WO2024022583A1

WO2024022583A1 - Antriebsanordnung

Info

Publication number: WO2024022583A1
Application number: PCT/EP2022/071013
Authority: WO
Inventors: Jan Haupt; Theodor Gassmann; Maximilian WERKHAUSEN
Original assignee: Gkn Automotive Limited
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2024-02-01
Also published as: CN118511011A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: ein Getriebe (3), eine Reibungskupplung (5), ein Gehäuse (10) mit einem Reservoir (14), in dem Schmiermittel bei Betrieb speicherbar ist, ein Ventil (19) mit einem Stellglied (20) zur Steuerung eines Schmiermittelstroms vom Reservoir (14) zum Kupplungsgehäuseraum (15), wobei das Stellglied (20) mittels einer Betätigungskontur (11) bewegbar ist, einen Aktuator (8) mit einem Rampenmechanismus (43) mit einem drehend antreibbaren Stellring (45) und einem drehfesten Stützring (44), die eine Rampenstruktur aufweisen, wobei der Stellring (45) mit der Betätigungskontur (11) verbunden ist, wobei durch Verdrehen des Stellrings (45) von einem Anfangsdrehwinkel (β0) zu einem Zwischendrehwinkel (β1) das Ventil (19) vollständig geöffnet wird und die Reibungskupplung (5) in eine teilweise geschlossene Position (P1) überführt wird, und durch Verdrehen in einem zweiten Drehbereich (b2) über den Zwischendrehwinkel (β1) hinaus, ein übertragbares Kupplungsmoment variabel einstellbar ist und das Ventil (19) geöffnet bleibt.

Description

GKN Automotive Limited 26. Juli 2022

2100 The Crescent Oy/- (2021015219)

Birmingham Business Park Q20012WO00

Birmingham, West Midlands B37 7YE United Kingdom

Antriebsanordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit einem Getriebe und einer steuerbaren Kupplung und einem Beölungssystem, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Antriebsanordnungen mit Getriebe und steuerbarer Kupplung werden in Antriebssträngen zur Leistungsübertragung zwischen mehreren Antriebskomponenten, wie Antriebswellen und/oder Antriebsrädern, eingesetzt. Sie ermöglichen insbesondere das Übertragen von Drehbewegungen, eine variable Drehmomentübertragung, beziehungsweise das Schalten oder Abschalten von Antriebssträngen.

Aus der EP 3 763 972 A1 ist eine Antriebsanordnung für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang bekannt, die ein Getriebe, eine hiermit antriebsverbundene Kupplung und einem Rampenmechanismus zur Steuerung der Kupplung umfasst. Es sind ein Reservoir vorgesehen, in dem Schmiermittel zwischengespeichert werden kann, und ein Ventil zur Steuerung des Schmiermittelstroms vom Reservoir zum Getriebe- und Kupplungsgehäuse. Das Ventil ist mit dem Rampenmechanismus wirkverbunden, so dass bei geschlossener Kupplung Schmiermittel vom Reservoir zum Gehäuseraum fließt, und bei unbetätigter Kupplung Schmiermittel im Reservoir gespeichert wird.

Aus der DE 10 2005 053 555 B3 ist eine Kugelrampenanordnung zum Betätigen einer Reibungskupplung bekannt, die zwei Rampenscheiben mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Kugelrillen aufweist, in denen jeweils eine Kugel aufgenommen ist, über die sich die Rampenscheiben axial abstützen. Die Kugelrillen haben einen ersten Rillenabschnitt größerer Steigung und einen hieran anschließenden zweiten Rillenabschnitt kleinerer Steigung. Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung mit einem Getriebe und einer Kupplung vorzuschlagen, die eine Anpassung der Ölversorgung an den Bedarf ermöglicht und eine hohe Effizienz beziehungsweise geringe Leistungsverluste hat.

Zur Lösung wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend: ein Getriebe; zumindest eine Reibungskupplung, die mit dem Getriebe antriebsverbunden ist und zur variablen Drehmomentübertragung zwischen einem Kupplungseingangsteil und einem Kupplungsausgangsteil gestaltet ist; ein Gehäuse mit einem Getriebegehäuseraum, in dem das Getriebe aufgenommen ist, einem Reservoir, in dem Schmiermittel speicherbar ist, und einem Kupplungsgehäuseraum, in dem die Reibungskupplung aufgenommen ist, wobei bei Betrieb aufgrund von Drehbewegung eines im Gehäuse drehenden Bauteils Schmiermittel vom Getriebegehäuseraum und/oder Kupplungsgehäuseraum in das Reservoir gefördert wird; ein Ventil mit einem Stellglied zur Steuerung eines Schmiermittelstroms aus dem Reservoir zum Kupplungsgehäuseraum, wobei das Stellglied mittels eines Betätigungselements mit einer Betätigungskontur bewegbar ist, wobei bei geöffnetem Ventil Schmiermittel aus dem Reservoir in den Kupplungsgehäuseraum fließt, und bei geschlossenem Ventil Schmiermittel im Reservoir zwischengespeichert wird und die im Gehäuse zirkulierende Schmiermittelmenge reduziert wird; einen Aktuator zur Steuerung der Reibungskupplung und des Ventils, wobei der Aktuator einen Rampenmechanismus mit einem drehend antreibbaren Stellring und einem im Drehsinn abstützbaren Stützring mit einer Rampenstruktur aufweisen, so dass zumindest in einem Drehbereich eine Drehbewegung des Stellrings in eine T ranslationsbewegung umgesetzt wird, und wobei der Stellring mit dem Betätigungselement antriebsverbunden ist; wobei die Rampenstruktur und die Betätigungskontur derart gestaltet sind, dass durch Verdrehen des Stellrings von einer Anfangsdrehposition, in welcher der Stellring und der Stützring aneinander angenähert sind, in eine Zwischendrehposition das Ventil vollständig geöffnet wird und die Reibungskupplung von einer vollständig geöffneten in eine teilweise geschlossene Position überführt wird, und durch weiteres Verdrehen des Stellrings in einem zweiten Drehbereich über die Zwischendrehposition hinaus bis zu einer Enddrehposition, das von der Reibungskupplung übertragbare Drehmoment variabel einstellbar ist, wobei das Ventil vollständig geöffnet bleibt. Ein Vorteil der Antriebsanordnung ist, dass eine besonders hohe Kühl- und Schmierleistung für die Kupplung erreicht wird. Der steuerbare Ölfluss ist an den Bedarf der Kupplung sehr gut angepasst. Bei aktiver Kupplung kann der volle Ölfluss zum richtigen Zeitpunkt bereitgestellt werden, so dass die Kupplung gut geschmiert und gekühlt wird. Es wird eine Koppelung zwischen unterschiedlichen Schaltpositionen der Kupplung und unterschiedlichen Schaltzuständen des Ventils bereitgestellt, und zwar in Abhängigkeit von einem Verdrehwinkel des Stellrings. In abgeschaltetem, das heißt vollständig geöffnetem Zustand der Kupplung wird ein Teil des Schmiermittels im Reservoir zwischengespeichert, so dass die im Getriebe zirkulierende Schmiermittelmenge und damit auch die Planschverluste reduziert sind. Das Befüllen des Reservoirs, das auf einem höheren Niveau als der Sumpf des Getriebegehäuseraums und/oder Kupplungsgehäuseraums liegt, erfolgt durch ein oder mehrere drehende Bauteile des Getriebes, beispielsweise ein Zahnrad, und/oder der Kupplung, beispielsweise einen Lamellenträger. Bei Betrieb der Antriebsanordnung drehen Getriebeteile und Kupplungsteile in ihrem jeweiligen Gehäuseraum und nehmen aufgrund der Drehbewegung Schmiermittel mit und fördern beziehungsweise schleudern dies in Richtung Reservoir. Im Reservoir wird das Schmiermittel zwischengespeichert und gelangt bei geöffnetem Ventil wieder zurück in den Kreislauf.

Eine Ausgangslage kann dadurch definiert sein, dass der Stellring den kleinsten Abstand zum Stützring aufweist. Dabei ist das Ventil vollständig geschlossen und die Kupplung vollständig geöffnet. Von dieser Ausgangslage ist der Stellring über einen ersten Drehwinkelbereich verdrehbar, in welchem das Ventil vollständig geöffnet wird. Diese Lage, in der das Ventil vollständig geöffnet ist, entspricht dem Zwischendrehwinkel. Dabei ist die Rampenstruktur so gestaltet, dass bei Verdrehen des Stellrings im ersten Drehwinkelbereich die Kupplung nur teilweise geschlossen wird. Bei Erreichen des Zwischendrehwinkels kann die Kupplung noch kein nennenswertes Drehmoment übertragen. Beispielsweise kann die Rampenstruktur so gestaltet sein, dass ein im Zwischendrehwinkel von der Reibungskupplung übertragbares Drehmoment kleiner als 10 %, insbesondere kleiner als 5 % des maximal übertragbaren Drehmoments der Reibungskupplung ist, wenn diese vollständig geschlossen ist. Dies schließt die Möglichkeit mit ein, dass die Kupplung in der Zwischendrehposition des Stellrings noch kein Drehmoment überträgt. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung soll im Drehsinn zumindest abstützbarer Stützring begrifflich mit einschließen, dass dieser stets gegenüber einem Gehäuseteil im Drehsinn abgestützt ist oder, dass dieser im Gehäuse begrenzt verdrehbar und gegen einen gehäuseseitigen Anschlag im Drehsinn abstützbar ist. In jedem Fall ist der Stützring dazu ausgestaltet, ein eingeleitetes Drehmoment abzustützen. Hierfür kann der Stützring drehfest im Gehäuse befestigt sein, oder begrenzt drehbar im Gehäuse gelagert sein.

Nach einer Ausgestaltung weist die Reibungskupplung ein Lamellenpaket und eine Druckplatte zum Beaufschlagen des Lamellenpakets gegen eine Stützplatte auf. Die Druckplatte ist vom Stellring von einer Offenposition, in der die Reibungskupplung vollständig geöffnet ist, über eine Ansprechposition, in der ein Lüftspiel der Kupplung überbrückt ist, in eine Schließposition, in der die Kupplung vollständig geschlossen ist, axial bewegbar. Die Rampenstruktur des Rampenmechanismus ist vorzugsweise so gestaltet, dass durch Drehen des Stellrings zum Zwischendrehwinkel die Druckplatte zumindest etwa in die Ansprechposition bewegt wird, das heißt innerhalb einer Toleranz von plus minus 10% des Gesamtweges zwischen der Offenposition und der Schließposition um die Ansprechposition angeordnet ist. Als Ansprechposition kann die Position bezeichnet werden, bei der die Reibungskupplung anfängt zu schleifen, beziehungsweise anfängt, ein Drehmoment zu übertragen. Die Rampenstruktur kann insbesondere so gestaltet sein, dass das Lüftspiel der Kupplung bei Erreichen der Zwischenposition um mindestens 90 % überbrückt ist. Alternativ oder ergänzend kann der Funktionsweg der Kupplung zwischen Ansprechposition und Endposition um maximal 10 % überbrückt sein.

Für ein schnelles Ansprechverhalten kann ein erster Drehwinkelbereich zwischen Anfangsdrehwinkel und Zwischendrehwinkel kleiner als ein zweiter Drehwinkelbereich sein, in dem das von der Reibungskupplung zu übertragende Drehmoment bis zum Erreichen des Enddrehwinkels variabel einstellbar ist. Der zweite Drehwinkelbereich, der größere Stellwinkel als der Zwischendrehwinkel umfasst, kann unmittelbar an den ersten Drehwinkelbereich anschließen. Vorzugsweise ist der zweite Drehwinkelbereich größer als das 1 ,5-fache und/oder kleiner als das 5-fache des ersten Drehwinkelbereichs. Der erste Drehwinkelbereich kann beispielsweise größer als 3° und kleiner als 30° sein. Es sind mehrere Ausgestaltungen der Rampenstruktur möglich. Die Rampenstruktur kann über den gesamten Verdrehweg, das heißt den ersten und zweiten Drehwinkelbereich, eine einheitliche Steigung aufweisen. Alternativ kann die Rampenstruktur im ersten Drehwinkelbereich eine mittlere Steigung aufweisen, die größer ist als eine mittlere Steigung im zweiten Drehwinkelbereich. Hierdurch wir ein besonders schnelles Ansprechverhalten erreicht. Die beiden Optionen gelten insbesondere für Ausführungen, bei denen der Stellring permanent drehfest im Gehäuse gehalten ist. Bei einer Ausführung, bei welcher der Stützring begrenzt drehbar und gegen einen gehäuseseitigen Anschlag abstützbar ist, benötigt die Rampenstruktur nur einen Steigungsabschnitt für die Betätigung der Reibungskupplung. Im ersten Drehwinkelbereich drehen beide Ringe gemeinsam, wobei das Ventil vollständig geöffnet wird. Nach Anschlägen des Stützrings gegen den Drehanschlag wird der Stellring gegen die Stützscheibe weiter verdreht, wobei die Kugeln in diesem zweiten Drehwinkelbereich in die Steigungen laufen und die Kugelrampe gespreizt wird, so dass die Kupplung beaufschlagt wird.

Nach einer möglichen Ausführungsform ist der vollständig geöffnete Zustand des Ventils durch einen axialen Endanschlag des Stellglieds definiert. Das Stellglied kann mittels einer Feder gegen den Endanschlag beaufschlagt werden.

Die Betätigungskontur des Betätigungselements, die auch als Steuerkontur bezeichnet werden kann, wirkt bei Verdrehen des Stellrings im ersten Drehwinkelbereich mit dem Stellglied des Ventils zusammen, um dieses zu bewegen. Bei Verdrehen des Stellrings im zweiten Drehwinkelbereich, der dem Funktionsbereich der Reibungskupplung entspricht, ist das Betätigungselement vorzugsweise berührungslos zum Ventilstellglied. Dies führt zu einem geringen Energiebedarf des Aktuators, da die Reibung zwischen dem Ventilstellglied und Betätigungselement vermieden wird. Zudem wird der Verschleiß minimiert. Ausgehend von der Ausgangslage, in der das Ventil geschlossen und die Kupplung geöffnet ist, wird beim Drehen des Stellrings in eine erste Drehrichtung das Ventilstellglied vom Betätigungselement freigegeben und von der Feder in die Offenstellung bewegt, so dass eine Fluidverbindung vom Reservoir zum Kupplungsraum geöffnet wird. Bei Drehen des Stellrings in die zweite Drehrichtung zum Öffnen der Kupplung wird, ausgehend von der Zwischenposition, das Ven- tilstellglied vom Betätigungselement gegen die Vorspannkraft der Feder in Schließstellung bewegt. Dabei wird das Ventil wieder geschlossen.

Das Betätigungselement ist vorzugsweise einteilig mit dem Stellring gestaltet, wobei auch eine Ausführung als separates Element möglich ist, bei der Betätigungselement und Stellring dann miteinander wirkverbunden wären. Die Betätigungskontur des Betätigungselements und die Rampenstruktur des Stellrings sind vorzugsweise so gestaltet, dass eine Bewegung des Stellrings zum Schließen der Kupplung mit einer Bewegung des Ventilstellglieds zum Öffnen des Ventils einhergeht. Die Anordnung des Ventils im Verhältnis zum Betätigungselement beziehungsweise der Steuerkontur ist prinzipiell beliebig und kann an die Bauraumverhältnisse angepasst werden. Beispielsweise kann das Ventil so angeordnet werden, dass die Ventilachse die Drehachse des Stellrings mit Abstand kreuzt, oder diese schneidet. Die Steuerkontur kann in Bezug auf die Drehachse des Stellrings in einer Radialebene oder winklig zu einer Radialebene liegen.

Die Rampenanordnung ist vorzugsweise als Kugelrampe ausgebildet, wobei verschiedene Ausführungen möglich sind. Einer von dem Stellring und dem Stützring ist axial abgestützt und der andere axial verschiebbar. Der Stellring und der Stützring weisen auf ihren einander zugewandten Stirnflächen jeweils eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Kugelrillen auf, die jeweils in Draufsicht auf die Stirnflächen, ausgehend von einem Bereich größter Rillentiefe, in gleicher Umfangsrichtung eine abnehmende Tiefe haben. In Paaren von einander gegenüberliegenden Kugelrillen ist jeweils eine Kugel aufgenommen, über die der Stellring und der Stützring gegeneinander axial abgestützt sind. Durch die Rampenstruktur wird eine Drehbewegung des Stellrings in eine Axialbewegung umgewandelt, um die Kugelrampenanordnung zu spreizen. Nach einer ersten Ausführungsform ist der Stützring im Gehäuse drehfest gehalten. Nach einer zweiten Ausführungsform ist der Stützring im Gehäuse begrenzt drehbar und kann gegen einen gehäuseseitigen Drehanschlag anschlagen. Bei der zweiten Ausführung kann das Betätigungselement mit Steuerkontur entweder an dem Stellring oder an dem Stützring angeordnet sein.

Vorzugsweise sind Rastmittel vorgesehen, um eine Nullpunktlage des Kugelrampenmechanismus zu definieren. Auf diese Weise kann die Position "Ventil geschlossen" auch im stromlosen Zustand sicher gehalten werden. Beispielsweise kann zumindest eine Teilzahl der Kugelrillen im Bereich ihrer größten Rillentiefe Rastausnehmungen haben, in welche die zugehörigen Kugeln einrasten können, um die Nullpunktlage in der Anfangsdrehposition zu definieren. Alternativ kann eine Rastierfunktion im Steuerbereich des Stellrings vorgesehen sein, der die Nullpunktlage definiert.

Nach einer Ausführungsform ist ein Verbindungskanal vom Getriebegehäuseraum zum Reservoir vorgesehen. Im Einbauzustand kann die Mündung des Verbindungskanals in das Reservoir auf einem höheren Niveau liegen, als die Mündung eines Verbindungskanals aus dem Reservoir. Das Getriebe kann als Winkeltrieb gestaltet sein und ein drehend antreibbares Ritzel sowie ein hiermit kämmendes Ringrad umfassen, das in dem Getriebegehäuse um eine Drehachse drehbar gelagert ist. In dem Getriebegehäuseraum kann eine Auffangeinrichtung vorgesehen sein, um vom Ringrad abgeschleudertes Schmiermittel aufzufangen und dem Verbindungskanal zuzuführen.

Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung in perspektivischer Ansicht;

Figur 2 die Antriebsanordnung aus Figur 1 in einem Längsschnitt;

Figur 3 die Anordnung der Schmiermittelkammern der Antriebsanordnung aus Figur 1 und 2 in perspektivischer Ansicht;

Figur 4 ein Detail der Antriebsanordnung aus Figur 1 und 2 in einem Schnitt durch das Ventil und einen Kanal;

Figur 5 ein Detail der Antriebsanordnung aus Figur 1 und 2 in einem schrägen Schnitt durch das Reservoir;

Figur 6A die Ventilbetätigung der Antriebsanordnung aus Figur 1 und 2 in einer ersten Drehposition mit geschlossenem Ventil gemäß Schnittlinie Vl-Vl aus Figur 4;

Figur 6B die Ventilbetätigung aus Figur 6A in einer Zwischenposition mit geöffnetem Ventil;

Figur 6C die Ventilbetätigung aus Figur 6A in einer weiteren Drehposition mit geöffnetem Ventil; Figur 7 ein Zustandsdiagramm des Rampenstellrings und Ventilstellglieds in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel des Stellrings;

Figur 8A eine Kugelrille des Rampenmechanismus aus Figur 2 im Umfangsschnitt durch den Rillengrund;

Figur 8B eine Kugelrille eines Rampenmechanismus im Umfangsschnitt durch den Rillengrund für eine Anordnung nach Figur 2 in einer modifizierten Ausführungsform;

Figur 9A die Anordnung aus Figur 6 in einer modifizierten Ausführung in vereinfachter Darstellung mit geschlossenem Ventil;

Figur 9B die Anordnung aus Figur 9A mit geöffnetem Ventil;

Figur 9C die Anordnung aus Figur 6 in einer weiteren modifizierten Ausführung mit geschlossenem Ventil;

Figur 10 ein weiteres Detail der Antriebsanordnung aus Figur 1 und 2 in Schnittdarstellung;

Figur 1 1 ein weiteres Detail der Antriebsanordnung aus Figur 1 und 2 in Schnittdarstellung;

Figur 12A die Antriebsanordnung aus Figur 1 und 2 in einer weiteren perspektivischen Schnittdarstellung;

Figur 12B ein Detail aus Figur 12A in vergrößerter Schnittdarstellung;

Figur 13A einen Teilbereich der Antriebsanordnung aus Figur 1 und 2 in perspektivischer Schnittdarstellung;

Figur 13B ein Detail aus Figur 13A in vergrößerter Schnittdarstellung;

Figur 14 einen Antriebsstrang mit Antriebsanordnung gemäß Figur 1 bis 13 in schematischer Darstellung; und

Figur 15 eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung in schematischer Darstellung in einer zweiten Ausführungsform.

Die Figuren 1 bis 13B, welche nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung 2 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Antriebsanordnung 2 umfasst ein erstes Getriebe 3, das insbesondere in Form eines Winkeltriebs gestaltet ist, ein im Leistungspfad nachgelagertes zweites Getriebe 4, das optional ist und vorliegend in Form eines Differentialgetriebes gestaltet ist, und eine Kupplung 5, die mit dem ersten beziehungsweise zweiten Getriebe an- triebsverbunden ist und zur variablen Drehmomentübertragung zwischen einem Kupplungseingangsteil 6 und einem Kupplungsausgangsteil 7 gestaltet ist. Zur Steuerung der Kupplung 5 ist ein Aktuator 8 mit einem Kugelrampenmechanismus 43 vorgesehen, der auf die Kupplung 5 zur Einstellung des zwischen den Kupplungsteilen 6, 7 übertragbaren Drehmoments einwirkt.

Die Antriebsanordnung 2 umfasst ferner ein Gehäuse 10 mit einem Getriebegehäuseraum 13, in dem das erste Getriebe 3 beziehungsweise Teile davon aufgenommen ist, einem Reservoir 14 und einem Kupplungsgehäuseraum 15, in dem die Kupplung 5 aufgenommen ist. Der Getriebegehäuseraum 13 ist mit dem Reservoir 14 fluidisch verbunden, insbesondere über einen Fluidkanal 12, so dass bei Betrieb Schmiermittel von dem Getriebegehäuseraum 13 in das Reservoir 14 gefördert wird. Das Reservoir 14 ist mit dem Kupplungsgehäuseraum 15 fluidisch verbunden ist, insbesondere über ein oder mehrere weitere Fluidkanäle 16, 17, 18, so dass Schmiermittel vom Reservoir

14 zum Kupplungsgehäuseraum 15 fließen kann. Das Reservoir 14 kann so gestaltet sein, dass es mindestens 25 % des gesamten Schmiermittels, beispielsweise etwa 50 % des gesamten Schmiermittels, Zwischenspeichern kann.

In dem Gehäuse 10 ist Öl vorgesehen, das zur Abfuhr der durch die Reibung entstehenden Wärme sowie zur Schmierung der miteinander in Reibkontakt kommenden Bauteile dient. Zur Steuerung des Schmiermittelstroms vom Reservoir 14 zum Kupplungsgehäuseraum 15 ist ein schaltbares Ventil 19 vorgesehen. Das Ventil 19 ist mit dem Aktuator 8 derart wirkverbunden, dass das Ventil beim Schließen der Kupplung 5 geöffnet wird, so dass Schmiermittel vom Reservoir 14 zum Kupplungsgehäuseraum

15 fließt, und bei geöffneter Kupplung 5 geschlossen ist, so dass Schmiermittel im Reservoir 14 temporär gespeichert wird.

Wie insbesondere in Figur 3 erkennbar, sind die Kammern 13, 14, 15 in Reihe angeordnet und miteinander hydraulisch verbunden, so dass sich bei Betrieb ein Schmiermittelfluss von der ersten Kammer 13 zur zweiten Kammer 14 und - bei betätigter Kupplung 5 - zur dritten Kammer 15 einstellt. Dabei wird der Schmiermittelfluss zur Kupplung 5 über das Ventil 19 gesteuert, das durch die Bewegung des Aktuators 8 betätigt wird. Bei aktiver Kupplung 5, das heißt, wenn diese Drehmoment überträgt, ist das Ventil 19 geöffnet und der Ölfluss zur Kupplungskammer 15 freigegeben. Es steht somit das volle Schmiermittelvolumen zur Schmierung beziehungsweise Kühlung der drehenden Komponenten zur Verfügung. Bei inaktiver Kupplung 5, das heißt wenn diese geöffnet ist und kein Drehmoment überträgt, ist das Ventil 19 geschlossen, so dass der Rückfluss des Schmiermittels unterbrochen ist und sich das Reservoir 14 mit Schmiermittel füllt. Dadurch sinkt der Schmiermittelpegel in der Getriebekammer 13 stetig, so dass die Planschverluste gering sind.

Das erste Getriebe 3 umfasst ein erstes und zweites Zahnrad 22, 23, die miteinander in Verzahnungseingriff sind. Bei der vorliegenden Ausgestaltung als Winkeltrieb ist das erste Zahnrad 22 als Ritzel und das zweite Zahnrad 23 als Tellerrad gestaltet. Das erste Zahnrad 22 kann einstückig mit einem Wellenzapfen ausgestaltet und mittels eines oder mehrerer Lager 24, 25 im Gehäuse 10 um eine Drehachse drehbar gelagert sein. Drehmoment kann über eine Wellenverzahnung 26 (splines) am Ende des Zapfens eingeleitet werden, beispielsweise von einem Antriebsstrang, der von einer elektrischen Maschine oder einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist.

Das zweite Zahnrad 23 ist mit dem Eingangsteil 27 des Differentialgetriebes 4 fest verbunden, beispielsweise über eine Schraub- und/oder Schweißverbindung. Das Differentialgetriebe 4 verteilt ein eingeleitetes Antriebsmoment vom Eingangsteil 27 gleichmäßig auf zwei Ausgangsteile 28, 29. Das Differentialgetriebe 4 umfasst einen Differentialkorb als Eingangsteil, mehrere Differentialräder 30, die gemeinsam mit dem Korb um die Drehachse A2 umlaufen, sowie zwei Seitenwellenräder als Ausgangsteile 28, 29, die mit den Differentialrädern in Verzahnungseingriff sind und im Differentialkorb koaxial zur Drehachse A2 drehbar aufgenommen sind. Das linke Seitenwellenrad 28 ist mit der linken Seitenwelle 34 zur Drehmomentübertragung verbunden. Das rechte Seitenwellenrad 29 ist über eine Zwischenwelle 35 und die Kupplung 5 mit der rechten Welle 36 zur Drehmomentübertragung verbunden. Die äußeren Enden der Wellen 34, 36 können über Seitenwellen mit Fahrzeugrädern verbunden sein.

Es ist insbesondere in Figur 2 erkennbar, dass die steuerbare Kupplung 5 im Leistungspfad zwischen dem Differentialgetriebe 4 und der Welle 36 angeordnet ist. Eine erste Funktion der Kupplung 5 ist, dass diese das Antriebsmoment zum Antreiben der Antriebsachse eingestellt werden kann, insbesondere variabel in Abhängigkeit vom ermittelten Bedarf (Solldrehmoment). Ferner können die Wellen 34, 36 beziehungsweise die zugehörige Antriebsachse einerseits und die Antriebsquelle andererseits mittels der Kupplung 5 bedarfsweise miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Die Kupplung 5 ist vorliegend in Form einer nasslaufenden Reibungskupplung gestaltet, die eine stufenlos variable Einstellung des zwischen dem Kupplungseingangsteil 6 und dem Kupplungsausgangsteil 7 übertragbaren Drehmoments ermöglicht. In geschlossenem Zustand ist die Welle 36 mit der Zwischenwelle 35 des Differentialgetriebes 4 zur Drehmomentübertragung verbunden. In offenem Zustand der Kupplung 5 ist die Welle 36 von dem Differentialgetriebe 4 mechanisch getrennt, so dass kein Drehmoment auf die Fahrzeugräder übertragen werden kann. Zwischen der Schließstellung und der Offenstellung kann die Kupplung 5 auf jede Zwischenstellung stufenlos eingestellt werden, so dass sich hiermit das auf die rechte und linke Welle 34, 36 übertragene Drehmoment einstellen und steuern lässt.

Die Reibungskupplung 5 umfasst einen Innenlamellenträger als Eingangsteil 6, mit dem Innenlamellen drehfest und axial beweglich verbunden sind, einen Außenlamellenträger als Ausgangsteil 7, mit dem Außenlamellen axial beweglich und drehfest verbunden sind. Die Außen- und Innenlamellen sind axial abwechselnd angeordnet und bilden gemeinsam ein Lamellenpaket 37. Das Lamellenpaket 37 ist in eine erste axiale Richtung gegen eine Stützplatte 38 axial abgestützt. Die Stützplatte 38 ist bei der vorliegenden Ausführung einteilig mit dem Innenlamellenträger 6 gestaltet, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Zum Beaufschlagen des Lamellenpakets 37 ist eine Druckplatte 39 vorgesehen, welche von dem steuerbaren Aktuator 8 axial bewegbar ist.

Das von der Kupplung 5 zu übertragende Drehmoment kann beispielsweise in einer elektronischen Regeleinheit (ECU) auf Basis von fortlaufend sensierten Fahrzustandsgrößen des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Die elektronische Regeleinheit gibt ein entsprechendes Steuerungssignal an den Aktuator 8 weiter, welcher dann die Druckplatte 39 entsprechend beaufschlagt, so dass das gewünschte Drehmoment von der Kupplung 5 übertragen wird.

Zwischen dem Aktuator 8 und der Kupplung 5 ist ein Axiallager 42 vorgesehen, das eine axiale Kraftübertragung vom Aktuator 8 auf die Druckplatte 39 bei gleichzeitiger rotatorischer Entkopplung ermöglicht. Der Aktuator 8 umfasst vorliegend einen Kugelrampenmechanismus 43 und eine Antriebseinheit (nicht dargestellt). Der Kugelrampenmechanismus 43 weist einen Stützring 44 auf, der gegenüber einem Gehäuseteil 60 axial abgestützt und drehfest gehalten ist, sowie einen dem Stützring gegenüberliegenden und um die Drehachse A2 drehend antreibbaren Stellring 45. Der Stützring 44 ist mit einem inneren Sitz 46 auf dem Lager 68 aufgenommen. Der Stellring 45 ist über eine Getriebestufe 47 von einer Antriebsquelle drehend antreibbar, beispielsweise einem Elektromotor.

In den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Stützrings 44 und Stellrings 45 sind jeweils über dem Umfang verteilte Kugelrillen 40, 49 angeordnet. Die Kugelrillen 40, 49 haben eine variable Tiefe über dem Umfang und nehmen jeweils eine Kugel 41 auf, über welche die Ringe gegeneinander axial abgestützt sind. Bei Zumindest einige der Kugelrillen 40, 49 haben im Bereich ihrer größten Rillentiefe eine Rastausnehmung 50, um eine Nullpunktlage des Kugelrampenmechanismus zu definieren. Zur Betätigung der Kugelrampeneinheit 43 wird der Stellring 45 gegenüber dem Stützring 44 über die Getriebestufe 47 verdreht. Die Getriebestufe umfasst ein von der Antriebsquelle antreibbares erstes Zahnrad und ein hiermit verbundenes Ritzel 48, das mit einer Außenverzahnung 49 des Stellrings 45 in Eingriff ist.

Eine beispielhafte Kugelrille 40, 49 ist in Figur 8A gezeigt, welche über den gesamten Verdrehweg ß1 und ß2 eine einheitliche Steigung a aufweist. Eine alternative Kugelrille 40', 49' ist in Figur 8B gezeigt. Hier weist die Kugelrille im ersten Drehwinkelbereich b1 eine mittlere Steigung a2 auf, die größer als die mittlere Steigung a2 im zweiten Drehwinkelbereich b2 ist. Für beide Varianten gilt, dass der zweite Drehwinkelbereich b2 größer ist als der erste Drehwinkelbereich b1 , beispielsweise um das 1 ,5 bis 5- fache größer.

Wie insbesondere in Figur 6A erkennbar, ist das Betätigungselement 9 für das Ventil 19 fest mit dem drehbaren Stellring 45 verbunden, beziehungsweise einteilig mit diesem gestaltet. Die Betätigungskontur 1 1 des Betätigungselements 9 ist bei der vorliegenden Ausführung an einer Außenumfangsfläche ausgebildet, das heißt, das Ventil 19 ist im Wesentlichen radial beziehungsweise senkrecht relativ zur Drehachse A2 des Stellrings 45 ausgerichtet. Es sind auch andere Ausführungen möglich, beispielsweise, dass die Betätigungskontur des Betätigungselements an einer Stirnfläche des Stellrings ausgebildet ist. In diesem Fall wäre das Ventil im Wesentlichen parallel zur Drehachse A2 des Stellrings angeordnet.

Das Ventil 19 umfasst ein axial bewegliches Stellglied 20, das in einer Ventilkammer 21 axial beweglich einsitzt. Das Stellglied 20, das auch als Ventilkörper bezeichnet werden kann, kann von einer Feder 52 in Richtung des Betätigungselements 9 vorgespannt sein. Das Stellglied 20 umfasst einen ersten Abschnitt 53 mit insbesondere größerem Durchmesser, welcher zumindest eine Fluidmündung 55 zur Ventilkammer 21 verschließen oder freigeben kann, sowie einen zweiten Abschnitt 54 mit insbesondere kleinerem Durchmesser, dessen Ende mit der Betätigungskontur 1 1 des Betätigungselements 9 in Kontakt ist. Das Stellglied 20 ist über die Feder 52 gegen ein Stützelement 56 abgestützt, das die Ventilkammer nach außen hin verschließt. Hierfür ist das Stützelement 56 in Form eines in das Gehäuse 10 eingeschraubten Schraubkörpers gestaltet, gegen den die Feder 52 abgestützt ist. Durch Einstellen der Einschraubtiefe des Schraubkörpers kann die Federvorspannung eingestellt werden. Bei geöffneter Kupplung 5 ist das Stellglied 20 von der Betätigungskontur 1 1 des Betätigungselements 9 gegen die Vorspannkraft der Feder 52 nach radial außen gedrückt, so dass das Ventil 19 geschlossen ist. Dieser Zustand ist in Figur 6A gezeigt. Zum Schließen der Kupplung 5 wird das Betätigungselement 9 verdreht (in Figur 6A gegen den Uhrzeigersinn), wobei das Stellglied 20 entlang der Betätigungskontur 1 1 abgleitet und von der Feder 52 nach radial innen gedrückt wird. Auf diese Weise gibt das Stellglied 20 die Fluidmündung 55 zur Ventilkammer 21 frei, so dass das Schmiermittel aus dem Reservoir 14 abläuft und die volle Schmiermittelmenge zur Verfügung steht.

Die Bewegungen des Stellglieds 20 durch die Betätigungskontur 11 und der Druckplatte 39 durch die Rampenkontur sind miteinander kinematisch gekoppelt. Dieser Zusammenhang ist in Figur 7 gezeigt, wobei die gepunktete Linie L20 die Bewegung des Ventilstellglieds 20 und die strickpunktierte Linie L39 die axiale Bewegung der Druckplatte 39 beziehungsweise des Stellrings 45, jeweils in Abhängigkeit vom Drehwinkel ß des Stellrings 45 zeigen. Bei Verdrehen des Stellrings 45 von der Anfangsdrehposition ßO, in welcher der Stellring 45 und der Stützring 44 den kleinsten Abstand voneinander haben, in eine Zwischendrehposition ß1 gleitet das Ventilstellglied 20 an der Betätigungskontur 1 1 entlang und bewegt sich von der Offenstellung SO (Figur 6A) in die Schließstellung S1 (Figur 6B). Gleichzeitig bewegt sich der Stellring 45 und damit die Druckplatte 39 von der Offenposition PO, in der die Reibungskupplung 5 vollständig geöffnet ist, in eine Ansprechposition P1 , in der die Kupplung nur teilweise geschlossen ist und noch kein nennenswertes Drehmoment übertragen kann. Die Rampenstruktur ist vorzugsweise so gestaltet, dass bei Erreichen des Drehwinkels ß1 das Lüftspiel der Reibungskupplung 5 zumindest weitestgehend überbrückt ist, beispielsweise um mindestens 90 %. Dies schließt die Möglichkeit mit ein, dass das Lüftspiel leicht überschritten ist, so dass die Kupplung schon ein kleines Drehmoment von beispielsweise weniger als 10 % des maximalen Drehmoments übertragen kann.

Der zweite Drehbereich b2, der zwischen dem Zwischendrehwinkel ß1 und einem Enddrehwinkel ß2 liegt, bildet den Funktionsbereich der Reibungskupplung 5. Im Funktionsbereich kann das von der Kupplung übertragbare Drehmoment durch entsprechendes Bewegen der Druckplatte 39 zwischen den Positionen P1 und P2 nach Bedarf bis zum maximalen Drehmoment variabel eingestellt werden. Bei Verdrehen des Stellrings 45 im zweiten Drehbereich b2 bleibt das Ventil 19 vollständig geöffnet. Wie insbesondere in Figur 6B erkennbar, ist der vollständig geöffnete Zustand des Ventils durch einen axialen Endanschlag 31 des Stellglieds 20 definiert, gegen den es von der Feder beaufschlagt wird. Figur 6C zeigt den Stellring 45 in einer Position innerhalb des zweiten Drehwinkelbereichs b2. Hier ist das Stellglied 20 berührungslos zum Betätigungselement 9.

Das Ventil 19 regelt den Schmiermittelfluss vom Reservoir 14 zum Kupplungsraum 15 und ist insbesondere in der hydraulischen Verbindung zwischen den genannten Kammern 14, 15 angeordnet ist. Konkret kann sich ein erster Fluidkanal 16 von Reservoir 14 zur Ventilkammer 21 erstrecken und in diese münden. Ferner kann sich ein zweiter Fluidkanal 17 von der Ventilkammer 21 zum Kupplungsraum 15 erstrecken. Der zweite Fluidkanal 17 kann einen ersten Zweig 17A aufweisen, der in den Kupplungsraum 15 mündet, sowie optional einen zweiten Zweig 17B, der in den Getrieberaum 13 mündet. Durch Verschieben des Stellglieds 20 in der Ventilkammer 21 kann der Zulauf 16 vom Reservoir 14 und der Ablauf 17 wahlweise hydraulisch miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Die Betätigung des Ventils 19 erfolgt automatisch über das Betätigungselement 9 beziehungsweise den Aktuator 8. Durch Betätigung der Aktuator-Antriebsquelle wird der Stellring 45 relativ zum Stützring 44 verdreht. Je nach Drehrichtung der Antriebsquelle kann der Stellring 45 in die erste Drehrichtung R1 oder in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung R2 gedreht werden. In einem ersten Betriebsmodus sind die beiden Ringe 44, 45 aneinander axial angenähert. Dabei ist die Kupplung 5 vollständig geöffnet und das Ventil 19 vollständig geschlossen. Dieser Zustand ist in den Figuren 6A und 9A gezeigt.

Ausgehend von diesem Betriebszustand führt ein Verdrehen des Stellrings 45 relativ zum Stützring 44 dazu, dass die in den Kugelrillen gehaltenen Kugeln 41 in Bereiche geringerer Tiefe laufen, so dass der Stellring 45 axial in Richtung Kupplung 5 bewegt wird. Der Stellring 45 ist über das Axiallager 42 gegen die Druckplatte 39 axial abgestützt, welche entsprechend in Richtung Stützplatte 38 bewegt wird. Auf diese Weise wird die Kupplung 5 geschlossen und das Ventil 19 geöffnet. Solche Lagen sind in Figur 6B, 6C und 9B gezeigt. Durch Beaufschlagen der Druckplatte 39 wird das Lamellenpaket 37 beaufschlagt, so dass ein Drehmoment zwischen Innen- und Außenlamellenträger 6, 7 übertragen wird. In diesem Zustand steht die volle Schmiermittelmenge in der Antriebsanordnung 2 zur Verfügung, um alle drehenden Bauteile zu kühlen beziehungsweise zu schmieren.

Wird der Aktuator-Antrieb und damit der Stellring 45 wieder in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung verdreht, laufen die in den Kugelrillen gehaltenen Kugeln wieder in Bereiche größerer Rillentiefe, wobei der Stellring 45 axial in Richtung Stützring 44 beaufschlagt beziehungsweise bewegt wird. Auf diese Weise wird die Kupplung 5 wieder geöffnet und das Ventil 19 geschlossen. Ein Teil der gesamten Schmiermittelmenge wird in dem Reservoir 14 zwischengespeichert, so dass die aktive Schmiermittelmenge in diesem Betriebszustand reduziert und Planschverluste vermindert sind.

In Figur 9C ist eine modifizierte Anordnung von Ventil 19 und Kugelrampenmechanismus 43 gezeigt. Diese entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise weitestgehend den Ausführungen gemäß den Figuren 1 bis 9B, auf deren Beschreibung hinsichtlich der Gemeinsamkeiten insofern verwiesen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen, wie in den obigen Figuren. Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführung ist, dass das Betätigungselement 9 am Stützring 44 ausgebildet ist. Der Stützring 44 ist begrenzt drehbar, wobei ein maximaler relativer Verdrehwinkel durch einen gehäuseseitigen Anschlag 51 definiert ist, gegen den der Stützring anschlagen kann. Im ersten Drehwinkelbereich b1 drehen beide Ringe 44, 45 gemeinsam, wobei das Ventil 19 vollständig geöffnet wird. Nach Anschlägen des Stützrings 44 gegen den Drehanschlag 51 wird der Stellring 45 relativ zum Stützring 44 weiter verdreht und gelangt in den zweiten Drehwinkelbereich b2. Dabei laufen die Kugeln 41 in den Kugelrillen 40, 49 in die Steigungsbereiche, so dass die Kugelrampeneinheit gespreizt und die Kupplung beaufschlagt wird. Der zweite Drehwinkelbereich b2 bildet den Funktionsbereich der Reibungskupplung, in dem das übertragbare Drehmoment der Kupplung einstellbar ist, wie oben beschrieben. Die Kugelrillen 40, 49 der in Figur 9C gezeigten Anordnung können beispielsweise ausgestaltet sein, wie in Figur 8A gezeigt.

Das Stellglied 20 des Ventils 19 wird bei Drehung des Stützrings 44 in die erste Drehrichtung R1 geschlossen. Bei Verdrehen des Stellrings 45 in die zweite Drehrichtung R2 dreht der Stützring bis zum Drehanschlag 51 mit, wobei das Ventil 19 vollständig geöffnet wird. Das Ventil 19 ist bei der vorliegenden Ausführung etwa tangential zur Drehachse A2 beziehungsweise zur Stützscheibe 44 angeordnet. So kann das radial vorstehende Betätigungselement 9 bei Drehung einfach auf das Ende des Stellglieds 20 einwirken, um dieses zu verschieben. Das Ventil 19 kann jedoch relativ zum Stützring 44 ausgerichtet werden, wie in den Figuren 1 bis 9B gezeigt, wobei in diesem Fall das Betätigungselement 9 beziehungsweise dessen Stellkontur entsprechend anzupassen wäre. Das Ventil 19 kann in einer nicht gezeigten abgewandelten Ausführung auch mit dem Stellring Zusammenwirken, welcher dann das Betätigungselement 9 umfasst.

Das Gehäuse 10 kann beispielsweise drei Gehäuseteile 57, 58, 59 aufweisen, wie insbesondere in Figur 2 erkennbar, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Ein zentrales Gehäuseteil 58 bildet eine Zwischenwand 60 zwischen dem Getrieberaum 13 und dem Kupplungsraum 15. Die Zwischenwand 60 weist eine Öffnung 61 auf, durch die sich die Zwischenwelle 35 hindurcherstreckt, die ein Ausgangsteil des Differentials 4 mit der Kupplung 5 antriebsmäßig verbindet. Die Zwischenwelle 35 ist in dem Differentialkorb 27 mittels eines Lagers 62 drehbar gelagert, wobei der Differentialkorb 27 wiederum mittels eines Lagers 63 in der Zwischenwand 60 drehbar gelagert ist. Mit seinem entgegengesetzten Endabschnitt ist der Differentialkorb 27 über ein zweites Lager 64 in dem deckelförmigen Gehäuseteil 57 drehbar gelagert. Wie insbesondere in Figur 4 erkennbar, mündet die Fluidleitung 17 in einem Ringabschnitt 66 der Zwischenwand 60 axial benachbart zu einer Ringschulter 65. Schmiermittel kann von hier zum Aktuator 8 beziehungsweise Kupplung 5 fließen. Die Zwischenwelle 35 ist über eine Wellenverzahnung 67 (splines) drehfest mit dem Innenlamellenträger 6 verbunden. Der Innenlamellenträger 6 ist über ein erstes Lager 68 in der Zwischenwand 60 drehbar gelagert und über ein zweites Lager 69 an einem mit der Seitenwelle 36 verbundenen Hülsenteil 70 drehbar gelagert.

Wie insbesondere in Figur 10 erkennbar, ist das Hülsenteil 70 mittels des Wellenlagers 71 im Gehäuse 10 drehbar gelagert. Zur Schmierung des Lagers 71 ist eine Fluidverbindung 72 mit mehreren Abschnitten 72A, 72B, 72C vorgesehen, die das Reservoir 14 mit einer Mündung 73 im Bereich des Lagers 71 verbindet.

Wie insbesondere in Figur 1 1 erkennbar, ist der Differentialkorb 27 an seiner vom Winkeltrieb 3 abgewandten Seite mittels des Wellenlagers 64 im Gehäuse 10 drehbar gelagert. Zur Schmierung des Lagers 64 ist eine Fluidverbindung 75 mit mehreren Abschnitten 75A, 75B, 75C vorgesehen, die das Reservoir 14 mit einer Mündung 76 im Bereich des Lagers 64 verbindet.

Die Figuren 13A und 13B zeigen ein weiteres optionales Detail. Zur Schmierung der Lagerung 24, 25 des Ritzels 22 ist eine Fluidverbindung 77 vorgesehen, die das Reservoir 14 mit der Ritzelkammer 78 verbindet. Die Fluidverbindung 77 umfasst insbesondere eine Bohrung 77A in einer unteren Wandung des Reservoirs 14, in die eine Hülse 77B eingesetzt ist. Wenn der Pegel des in der Kammer befindlichen Schmiermittels das obere Ende 77C der Hülse 77B übersteigt, fließt das Schmiermittel durch die Hülse 77B und eine Bohrung 77A mit Öffnung 77D in die Ritzelkammer 78, um hier die drehenden Bauteile zu schmieren.

Die Figuren 12A und 12B zeigen ein weiteres optionales Detail. Zur Schmierung der Lagerung 63 des Differentialkorbs 27 ist eine Fluidverbindung 79 vorgesehen, die das Reservoir 14 mit dem Getrieberaum 13 verbindet. Die Fluidverbindung 79 umfasst eine Bohrung 79A in einer unteren Wandung des Reservoirs 14, in die eine Hülse 79B eingesetzt ist. Wenn der Pegel des in der Kammer befindlichen Schmiermittels das obere Ende 79C der Hülse 79B übersteigt, fließt Schmiermittel durch die Hülse und die Bohrung in den Getrieberaum 13, um hier das Lager 63 und weitere drehende Bauteile zu schmieren.

Figur 14 zeigt eine Antriebsstranganordnung 81 für ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 2. Die Antriebsstranganordnung 81 umfasst eine Antriebsquelle 82, einen von der Antriebsquelle antreibbaren ersten Antriebsstrang mit einer ersten Antriebsachse 83 und einen zweiten Antriebsstrang mit einer zweiten Antriebsachse 84. Die Antriebsquelle 82 ist vorliegend in Form eines Verbrennungsmotors gestaltet und treibt über ein Stufengetriebe 85 ein Leistungsverzweigungseinheit 86 (Power Take-off Unit) an, über welches Drehmoment in den ersten beziehungsweise zweiten Antriebsstrang eingeleitet wird.

Der erste Antriebsstrang umfasst ein Differentialgetriebe 87, das ein eingeleitetes Drehmoment auf die beiden Seitenwellen 88, 88‘ überträgt, um die zugehörigen Räder 89, 89‘ anzutreiben. Der zweite Antriebsstrang kann permanent angetrieben werden (permanenter Allradantrieb) oder mittels einer im Leistungspfad angeordneten Kupplung 91 bei Bedarf zuschaltbar gestaltet sein (On-Demand-Antrieb). Der zweite Antriebsstrang umfasst eine mehrteilige Längsantriebswelle 93, mit der Drehmoment auf das Eingangsteil 22 der Antriebsanordnung 2 übertragen werden kann. Die Ausgangsteile 34, 36 der Antriebsanordnung 2 sind jeweils mit einer Seitenwelle 92, 92‘ antriebsverbunden, um Drehmoment auf die zugehörigen Räder 93, 93‘ zu übertragen. Das auf die Antriebsachse 84 übertragbare Antriebsmoment kann mittels der Kupplung 5 eingestellt werden, und zwar variabel in Abhängigkeit vom ermittelten Bedarf (Solldrehmoment). Bei vollständig geöffneter Kupplung 5 sind die Seitenwellen 92, 92‘ beziehungsweise die zugehörige Antriebsachse 84 antriebsmäßig vom Antrieb abgekoppelt. In diesem Betriebsmodus wird das Reservoir 14 mit Schmiermittel gefüllt, so dass der Schmiermittelpegel im Getrieberaum 13 und damit die Planschverluste insgesamt reduziert sind.

Die Figur 15 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung in einer zweiten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise weitgehend derjenigen gemäß den Figuren 1 bis 13B, so dass hin- sichtlich der Gemeinsamkeiten abkürzend auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den obigen Figuren.

Ein Unterschied ist, dass bei der vorliegenden Ausführungsform zwei Kupplungen 5, 5‘ vorgesehen sind, mit denen die Drehmomentübertragung und -Verteilung auf die beiden Seitenwellen 92, 92‘ gesteuert wird. Die Kupplungen 5, 5‘ sind jeweils über einen zugehörigen Aktuator 8, 8‘ individuell ansteuerbar. Die Aktuatoren 8, 8‘ beziehungsweise Kupplungen 5, 5‘ sind hinsichtlich der Funktionsweise so gestaltet wie die entsprechenden Komponenten der obigen Ausführungsform, auf die zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird. Ein Achsdifferential ist bei der vorliegenden Ausführungsform nicht vorgesehen.

Die Antriebsanordnung 2 umfasst den Winkeltrieb 3, dessen Tellerrad 23 mit den beiden Kupplungseingangsteilen 6, 6‘ antriebsverbunden ist, um diese gemeinsam mit derselben Drehzahl anzutreiben. Die Kupplungsausgangsteile 7, 7‘ sind mit der jeweils zugehörigen Seitenwelle 92, 92‘ verbunden, um diese anzutreiben. Die Kupplungseingangsteile 6, 6‘ sind als Außenlamellenträger, und die Kupplungsausgangsteile 7, 7‘ als Innenlamellenträger gestaltet. Neben der Trennfunktion des Antriebsstrangs (Disconnect) hat die Ausführung mit zwei Kupplungen 5, 5‘ als weitere Besonderheit, dass die Drehmomentverteilung zwischen der rechten und linken Seitenwelle 92, 92‘ individuell eingestellt und gesteuert werden kann. Eine solche Ausführungsform mit einer Kupplung je Seitenwelle wird auch als „Twinster“ bezeichnet. Einer der Aktuatoren 8 ist mit dem Ventil 19 wirkverbunden, das wie bei der obigen Ausführungsform gestaltet ist. Das Ventil 19 kann einen Schmiermittelfluss zum Getriebegehäuseraum 13, zum ersten Kupplungsraum 15 und zum zweiten Kupplungsraum 15‘ steuern. Bezugszeichen

2 Antriebsanordnung

3 Getriebe

4 Getriebe

5 Kupplung

6 Kupplungseingangsteil

7 Kupplungsausgangsteil

8 Aktuator

9 Betätigungselement

10 Gehäuse

11 Betätigungskontur

12 Fluidkanal

13 Getriebegehäuseraum

14 Reservoir

15 Kupplungsgehäuseraum

16 Fluidkanal

17 Fluidkanal

18 Fluidkanal

19 Ventil

20 Stellglied

21 Ventilkammer

22 erstes Zahnrad

23 zweites Zahnrad

24 Lager

25 Lager

26 Wellenverzahnung

27 Eingangsteil

28 Ausgangsteil

29 Ausgangsteil

30 Differentialräder

31 Endanschlag

32 Seitenwellenrad

33 Seitenwellenrad Seitenwelle

Zwischenwelle

Seitenwelle

Lamellenpaket

Stützplatte

Druckplatte

Kugelrille

Kugel

Axiallager

Kugelrampenmechanismus

Stützring

Stellring

Sitz

Getriebestufe

Ritzel

Kugelrille

Rastausnehmung

Drehanschlag

Feder erster Abschnitt zweiter Abschnitt

Fluidmündung

Stützelement

Gehäuseteil

Zwischenwand

Lager

Ringschulter

Ringabschnitt

Wellenverzahnung

Lager 9 Lager 0 Hülsenteil 1 Wellenlager 2 Fluidverbindung 3 Mündung 4 Wellenlager

75 Fluidverbindung

76 Mündung

77 Fluidverbindung

78 Kammer

79 Fluidverbindung

81 Antriebsstranganordnung

82 Antriebsquelle

83 Antriebsachse

84 Antriebsachse

85 Schaltgetriebe

86 Verteilergetriebe

87 Differentialgetriebe

88 Seitenwelle

89 Rad

90 Winkeltrieb

91 Kupplung

92, 92’ Seitenwelle

93 Rad a Steigungswinkel ß Verdrehwinkel

A Achse s Wegbereich b Drehwinkelbereich

L Linie

S Stellposition

P Kupplungsposition

Claims

Ansprüche

1 . Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: ein Getriebe (3), zumindest eine Reibungskupplung (5), die mit dem Getriebe (3) antriebsverbunden ist und zur variablen Drehmomentübertragung zwischen einem Kupplungseingangsteil (6) und einem Kupplungsausgangsteil (7) gestaltet ist, ein Gehäuse (10) mit einem Getriebegehäuseraum (13) für das Getriebe, einem Reservoir (14), in dem Schmiermittel speicherbar ist, und einem Kupplungsgehäuseraum (15) für die Reibungskupplung, wobei bei Betrieb aufgrund von Drehbewegung eines im Gehäuse drehenden Bauteils Schmiermittel von zumindest einem von dem Getriebegehäuseraum (13) und dem Kupplungsgehäuseraum (15) in das Reservoir (14) auf ein höheres Niveau förderbar ist, ein Ventil (19) mit einem Stellglied (20) zur Steuerung eines Schmiermittelstroms aus dem Reservoir (14) zum Kupplungsgehäuseraum (15), wobei das Stellglied (20) mittels eines Betätigungselements (9) mit einer Betätigungskontur (1 1 ) bewegbar ist, wobei im geöffneten Zustand des Ventils (19) Schmiermittel aus dem Reservoir (14) in den Kupplungsgehäuseraum (15) fließt, und im geschlossenen Zustand des Ventils (19) Schmiermittel im Reservoir (14) gespeichert wird und die zirkulierende Schmiermittelmenge reduziert wird, einen Aktuator (8) zur Steuerung der Reibungskupplung (5) und des Ventils (19), wobei der Aktuator (8) einen Rampenmechanismus (43) mit einem drehend antreibbaren Stellring (45) und einem im Drehsinn zumindest abstützbaren Stützring (44) aufweist, die eine Rampenstruktur aufweisen, um eine Drehbewegung des Stellrings (45) in eine Translationsbewegung umzusetzen, und wobei der Stellring (45) mit dem Betätigungselement (9) antriebsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenstruktur und die Betätigungskontur (11 ) derart gestaltet sind, dass durch Verdrehen des Stellrings (45) von einem Anfangsdrehwinkel (ßO), in welcher der Stellring (45) und der Stützring (44) aneinander angenähert sind, zu einem Zwischendrehwinkel (ß1 ) das Ventil (19) vollständig geöffnet wird und die Reibungskupplung (5) von einer vollständig geöffneten (PO) in eine teilweise geschlossene Position (P1 ) überführt wird, und durch Verdrehen des Stellrings (45) in einem zweiten Drehbereich (b2) über den Zwischendrehwinkel (ß1 ) hinaus bis zu einem Enddrehwinkel (ß2), das von der Reibungskupplung (5) übertragbare Drehmoment variabel einstellbar ist, wobei das Ventil (19) vollständig geöffnet bleibt. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmoment, das von der Reibungskupplung (5) übertragbar ist, wenn sich der Stellring (45) in der Zwischendrehposition befindet, kleiner als 10 % des maximalen Drehmoments der Reibungskupplung (5) ist. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung (5) ein Lamellenpaket (37) und eine Druckplatte (39) zum Beaufschlagen des Lamellenpakets (37) gegen eine Stützplatte (38) aufweist, wobei die Druckplatte (39) von dem Stellring (45) von einer Offenposition (PO), in der die Reibungskupplung (5) vollständig geöffnet ist, über eine Ansprechposition (P1 ), in der ein Lüftspiel der Reibungskupplung (5) überbrückt ist, in eine Schließposition (P2), in der die Reibungskupplung (5) vollständig geschlossen ist, axial bewegbar ist, wobei die Rampenstruktur so gestaltet ist, dass durch Drehen des Stellrings (45) in die Zwischendrehposition (ß1) die Druckplatte (39) zumindest etwa in die Ansprechposition (P1 ) bewegt wird. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Drehwinkelbereich (b1 ) zwischen der Anfangsdrehposition (ßO) und der Zwischendrehposition (ß1 ) kleiner ist als ein zweiter Drehwinkelbereich (b2), in dem das von der Reibungskupplung (5) zu übertragende Drehmoment bis zum Erreichen der Enddrehposition (ß2) variabel einstellbar ist. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drehwinkelbereich (b2) größer als das 1 ,5-fache und kleiner als das 5-fache des ersten Drehwinkelbereichs (b1 ) ist. Antriebsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehwinkelbereich (b1 ) größer als 3° und kleiner als 30° ist. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenstruktur im ersten Drehwinkelbereich (b1 ) eine mittlere Steigung (a1 ) aufweist, die größer ist als eine mittlere Steigung (a2) im zweiten Drehwinkelbereich (b2). Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vollständig geöffnete Zustand des Ventils (19) durch einen axialen Endanschlag (31 ) des Stellglieds (20) definiert ist, gegen den das Stellglied (20) mittels einer Feder (52) beaufschlagt wird. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (9) das Stellglied (20) beim Schließen der Reibungskupplung (5) freigibt, so dass das Stellglied (20) von der Feder (52) gegen den Endanschlag (31 ) in die Offenstellung überführt wird, und eine Fluidverbindung (16, 17) geöffnet wird. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (20) des Ventils (19) bei Verdrehen des Stellrings (45) im ersten Drehwinkelbereich (b1 ) mit der Betätigungskontur (1 1 ) berührend zusammenwirkt, und bei Verdrehen des Stellrings (45) im zweiten Drehwinkelbereich (b2) berührungslos zur Betätigungskontur (1 1 ) des Betätigungselements (9) ist. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (9) einteilig mit dem Stellring (45) gestaltet ist. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (9) starr mit dem Stützring (44) verbunden ist. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass von dem drehend antreibbaren Stellring (45) und dem im Drehsinn abstützbaren Stützring (44) einer axial abgestützt ist und der andere axial verschiebbar ist, wobei der Stellring (45) und der Stützring (44) auf ihren einander zugewandten Stirnflächen eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Kugelrillen (40, 49) aufweisen, die jeweils in Draufsicht auf die Stirnflächen, ausgehend von einem Bereich größter Rillentiefe, in gleicher Umfangsrichtung eine abnehmende Tiefe haben, wobei in Paaren von einander gegenüberliegenden Kugelrillen jeweils eine Kugel (41 ) aufgenommen ist, über die sich der Stellring (45) und der Stützring (44) gegeneinander axial abstützen. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenstruktur von Stellring (45) und Stützring (44) derart gestaltet ist, dass bei Verdrehen des Stellrings (45) vom Anfangsdrehwinkel (ßO) zum Zwischendrehwinkel (ß1 ) der im Drehsinn abstützbare Stützring (44) gemeinsam mit dem Stellring (45) mit dreht, wobei der axiale Abstand zwischen Stellring (45) und Stützring (44) unverändert bleibt, und der Stützring (44) dann gegen einen Drehanschlag () zur Anlage kommt, wobei ein weiteres Verdrehen des Stellrings (45) im zweiten Drehbereich (b2) in eine axiale Bewegung zum Beaufschlagen der Reibungskupplung (5) umgesetzt wird. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Rastmittel (50) vorgesehen sind, um eine Nullpunktlage des Rampenmechanismus (43) in der Anfangsdrehposition (ßO) zu definieren. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (19) tangential zum Betätigungselement (9) ausgerichtet ist.