DE102017003905A1 - Achsgetriebesystem, Antriebsachsensystem und Kraftfahrzeug - Google Patents

Achsgetriebesystem, Antriebsachsensystem und Kraftfahrzeug Download PDF

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Mattias Ingesson
Tobias Bergdal
Johan Gestner
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Abstract

Achsgetriebesystem (8) zur Verteilung von Drehmoment zwischen einer vorderen Antriebsachse und einer hinteren Antriebsachse in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (11), eine vordere Abtriebswelle (12) zum übertragen von Drehmoment von der Antriebswelle auf die vordere Antriebsachse, eine hintere Abtriebswelle (15) zum übertragen von Drehmoment von der Antriebswelle auf die hintere Antriebsachse, ein zur gemeinsamen Drehung mit der hinteren Abtriebswelle verbundenes Verbindungsrad (16), ein das Verbindungsrad stützendes erstes Kegelrollenlager (19), ein die Antriebswelle im Verbindungsrad stützendes zweites Kegelrollenlager (20), ferner umfassend ein zwischen einer eingerückten Stellung, in der das Verbindungsrad und die Antriebswelle zur gemeinsamen Drehung verbunden sind, und einer ausgerückten Stellung, in der das Verbindungsrad und die hintere Abtriebswelle nicht verbunden sind, bewegliches Verbindungsmittel (22).

Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Achsgetriebesystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Antriebsachsensystem umfassend solch ein Achsgetriebesystem und ein Kraftfahrzeug. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung ein Achsgetriebesystem zur Verwendung in einem Antriebsachsensystem in der Form eines Zwei- oder Dreifachachsfahrwerks, das heißt einem Fahrwerk mit jeweils zwei und drei Antriebsachsen.
  • HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
  • Ein herkömmliches Antriebsachsensystem in der Form beispielsweise eines Zwei- oder Dreifachachsfahrwerks eines Kraftfahrzeugs umfasst zwei oder mehr Antriebsachsen, die ausgebildet sind, von einer mit einer Kraftquelle verbundenen einzelnen Antriebswelle angetrieben zu werden. Bei einem Zweifachachsfahrwerk umfasst das Fahrwerk zwei Antriebsachsen, die häufig als eine vordere Hinterachse und eine hintere Hinterachse bezeichnet werden. Die vordere Hinterachse und die hintere Hinterachse umfassen jeweils ein Paar Antriebswellen, an denen ein oder mehrere Räder des Kraftfahrzeugs montiert sind. Vordere und hintere Hinterachse umfassen ferner einen Differentialgetriebesatz, der es den Fahrzeugrädern an jeder Antriebsachse ermöglicht, sich mit verschiedenen Drehzahlen zu drehen. Ferner wird üblicherweise ein Achsgetriebesystem umfassend Mittel zum Verteilen von Drehmoment zwischen der vorderen und hinteren Hinterachse, beispielsweise ein Zwischenachsdifferential, bereitgestellt. Das Zwischenachsdifferential ermöglicht es den Rädern der zwei Antriebsachsen, sich mit gegenseitig verschiedenen Drehzahlen zu drehen, und kompensiert dadurch Schlupf, Kurvenfahrt, ungleiche Reifen usw.
  • EP2942224 offenbart eine weitere Konfiguration eines Antriebsachsensystems und eines Achsgetriebesystems. Gemäß dieser Konfiguration sind vordere und hintere Hinterachse durch eine wirksam mit einer Rutschkupplung gekoppelte Welle verbunden. Die Menge des Drehmoments, die auf die hintere Antriebshinterachse übertragen wird, kann somit durch den Grad des Einrückens der Rutschkupplung gesteuert werden, wodurch Schlupf usw. kompensiert werden kann.
  • Ein Drehmoment-Verteilungssystem, das Schlupf usw. kompensiert, ist in vielen Anwendungen nützlich; die zuvor beschriebenen Konfigurationen sind aber relativ komplex und umfassen eine Vielzahl von teuren Komponenten. Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise für Lastkraftwagen, etwa Langstrecken-Lastkraftwagen, die zum Transportieren von Fracht auf relativ ebenen Straßen vorgesehen sind, sind solch komplexe Drehmoment-Verteilungssysteme überflüssig. Das Gesamtgewicht solcher Fahrzeuge kann sich aber je nach Gewicht der transportierten Fracht und je nachdem, ob das Fahrzeug beladen ist oder nicht, erheblich unterscheiden. Wenn das Fahrzeug schwer beladen ist, ist es wünschenswert, beide Antriebsachsen zu verwenden; wenn das Fahrzeug aber keine Ladung befördert, ist es gegebenenfalls wünschenswert, die hintere Antriebshinterachse vom Boden abzuheben und das Fahrzeug ausschließlich mit der vorderen Antriebshinterachse anzutreiben, um die Verluste im Antriebsstrang des Fahrzeugs zu verringern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen einer in wenigstens einigen Aspekten verbesserten Lösung zur Verteilung von Drehmoment zwischen zwei Antriebsachsen eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere besteht eine Aufgabe im Bereitstellen einer robusten Lösung zur Verteilung von Drehmoment zwischen zwei Antriebsachsen, die weniger komplex als die zuvor beschriebenen Lösungen nach dem Stand der Technik ist und die sich für unter Ladebedingungen angetriebene Kraftfahrzeuge eignet, die sich im Laufe der Zeit ändern, wie etwa bei Lastkraftwagen, die fallweise mit und fallweise ohne Ladung fahren.
  • Zumindest die Hauptaufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch das zuvor definierte Achsgetriebesystem erfüllt, das ferner ein zwischen einer eingerückten Stellung, in dem das Verbindungsrad und die Antriebswelle zur gemeinsamen Drehung verbunden sind, und einer ausgerückten Stellung, in der das Verbindungsrad und die hintere Abtriebswelle nicht verbunden sind, bewegliches Verbindungsmittel umfasst. Somit kann in der eingerückten Stellung Drehmoment auf beide Antriebsachsen übertragen werden, so dass beide Antriebsachsen die gleiche Drehzahl aufweisen, während in der ausgerückten Stellung Drehmoment nur auf die vordere Antriebsachse und nicht auf die hintere Antriebsachse übertragen werden kann. Das heißt die Antriebswelle und die hintere Abtriebswelle sind entweder über das Verbindungsrad und das Verbindungsmittel verbunden und drehen sich in diesem Fall als eine Einheit, oder nicht verbunden, so dass kein Drehmoment auf die hintere Abtriebswelle übertragen werden kann. Das Verbindungsmittel ist für ein schlupffreies Einrücken ausgebildet, das heißt es sind keine Zwischenstellungen zwischen der eingerückten und ausgerückten Stellung verfügbar.
  • Das Achsgetriebesystem gemäß der Erfindung stellt eine robuste Antriebseinheit zur Verwendung in beispielsweise einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs dar. Es weist weniger bewegliche Teile auf und ist dadurch weniger komplex und robuster als ein herkömmliches Achsgetriebesystem umfassend ein Zwischenachsdifferential. Es nimmt auch weniger Platz ein. Es ermöglicht das Deaktivieren einer hinteren Antriebshinterachse eines Antriebsachsensystems umfassend das vorgeschlagene Achsgetriebesystem, wenn die Bedingungen so sind, dass dies erwünscht ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Kraftfahrzeug ohne Ladung fährt und das Verwenden einer Antriebsachse ausreicht. Wenn die hintere Antriebshinterachse keine Verbindung aufweist und somit inaktiv beim Antreiben des Kraftfahrzeugs ist, kann die inaktive hintere Hinterachse je nach Bedingungen entweder angehoben werden, um den Rollwiderstand zu verringern, oder als eine passive Stützachse verwendet werden. Die schlupffreie Konfiguration des Verbindungsmittels bietet eine sehr zuverlässige Lösung zum Verbinden und Lösen der hinteren Antriebsachse unter Verwendung einer geringen Zahl von Komponenten.
  • Das zweite Kegelrollenlager dient zum Übertragen von Längskräften zwischen der Antriebswelle und dem Verbindungsrad umfassend Vorspannkräfte und Getriebekräfte in eingerückter und ausgerückter Stellung. Längskräfte können ferner über das erste Kegelrollenlager auf beispielsweise ein Gehäuse des Achsgetriebesystems übertragen werden. Das zweite Kegelrollenlager stützt die Antriebswelle stabil und überträgt wirksam Längskräfte unter Verwendung einer geringen Zahl von Komponenten und trägt somit zur Robustheit des Achsgetriebesystems gemäß der Erfindung bei.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verbindungsmittel eine um die Antriebswelle angeordnete Hülse, wobei die Hülse entlang einer Längsachse der Antriebswelle beweglich ist. Die Hülse bietet viele Möglichkeiten zum Bewirken einer zuverlässigen wählbaren Verbindung zwischen der Antriebswelle und der hinteren Abtriebswelle.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Hülse mit in auf der Antriebswelle angeordneten Keilwellenprofilen eingreifenden Keilnabenprofilen ausgestattet, wodurch eine wirksame Verbindung zwischen der Antriebswelle und der Hülse hergestellt wird, so dass sich diese als eine Einheit drehen.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Keilnabenprofile der Hülse ausgebildet, in der eingerückten Stellung einerseits in die auf der Antriebswelle angeordneten Keilwellenprofile und andererseits in auf dem Verbindungsrad angeordneten Keilwellenprofilen einzugreifen. In der eingerückten Stellung sind die Antriebswelle und die hintere Abtriebswelle dadurch sicher miteinander verriegelt und drehen sich als eine Einheit.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Hülse und das Verbindungsrad mit Zähnen ausgestattete Endflächen auf, die ausgebildet sind, ineinander einzugreifen, wenn sich das Verbindungsmittel in der eingerückten Stellung befindet. Die Hülse dient somit als eine Kupplungshälfte und das Verbindungsrad als weitere Kupplungshälfte, die zusammen eine schlupffreie Kupplung wie eine Klauenkupplung bilden. Dies stellt eine alternative Möglichkeit zum Bewirken einer schlupffreien Verbindung zwischen der Antriebswelle und der hinteren Abtriebswelle dar.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Achsgetriebesystem ferner eine zum Bewegen des Verbindungsmittels zwischen der eingerückten Stellung und der ausgerückten Stellung bei Empfang eines Signals ausgebildete Steuervorrichtung. Somit kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs einfach ein Signal beispielsweise durch Drücken einer Taste o. Ä. ausgeben, dass es erwünscht ist, das Verbindungsmittel auszurücken oder einzurücken.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindungsform umfasst das Achsgetriebesystem ferner ein Gehäuse, in dem das Verbindungsrad und die Antriebswelle gestützt sind und in dem das Verbindungsmittel angeordnet ist. Das Gehäuse schützt die Komponenten und verlängert dadurch ihre Lebensdauer.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Achsgetriebesystem ferner ein drittes Lager zum Stützen der Antriebswelle im Gehäuse. Das dritte Lager ist geeigneterweise vor erstem und zweitem Lager an der Stelle angeordnet, an der die Antriebswelle in das Gehäuse eintritt. Vorzugsweise weist es die Form eines Kegelrollenlagers auf. Zusammen mit erstem und zweitem Kegelrollenlager ist es zum Übertragen von während der Drehmomentübertragung auf das Gehäuse entstehenden Längskräften ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die vordere Abtriebswelle parallel zur Antriebswelle. Die vordere Abtriebswelle ist mit der Antriebswelle beispielsweise über Verteilergetriebeelemente verbinden, die immer im Eingriff sind. Eine Drehung der Antriebswelle führt somit immer zu einer Drehung der vorderen Abtriebswelle. Je nachdem, ob sich das Verbindungsmittel in einer eingerückten oder einer ausgerückten Stellung befindet, wird einiges oder sämtliches Antriebsdrehmoment über die vordere Abtriebswelle übertragen. Die Menge von über die vordere Abtriebswelle übertragenem Drehmoment hängt in der eingerückten Stellung von Axialdruck, Reibung usw. ab, beträgt aber üblicherweise ca. 50% des gesamten übertragenen Drehmoments.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird wenigstens die zuvor beschriebene Hauptaufgabe durch ein Antriebsachsensystem umfassend wenigstens ein vorgeschlagenes Achsgetriebesystem, wenigstens eine von der vorderen Abtriebswelle angetriebene vordere Antriebsachse und wenigstens eine von der hinteren Abtriebswelle angetriebene hintere Antriebsachse erfüllt. Vorteile und vorteilhafte Merkmale solch eines Antriebachsensystems gehen aus der vorhergehenden Beschreibung in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Achsgetriebesystem hervor. Selbstverständlich kann ebenfalls eine vorderste Antriebsachse, die an einer Vorderseite des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und kein Teil dieses Antriebsachsensystems ist, verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Antriebsachsensystem ein Tandemantriebssystem. Bei solch einem System sind zwei Antriebsachsen mit einem einzelnen Achsgetriebesystem gekoppelt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Antriebsachsensystem zumindest zwei der Achsgetriebesysteme und wenigstens drei von den wenigstens zwei Achsgetriebesystemen angetriebene Antriebsachsen. In diesem Fall kann ein vorderes Achsgetriebesystem und ein hinteres Achsgetriebesystem zusammen mit einer vorderen, einer mittleren und hinteren Antriebshinterachse bereitgestellt werden. Wenn sich das Verbindungsmittel des vorderen Achsgetriebesystems in der ausgerückten Stellung befindet, sind mittlere und hintere Antriebshinterachse inaktiv, das heißt das gesamte Drehmoment wird von der Antriebswelle auf die vordere Antriebshinterachse übertragen, ungeachtet der Stellung des Verbindungsmittels des hinteren Achssystems. Wenn sich das Verbindungsmittel des vorderen Achsgetriebesystems in der eingerückten Stellung befindet, wird je nach Stellung des Verbindungsmittels des hinteren Achsgetriebesystems Drehmoment auf alle Antriebsachsen oder auf vordere und mittlere Antriebshinterachse übertragen. Somit kann mit diesem Antriebsachsensystem zwischen einer, zwei und drei Antriebshinterachsen gewechselt werden. Es können natürlich auch eine oder mehrere zusätzliche Achsgetriebesysteme und Antriebsachsen verbunden werden.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kraftfahrzeug umfassend das vorgeschlagene Antriebsachsensystem, wobei das Kraftfahrzeug vorzugsweise ein schweres Kraftfahrzeug wie ein Bus oder ein Lastkraftwagen, beispielsweise ein zum Befördern von Ladung auf einem Anhänger ausgebildeter Langstrecken-Lastkraftwagen, ein Militär-Lastkraftwagen, ein Bau- oder Verteiler-Lastkraftwagen, ein Lastkraftwagen für den Einsatz in der Forstwirtschaft oder im Bergbau usw. ist. Das Kraftfahrzeug kann ein mit einem Verbrennungsmotor angetriebenes Kraftfahrzeug oder ein vollständig oder teilweise mit einer elektrischen Energiequelle angetriebenes Kraftfahrzeug wie ein Hybridfahrzeug sein.
  • Andere vorteilhafte Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung ist nachfolgend beispielhaft in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1a zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsachsensystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 1b zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsachsensystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 2a–b zeigen ein Achsgetriebesystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 3a–b zeigen ein Achsgetriebesystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Ein beispielhaftes Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in 1a dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine zum Lenken des Fahrzeugs ausgebildete Vorderachse 2 und ein Paar von daran montierten Vorderrädern 3. Es umfasst ferner einen Antriebsstrang 4 umfassend einen Motor 5, ein Getriebe 6 und ein Antriebsachsensystem 7. Das Antriebsachsensystem 7 umfasst ein Achsgetriebesystem 8, eine vordere Antriebsachse 9 und eine hintere Antriebsachse 10. An jeder Antriebsachse ist eine Radbaugruppe umfassend vier Räder 3 montiert, so dass das Kraftfahrzeug 1 insgesamt zehn auf drei Achsen 2, 9, 10 verteilte Räder 3 umfasst.
  • Jede Antriebsachse 9, 10 kann ein Achsdifferential, das ein Drehen der linken und rechten Radbaugruppe mit gegenseitig verschiedenen Drehzahlen ermöglicht, umfassen oder nicht. Solche Konfigurationen entsprechen dem Stand der Technik und sind daher nicht näher beschrieben.
  • Ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in 1b dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 1a dargestellten lediglich dadurch, dass es ein Antriebsachsensystem 7 umfassend ein vorderes Achsgetriebesystem 8 und ein hinteres Achsgetriebesystem 8, eine vordere Antriebsachse 9, eine hintere Antriebsachse 10 und eine mittlere Antriebsachse 31 aufweist. Wie zuvor in Bezug auf 1 beschrieben kann jede Antriebsachse 9, 10, 31 ein Achsdifferential umfassen oder nicht.
  • Achsgetriebesysteme 8 gemäß einer ersten und einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils in 2a2b und 3a3b dargestellt. In beiden Ausführungsformen ist eine Antriebswelle 11 mit einer Längsdrehachse C zur Übertragung von Drehmoment vom Motor 5 auf das Antriebsachsensystem 7 angeordnet. Eine vordere Abtriebswelle 12 in der Form eines Ritzels ist zum Übertragen von Drehmoment von der Antriebswelle 11 auf die vordere Antriebsachse 9 ausgebildet. Drehmoment wird von der Antriebswelle 11 auf die vordere Abtriebswelle 12 über ein Verteilergetriebe mit einem ersten Getriebeelement 13 montiert zur gemeinsamen Drehung mit der Antriebswelle 11 und einem zweiten Getriebeelement 14 zur gemeinsamen Drehung mit der vorderen Abtriebswelle 12 übertragen. Eine hintere Abtriebswelle 15 ist zum selektiven Übertragen von Drehmoment von der Antriebswelle 11 auf die hintere Antriebsachse 10 ausgebildet. Vordere und hintere Abtriebswelle 12, 15 erstrecken sich beide parallel zur Antriebswelle 11; aber die vordere Abtriebswelle 12 ist zur Antriebswelle 11 seitlich versetzt, während die hintere Abtriebswelle 15 die Längsdrehachse C mit der Antriebswelle 11 teilt.
  • Ein Verbindungsrad 16 ist zur gemeinsamen Drehung mit der hinteren Abtriebswelle 15 durch ineinander eingreifende Keile 17 verbunden. Das Verbindungsrad 16 ist in einem die Komponenten des Achsgetriebesystems 8 umgebenden Gehäuse 18 durch ein erstes Kegelrollenlager 19 mit zylinderförmigen Wälzkörpern 19a gestützt.
  • Der Innenring 19b ruht auf einer im Verbindungsrad angeordneten Schulter und der Außenring 19c ruht auf dem Gehäuse 18. Das erste Kegelrollenlager 19 ist vom Verbindungsrad 16 in Richtung der hinteren Abtriebswelle 15 verjüngt. Die Antriebswelle 11 ist im Verbindungsrad 16 mit einem zweiten Kegelrollenlager 20 gestützt, das kleiner als das erste Rollenlager 19 ist, aber ansonsten ähnlich. Das zweite Kegelrollenlager 20 weist zylinderförmige Wälzkörper 20 auf und der Innenring ruht auf einer in der Antriebswelle 11 angeordneten Schulter, während der Außenring auf einer im Verbindungsrad 16 angeordneten Schulter ruht. Das zweite Kegelrollenlager 20 ist von der Antriebswelle 11 in Richtung der hinteren Abtriebswelle 15 verjüngt. Die Antriebswelle 11 ist ferner im Gehäuse 18 mit einem in einem vorderen Teil des Gehäuses 18 angeordneten dritten Kegelrollenlager 21 gestützt. Das dritte Kegelrollenlager 21 ist von einer Innenseite des Gehäuses 18 in Richtung der Antriebswelle 11 verjüngt.
  • Ein Verbindungsmittel in der Form einer Hülse 22 mit Keilnabenprofilen ist um einen Keilwellenprofil-Abschnitt 23 der Antriebswelle 11 angeordnet. Hülse 22 und Antriebswelle 11 können sich somit aufgrund der ineinander eingreifenden Keile als eine Einheit drehen.
  • In der in 2a und 2b dargestellten ersten Ausführungsform weist die Hülse 22 eine zur einer axialen Endfläche 25 des Verbindungsrads 16 zeigende axiale Endfläche 24 auf. Beide Endflächen 24, 25 sind mit Zähnen 26, 27 ausgestattet. Die Hülse 22 ist entlang der Längsachse C zwischen einer in 2a dargestellten ausgerückten Stellung und einer in 2b dargestellten eingerückten Stellung beweglich. In der eingerückten Stellung stehen die Endflächen 24, 25 in Kontakt und die auf der Endfläche 25 des Verbindungsrads 16 angeordneten Zähne 27 verzahnen sich mit den auf der Endfläche 24 der Hülse 22 angeordneten Zähnen 26, so dass sich das Verbindungsrad 16 und die Antriebswelle 11 als eine Einheit drehen. Dadurch drehen sich ebenfalls die Antriebswelle 11 und die hintere Abtriebswelle 15 als eine Einheit. In der ausgerückten Stellung stehen die Zähne 26, 27 auf den Endflächen 24, 25 nicht in gegenseitigem Eingriff. Das Verbindungsrad 16 und die Antriebswelle 11 sind somit nicht zur gemeinsamen Drehung verbunden und es ist somit kein Drehmoment auf die hintere Abtriebswelle 15 übertragbar.
  • In der in 3a und 3b dargestellten zweiten Ausführungsform ist das Verbindungsrad 16 mit einem Keilwellenprofil-Abschnitt 28 ausgebildet, der zum Eingriff in die Keilnabenprofile der Hülse 22 ausgebildete Keile aufweist. Die Hülse 22 ist zwischen einer in 3a dargestellten ausgerückten Stellung und einer in 3b dargestellten eingerückten Stellung beweglich. In der ausgerückten Stellung stehen die Keilnabenprofile der Hülse 22 nur in Eingriff mit den Keilwellenprofilen der Antriebswelle 11. In der eingerückten Stellung überlappt die Hülse 22 teilweise mit dem Keilwellenprofil-Abschnitt 23 der Antriebswelle 11 und dem Keilwellenprofil-Abschnitt 28 des Verbindungsrads 16. Dadurch greifen die Keilnabenprofile der Hülse 22 in die auf der Antriebswelle 11 angeordneten Keile als auch in die auf dem Verbindungsprofil 16 angeordneten Keile ein und Antriebswelle 11, Verbindungsrad 16 und hintere Abtriebswelle 15 drehen sich als eine Einheit.
  • Die Bewegung der Hülse 22 zwischen eingerückter und ausgerückter Stellung wird in beiden dargestellten Ausführungsformen durch eine Steuervorrichtung 29 mit einer zum Bewegen der Hülse 22 ausgebildeten Stellgliedgabel 30 bewirkt. Die Steuervorrichtung 29 ist zum Empfang eines Eingabesignals von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 und auf der Basis dieses Eingabesignals Steuern der Stellgliedgabel 30, so dass sie eine der zwei möglichen Stellungen einnimmt, wodurch die Hülse 22 zwischen der eingerückten und der ausgerückten Stellung bewegt wird, ausgebildet. Das Eingabesignal kann eine Steuerung des Fahrzeugs zum Senden eines Signals an die Steuervorrichtung 29 veranlassen. Das Signal kann ein elektrisches Signal oder ein pneumatisches oder hydraulisches Drucksignal sein. In beiden Ausführungsformen wird die Hülse 22 in Richtung der hinteren Abtriebswelle 15, um in die eingerückte Stellung gebracht zu werden, und in die andere Richtung, um in die ausgerückte Stellung gebracht zu werden, bewegt.
  • Während der Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle 11 und der vorderen Abtriebswelle 12 und/oder der hinteren Abtriebswelle 15 werden Längskräfte umfassend beispielsweise Vorspannkräfte und Getriebekräfte von der Antriebswelle 11 über das zweite Kegelrollenlager 20 auf das Verbindungsrad 16 übertragen, ungeachtet dessen, ob sich die Hülse 22 in der eingerückten Stellung oder in der ausgerückten Stellung befindet. Die Längskräfte werden ferner auf das Gehäuse 18 über erstes und drittes Kegelrollenlager 19, 21 übertragen. Dies ist in beiden dargestellten Ausführungsformen der Fall.
  • Beim in 1a dargestellten Kraftfahrzeug 1 verteilt das Achsgetriebesystem 8 Drehmoment zwischen der vorderen Antriebsachse 9 über die vordere Abtriebswelle 12 und der hinteren Antriebsachse 10 über die hintere Abtriebswelle 15.
  • Beim in 1b dargestellten Kraftfahrzeug 1 verteilt das Achsgetriebesystem 8 entsprechend einem der in 2a2b und 3a3b dargestellten Achsgetriebesysteme 8 Drehmoment zwischen der vorderen Antriebsachse 9 über die vordere Abtriebswelle 12 und der mittleren sowie hinteren Antriebsachse 31, 10 über die hintere Abtriebswelle 15. Das Achsgetriebesystem 8 ebenfalls entsprechend einem der in 2a2b und 3a3b dargestellten Achsgetriebesysteme 8 verteilt Drehmoment zwischen der mittleren Antriebsachse 31 über die vordere Abtriebswelle 12 und der hinteren Antriebsachse 10 über die hintere Abtriebswelle 15. Wenn sich das Verbindungsmittel des vorderen Achsgetriebesystems 8 in der ausgerückten Stellung befindet, wird Drehmoment ausschließlich auf die vordere Antriebsachse 9 übertragen. Wenn sich das Verbindungsmittel des vorderen Achsgetriebesystems 8 in der eingerückten Stellung befindet, wird Drehmoment auf das hintere Achsgetriebesystem 8 über die hintere Abtriebswelle 15 übertragen, die als Antriebswelle 11 des hinteren Achsgetriebesystems 8 dient. Je nach Stellung des Verbindungsmittels des hinteren Achsgetriebesystems 8 wird somit Drehmoment auf die mittlere Antriebsachse 31 und die hintere Antriebsachse 10 oder ausschließlich die mittlere Antriebsachse 31 übertragen.
  • Die zum Lenken des Fahrzeugs ausgebildete Vorderachse kann ebenfalls als eine Antriebsachse ausgebildet sein; in diesem Fall umfasst das Fahrzeug wenigstens drei Antriebsachsen.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich keinesfalls auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und einem Fachmann können zahlreiche mögliche Modifizierungen von dieser ersichtlich sein, ohne dass eine Abweichung vom Umfang der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert vorliegt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2942224 [0003]

Claims (14)

  1. Achsgetriebesystem (8) zur Verteilung von Drehmoment zwischen einer vorderen Antriebsachse (9) und einer hinteren Antriebsachse (10) in einem Kraftfahrzeug (1), umfassend – eine Antriebswelle (11), – eine zum übertragen von Drehmoment von der Antriebswelle (11) auf die vordere Antriebsachse (9) ausgebildete vordere Abtriebswelle (12), – eine zum übertragen von Drehmoment von der Antriebswelle (11) auf die hintere Antriebsachse (10) ausgebildete hintere Abtriebswelle (15), – ein zur gemeinsamen Drehung mit der hinteren Abtriebswelle (15) verbundenes Verbindungsrad (16), – ein das Verbindungsrad (16) stützendes erstes Kegelrollenlager (19), – ein die Antriebswelle (11) im Verbindungsrad (16) stützendes zweites Kegelrollenlager (20), dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst – ein zwischen einer eingerückten Stellung, in dem das Verbindungsrad (16) und die Antriebswelle (11) zur gemeinsamen Drehung verbunden sind, und einer ausgerückten Stellung, in der das Verbindungsrad (16) und die hintere Abtriebswelle (15) nicht verbunden sind, bewegliches Verbindungsmittel (22).
  2. Achsgetriebesystem nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsmittel (22) eine um die Antriebswelle (11) angeordnete Hülse (22) umfasst, wobei die Hülse (22) entlang einer Längsachse (C) der Antriebswelle (11) beweglich ist.
  3. Achsgetriebesystem nach Anspruch 2, wobei die Hülse (22) mit in auf der Antriebswelle angeordneten Keilwellenprofilen (11) eingreifenden Keilnabenprofilen ausgestattet ist,
  4. Achsgetriebesystem nach Anspruch 3, wobei die Keilnabenprofile der Hülse (22) ausgebildet sind, in der eingerückten Stellung einerseits in die auf der Antriebswelle (11) angeordneten Keilwellenprofile und andererseits in auf dem Verbindungsrad (16) angeordneten Keilwellenprofilen einzugreifen.
  5. Achsgetriebesystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Hülse (22) und das Verbindungsrad (16) mit Zähnen (26, 27) ausgestattete Endflächen (24, 25) aufweisen, die ausgebildet sind, ineinander einzugreifen, wenn sich das Verbindungsmittel (22) in der eingerückten Stellung befindet.
  6. Achsgetriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine zum Bewegen des Verbindungsmittels (22) zwischen der eingerückten Stellung und der ausgerückten Stellung bei Empfang eines Signals ausgebildete Steuervorrichtung (29).
  7. Achsgetriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Gehäuse (18), in dem das Verbindungsrad (16) und die Antriebswelle (11) gestützt sind und in dem das Verbindungsmittel (16) angeordnet ist.
  8. Achsgetriebesystem nach Anspruch 7, ferner umfassend ein die Antriebswelle (11) im Gehäuse (18) stützendes drittes Lager (21).
  9. Achsgetriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die vordere Abtriebswelle (12) parallel zur Antriebswelle (11) erstreckt.
  10. Antriebsachsensystem (7), umfassend wenigstens ein Achsgetriebesystem (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenigstens eine von der vorderen Abtriebswelle (12) angetriebene vordere Antriebsachse (9) und wenigstens eine von der hinteren Abtriebswelle (15) angetriebene hintere Antriebsachse (10).
  11. Antriebsachsensystem nach Anspruch 10, wobei das Antriebsachsensystem (7) ein Tandemantriebssystem ist.
  12. Antriebsachsensystem nach Anspruch 10, umfassend wenigstens zwei der Achsgetriebesysteme (8) und wenigstens drei von den wenigstens zwei Achsgetriebesystemen (8) angetriebene Antriebsachsen (9, 10, 31).
  13. Kraftfahrzeug (1), umfassend ein Antriebsachsensystem (7) nach einem der Ansprüche 10–12.
  14. Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, wobei das Kraftfahrzeug (1) ein schweres Kraftfahrzeug wie ein Bus oder ein Lastkraftwagen ist.
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