, dass eine der Abtriebswellen über den ersten Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung zu dem Antriebsrad entkoppelbar ist, und die zweite Abtriebswelle durch die Drehbewegung des Rades angetrieben wird.
Erfordert die Fahrsituation das Zuschalten der bis dahin nicht angetriebenen Räder des Kraftfahrzeugs, so ist dies durch das Überführen der Drehmomentübertragungseinrichtung in ihren zweiten Betriebszustand erreichbar. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren sieht dazu vor das Antriebszahnrad derart zu beschleunigen, dass sich die Drehzahl des stillstehenden Antriebsteils der Drehmomentübertragungseinrichtung und die Drehzahl des mit dem Rad mitrotierenden Abtriebsteils der Drehmomentübertragungseinrichtung aneinander annähern. Das Antriebszahnrad wird vorzugsweise solange beschleunigt, bis der Differenzbetrag aus den Drehzahlen des Antriebs- und Abtriebsteils den vordefinierten Schwellenwert erreichen oder unterschreiten.
Insbesondere durch dieses Angleichen der Drehzahlen des Abtriebs- und des Antriebsteils der Drehmomentübertragungseinrichtung ist ein besonders einfaches Überführen dieser von ihrem ersten in ihren zweiten Betriebszustand ermöglicht und damit ist ein verbessertes Achsgetriebe darstellbar. In einer bevorzugten Ausführungsform des Betriebsverfahrens ist der Schwellenwert Δ (Differenzbetrag, Drehzahl Antriebsteil, Abtriebsteil) aus einem Bereich ausgewählt für den gilt Δ < 500 r.p.m. (Umdrehungen pro Minute), vorzugsweise < 300 r.p.m., bevorzugt < 200 r.p.m. und besonders bevorzugt < 100 r.p.m. und weiter ist Δ > 0 r.p.m., vorzugsweise > 10 r.p.m., bevorzugt > 30 r.p.m. und besonders bevorzugt > 50 r.p.m. Untersuchungen haben gezeigt, dass für Schwellenwerte aus dem erfindungsgemäßen Wertebereich ein besonders einfaches und schnelles Einrücken bzw. Überführen der Drehmomentübertragungseinrichtung von ihrem ersten in ihren zweiten Betriebszustand ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Drehmomentübertragungseinrichtung sehr schnell von ihrem ersten in ihren zweiten Betriebszustand überführt. Weiter vorzugsweise ist die Zeitspanne, in welche das Antriebsteil der Drehmomentübertragungseinrichtung aus der ersten axialen Endlage in die zweite axiale Endlage verfahren wird, aus einem vorbestimmten Bereich ausgewählt. Dieser vorbestimmte Bereich t ist < 1 s, vorzugsweise < 500 Millisekunden (ms), bevorzugt < 300 ms und besonders bevorzugt < 200 ms.
Dabei ist unter der Zeitspanne, welche benötigt wird, um den Antriebsteil der Drehmomentübertragungseinrichtung aus seiner ersten axialen Endlage in seine zweite axiale Endlage zu bewegen, insbesondere die Zeitspanne zu verstehen, welche vergeht, bis dieses Antriebsteil wenigstens im Wesentlichen lastfrei und insbesondere ohne auf Hindernisse aufzutreffen, aus seiner ersten axialen Endlage in seine zweite axiale Endlage verfahren wird. Insbesondere stellt die erste axiale Endlage die Stellung der Drehmomentübertragungseinrichtung dar, in welcher kein Drehmoment durch diese übertragbar ist, und die zweite axiale Endlage stellt insbesondere die Stellung der Drehmomentübertragungseinrichtung dar, in welcher ein Drehmoment übertagbar ist. Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vollschnitt des Achsgetriebes,
Fig. 2 einen Ablaufplan für das erfindungsgemäße Betriebsverfahren.
Das Achsgetriebe 1 weist ein Antriebszahnrad 2 auf, dieses ist in einem Achsgetriebegehäuse 3 aufgenommen und um die Rotationsachse 9 drehbar gelagert. Dabei ist das Antriebszahnrad 2 drehfest mit dem Differenzialkorb 4 verbunden. Im Differenzialkorb 4 ist das Differenzialgetriebe 6 aufgenommen, dieses Differenzialgetriebe 6 ist ebenfalls mit dem Differenzialkorb 4 um die Rotationsachse 9 drehbar. Die Leistungserteilung zu den Antriebsrädern (nicht dargestellt) erfolgt über die beiden Abtriebswellen 7a, 7b. Die Abtriebswellen 7a, 7b sind ebenfalls um die Rotationsachse 9 drehbar gelagert. Die Abtriebswellen 7a, 7b weisen zur axialen Lagerung gegenüber dem Differenzialkorb 4 jeweils ein Nadellager 10, 1 1 auf.
Die erste Abtriebswelle 7a weist eine schaltbare Drehmomentübertragungseinrichtung 8 auf. Die schaltbare Drehmomentübertragungseinrichtung 8 weist einen Drehmomentübertragungsbereich 8a auf. Der Drehmomentübertragungsbereich 8a ist zur Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsteil 8c und dem Abtriebsteil 8d eingerichtet. Zur Drehmomentübertragung vom Antriebsteil 8c auf den Abtriebsteil 8d ist der Antriebsteil 8c in axialer Richtung, also in Richtung der Rotationsachse 9 axial verschieblich gelagert. Zur axialen Verschiebung wird der Antriebsteil 8c durch den Aktuator 13 mit einer Kraft in Richtung der Rotationsachse 9 beaufschlagt. Zum Erzeugen dieser Kraft weist der Aktuator 13 einen Exzenter 13c auf. Dieser Exzenter 13c ist drehfest mit der Abtriebswelle 13a des Aktuators 13 verbunden und damit um die Rotationsachse 13b der Abtriebswelle 13a drehbar gelagert. Das Antriebsteil 8c weist für die Übertragung des Antriebsdrehmoments mehrere Reihen 8c.1 (4 Reihen) von Zähnen (Formschlusselemente) zur Drehmomentübertragung auf. Die Zähne 8c.1 sind in Umfangsrichtung wenigstens weitgehend in einer Flucht angeordnet (gleiche axiale Position). Weiter weist das Abtriebsteil 8d die gleiche Anzahl an Reihen von Zähnen 8d.1 (4 Reihen) zur Drehmomentübertragung auf.
In der in Fig. 1 dargestellten Schaltstellung befindet sich das Antriebsteil 8c in seiner ersten axialen Endlage, d.h. die verschiedenen Reihen von Zähnen 8c.1 und 8d.1 sind derart zueinander positioniert, dass diese Zahnreihen in Umfangsrichtung um die Rotationsachse 9 aneinander vorbeigleiten und damit kein Drehmoment vom Antriebsteil 8c auf das Abtriebsteil 8d übertragbar ist.
Insbesondere zur Wirkungsgradverbesserung ist das Abtriebsteil 8d gegenüber dem Antriebsteil 8c durch eine Wälzlagerung 12 drehbar gelagert. Das Abtriebsteil 8d weist eine zusätzliche Wälzlagerung 12a gegenüber dem Axialgetriebegehäuse 3 auf.
Der Bereich A zeigt den axialen Abstand zwischen den Wälzlagern 5a, 5b für den Differenzialkorb 4 gegenüber dem Gehäuse 3. Der Bereich B gibt die axiale Erstreckung des Drehmomentübertragungsbereichs 8a der Drehmomentübertragungseinrichtung 8 an. Dabei ist deutlich erkennbar, dass der Drehmomentübertragungsbereich 8 (Bereich B) den axialen Abstand der Wälzlager 5a, 5b (Bereich A) wenigstens teilweise überlappt und somit der Drehmomentübertragungsbereich 8a in axialer Richtung entlang der Rotationsachse 9, wenigstens teilweise, zwischen den Differentialkorblagern 5a/b angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt einen Ablaufplan für ein Betriebsverfahren für ein erfindungsgemäßes Achsgetriebe. Dabei betrifft dieses Betriebsverfahren insbesondere das Einrücken, also das Überführen der Drehmomentübertragungseinrichtung von ihrem ersten Betriebszustand in ihren zweiten Betriebszustand. Wie dargelegt ist im ersten Betriebszustand kein Drehmoment von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite der Drehmomentübertragungseinrichtung übertragbar und im zweiten Betriebszustand ist ein Drehmoment übertragbar.
Im Rahmen des Verfahrens wird zunächst die Drehzahl des Antriebsteils der Drehmomentübertragungseinrichtung ermittelt. Weiter wird die Drehzahl des Abtriebsteils ermittelt. Dabei ist unter dem Ermitteln der Drehzahl insbesondere das Messen dieser Drehzahl mit einem direkten oder indirekten Verfahren angesprochen. Unter einem indirekten Messen der Drehzahl ist zu verstehen, dass die Drehzahl des Bauteils (Antriebs-/Abtriebsteil) nicht unmittelbar bestimmt wird, sondern die Drehzahl eines anderen Bauteils, welches mit einem bestimmten Drehzahlverhältnis zum Antriebs- oder Abtriebsteil rotiert.
Aus den Drehzahlen des Antriebs- und Abtriebsteils wird dann eine Ausgleichsdrehzahl bestimmt. Insbesondere stellt die Ausgleichsdrehzahl eine Drehzahldifferenz (Betrag) des Antriebsteils und des Abtriebsteils zueinander dar. Diese Ausgleichsdrehzahl Δ wird mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen. Ist die Ausgleichsdrehzahl kleiner als dieser Schwellenwert oder entspricht diesem Schwellenwert, so wird ein Steuerbefehl an die Drehmomentübertragungseinrichtung ausgegeben, so dass diese von ihrem ersten in ihren zweiten Betriebszustand überführt wird.
Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren eine Drehzahldifferenz, die < 500 r.p.m. ist, besonders vorteilhaft ist.
Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Verschieben des Antriebsteils zum Überführen der Drehmomentübertragungseinrichtung in ihren zweiten Betriebszustand innerhalb einer Zeitspanne vonstattengehen soll, welche kleiner ist als eine Sekunde. Insbesondere bei größeren Drehzahldifferenzen Δ und längeren Schaltzeiten als eine Sekunde, kann es zu Schaltungsfehlern kommen, d.h. die Drehmomentübertagungseinrichtung ist bei zu großer Drehzahldifferenz Δ und/oder zu langsamer Schaltung, nicht von ihrem ersten in ihren zweiten Betriebszustand überführbar, insbesondere führen derartige Vorgänge zu einer Komfortverschlechterung.

Claims

Patentansprüche
Achsgetriebe (1 ),
mit einem Antriebszahnrad (2),
einem Getriebegehäuse (3),
einem Differentialkorb (4), der in dem Getriebegehäuse (3) drehbar mit einem ersten und einem zweiten Differentialkorblager (5a/b) gelagert ist, wobei diese Lager (5a/b) in einer axialen Richtung voneinander beabstandet (A) sind,
einem Differentialgetriebe (6),
einer ersten und einer zweiten Abtriebswelle (7a/b) und
wenigstens einer schaltbaren Drehmomentübertragungseinrichtung (8) (erste Drehmomentübertragungseinrichtung), die zwischen dem Antriebszahnrad (2) und der ersten Abtriebswelle (7a) angeordnet ist und einen Drehmomentübertragungsbereich (8a) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Drehmomentübertragungsbereich (8a) in axialer Richtung wenigstens teilweise zwischen diesen Differentialkorblagern angeordnet ist.
Achsgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentübertragungsbereich (8a) in radialer Richtung innerhalb wenigstens eines der Differentialkorblager (5a/b) angeordnet ist, insbesondere radial innerhalb des zum Drehmomentübertragungsbereichs (5a) benachbarten Differentialkorblager.
Achsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehmomentübertragungseinrichtung (8) einen radial innenliegenden Abtriebsteil (8d) und einen radial aussenliegenden Antriebsteil (8c) aufweist und,
dass der Abtriebsteil (8d) vom Antriebsteil (8c) in diesem Drehmo- mentübertragungsbereich (8a) kontaktierbar ist und,
dass der Abtriebsteil (8d) mit dem Antriebsteil (8c) formschlüssig verbindbar ist.
4. Achsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Antriebsteil (8c) und das Abtriebsteil (8d) für die formschlüssige Verbindung miteinander, jeweils eine erste und wenigstens eine weitere, insbesondere mehrere weitere, Reihen von Formschlusselementen (8c.1 , 8d.1 ) aufweisen, insbesondere in einer Reihe über den Umfang verteilte Zähne und,
dass zwei aufeinanderfolgende Reihen durch eine Lücke in axialer Richtung voneinander beabstandet sind und,
dass diese Lücke größer ist als die axiale Erstreckung wenigstens einer der Reihen von Formschlusselementen (8c.1 , 8d.1 ).
5. Achsgetriebe nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Antriebsteil (8c) in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist.
6. Achsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehmomentübertragungseinrichtung (8) mit einem Aktor von ihrem ersten in ihren zweiten Betriebsmodus überführbar ist, dass der Aktor eine drehbare gelagerte Aktorwelle (13a) aufweist, dass die Aktorwelle (13a) und eine Rotationsachse (9) der Drehmomentübertragungseinrichtung (8) einen Winkel α von 80° bis 100° einschließen, vorzugsweise ist die Aktorwelle (13a) orthogonal zu dieser Rotationsachse (9) angeordnet.
7. Achsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine weitere schaltbare Drehmomentübertragungseinrichtung (zweite Drehmomentübertragungseinrichtung) aufweist, welche zwischen dem Antriebszahnrad (2) und der zweiten Abtriebswelle (7b) angeordnet ist und einen Drehmomentübertragungsbereich aufweist, und,
dass der Drehmomentübertragungsbereich in axiale Richtung wenigstens teilweise zwischen diesen Differentialkorblagern (5a/b) angeordnet ist.
8. Achsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine der Abtriebswellen (7a/b) gegenüber dem Differentialkorb (4) mit einer Abtriebswellenlagerung (10, 1 1 ) drehbar gelagert ist,
dass die Abtriebswellenlagerung wenigstens ein Wälzlager (10, 1 1 ) aufweist.
9. Achsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Abtriebsteil (8d) gegenüber dem Antriebsteil (8c) mit einer Kupplungslagerung (12) drehbar gelagert ist,
dass die Kupplungslagerung (12) wenigstens ein Wälzlager aufweist.
10. Verfahren zum Betrieb eines Achsgetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zum Überführen der Drehmomentübertragungseinrichtung (8) von einem ersten Betriebszustand, in welchem kein Drehmoment übertragbar ist in einen zweiten Betriebszustand in welchem ein Drehmoment übertragbar ist,
mit den Schritten,
- Ermitteln einer Drehzahl n8d des Abtriebsteils (8d),
- Ermitteln einer Drehzahl n8c des Antriebsteils (8c), - Bestimmen einer Ausgleichsdrehzahl Δ = Betrag (n8ci - n8c) aus diesen Drehzahlen (n8c, n8ci),
- Antreiben des Antriebszahnrades (2) bis die Ausgleichsdrehzahl Δ einen vordefinierbaren Schwellenwert erreicht oder unterschreitet,
- Überführen wenigstens einer der Drehmomentübertragungseinrichtung (8) in den zweiten Betriebszustand.
11. Verfahren zum Betrieb eines Achsgetriebes nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schwellenwert Δ aus einem Bereich ausgewählt ist für den gilt, Δ kleiner als 500 1/min, vorzugsweise kleiner als 300 1/min, bevorzugt kleiner als 200 1/min und besonders bevorzugt kleiner als 100 1/min und weiter ist Δ größer oder gleich 0 1/min, vorzugsweise größer als 10 1/min, bevorzugt größer als 30 1/min und besonders bevorzugt größer oder gleich 50 1/min.
12. Verfahren zum Betrieb eines Achsgetriebes nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Zeit zum axialen Verschieben des Antriebsteils (8c) von einer ersten axialen Endlage in eine zweite axiale Endlage aus einem bestimmten Bereich ausgewählt ist, dass dieser Bereich kleiner ist als 1 Sekunde, vorzugsweise kleiner ist als 500 Millisekunden, bevorzugt kleiner ist als 300 Millisekunden und besonders bevorzugt kleiner ist als 100 Millisekunden.
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