DE19538661C1 - Verteilergetriebe mit zwei Stufen - Google Patents

Description

Die Erfindung handelt von einem Verteilergetriebe, das aus einem Gehäuse, einer Eingangswelle, einem als Planetengetriebe ausgebildeten Stufengetriebe dessen Sonnenrad mit der Eingangs­ welle antriebsverbunden ist, einem Zentraldifferential und ei­ ner ersten und einer zweiten Ausgangswelle für den Antrieb je einer Achse eines Allradfahrzeuges besteht.

Derartige Verteilergetriebe finden in geländegängigen Fahrzeu­ gen Verwendung, sie sind meist in Fahrzeuglängsrichtung einge­ baut, können es aber auch in Fahrzeugquerrichtung sein. Bei de­ ren Auslegung besteht das Problem, die Untersetzung im Gelände­ gang und die Drehmomentverteilung zwischen den Achsen den fahr­ dynamischen Erfordernissen anzupassen und konstruktiv zu ver­ wirklichen, vor allem wenn Planetengetriebe Verwendung finden.

Ein gattungsgemäßes Verteilergetriebe ist beispielsweise aus der DE 41 06 203 A1 bekannt. Das Stufengetriebe ist als einfa­ ches Planetengetriebe ausgebildet, dessen Planetenträger mit dem Zentraldifferential antriebsverbunden ist und bei dem im Straßengang Planetenträger und Sonnenrad miteinander gekuppelt sind, im Geländegang hingegen Hohlrad und Gehäuse. Bei dieser Konstruktion und vernünftiger Auslegung ist nur ein Unterset­ zungsverhältnis über 2,6 zu verwirklichen. Das ist auch für schweres Gelände zu hoch und gestattet kein synchronisiertes Schalten; man muß das Fahrzeug anhalten, um in den Geländegang zu schalten. Nebstbei ist auch die Schaltvorrichtung durch die nötige Anzahl und Anordnung von Schiebekupplungen aufwendig.

Wenn man hingegen ein einfaches Planetengetriebe über das Hohl­ rad antreibt, ist bei vernünftiger Auslegung nur ein Unterset­ zungsverhältnis unter 1,5 zu verwirklichen, was zu wenig ist, um das für Geländefahrt erforderliche Drehmoment zu erreichen. Außerdem ist man bestrebt, die Anordnung so zu treffen, daß das Planetengetriebe im häufiger gebrauchten Straßengang ohne inne­ res Abrollen umläuft.

Ähnliche Einschränkungen bestehen bei der Auslegung eines Pla­ netendifferentiales hinsichtlich der Drehmomentenverteilung. In dem seltenen Fall, daß die Drehmomente zu den beiden Achsen gleich sein sollen, kann für ein gattungsgemäßes Verteilerge­ triebe auch ein Zentraldifferential in Kegelradbauweise gemäß DE 41 13 965 C2 gewählt werden.

Es ist daher Ziel der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verteiler­ getriebe so auszubilden, daß optimale Drehzahl und Drehmomen­ tenverhältnisse erreichbar sind, bei möglichst geringem Bauauf­ wand und Raumbedarf.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Planetenträ­ ger des Stufengetriebes Paare miteinander kämmender Planetenrä­ der aufweist und wahlweise mit dem Gehäuse oder dem Hohlrad kuppelbar ist, und daß das Hohlrad mit dem Zentraldifferential antriebsverbunden ist. Es handelt sich somit um ein Planetenge­ triebe mit Doppelplanetenrädern, wodurch das Untersetzungsver­ hältnis in weiten Grenzen variiert werden kann. So ist auch der sonst nur schwer zu verwirklichende optimale Bereich um die Untersetzung 2, bei der auch noch eine Synchronisierung möglich ist, erreichbar. Die wahlweise Kupplung des Planetenträgers mit Gehäuse oder Hohlrad erlaubt eine einfache und platzsparende Schaltung mit nur einem Organ.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zentraldifferen­ tial als weiteres Planetengetriebe ausgebildet, ist das Hohlrad des Stufengetriebes mit dem Hohlrad des Zentraldifferentiales fest verbunden und der Planetenträger des Zentraldifferentiales ist mit der ersten Ausgangswelle und das Sonnenrad des Zentral­ differentiales ist mit der zweiten Ausgangswelle verbunden (Anspruch 2). Diese ist besonders platzsparend und gestattet die Anpassung an bestimmte Drehmomentverteilungsverhältnisse. Sie gestattet es auch, in einfacher Weise verschiedene Sperr­ kupplungen vorzusehen.

Wenn weiters der Planetenträger des Zentraldifferentiales eben­ falls Paare miteinander kämmender Planetenräder aufweist (Anspruch 3), sind alle praktisch erforderlichen Drehmomentver­ teilungen erreichbar, wobei auch eine Kostenreduktion durch Gleichteile möglich ist. Die Ausbildung der beiden Hohlräder als ein gemeinsames Hohlrad (Anspruch 4) bringt weitere Kosten­ reduktion und Platzersparnis.

In einer vorteilhaften Ausbildung ist die zweite Ausgangswelle über eine Transmission mit einer versetzt angeordneten Achsan­ triebswelle verbunden (Anspruch 5). Diese für längs angeordnete Triebwerke typische Ausbildung ist durch die erfindungsgemäße Getriebekonstruktion besonders begünstigt.

In Weiterbildung der Erfindung ist koaxial mit den beiden Planetengetrieben eine Sperrkupplung angeordnet, die zwischen erster und zweiter Ausgangswelle wirkt und die auf der der Ein­ gangswelle abgekehrten Seite des Zentraldifferentiales angeord­ net ist (Anspruch 6). So wird die ungestörte Wirkung und gute Zugänglichkeit erreicht, was besonders vorteilhaft ist, wenn die Sperrkupplung eine Flüssigkeitsreibungskupplung ist (Anspruch 7).

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 Ein schematischer Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform,

Fig. 2 Die zugehörige konstruktive Ausbildung.

In Fig. 1 ist das Gehäuse eines erfindungsgemäßen Verteilerge­ triebes mit 1 bezeichnet. Es weist an einer Seite eine Ein­ gangswelle 2 und auf der anderen Seite koaxial eine erste Aus­ gangswelle 3 und eine zweite Ausgangswelle 4 auf, von der aus eine Achsantriebswelle 5, etwa zum Antrieb der Vorderachse, angetrieben wird. Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich ein Stufengetriebe 6, ein von diesem angetriebenes Zentraldifferen­ tial 7, eine Transmission 8 zum Antrieb der Achsantriebswelle 5, eine Sperrkupplung 9 und eine Schaltvorrichtung 10 für das Stufengetriebe 6. Die Transmission 8 weist in der Fig. 1 ein Zwischenzahnrad 11 zum Antrieb der Achsantriebswelle 5 auf. Die Glieder der beiden als Planetengetriebe ausgeführten Getriebe 6, 7 werden anhand von Fig. 2 beschrieben, da die Ausführungs­ formen der beiden Figuren bis auf die abweichende Transmission 8 identisch sind.

In Fig. 2 ist die Eingangswelle 2 drehfest mit einer hohlen Sonnenradwelle 12 verbunden, die an ihrem von der Eingangswelle 2 abgewandten Ende ein Sonnenrad 13 bildet. Ein Planetenträger 14 weist erste Planetenräder 15 und zweite Planetenräder 16 auf, die miteinander kämmen und wovon die ersten Planetenräder 15 mit dem Sonnenrad 13 und die zweiten Planetenräder 16 mit einem Hohlrad 17 kämmen. Die zweiten Planetenräder 16 sind nur in Fig. 1 erkennbar, in Fig. 2 sind sie nicht sichtbar, da in Umfangsrichtung versetzt. Die Glieder 13 bis 17 bilden das als Doppelplanetengetriebe ausgebildete Stufengetriebe 6.

Das ebenfalls als Doppelplanetengetriebe ausgebildete Zentral­ differential 7 besteht aus einem mit dem Hohlrad 17 des Stufen­ getriebes 6 starr verbundenen oder einstückigen Hohlrad 20, ei­ nem erste Planetenräder 21 und zweite Planetenräder 22 tragen­ den Planetenträger 23 und einem Sonnenrad 25. Die zweiten Pla­ netenräder 22 sind wieder nur in Fig. 1 sichtbar. Der Plane­ tenträger 23 ist über eine Keilverzahnung 24 mit der ersten Ausgangswelle 3 drehfest verbunden und gegenüber dem Planeten­ träger 14 des Stufengetriebes 6 drehbar gelagert. Das Sonnenrad 25 ist über die zweite Ausgangswelle 4, die hier nur ein hohler Stummel ist, mit der Transmission 8 verbunden. Die Transmission 8 besteht aus einem Abtriebszahnrad 26 für einen Zahnriemen 27, der ein Transmissionszahnrad 28 auf der Achsantriebswelle 5 an­ treibt. Von letzterem ist aus Gründen der Darstellung nur die untere Hälfte zu sehen und der Achsabstand von Abtriebszahnrad 26 und Transmissionszahnrad 28 verkürzt.

Das Abtriebszahnrad 26 ist beiderseits im Gehäuse gelagert und über eine Keilverzahnung 30 mit dem Außenteil 31 einer Flüssig­ keitsreibungskupplung antriebsverbunden. Deren Innenteil 33 ist über eine Keilverzahnung 34 mit der ersten Ausgangswelle 3 drehfest verbunden. Im Inneren der von den Teilen 31, 33 gebil­ deten Flüssigkeitsreibungskupplung befindet sich ein Paket 32 von abwechselnd mit dem einen und dem anderen Teil drehfest verbundenen Lamellen.

Die Schaltvorrichtung 10 für das Stufengetriebe 6 befindet sich auf der Seite der Eingangswelle 2 und umgibt diese. Der Plane­ tenträger 14 des Stufengetriebes 6 ist über eine Keilverzahnung 40 mit einem Kuppelzahnrad 41 mit entsprechender Außenverzah­ nung 42 verbunden, das im Gehäuse in geeigneter Weise gelagert ist. In die Verzahnung 42 greift eine diese umgebende ver­ schiebbare Schaltmuffe 43 mit einer entsprechenden Außennut für den Eingriff einer nicht abgebildeten Schaltgabel. Die Schalt­ muffe 43 ist in starker Linie in der Neutralstellung N einge­ zeichnet, in der das Stufengetriebe 6 nicht durchtreibt.

An diese Verzahnung 42 schließt auf einer Seite (im Bild links) ein erster Kuppelteil 44 an, der als gehäusefester Zahnring ausgebildet und dem eine Synchronisiervorrichtung 45 vorgeord­ net ist. Auf der anderen Seite (im Bild rechts) schließt ein zweiter Kupplungsteil 46 an, der mit dem Hohlrad 17 des Stufen­ getriebes 6 drehfest verbunden und dem wieder eine Synchroni­ siervorrichtung 47 vorgeordnet ist.

Wird nun die Schaltmuffe 43 nach links verschoben, also in die strichliert angedeutete Stellung gebracht, so verbindet sie die Verzahnung 42 des Kuppelzahnrades 41 unter Zwischenschaltung der Synchronvorrichtung 45 mit dem ersten Kupplungsteil 44, also mit dem Gehäuse. Das ist die Stellung L, der langsame Gang oder Geländegang.

Wird die Schaltmuffe 43 hingegen aus der Neutralstellung N nach rechts verschoben, so verbindet sie die Verzahnung 42 des Kup­ pelzahnrades 41 mit dem zweiten Kupplungsteil 46, wodurch Pla­ netenträger 14 und Hohlrad 17 des Stufengetriebes 6 gegeneinan­ der blockiert sind, dieses also als Ganzes ohne inneres Rollen umlauft. Das ist die Schaltstellung H, der Straßengang.

Das beschriebene Verteilergetriebe zeichnet sich durch beson­ ders geringen Platzbedarf und eine einfache Schaltvorrichtung aus. Es kann sowohl längs als auch quer in einem Kraftfahrzeug untergebracht sein.

Claims (7)

1. Verteilergetriebe bestehend aus einem Gehäuse (1), einer Eingangswelle (2), einem als Planetengetriebe ausgebildeten Stufengetriebe (6) dessen Sonnenrad (13) mit der Eingangswelle (2) antriebsverbunden ist, einem Zentraldifferential (7) und einer ersten (3) und einer zweiten (4) Ausgangswelle (3, 4) für den Antrieb je einer Achse eines Allradfahrzeuges, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Planetenträger (14) des Stufengetriebes (6) Paare miteinander kämmender Planetenräder (15, 16) aufweist und wahlweise mit dem Gehäuse (1) oder dem Hohlrad (17) kuppel­ bar ist, und daß das Hohlrad (17) mit dem Zentraldifferential (7) antriebsverbunden ist.

2. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentraldifferential (7) als weiteres Planetengetriebe ausgebildet ist, daß das Hohlrad (17) des Stufengetriebes (6) mit dem Hohlrad (20) des Zentraldifferentiales (7) fest verbun­ den ist und daß der Planetenträger (23) des Zentraldifferen­ tiales (7) mit der ersten Ausgangswelle (3) und das Sonnenrad (25) des Zentraldifferentiales mit der zweiten Ausgangswelle (4) verbunden ist.

3. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (23) des Zentraldifferentiales (7) eben­ falls Paare miteinander kämmender Planetenräder (21, 22) auf­ weist.

4. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlräder (17, 20) als ein gemeinsames Hohlrad ausgebildet sind.

5. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ausgangswelle (4) über eine Transmission (8) mit einer versetzt angeordneten Achsantriebswelle (5) verbunden ist.

6. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial mit den beiden Planetengetrieben (6, 7) eine Sperrkupplung (9) angeordnet ist, die zwischen erster (3) und zweiter (4) Ausgangswelle (3, 4) wirkt und auf der der Eingangs­ welle (2) abgekehrten Seite des Zentraldifferentiales (7) ange­ ordnet ist.

7. Verteilergetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkupplung (9) eine Flüssigkeitsreibungskupplung ist.