AT 007 476 U1
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein allradgetriebenes Fahrzeug, bestehend aus einem Motor-Getriebe-Block und einem diesem nachgeschalteten Verteilergetriebe, das ein Zentraldifferential mit einem Eingangsglied und zwei Ausgangsgliedern enthält, von denen das erste über einen ersten Teilstrang mit dem Achsdifferential einer ersten angetriebenen Achse und 5 das zweite über einen zweiten Teilstrang mit dem Achsdifferential einer zweiten angetriebenen Achse antriebsverbunden ist. Das ist die bei Allradfahrzeugen, egal ob der Antriebsstrang in Längs- oder Querbauweise konfiguriert und ob er für ein Geländefahrzeug oder für ein schnelles Straßenfahrzeug bestimmt ist, die normale Anordnung.
Welche Konfiguration auch immer gewählt ist, eine der Achsen muss über eine Gelenkwelle 10 angetrieben werden. Diese kann sehr lang sein und sehr hohe Drehzahlen erreichen, insbesondere bei einem schnellen Straßenfahrzeug bis zu 10 000 Umdrehungen pro Minute. Bei Längsanordnung sind in der Regel zwei Gelenkwellen, eine nach vorne und eine nach hinten, dann hat man sogar zwei hochtourige Gelenkwellen. Für sehr hohe Drehzahlen geeignete Kardanwellen müssen extrem biegesteif sein - das heisst sehr stark dimensioniert - und müssen vor dem Einbau, aber 15 auch nach jedem Eingriff in benachbarte Teile, genauestens ausgewuchtet werden.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung zu schaffen, die diesen Nachteil vermeidet. Sie soll unter Beibehaltung sämtlicher Eingriffsmöglichkeiten und ohne wirtschaftliche Nachteile - insbesondere Einbußen am Wirkungsgrad - eine Reduktion der Drehzahl der Gelenkwelle(n) ermöglichen. 20 Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass im Verteilergetriebe zwischen dem zweiten Ausgangsglied des Zentraldifferentiales und dem zweiten Teilstrang eine Untersetzung ins Langsame vorgesehen ist. Dadurch wird - stark vereinfacht gesagt - die Drehzahl des einen Teilstranges beziehungsweise der einen Gelenkwelle gesenkt, und durch die Wirkung des Zentraldifferentiales auch die des anderen Teilstranges beziehungsweise der anderen Gelenkwelle. 25 Zwar ist es aus dem AT-B- 407 027 bekannt, durch einseitige Übersetzungsänderung einen Geländegang zu schaffen, in dem dann auch bei schlupfloser Geradeausfahrt das Differential wirkt. Dort ist die Untersetzung ins Langsame aber am abtriebsseitigen Ende der Gelenkwelle, und nur im Geländegang. Bei Geländefahrzeugen aber stellt sich das der Erfindung zugrundeliegende Problem nicht. Andererseits ist es aus der EP-A1- 128 695 bekannt, ein Zentraldifferential zwi-30 sehen dem Motor und dem Schaltgetriebe anzuordnen, um die Drehmomentverteilung zwischen den beiden angetriebenen Achsen dem jeweils geschalteten Gang anzupassen. Abgesehen vom Schaltgetriebe ist hier keine Untersetzung ins Langsame vorgesehen.
Die erfindungsgemäß angeordnete Übersetzung ins Langsame löst nicht nur das der Erfindung zugrundeliegende Problem, sie hat auch den Vorteil, dass ein konsequent für dauernde Wirkung 35 ausgelegtes Zentraldifferential einen höheren Wirkungsgrad hat, die dauernde stationäre (also nicht abwälzende und daher nicht gedämpfte) Belastungen der Zähne vermeidet und sensibler anspricht. Ausserdem sind die Verluste in der Übersetzung kleiner, weil sie nur einen Teil der Gesamtleistung überträgt und nur diese Teilleistung verlustbehaftet ist.
Darüber hinaus bleiben so alle Steuereingriffe möglich, siehe weiter unten. In diesem Sinne ist 40 das Zentraldifferential am besten ein parallelachsiges dreiwelliges beziehungsweise dreigliedriges Planetengetriebe (Anspruch 2). Ein Planetendifferential lässt sich besonders reibungsarm gestalten und erlaubt, nebst allen sonstigen Vorteilen, auch die Auslegung für eine bestimmte Drehmomentverteilung zwischen den beiden angetriebenen Achsen. Für diese sind ja nur die Standübersetzung des Planetengetriebes und die Achsuntersetzungen maßgebend. 45 Eine für Antriebsstränge in konventioneller Längsanordnung besonders vorteilhafte Ausfüh rungsform, bei der das Planetengetriebe aus einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger mit Planetenrädern besteht, besteht darin, dass das zweite Ausgangsglied bildende Sonnenrad mit einem koaxialen Primärrad drehfest verbunden ist, wobei das Primärrad mit einem Sekundärrad die Untersetzung ins Langsame herstellt (Anspruch 3). Die Untersetzung mit Primär-50 rad und Sekundärrad ergibt den in dieser Anordnung nötigen seitlichen Versatz (und/oder Höhenversatz) für den zweiten Teilstrang, wenn dieser am Motor und Schaltgetriebe vorbei zur Vorderachse führt. Sie erfordert also keinen zusätzlichen Bauaufwand und gestattet eine Wahl der Untersetzung ins Langsame in einem breiten Bereich.
Je nach Größe der Untersetzung und gewünschtem Drehsinn gibt es für die treibende Verbin-55 düng zwischen Primärrad und Sekundärrad verschiedene Möglichkeiten. Eine besteht darin, dass 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 AT 007 476 U1 die Untersetzung ins Langsame ein das Primärrad und das Sekundärrad treibend verbindendes Zugband, eine Kette oder dergleichen umfasst (Anspruch 4); eine andere besteht darin, dass das Primärrad und das Sekundärrad der Untersetzung ins Langsame Zahnräder sind (Anspruch 5). Bei größerem Achsversatz und höherer Untersetzung ins Langsame besteht eine besonders vorteilhafte und ausbaufähige Lösung darin, dass die Untersetzung ins Langsame eine Zwischenwelle mit zwei festen Zahnrädern aufweist, wovon das erste mit dem Primärzahnrad und das zweite mit dem Sekundärzahnrad kämmt (Anspruch 6). Ausbaufähig ist diese Lösung, weil in deren Weiterbildung eine Sperrung des Längsdifferentiales, eine Beeinflussung der Drehmomentverteilung, und sogar ein zeitweises Antreiben der Vorderachse mit etwas höherer Drehzahl möglich ist. Diese Weiterbildung besteht darin, dass das mit dem Sekundärzahnrad kämmende Zahnrad der Zwischenwelle mit einem mit der Zentralachse des Planetengetriebes koaxialen Sperrzahnrad kämmt, welches über eine Kupplung mit dem Eingangsglied des Planetengetriebes verbindbar ist, wobei die Zähnezahl des Sperrzahnrades geeignet gewählt ist (Anspruch 7). Die Kupplung kann formschlüssig oder eine steuerbare Lamellenkupplung sein. Für die teilweise Sperrung sind die Zähnezahlen so gewählt, dass die Drehzahl des Sperrenzahnrades bei schlupfloser Geradeausfahrt des Fahrzeuges gleich der des Eingangsgliedes ist (Anspruch 8). Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar: Fig. 1: Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges, Fig. 2: Detail A in einer ersten Ausführungsform, Fig. 3: Detail A in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 4: Detail A in einer dritten Ausführungsform. In Fig. 1 ist der Motor mit 1 und das Schaltgetriebe mit 2 bezeichnet, sie bilden zusammen den Motor-Getriebeblock. An diesen schließt ein Verteilergetriebe 3 an, das ein Zentraldifferential 4 und eine Untersetzung 5 enthält. Von dem Zentraldifferential 4 führt ein erster Teilstrang 6 und ein zweiter Teilstrang 7 zu den angetriebenen Achsen. Der Teilstrang 6 wird von einer ersten Gelenkwelle 11 gebildet, die über ein erstes Achsdifferential 13 eine erste angetrieben Achse 12 (hier die Hinterachse) treibt. Der zweite Teilstrang 7 wird von einer zweiten Gelenkwelle 14 gebildet, die zu einer zweiten angetriebenen Achse 15 (hier die Vorderachse) führt und dort ein zweites Achsdifferential 16 antreibt. Fig. 2 zeigt das Innere des Verteilergetriebes 3, nämlich das Zentraldifferential 4 und die Untersetzung 5. Das Zentraldifferential 4 ist ein dreigliedriges Planetengetriebe, hier ein Stirnrad -Planetengetriebe. Es besteht aus einer Eingangswelle 20, einem mit dieser drehfest verbundenen Eingangsglied 21, hier der Planetenträger mit Planetenrädem 22, einem ersten Ausgangsglied 23, hier das Hohlrad, und einem zweiten Ausgangsglied 24, hier das Sonnenrad. Das Sonnenrad 24 ist über eine Hohlwelle 25 mit einem Primärrad 26 verbunden. Dieses treibt über ein Zugband oder dergleichen ein Sekundärrad 27. Das ist hier die Untersetzung 5. Das erste Ausgangsglied 23 ist drehfest mit der ersten Gelenkwelle 11 verbunden, das Gelenk ist nicht mehr dargestellt. Das zweite Ausgangsglied 24. Die beiden Räder 26,27 sind der Art des Zugbandes 27 entsprechend ausgebildete, insbesondere verzahnte Räder. Deren Radien bzw. Zähnezahlen sind derart gewählt, dass sich eine Untersetzung ins Langsame ergibt. Das heisst, die zweite Gelenkwelle 14 des zweiten Teilstranges 7 dreht sich langsamer als die Eingangswelle 20. Fig. 3 unterscheidet sich von der vorgehenden nur dadurch, dass die Untersetzung ins Langsame 5 aus einem Primärzahnrad 36 und einem Sekundärzahnrad 37 und einem Zwischenzahnrad 38 anstelle des Zugbandes besteht. In Fig. 4 ist das Zentraldifferential 4 unverändert. Der Unterschied besteht in dem daran anschließendem Teil. Das zweite Ausgangsglied 24 des Planetengetriebes treibt ein Primärzahnrad 46, welches über eine Zwischenwelle 48 mit einem ersten Zahnrad 49 und einem zweiten Zahnrad 50 das Sekundärrad 47 antreibt. Dabei kämmt das erste Zahnrad 49 mit dem Primärzahnrad 46 und das zweite Zahnrad 50 mit dem Sekundärzahnrad 47, welches mit der zweiten Gelenkwelle 14 des zweiten Teilstranges 7 antriebsverbunden ist. Das zweite Zahnrad 50 treibt zusätzlich noch ein Sperrenzahnrad 51, welches mit dem Außenteil 53 einer Lamellenkupplung 52 drehfest verbunden ist. Der Innenteil beziehungsweise die Innenlamellen 54 der Lamellenkupplung 52 sind mit der Eingangswelle 40 drehfest verbunden und 3 55